2024-2025学年高一上学期物理期末模拟卷02（人教版2019,必修第一册）

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注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．测试范围：人教版2019必修第一册。
4．难度系数：0.7。
第Ⅰ卷 选择题 （共46分）
一、选择题（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1．2024年7月3日22时51分，经过约6.5小时，神舟十八号乘组航天员叶光富、李聪、李广苏密切协同，圆满完成第二次出舱活动。在出舱活动中，航天员李聪打开问天实验舱出舱舱门，开始个人首次太空行走，随后登上机械臂，拆分固定装置后，搭乘机械臂转移至另一工作点。下列说法正确的是（ ）
A．以地球为参考系，李聪是静止的
B．研究李聪在太空行走的细节时，可将李聪看成质点
C．李聪搭乘机械臂转移时，李聪相对机械臂前端静止
D．李聪搭乘机械臂转移时，机械臂可看成质点
【答案】C
【解析】A．以地球为参考系，李聪是运动的，选项A错误；
B．研究李聪在太空行走的细节时，他的形体形状不能忽略不计，不可将李聪看成质点，选项B错误；
C．李聪搭乘机械臂转移时，李聪相对机械臂前端位置不发生变化，即相对机械臂前端静止，选项C正确；
D．李聪搭乘机械臂转移时，机械臂大小形状不能忽略，不可看成质点，选项D错误。
故选C。
2．北京大学著名物理学赵凯华教授曾经说过这样一句话：“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一，也是每个初学物理的人最不易掌握的概念……”。以下关于加速度的说法中正确的是（ ）
A．加速度越大，则在相同的时间内速度改变量就越大
B．加速度增大，则物体的速度也正在增大
C．加速度越大，则物体的速度也越大
D．速率不变，则物体的加速度为零
【答案】A
【解析】A．根据加速度定义式可知加速度越大，则在相同的时间内速度改变量就越大，故A正确；
B．加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动，加速度增大，物体的速度减小，故C错误；
C．加速度与速度无必然联系，加速度越大，物体的速度不一定越大，故C错误；
D．速率不变时，速度的方向可能改变，此时加速度不为0，故D错误。
故选A。
3．一物体从静止开始水平向东运动，图为该物体的v-t图像，下列说法正确的是（ ）
A．第3s内加速度大小为2m/s2，方向水平向西
B．0~5s内的平均速度方向向西，大小为4m/s
C．第4s末质点的运动方向发生改变
D．第1s~3s内和第3s~4s内加速度大小相同，方向相反
【答案】A
【解析】A．在v-t图像中，斜率表示加速度，第3s内加速度大小为
方向水平向西，故A正确；
B．在v-t图像中，图像与时间轴为成的面积等于物体的位移的大小，因此总位移，整个过程的平均速度，方向向东，故B错误；
C．第4s前后质点的速度始终为负值，运动方向没有发生改变，故C错误；
D．第1s~3s内和第3s~4s内加速度大小相同，方向相同，因为斜率相同，故D错误。
故选A。
4．如图是筷子夹鹅卵石时的三个动作示意图，筷子均在同一竖直平面内：图甲中的筷子处于竖直方向，图乙中的筷子处于水平方向，图丙中的筷子处于与水平面成一定夹角的倾斜方向。三个图中的鹅卵石均处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中的鹅卵石受到两个力的作用
B．图乙中上方筷子对鹅卵石的弹力大于鹅卵石对其的弹力
C．图丙中上方筷子对鹅卵石的弹力和下方筷子对鹅卵石的弹力是一对平衡力
D．若图甲中筷子夹着鹅卵石一起向上匀速运动，鹅卵石受到摩擦力方向为竖直向上
【答案】D
【解析】A．图甲中的鹅卵石受到重力、左右两边筷子的压力和摩擦力，共五个力的作用，选项A错误；
B．图乙中上方筷子对鹅卵石的弹力与鹅卵石对其的弹力是相互作用力，等大反向，选项B错误；
C．图丙中上方筷子对鹅卵石的弹力和重力沿垂直筷子方向的分力的合力等于下方筷子对鹅卵石的弹力，可知上方筷子对鹅卵石的弹力和下方筷子对鹅卵石的弹力不是一对平衡力，选项C错误；
D．若图甲中筷子夹着鹅卵石一起向上匀速运动，鹅卵石竖直方向受力平衡，鹅卵石受到摩擦力与重力等大反向，即鹅卵石受到摩擦力方向为竖直向上，选项D正确。
故选D。
5．如图所示，物体静止于光滑水平面上，在两个力作用下沿合力方向运动，分力和均在同一水平面上、其中，一个分力沿着方向，则另一分力的最小值为（ ）
A．B．C．D．0
【答案】A
【解析】当另两分力相互垂直时，另一分力最小，则有
故选A。
6．如图，将铅球放在固定的斜面上，用竖直挡板挡住并使其处于静止状态。不计一切摩擦。下列说法正确的是（ ）
①铅球对斜面的压力大于铅球所受的重力
②铅球对挡板的压力大于铅球对斜面的压力
③若增大斜面倾角，铅球对挡板的压力增大
④若增大斜面倾角，铅球对斜面的压力减小
A．①③B．①④C．②③D．②④
【答案】A
【解析】①②根据题意，对铁球受力分析，如图所示
由平衡条件可得，
因为，则有，
由牛顿第三定律可知，铅球对斜面的压力大于铅球所受的重力，铅球对挡板的压力小于铅球对斜面的压力，故①正确，②错误；
③④若增大斜面倾角，则F增大，FN增大。由牛顿第三定律可知，铅球对挡板的压力增大，铅球对斜面的压力增大，故③正确，④错误。
故选A。
7．如图所示，质量分别为M和m的物块由相同的材料制成，且M＞m，将它们用通过光滑的轻质定滑轮的轻细线连接。如果按图甲放置，则质量为m的物块恰好匀速下降。若将两物块互换位置，如图乙所示，它们的共同加速度大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】由甲图可知，物体m匀速运动，有T=mg，物体M也做匀速运动，则，联立解得，乙图中，对M有，对m有，联立解得，故选A。
8．木块A、B、C并排固定在水平地面上，可视为质点的子弹以水平速度v0射入木块A，子弹在木块A、B、C中运动的时间相等，子弹在木块中运动时加速度恒定，子弹刚好射出木块C，下列说法正确的是（ ）
A．子弹刚射出木块A时的速度大小为
B．木块A、B、C的长度之比为3∶2∶1
C．子弹在木块A中运动的平均速度是在木块C中运动的平均速度的3倍
D．若子弹射入木块A的初速度变为，则子弹将停留在木块A中
【答案】AD
【解析】A．将子弹穿过三个木块的逆过程看做是初速度为零的匀加速运动，设总时间为3t，则v0 = 3at，则子弹刚射出木块A时的速度大小为
选项A正确；
B．根据相等时间的位移关系可知，木块A、B、C的长度之比为5∶3∶1，选项B错误；
C．子弹在木块A中运动的平均速度与在木块C中运动的平均速度之比，选项C错误；
D．根据，若子弹射入木块A的初速度变为，则，解得x = 4l < 5l，即子弹将停留在木块A中，选项D正确。
故选AD。
9．如图所示，木块甲与长木板乙叠放在水平地面上，一固定于墙面上的拉力传感器（能够测量拉力大小）与木块甲相连接，连接拉力传感器和木块甲的细绳与水平方向的夹角为。现用的拉力水平向右拉长木板乙，长木板与木块均静止不动，拉力传感器显示拉力大小。已知木块甲的质量为2.8kg，木块与长木板之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度，，，下列说法正确的是（ ）
A．木块甲受到的摩擦力为6N，方向水平向右
B．木块甲受到的摩擦力为10N，方向水平向左
C．地面对长木板乙的摩擦力为2N，方向水平向右
D．地面对长木板乙的摩擦力为4N，方向水平向左
【答案】AC
【解析】AB.甲与乙均静止不动，故受到静摩擦力的作用。对甲受力分析如图所示
将沿着水平方向分解，有，则木块甲受到的摩擦力为6N，方向水平向右，选项A正确，B错误；
CD.根据牛顿第三定律，甲对乙的摩擦力为6N，方向水平向左，则地面对长木板乙的摩擦力为2N，方向水平向右，选项C正确，D错误。
故选AC。
10．如图甲所示，倾角、底端带有固定挡板的足够长的斜面体置于水平面上，斜面光滑，劲度系数的轻质弹簧，一端固定在斜面体底端挡板上，另一端与小物块A相连，小物块B紧靠着A一起静止在斜面上。现用水平向左的推力使斜面体向左以加速度a做匀加速运动，稳定后弹簧的形变量大小为x，如图乙所示为弹簧形变量x与相应加速度a间的关系图像，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度，，。下列说法正确的是（ ）
A．乙图中
B．物块A的质量
C．物块B的质量
D．当时，斜面体对物块B的支持力与a的关系式为
【答案】ABD
【解析】A．根据图乙可知，加速度为时， 弹簧形变量x为0，即此时弹簧处于原长，对A、B整体分析有，解得，故A正确；
BC．根据图乙，加速度为0时，弹簧压缩量为
A、B处于静止状态，对A、B整体分析有
根据图乙可知，加速度大于时，弹簧处于拉伸状态，此时A、B分离，对A进行分析有
，
解得
结合图乙有
结合上述解得，
故B正确，C错误；
D．结合上述可知，当时，A、B分离，B与斜面在垂直于斜面方向的分加速度相等，对B进行分析，则垂直于斜面方向上，根据牛顿第二定律有
结合上述解得
故D正确。
故选ABD。
第Ⅱ卷 非选择题（共54分）
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。）
11．（8分）某同学设计的“验证力的平行四边形定则”的实验装置，如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。
(1)本实验采用的科学方法是（ ）
A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法
(2)下列说法正确的是（ ）
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条必须沿两绳夹角的角平分线
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
(3)图乙是根据实验结果画出的力的图示，______（选填“F”或“F'”）的方向一定沿AO方向。
(4)坐标纸上画出的两个力F1和F2的图示，如图丙所示，图中小正方形的边长表示2N，则F1和F2的合力F=______N。
【答案】(1)B；(2)C；(3)F′；(4)12.0
【解析】（1）本实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法。
故选B。
（2）A．只要能记录力的方向即可，不需要两根绳子等长，故A错误；
B．实验时因为两个力的大小不一定相同，所以橡皮条不一定在两绳夹角的平分线在同一直线上，故B错误；
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，故C正确。
故选C。
（3）该实验中F是由平行四边形定则得出来的，故存在一定的误差，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定沿AO方向。
（4）以F1和F2为邻边作出的平行四边形的对角线即为两力的合力，所以
12．（8分）如图为孙华和刘刚两位同学设计的一个实验装置，用来探究一定质量的小车其加速度与力的关系。其中电源为50Hz的交流电，一质量为的光滑滑轮用一轻质细杆固定在小车的前端，小车的质量为M，砂和砂桶的质量为m。
(1)此实验中正确的操作是______。
A．实验需要用天平测出砂和砂桶的质量m
B．实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，应先释放小车，再接通电源
D．为减小系统误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)孙华同学以小车的加速度a为纵坐标，力传感器的示数F为横坐标，画出的图线与横坐标的夹角为θ，且斜率为k，则小车的质量为______。
A．B．C．D．
(3)刘刚同学实验中测得，拉力传感器显示的示数为4N，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点未画出），其中，，，，，，，则小车的加速度______，此次实验中砂和砂桶的质量______kg。（重力加速度取，结果均保留2位有效数字）
【答案】(1)B；(2)C；(3) 0.80；0.49
【解析】（1）A．实验中利用力传感器直接测量细线的拉力，并没有认为细线的拉力近似等于砂和砂桶的重力，可知，实验不需要用天平测出砂和砂桶的质量m，故A错误；
B．为了使细线对小车的拉力等于小车所受外力的合力，实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；
C．小车靠近打点计时器，为了避免纸带上出现大量的空白段落，应先接通电源，再释放小车，故C错误；
D．结合上述可知，小车所受合力能够精准确定，则实验中不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，故D错误。
故选B。
（2）AB．由于图像纵轴与横轴所表示物理量不一样，即标度不相同，在求解图像的斜率时，不能够用倾角的正切值求解，故AB错误；
CD．平衡摩擦力后，根据牛顿第二定律有
变形得
斜率为k，则有
解得
故C正确，D错误。
故选C。
（3）[1]相邻两个计数点间还有4个点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为
根据逐差法，小车的加速度，代入数据解得
[2]对砂和砂桶进行分析，根据牛顿第二定律有，解得
三、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．（12分）如图所示，某高楼距地面高的阳台上的花盆因受扰动而掉落，掉落过程可看作自由落体运动（花盆可视为质点）。现有一辆长，高度可忽略不计的电动板车，正以的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时，板车车头距花盆的水平距离为，由于道路限制，板车只能直行通过阳台的正下方的通道，板车加速或减速的最大加速度大小均为，g取。
(1)若板车司机没有发现花盆掉落，板车保持的速度匀速直行，通过计算说明板车是否会被花盆砸到？
(2)若板车司机发现花盆开始掉落，司机反应时间为，则司机应采取加速通过还是立即刹车的方式进行避险？说明理由。
【答案】(1)货车会被花盆砸到
(2)司机应采取立即刹车的方式进行避险，见解析
【解析】（1）花盆从高处落下，根据自由落体公式有
解得
3s内货车的位移为
由于
所以货车会被花盆砸到；
（2）若司机采取刹车方式，货车运动的位移为
由于
可知，花盆不会砸到货车上；
若司机采取加速方式，货车运动的位移为
由于
可知，花盆会砸到货车上。
所以司机应采取刹车的方式进行避险。
14．（10分）如图所示，在水平拉力F的作用下，木板B在水平地面上向左匀速运动，木块A静止不动，与之相连的固定在竖直墙上的弹簧秤的示数为8N。已知木块A、木板B的质量分别为mA=2kg、mB=4kg （g=10m/s2）。
(1)若此时弹簧秤弹簧的伸长量为2cm，则该弹簧秤弹簧的劲度系数为多少；
(2)木块A与木板B之间的动摩擦因数为多少；
(3)若木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2，则水平拉力为多大。
【答案】(1)400 N/m
(2)0.4
(3)20N
【解析】（1）由胡克定律得
F=kx
可得
（2）对木块A由平衡可知
fBA=F
fBA=μ1mAg
解得
μ1=0.4
（3）对B分析因
fAB =8N
NB= mAg + mBg =60N
水平方向
F=f地B+fAB
其中
f地B=μ2NB
解得
F=20N
15．（16分）如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，以大小为v=2 m/s的恒定速率顺时针运转。一质量m=2 kg的煤块以初速度v0=12 m/s从A端冲上传送带又滑了下来，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，g=10 m/s2，求：
(1)煤块上升的最大位移为多少？
(2)煤块与传送带间的动摩擦因数μ
(3)煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为
(4)煤块在传送带上留下的划痕为多少？
【答案】(1)8m
(2)0.5
(3)
(4)
【解析】（1）根据v－t图像与t轴所围面积表示位移，可知煤块上升的最大位移为
xm＝×（2＋12）×1 m＋×1×2 m＝8 m
（2）根据v－t图像的斜率表示加速度可知煤块与传送带共速前、后的加速度大小分别为
对煤块根据牛顿第二定律有
μmgcs θ＋mgsin θ＝ma1
mgsin θ－μmgcs θ＝ma2
联立代入数据解得
μ＝0.5
（3）设煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为t，则有
代入数据解得
t＝（2＋2）s
（4）0~1 s内，煤块相对传送带向上运动，此段时间内煤块和传送带的位移大小分别为
x1＝×（2＋12）×1 m＝7 m
x2＝vt1＝2×1 m＝2 m
煤块在传送带上留下的划痕长度为二者相对位移大小，即
l1＝x1－x2＝7 m－2 m＝5 m
在1~（2＋2）s内，即t2＝（1＋2）s时间内煤块相对传送带向下运动，此段时间内煤块做匀变速直线运动，设沿传送带向下为正方向，煤块的位移为
x1′＝－vt2＋a2t22
传送带的位移大小为
x2′＝vt2
煤块与传送带的相对位移大小为
l2＝x1′＋x2′
联立代入数据解得
l2＝（9＋4）m
因为l2>l1，所以有l1部分痕迹是重合的，则煤块在传送带上留下的划痕为（9＋4）m。