江西省上饶市第一中学2021-2022学年高一上学期期末模拟物理试题（一）（Word版附解析）

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一、单选题
1. 下列关于加速度的说法，正确的是（ ）
A. 加速度越大，速度变化量越大
B. 加速度逐渐减小，速度可以逐渐增大
C. 加速度方向保持不变，速度方向也一定保持不变
D. 运动学中加速度和动力学中加速度 都用了比值法定义
【答案】B
【解析】
【详解】A．速度变化量与加速度无关，A错误；
B．若加速度方向与速度方向相同，加速度逐渐减小，速度逐渐增大，B正确；
C．若加速度方向与速度方向相反，加速度方向保持不变，当速度减小到零时，速度方向可能发生改变，C错误；
D．是加速度的决定式，不是加速度的定义式，D错误。
故选B。
2. 俄罗斯“能源”火箭航天集团专家称，人类能在20年后飞往火星。若一物体从火星表面竖直向上抛出（不计空气阻力，物体只受重力时的加速度为重力加速度）时的位移时间图像如图所示，则有（ ）
A. 该物体上升的时间为10s
B. 该火星表面的重力加速度大小为1.6
C. 该物体被抛出时初速度大小为5.0
D. 该物体从抛出到落回火星表面时的速度变化量大小为8
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，物体上升的最高点距火星表面20m，上升时间为5s，故A错误；
B．由
可得该火星表面的重力加速度大小为
故B正确；
C．由
该物体被抛出时的初速度大小为
故C错误；
D．根据竖直上抛运动的对称性可知该物体从抛出到落回火星表面时的速度变化量大小为
故D错误。
故选B。
3. 如图，从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面（取向上为正方向，不计空气阻力，重力加速度g取）。下面叙述正确的是（ ）
A. 小球整个过程的位移为3m
B. 小球抛出的初速度为10m/s
C. 小球下降过程比上升过程的速度变化快
D. 小球整个过程中速度的变化量为
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球整个过程的位移为
A错误；
B．由于小球上升5m后回落，根据位移速度公式
代入数据，解得
B正确；
C．小球运动过程中的加速度始终是重力加速度，所以小球下降过程和上升过程的速度变化一样快。C错误；
D．根据位移时间公式，可得小球落到地面的速度为
解得
方向向下；
故小球整个过程中速度的变化量为
D错误。
故选B。
4. 空中的下落运动是常见的运动现象，正是通过对下落运动的研究，伽利略否定了亚里斯多德的谬误，开创了物理学研究的科学方法：牛顿继承了伽利略的研究成果及科学方法，吸收了这一时代其他科学家的研究成果，集物理学研究之大成，形成不朽的《自然哲学的数学原理》。某物体由静止开始下落，运动中只受重力作用。以运动开始时刻为计时起点，则下列结论正确的是（ ）
A. 计时开始后内、内、内的位移之比为1∶3∶5
B. 计时开始后末、末、末的速度之比为1∶3∶5
C. 计时开始后第内、第内、第内的平均速度之比为1∶3∶5
D. 计时开始后内、内、内的时间之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据自由落体公式得，计时开始后内、内、内的位移之比为，A错误；
B．根据自由落体公式得，计时开始后末、末、末的速度之比为，B错误；
C．根据初速度为零匀变速直线运动连续相等时间内的位移关系为，由得第内、第内、第内的平均速度之比为1∶3∶5，C正确；
D．根据自由落体公式得
计时开始后内、内、内的时间之比为，D错误。
故选C。
5. 如图所示，质量均为m的A、B两个小球，用细线悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，三根细线长度相等，现对小球A施加一个作用力F，两小球均处于静止状态时，三根细线均处于拉直状态，且OB恰好沿竖直方向，重力加速度为g，则作用力F的最小值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】以B为研究对象，若细线AB中有拉力，则细线OB无法保持竖直，所以细线AB中无拉力，由几何关系知
以A为研究对象，受重力，细线的拉力和所求力，根据三力平衡条件知：任意两个力的合力必定与第三个力等大、反向、共线，所以当与垂直时，有最小值，如图所示
结合几何关系可得
故C正确，ABD错误。
故选C。
6. 用两根细绳连接一小球，小球始终处于静止状态，细绳与竖直方向的夹角为，保持不变，拉力用表示，细绳从竖直位置开始缓慢沿顺时针旋转，细绳的拉力和对应角度的关系如图，g取，下列说法正确的是（ ）
A. 当时，细绳的拉力
B. 当时，细绳拉力
C. 缓慢顺时针旋转过程中，细绳的拉力的最小值为
D. 缓慢顺时针旋转过程中，细绳的拉力的最小值为
【答案】C
【解析】
【详解】动态分析图如下
由图可知，当，细绳OA的拉力F1为零，可得
如上图所示，当时，拉力F2最小，此时F1和F2垂直，F2最小值为
可得
当时，有
根据平衡条件可得
可得细绳OB的拉力为
故C正确，ABD错误。
故选C。
7. 如图所示，m、M两物体叠放在光滑水平面上，两物体间动摩擦因数为μ=0.2，已知它们的质量m=2kg，M=1kg，力F作用在m物体上（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2），则（ ）
A. 当时，两物体即将发生相对运动
B. 当时，两物体一定发生相对运动
C. 当时，M物体的加速度为
D. 当时，m物体的加速度为
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．当m、M刚要滑动时，静摩擦力达到最大值，设此时它们加速度为，力F，根据牛顿第二定律，对M有
对m、M整体有
所以当
时，m、M相对静止，一起向右匀加速运动，ABC错误；
D．当
时，m物体的加速度为
D正确。
故选D。
二、多选题
8. 如图所示，A、B两物体的重力分别是GA=5 N，GB=6 N。A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧的弹力F=2 N，则细线中的张力FT及地面对B的支持力FN的可能值分别是（ ）
A. 3 N和8 NB. 7 N和8 NC. 7 N和4 ND. 3 N和4 N
【答案】AC
【解析】
【详解】若弹簧开始处于伸长状态，对B分析，由平衡条件可得，地面对B的支持力FN为
细线中的张力FT为
若弹簧开始处于压缩状态，对B分析，由平衡条件可得，地面对B的支持力FN为
细线中的张力FT为
所以AC正确；BD错误；
故选AC。
9. 如图所示，带有固定挡板P和定滑轮的木板垫高后与水平面夹角为θ=30º，质量为2m的物块A与挡板P之间有一轻质弹簧（弹簧与P、A不连接），细线跨过定滑轮，一端连接着质量为m的B，另一端连接着轻质挂钩（细线在滑轮左侧部分与木板平行、右侧部分竖直），A、B处于静止状态。现将钩码C挂于挂钩上，静止释放后，发现C的速度最大时，A、B恰好分离。已知木板足够长，所有摩擦不计，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. C质量大小为
B. C轻挂于挂钩瞬间，A、B间挤压力变为原来的一半
C. 细绳张力最大值为
D. 只要C的质量足够大，就可以在C挂上去的同时A、B就分离
【答案】CD
【解析】
【详解】A．C的速度最大时，加速度为0，此时有
对C受力分析可知绳子拉力
对B受力分析可知
联立解得
故A错误；
B．未挂C时，A、B静止，以A、B整体为研究对象，由平衡方程可知
弹簧弹力方向沿斜面向上，隔离B物体，由受力平衡可知
挂上C时，对C由牛顿第二定律
对A、B整体，由牛顿第二定律
两式联立解得
隔离A，对A由牛顿第二定律
将加速度代入上式，解得
故B错误；
C．由A选项分析可知，绳子最大拉力为
故C正确；
D．若挂上C的瞬间，AB分离，则对A有
可得
BC作为整体有
可得
如果
AB瞬间分离，则有
即当C的质量大于B的质量时，挂上C，AB瞬间分离，故D正确。
故选CD。
10. 如图甲所示，升降机内固定着一个倾角为的光滑斜面，斜面底端安装一个能显示弹簧作用力的传感器、以弹簧受压时传感器示数为正，传感器通过一根轻弹簧连接着一个质量为m的金属球。运动中的升降机突然停止，以停止运动为计时起点，在此后的一段时间内传感器上显示的弹力随时间变化的关系如图乙所示，且金属球运动过程中弹簧始终在弹性限度内，则下列说法中正确的是（ ）
A. 升降机在停止运动前是向下运动的
B. 时间段内金属球做加速运动
C. 时间段内金属球处于失重状态
D. 和两时刻金属球速度大小相等
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由于升降机停止运动前传感器的示数为0，表明弹簧处于原长状态，即升降机有向下的加速度g，而时间段内示数增加，说明弹簧被压缩，即升降机突然停下后金属球由于惯性而向下运动，故停止前升降机是向下运动的，A正确；
B．时间段内弹簧的形变量逐渐增大，但当时金属球所受的合外力为0，即金属球前一段做加速度逐渐减小的加速运动，后一段做加速度逐渐增大的减速运动，B错误；
C．时间段可分为两段，时金属球的加速度为0，前一段时间金属球加速度向上并处于超重状态，后一段时间金属球加速度向下并处于失重状态，C错误；
D．和两时刻弹簧的形变量均为0，金属球在斜面方向上只有重力的分力产生加速度，故两时刻的加速度相同，又由于斜面光滑，系统的机械能守恒，因此两个时刻速度的大小相等，时刻金属球沿斜面向上运动，而时刻金属球沿斜面向下运动，只是二者的方向不同，D正确。
故选AD。
三、实验题
11. “验证力的平行四边形定则”实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳。图乙显示的是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）图乙中的______是力F1和F2的合力的理论数值；______是力F1和F2的合力的实际测量值．
（2）在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果理论值是否会发生变化？答______（选填“变大”、“不变”、“变小”）
（3）本实验采用的科学方法是（ ）（单项选择）
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．物理模型法
（4）下列说法中正确的是（ ）（不定项选择，可能有一个也可能有多个选项）
A．两个分力的值稍大一些较好，便于减小作图误差
B．两个分力的夹角越大越好，同时在实验中应注意弹簧测力计与细线应始终平行纸板但不与纸面接触
C．两分力的夹角应取90较好，便于之后运算中采用勾股定理以验证平行四边形定则
D．在同一实验中，两次实验操作O点的位置不能变动
【答案】 ①. F ②. F/ ③. 不变 ④. B ⑤. AD
【解析】
【详解】（1）[1][2]F是通过平行四边形定则得出的值，为理论值，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，是力F1和F2的合力的实际测量值；
（2）[3]如果将细绳也换成橡皮筋，橡皮筋拉力的大小和方向都不发生变化，实验结果理论值不发生变化；
（3）[4]该实验中两次要求橡皮筋弹性形变效果相同，故实验采用了等效替代的方法；
（4）[5]A.两个分力的值稍大一些较好，便于减小作图误差，A正确；
BC.两个分力的夹角应适当，过大、过小都不利于实验操作，BC错误；
D.为使合力与两个分力同时作用效果相同，两次实验操作O点的位置不能变动，D正确；
故选AD。
12. 某同学设计了如图所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑 块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数 μ，滑块和托盘上分别放有 若干砝码，滑块质量为 M，滑块上砝码总质量为 m′，托盘和盘中砝码的总质量为 m．实验中，滑块在水平 轨道上从 A 到 B 做初速度为零的匀加速直线运动， 重力加速度 g 取 10 m/s2
(1)为测量滑块的加速度 a，需测出它在 A、B 间运动的_________和________，计 算 a 的运动学公式是____．
(2)根据牛顿运动定律得到 a 与 m 的关系为：_________
他想通过多次改变 m，测出相应的 a 值，并利用上式来计算 μ．若要求 a 是 m 的一 次函数，必须使上式中的 _____保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于_________
【答案】 ①. 位移； ②. 时间； ③. ； ④. ⑤. (m'+m)
【解析】
【详解】（1）滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，根据x=at2得a=，所以需要测量的是位移s和时间t．
（2）对整体进行研究，根据牛顿第二定律得：
若要求a是m的一次函数必须使不变，即使m+m′不变，在增大m时等量减小m′，所以实验中应将从托盘中取出的砝码置于滑块上．
【点睛】本题根据先根据牛顿第二定律并结合隔离法求解出加速度的表达式，然后再进行分析讨论，不难．
四、解答题
13. 有些国家的交通管理部门为了交通安全，将500g这一数值（g＝10m/s2）定为死亡加速度以醒世人，意思是如果行车加速度超过此值将有生命危险。这么大的加速度，一般车辆是达不到的，但是在发生交通事故时，将有可能达到这一数值。请你判断，如果某摩托车以36km/h的速度与隔离带发生碰撞，在2×10-3s后静止下来，驾驶员是否有生命危险？
【答案】有生命危险
【解析】
【详解】摩托车碰撞过程做减速运动，初速度为
v0=36km/h=10m/s
则加速度的大小为
可见，摩托车的加速度数值达到了500g，因此驾驶员有生命危险
14. 某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运动．火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g=10m/s2，求：
（1）燃料恰好用完时火箭的速度大小v；
（2）火箭上升离地面的最大高度H；
（3）火箭从发射到返回发射点的时间。
【答案】（1）20m/s；（2）60m；（3）9.46s
【解析】
【详解】（1）火箭点火后做匀加速直线运动，经过4s可知
解得燃料恰好用完时火箭的速度大小
v=20m/s
（2）燃料用完后还能上升的高度
解得火箭上升离地面的最大高度
H=h1+h2=60m
（3）燃料用完后上升的时间
从最高点落地的时间
火箭从发射到返回发射点的时间
15. 张娟娟是中国奥运会射箭项目上第一个冠军，一举打破了中国女子射箭长期以来逢韩不胜的历史，为国家争得了荣誉。某次射箭时，若释放箭瞬间弓弦的拉力为100N，弓弦的张角，其弓弦的拉力如图乙中和所示，对箭产生的作用力如图乙中F所示。已知，忽略箭尾与弓弦之间的摩擦力。
（1）求释放箭瞬间弓弦对箭产生的作用力大小；
（2）如图丙所示，若已知弓的顶部跨度AB为l，且拉弓过程中l保持不变，弦均匀且弹性良好，其自由长度也为l，劲度系数为k；射箭时弦AC与BC长均为l，设弦的弹力满足胡克定律，求释放箭瞬间弓弦对箭产生的作用力大小。
【答案】（1）120N；（2）
【解析】
【详解】（1）以箭与弓弦交点作为受力对象，如图所示
由力的合成法则，得
解得
N
（2）依题意，弦的伸长量为
由胡克定律知，弦上的拉力为
两侧弦之间的夹角为60°，则箭受到的弹力为
【点睛】本题以射箭情景为切入点考查力的合成，考查胡克定律。学生易错点为第二问，容易搞不清形变量，抓住总长减去原长为伸长量，弹力大小处处相等，是做出本题的关键。本题考查了学生的基础知识的应用能力，体现了物理观念，考查了学生的科学思维水平。
16. 如图甲所示为一转动的传送带，传送带以恒定的速率v沿逆时针方向转动。在传送带的左侧边缘的B点有一滑块，若让滑块以初速度冲上传送带，滑块运动的图像如图乙中a所示。若让滑块以初速度冲上传送带，滑块运动的图像如图乙中b所示，重力加速度。
（1）求传送带A、B间的水平距离L和滑块与传送带间的动摩擦因数；
（2）滑块以的速度冲上传送带时，求滑块从冲上B点到返回B点的时间；
（3）滑块以的速度冲上传送带时，求滑块从冲上B点到返回B点传送带上的滑痕。
【答案】（1）32m；0.05；（2）12.5s；（3）25m
【解析】
【详解】（1）由图象中图线b可知，滑块以初速度冲上传送带时，在时刻到达A点，故传送带的长度为
根据图线b，可求得滑块加速度为
滑块由牛顿第二定律可得
解得：滑块与传送带间的动摩擦因数
（2）滑块从冲上B点到滑回B点时，前后两段时间的位移大小相等，方向相反。根据图线a可知，滑块在0~6s和6~ts两段时间的位移大小相等，方向相反，由图像围成的面积表示位移，可得
解得滑块回到B点的时间为
（3）由（2）问可知，滑块滑回B点时间为12.5s，由图线a可知，在10s时，滑块开始匀速运动，即与传送带达到共速，所以可知传送带速度大小为
由图像围成的面积可得0~6s这段时间内，滑块向右滑行的距离为
传送带向左运动的距离为
则该段时间内滑痕为
在6~10s这段时间内，由图像围成的面积可得滑块向左运动的距离为
传送带向左运动的距离为
则该段时间内，滑痕长度为
所以，滑块从冲上B点到返回B点传送带上滑痕长度为