2023-2024学年江苏省南通市海安市实验中学高一（上）学期期末模拟预测物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年江苏省南通市海安市实验中学高一（上）学期期末模拟预测物理试卷（含解析），共17页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列给出的四个表达式中，g表示重力加速度，单位是m/s2；h表示高度，单位是m；x表示位移，单位是m；v表示速度，单位是m/s。下列表达式中，单位是s的有
( )
A. 2ghB. 2h2gC. xvD. vx
2.火车以v0=8m/s的速度匀速行驶，突然前方遇紧急情况关闭发动机做匀减速直线运动，当火车前进了70m时，速度减为v1=6m/s，则再经过70s火车又前进的距离为( )
A. 80mB. 90mC. 120mD. 160m
3.如图所示，甲、乙、丙、丁分别代表四辆车从同一地点同时出发的位移图像和速度图像，则下列说法正确的是( )
A. 甲车做匀加速运动，乙车做匀速运动
B. 0∼t1内，甲车在任一时刻的瞬时速度都不可能等于乙车的速度
C. 在t2时刻丁车与丙车正好相遇
D. v−t图像的“面积”表示位移采用了微元法
4.如图所示，光滑挡板OP、OQ相互垂直，OP竖直放置，小球A、B固定在轻杆的两端．现用水平力F将B向左缓慢推动一小段距离，则此过程中( )
A. 轻杆对A的弹力变大B. 挡板OP对A作用力变大
C. 水平力F变小D. 挡板OQ对B支持力变小
5.如图所示，置于水平地面上质量分别为m1和m2的两物体甲、乙用劲度系数为k的轻弹簧连接，在物体甲上施加水平恒力F，稳定后甲、乙两物体一起做匀加速直线运动，对两物体间弹簧的形变量，下列说法正确的是( )
A. 若地面光滑，则弹簧的形变量等于Fk
B. 若地面光滑，则弹簧的形变量等于m1F(m1+m2)k
C. 若物体甲、乙与地面间的动摩擦因数均为μ，则弹簧的形变量等于μm2gk
D. 若物体甲、乙与地面间的动摩擦因数均为μ，则弹簧的形变量等于m2F(m1+m2)k
6.用两根细线系住一小球悬挂于小车顶部，小车在水平面上做直线运动，球相对车静止。细线与水平方向的夹角分别为α和β(α>β)，设左边细线对小球的拉力大小为T1，右边细线对小球的拉力大小为T2，重力加速度为g，下列说法正确的是
( )
A. 若T1=0，则小车可能在向右加速运动B. 若T2=0，则小车可能在向左减速运动
C. 若T1=0，则小车加速度大小为gtanβD. 若T2=0，则小车加速度大小为gsinα
7.如图所示，小球从斜面的顶端以不同的初速度沿水平方向抛出，落在倾角一定、足够长的斜面上。不计空气阻力，下列说法正确的是
( )
A. 小球落到斜面上时的速度大小与初速度的大小成正比
B. 小球运动到距离斜面最远处所用的时间与初速度的大小无关
C. 当用一束平行光垂直照射斜面，小球在斜面上的投影做匀速运动
D. 初速度越大，小球落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角越大
8.质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A点和C点，如图所示，当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，将绳b烧断的同时轻杆停止转动，则( )
A. 小球将在竖直平面内做匀速圆周运动
B. 小球将在水平面内做匀速圆周运动
C. 若角速度ω较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动
D. 在绳b被烧断的前后，绳a中张力大小不变
9.如图所示，水平圆盘上有两个相同的小木块a和b，a和b用轻绳相连，轻绳恰好伸直且无拉力。OO′为转轴，a与转轴的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是( )
A. a木块所受摩擦力不可能为零
B. a木块所受摩擦力逐渐变大
C. 角速度达到 2μgl时，a、b两木块开始相对圆盘滑动
D. 角速度达到 μgl时，轻绳上开始产生拉力
10.一木块沿一与水平面夹角为α的表面粗糙的传送带运动，其v−t图像如图所示，已知传送带以速率v0逆时针转动，传送带足够长，木块与传送带间的动摩擦因数为μ。则下列说法正确的是( )
A. v−t图像描述的是木块以一定的初速度从传送带的底端开始向上的运动
B. 从v−t图像可知木块的初速度大于v ​0
C. 从v−t图像可知木块与传送带间的动摩擦因数μ>tan α
D. 从v−t图像可以得出木块运动过程中的速度一定有等于v ​0的时刻
11.内壁光滑的圆筒竖直固定，圆筒半径为R，圆筒圆心的正上方悬挂一轻绳，轻绳下悬挂一质量为m的小球，轻绳长度为L=2R，重力加速度为g，现使小球在水平面内做圆周运动，则下列说法正确的是( )
A. 轻绳的拉力随小球角速度的增大而增大
B. 轻绳受到的最大拉力为2mg
C. 当小球的角速度等于 g3R，此时轻绳的拉力大小为2 3mg3
D. 当小球的角速度等于 2g3R，此时侧壁对小球的弹力小于23mg
二、实验题：本大题共2小题，共14分。
12.(1)某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F关系的实验，图甲为实验装置简图。他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法正确的是
( )
A.实验时要平衡摩擦力
B.实验时不需要平衡摩擦力
C.钩码的重力要远小于小车的总重力
D.实验进行时应先释放小车再接通电源
(2)如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图所示。则打C点时小车速度的表达式为__________；该同学计算小车加速度的表达式为_______________。
13.某物理兴趣小组做“探究平抛运动的特点”的实验时，分成两组。
(1)其中一个实验小组使用平抛竖落仪，如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落。A、B两球同时开始运动，多次改变小球距离地面的高度和打击的力度，发现A、B两球均同时落地，下列说法错误的是____。(单选)
A.用小锤打击金属片前，要使A、B两个小球在同一水平面上
B.多次改变打击的力度是为了改变平抛运动的时间
C.多次改变小球距离地面的高度是为了改变平抛运动的时间
D.用耳朵“听”来判断两球落地时刻的先后，比用眼睛“看”要敏锐得多
(2)另一个实验小组的同学让小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到如图乙所示的照片，已知小方格的边长L，重力加速度为g。由图可知，频闪的时间间隔T=____，小球平抛的初速度v0=____，平抛到c点的时间为t=____。
三、计算题：本大题共4小题，共42分。
14.如图所示，在光滑的水平桌面上有一光滑小孔0，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为m=1kg的小球A，另一端连接质量为M=4kg的重物B.求：
(1)当A球沿半径为 R=0.1m的圆做匀速圆周运动，其角速度为ω=10rad/s时，B对地面的压力是多少?
(2)要使B物体对地面恰好无压力，A球的角速度应为多大？(g=10m/s2)
15.一辆货车以v1=25m/s的速度匀速行驶在平直公路上，货车的前方有一辆出租车以v2=15m/s的速度同向行驶，当货车司机发现两车相距x0=20m时，货车司机经t0=0.2s的思考时间后，立即紧急制动开始做匀减速直线运动，加速度大小为2.5m/s2。
(1)若货车经历了t1=2s的刹车时间，求此时两车间的距离；
(2)试判断两车是否会相撞；
(3)若货车刹车t1=2s时，出租车发现险情，立即以2.5m/s2的加速度加速，求这种情况下两车间的最小距离。
16.如图所示，一水平平台AB高h=3m，平台左侧有半径R=0.5m的圆弧形轨道与平台相切，且A恰好为圆轨道最低点。质量为m=2kg的滑块，从圆轨道上某处以一定的初速度滑下，经过圆轨道的最低点A时的速度为vA=5m/s，已知滑块能看成质点，滑块和平台之间的动摩擦因数μ=0.1，平台AB长l=2m，取g=10m/s2，求：
(1)滑块通过圆弧上A点时对轨道的压力；
(2)滑块到达平台末端B点时的速度大小；
(3)滑块离开平台落至水平面时的落点与B点的水平距离。
17.某次班级活动中，进行桌面推木棒游戏，要求用力F水平推木棒，使木棒能在桌面上移动距离最远，且又不能从桌面掉落，假设木棒与桌面的动摩擦因数恒为μ=0.6，推力F=8N，木棒质量m=1kg，木棒长L=0.2m，桌面长s=1.5m，取重力加速度大小g=10m/s2。求：
(1)推力作用时，木棒的加速度；
(2)推力作用下木棒移动1m后，撤去外力F，木棒在桌面上运动的总时间；
(3)第(2)问中木块运动的总距离，判断木块是否从桌面掉落。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查单位的推导。
国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。
【解答】
将各物理量统一到国际单位，代入公式进行运算，
A. 2gh的单位推导为 m/s2m=1s，故A错误；
B. 2h2g的单位推导为 m×mm/s2=s m，故B错误；
C.xv的单位推导为mm/s=s，故C正确；
D.vx的单位推导为m/sm=1s，故D错误。
2.【答案】B
【解析】解：在火车前进70m的过程中
由运动学公式：v12−v02=2ax
得：a=−0.2m/s2
火车从6m/s到停止所需时间t=v1a=60.2s=30sFa，故D错误。
故选：C。
绳b被烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动或圆周运动，绳b被烧断前，a绳中张力等于重力，在绳b被烧断瞬间，a绳中张力与重力的合力提供小球的向心力，而向心力竖直向上，绳b的张力将大于重力；若角速度ω较小，小球原来的速度较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动，若角速度ω较大，小球原来的速度较大，小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动。
本题关键分析清楚绳子b烧断前后小球的运动情况和受力情况，利用牛顿第二定律列式分析即可，难度适中。
9.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了圆盘上物体的圆周运动问题，分析的关键是知道向心力的来源，及绳子上开始有力和物体相对滑动时的临界条件。
根据向心力的来源分析摩擦力的变化和大小关系；根据临界条件计算相对圆盘滑动时的角速度。
【解答】
AB.开始时，两木块各自所受的摩擦力提供向心力，则fa=mlω2，fb=m2lω2，此过程中两木块的摩擦力随角速度增大均增大，
当b摩擦力达到最大时，绳子上开始出现拉力的作用，此时b摩擦力达到最大保持不变，
此时fa+T=mlω2，fbm+T=m2lω2，可知2fa=fbm−T，可知a木块的摩擦力减小到0后反向，故AB错误；
C.当a摩擦力达到最大时，两木块开始相对圆盘滑动，则此时T−fam=mlω2，fbm+T=m2lω2，联立解得ω= 2μgl时，开始相对圆盘滑动，故C正确；
D.当b摩擦力达到最大时，绳子上开始出现拉力的作用，μmg=m2lω2，得到ω= μg2l，所以角速度达到 μg2l时，轻绳上开始产生拉力，D错误。
故选C。
10.【答案】D
【解析】【分析】
从v−t图象可知木块先做加速度较大的加速运动，后做加速度较小的加速运动，则知木块所受摩擦力先沿传送带向下，后沿传送带向上，据木块运动情况及受力情况分析即可。
本题主要考查v−t图象、牛顿第二定律的应用。
【解答】
从v−t图象可知木块先做加速度较大的加速运动，后做加速度较小的加速运动，则知木块所受摩擦力先沿传送带向下，后沿传送带向上，可知v−t图象描述的是木块以一定的初速度从传送带的顶端开始向下的运动，当木块与传送带速度相同时，加速度大小改变，所以木块的初速度小于v0，木块运动过程中的速度一定有等于v0的时刻，因木块先做加速度较大的加速运动，后做加速度较小的加速运动，则可知mgsinα>μmgcsα，即木块与传送带间的动摩擦因数μ g 3R时，随小球角速度增大θ不变，绳子的拉力不变，即当ω= g 3R时，θ最大，此时绳子的拉力最大为Fm=2 33mg，故AB错误；
C.当小球的角速度ω= g3R< g 3R时，小球受绳子的拉力和重力两个力的作用，设轻绳与竖直方向的夹角为α，则有Tsinα=mω2Lsinα
可得T=mω2L，代入数据解得T=23mg，故C错误；
D.当小球的角速度ω= 2g3R> g 3R时，小球受绳子的拉力、重力和桶壁的支持力三个力的作用，由牛顿第二定律有Fmsin30∘+FN=mω2R
可得FN=23mg− 33mgx2+x1则两车会相撞
(3)设货车刹车时间为，两车的速度相等，则
v1−a(t−t0)=v2+a(t−t1)
这段时间内货车的位移
x′1=v1t0+v1(t−t0)−12a(t−t0)2
这段时间内出租车的位移
x2′=v2(t0+t1)+v2(t−t0+t1)−12a(t−t0+t1)2
此时两车间的距离
Δx′=x0+x2′−x1′
解得
Δx′=0.5m。
【解析】本题考查了运动学中的追及问题，关键抓住位移关系，结合运动学公式灵活求解。
追及相遇问题：(i)一定能追上；速度相等时两者距离最大；(ii)有可能追上，在两者速度相等时：①没有追上，此时距离最小；②刚好追上，只能相遇1次或恰好相遇；③超过，相遇2次或在此之前已经发生相撞。从时间、位移、速度三个角度列式求解。
16.【答案】解：(1)设滑块在A点受到的轨道支持力为FN，由牛顿第二定律得
FN−mg=mvA2R
解得FN=120N
由牛顿第三定律知滑块通过圆弧上A点时对轨道的压力大小为
FN′=FN=120N，方向竖直向下
(2)滑块在平台上运动时，根据牛顿第二定律得
μmg=ma
解得a=1m/s2
滑块在平台上做匀减速运动，有vB2−vA2=−2al
解得vB= 21m/s；
(3)滑块离开平台后做平抛运动，设滑块落至水平面时的落点与B点的水平距离为x，运动时间为t。则
x=vBt，h=12gt2
解得x=3 355m。
【解析】本题涉及到三个运动过程，分析清楚物体的运动过程，把握每个过程的物理规律是正确解题的前提与关键。对于平抛运动，要熟练运用运动的分解法研究。
(1)滑块通过圆弧上A点时，由轨道的支持力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求出轨道对滑块的支持力，从而得到滑块对轨道的压力；
(2)滑块在平台上运动时，根据牛顿第二定律求出加速度，由速度−位移公式求滑块到达平台末端B点时的速度大小；
(3)滑块离开平台后做平抛运动，根据下落的高度求出平抛运动的时间，再求滑块落至水平面时的落点与B点的水平距离。
17.【答案】解：(1)由牛顿第二定律F−μmg=ma1 得a1=2m/s 2
(2)推力作用下木棒移动位移x1=1m时，木棒运动的时间由x1=12a1t12
解得t1=1s
此时物体的速度为 v=a1t1=2m/s
撒去外力后木棒的加速度为a2=μg=6m/s2
木棒还能运动的时间 t2=va 2=13s
所以运动的总时间为 t=t1+t2=43s
(3)由上可知木棒运动的总距离： x=x1+v22a2=43m
木棒最多不能超过半根露出桌面边缘，即在桌面上最多只能移动1.4m，而x