2022-2023学年河南省焦作市高中高一上期11月模拟检测物理试卷

2022-2023学年河南省焦作市高中高一上期11月模拟检测

物理

 (时间：90分钟　满分：100分)

第Ⅰ卷(选择题，共48分)

一、选择题(1～5题为单选题,6～10题为多选题)

1.体操运动员静止悬挂在单杠上,当两只手掌握点之间的距离减小时,关于运动员手臂受到的拉力,下列判断正确的是　(　　)

A.不变　　 B.变小　　 C.变大　　 D.无法确定

2.如图所示,在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1、m2的两物体,物体间用轻弹簧相连,弹簧与竖直方向夹角为θ。在m1左端施加水平拉力F,使m1、m2均处于静止状态,已知m1表面光滑,重力加速度为g,则下列说法正确的是　(　　)

A.弹簧弹力的大小为

B.地面对m2的摩擦力大小为F

C.地面对m2的支持力可能为零

D.m1与m2一定相等

3.如图所示,轻绳OA和OB通过OC悬挂着一质量为m的P物体,开始时OB水平,OA通过一轻质滑轮与另一质量也为m的Q物体连接(不计滑轮的摩擦),Q物体放置在倾角为30°的粗糙斜面上。现保持O点不动,将OB绳与竖直墙壁的悬挂点B缓慢地向上移动(OB的长度可变化),此过程中Q物体一直处于静止状态。则此过程中以下判定正确的是　(　　)

A.绳OA的拉力大小一直不变

B.绳OB的拉力大小一直变大

C.物体Q所受的摩擦力先变小后变大

D.物体P所受的合力逐渐变大

4.如图所示,一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B,它们都穿在一根光滑的竖直杆上,不计绳与滑轮间的摩擦,当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为θ,OB绳与水平方向的夹角为2θ,则球A、B的质量之比为　(　　)

A.2cosθ∶1　　　　    B.1∶2cosθ

C.tanθ∶1     D.1∶2sinθ

5.如图所示,物块A放在倾斜的木板上,已知木板的倾角α分别为α1和α2(α1<α2)时,物块A所受摩擦力的大小恰好相同,则物块A和木板间的动摩擦因数为　(　　)

A.　　   B.　　   

C.　　   D.

6．大小分别为5 N、7 N和9 N的三个力合成，其合力F的大小范围为 (　　)

A．2 N≤F≤20 N   B．3 N≤F≤21 N

C．0≤F≤20 N   D．0≤F≤21 N

7.如图所示,质量m=1kg的物块在与水平方向夹角为θ=37°的推力F作用下静止于墙壁上,物块与墙之间的动摩擦因数μ=0.5,若物块与墙面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,则推力F大小可能是　(　　)

A.5 N　　　　　　　  B.15 N

C.35 N    D.55 N

8.两物体A、B按如图所示连接且处于静止状态,已知两物体质量mA=2mB,A物体与地面之间的动摩擦因数为μ。现在B上加一个水平力F,使物体B缓慢移动,物体A始终静止,则此过程中　(　　)

A.物体A对地面的压力逐渐变大

B.物体A受到的摩擦力变大

C.绳的拉力大小不变

D.地面对A的作用力变大

9. 已知做匀加速直线运动的物体在某段时间内的第5 s末速度为10 m/s，则物体(　　)

A. 加速度一定为2 m/s2

B. 前5 s内位移可能是25 m

C. 前10 s内位移一定为100 m

D. 前10 s内位移不一定为100 m

10. a、b两物体从同一位置沿同一直线运动，它们的v－t图象如图所示，下列说法正确的(　　)

A. a、b加速时，物体a的加速度小于物体b的加速度

B. 20 s时，a、b两物体相距最远

C. 60 s时，物体a在物体b的前方

D. 40 s时，a、b两物体速度相等，相距200 m

第Ⅱ卷(非选择题，共52分)

二、实验题

11. (9分)有同学利用如图1所示的装置来探究求合力的方法：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力FTOA、FTOB和FTOC，回答下列问题：

(1)(多选)改变钩码个数，实验能完成的是(　　)

A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4

B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4

C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4

D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5

(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是(　　)

A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向

B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度

C．用量角器量出三段绳子之间的夹角

D．用天平测出钩码的质量

(3)在作图时，你认为图2中________(选填“甲”或“乙”)是正确的．

12.(9分)(2017·广州模拟)(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图甲所示的F-L图象,由图象可知:弹簧原长L0=______cm,求得弹簧的劲度系数k=______N/m。

(2)如图乙的方式挂上钩码(已知每个钩码重G=1N),使(1)中研究的弹簧压缩,稳定后指针指示如图乙,则指针所指刻度尺示数为__________cm。由此可推测图乙中所挂钩码的个数为________个。

三、计算题

13．随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显，分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命。如图6所示为某型号货车紧急制动时(假设做匀减速直线运动)的v2­x图像(v为货车的速度，x为制动距离)，其中图线1为满载时符合安全要求的制动图像，图线2为严重超载时的制动图像。某路段限速72 km/h，是根据该型号货车满载时安全制动时间和制动距离确定的，现有一辆该型号的货车严重超载并以54 km/h的速度行驶。通过计算求解：

 (1)驾驶员紧急制动时，该型号严重超载的货车制动时间和制动距离是否符合安全要求；

(2)若驾驶员从发现险情到采取紧急制动措施的反应时间为1 s，则该型号货车满载时以72 km/h速度正常行驶的跟车距离至少应为多远。

14.(18分)(2017·唐山模拟)如图所示,质量为1.2kg的物块G1在三根细绳悬吊下处于静止状态,细绳BP在水平方向,且连在重为5kg的物块G2上,细绳AP偏离竖直方向37°角,物块G2静止于倾角为37°的斜面上(sin37°=0.6,cos37°=0.8),g取10m/s2。求:　

 (1)绳PB对物块G2的拉力。

(2)斜面对物块G2的摩擦力和支持力。

15. 如图所示，质量M＝2 kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m＝ kg的小球B相连。今用跟水平方向成α＝30°角的力F＝10 N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g＝10 m/s2。求：      

(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ；

(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ。

（选做题）16.(19分)质量为M的木楔倾角为θ,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时,它正好匀速下滑。如果用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升,如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止)。　

 (1)当α=θ时,拉力F有最小值,求此最小值。

(2)当α=θ时,木楔对水平面的摩擦力是多大。

答案

1【解析】选B。对运动员受力分析如图所示,运动员静止悬挂在单杠上,受力平衡,设两臂与竖直方向夹角为α,根据平衡的特点可知运动员手臂受到的拉力F=,α减小,cosα增大,F减小,故B正确。

2【解析】选B。对整体受力分析可知,整体受重力、支持力、拉力,要使整体处于平衡,则水平方向一定有向右的摩擦力作用在m2上,且大小与F相同,故B正确;因m2与地面间有摩擦力,则一定有支持力,故C错误;对m1受力分析可知,弹力水平方向的分力应等于F,故弹力为,因竖直方向上的受力不明确,无法确定两物体的质量关系,也无法求出弹簧弹力与重力的关系,故A、D错误。

3【解析】选C。以O点为研究对象,其受力如图,根据平衡条件可知,绳OA的拉力FTOA和绳OB的拉力FTOB的合力与mg等大、反向、共线,作出力的合成图,由图知,当B点向上移动时,绳OA的拉力FTOA一直变小,绳OB的拉力FTOB先变小后变大,故A、B错误;原来FTOA>mg,所以对Q而言,Q有向上运动的趋势,斜面对Q的摩擦力沿斜面向下,根据平衡条件有FTOA=mgsin30°+Ff,当FTOA变小时,Ff变小,当FTOA<mgsin30°,由平衡条件有FTOA+ Ff=mgsin30°,FTOA变小时,Ff变大,所以物体Q所受的摩擦力先变小后变大,故C正确;P保持静止,合力为零,保持不变,故D错误。

4【解析】选B。A、B两球分别受力分析如图所示,由几何知识得FTsinθ=mAg,

FTsin2θ=mBg,故mA∶mB=sinθ∶sin2θ=1∶2cosθ,选项B正确。

5【解析】选B。当木板的倾角α=α1时,物块所受的摩擦力为静摩擦力,大小为Ff1=mgsinα1,当木板的倾角α=α2时,物块所受的摩擦力为滑动摩擦力,大小为Ff2=μmgcosα2,由于Ff1= Ff2,解得μ=,故B正确。

6解析：当三个力的方向相同时，合力最大，F合＝5 N＋9 N＋7 N＝21 N，5 N和7 N两个力的合力大于等于2 N，小于等于12 N，而9 N在这合力范围内，所以三个力的合力能为零，则合力的最小值为0.故合力大小的范围为：0≤F≤21 N，故选项D正确．

答案：D

7【解析】选B、C。当F较大时,物块会有向上滑动的趋势,摩擦力向下。若物块恰不上滑,受力如图甲所示,则力F有最大值,由平衡条件得,FN=Fmaxcosθ,

Fmaxsinθ=Ff+mg,又Ff=μFN,解得Fmax=50N;当力F较小时,物块有向下滑动的趋势,摩擦力向上,若物块恰不下滑,受力如图乙所示,则力F有最小值,由平衡条件可得,FN=Fmincosθ,Fminsinθ+Ff-mg=0,又Ff=μFN,解得Fmin=10N;所以使物块静止于墙面上的推力F的范围为10N≤F≤50N,故选项B、C正确。

8【解析】选B、D。物体B受力如图甲所示,设绳子与竖直方向的夹角为θ,则由

平衡条件得FTsinθ=F,FTcosθ=mBg,解得FT=,F=mBgtanθ,由题可知θ增大, cosθ减小,tanθ增大,则绳子拉力FT增大;物体A受力如图乙所示,由平衡条件得FTsinα+FN=mAg,Ff=FTcosα,FT增大,α不变,则地面对A的支持力FN减小,摩擦力Ff增大,由牛顿第三定律得,物体A对地面的压力逐渐减小,故A、C错误,B正确;地面对A的作用力是FN和Ff的合力,根据平衡条件得知,FN和Ff的合力与mAg和FT的合力大小相等,FT增大,则知mAg和FT的合力增大,故地面对A的作用力增大,D正确。

9【答案】BC

【解析】A、物体做匀加速直线运动，加速度为，可见，只有当 时，a才等于，选项A错误；

B、前内位移为，当时，，选项B正确；

C、根据推论可知，物体做匀加速直线运动，第末的瞬时速度等于前内的平均速度，所以前内平均速度为，则前内的位移一定为，故选项C正确，D错误。

点睛：本题考查了匀变速直线运动运动学公式和推论的运用，注意物体的初速度可能为零，也可能不为零。

10【答案】AC

【解析】试题分析：a、b加速时，a图线的斜率小于b图线的斜率，则物体a的加速度小于物体b的加速度．故A正确．速度时间图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，40s时两图象“面积”之差最大，故40s时相距最远，故B错误．60 s时，物体a的位移大于b的位移，两者又是从同一地点出发的，故60 s时，物体a在物体b的前方，故C正确．40 s时，a、b两物体速度相等，相距距离，故D错误．故选AC．

11解析：(1)对O点受力分析如图所示，OA、OB、OC分别表示FTOA、FTOB、FTOC的大小，由于三个共点力处于平衡状态，所以FTOA、FTOB的合力大小等于FTOC，且FTOC<FTOA＋FTOB，即|FTOA－FTOB|<FTOC<FTOA＋FTOB，故B、C、D能完成实验．

(2)为探究求合力的方法，必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此要做好记录，应从力的三要素角度出发，要记录钩码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向，故A正确，B、C、D错误.   

(3)以O点为研究对象，F3的实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，F1、F2的合力的理论值与实际值有一定偏差，故甲图符合实际，乙图不符合实际．

答案：(1)BCD　(2)A　(3)甲

12【解析】(1)当弹簧弹力为零时,弹簧处于自然状态,由图知原长为L0=3.0cm,由F=kx知图线的斜率为弹簧的劲度系数,即

k=N/cm=2 N/cm=200 N/m。

(2)由图乙可知,该刻度尺的读数为1.50cm,可知弹簧被压缩Δx=L0-L= (3.0-1.50)cm=1.5 cm,弹簧的弹力F=kΔx=200×1.5×10-2N=3N,已知每个钩码重G=1N,可推测图乙中所挂钩码的个数为3个。

答案:(1)3.0　200　(2)1.50　3

13解析：(1)根据速度位移公式v2－v02＝2ax，有v2＝2ax＋v02，图线斜率的一半表示加速度；根据题图像得到：满载时，加速度为5 m/s2，严重超载时加速度为2.5 m/s2；设该型号货车满载时以72 km/h(20 m/s)的速度减速，制动距离x1＝＝ m＝40 m，制动时间为t1＝＝ s＝4 s；设该型号货车严重超载时以54 km/h(15 m/s)的速度减速，制动距离x2＝＝ m＝45 m＞x1，制动时间为t2＝＝ s＝6 s＞t1；所以驾驶员紧急制动时，该型号严重超载的货车制动时间和制动距离均不符合安全要求。

(2)货车在反应时间内做匀速直线运动x3＝vt3＝20×1 m＝20 m，跟车距离x＝＋x3＝40 m＋20 m＝60 m。

14【解析】

(1)结点P受力如图甲所示,由平衡条件得:

FAcos37°-m1g=0　(3分)

FAsin37°-FB=0　(3分)

联立并代入数据解得:

FB=9N

FA=15N(2分)

(2)物块G2的受力情况如图乙所示,由平衡条件得:

m2gsin37°+F′Bcos37°-Ff=0　(3分)

FN+F′Bsin37°-m2gcos37°=0　(3分)

由牛顿第三定律得:F′B=FB　(2分)

由以上三式并代入数据解得:

Ff=37.2N　FN=34.6N　(2分)

答案:(1)9N　(2)37.2 N　34.6 N

15解析：(1)设细绳对B的拉力为FT，由平衡条件可得：

Fcos 30°＝FTcos θ，

Fsin 30°＋FTsin θ＝mg，

解得FT＝10 N，tan θ＝/3，即θ＝30°。

(2)设细绳对A的拉力为FT′，由牛顿第三定律，FT′＝FT。

对A，由平衡条件可得：FT′sin θ＋Mg＝FN

FT′cos θ＝μFN     解得μ＝/5。

16【解析】(1)木块在木楔斜面上匀速向下运动时,有mgsinθ=μmgcosθ,

即μ=tanθ。

木楔在力F作用下沿斜面向上匀速运动,由平衡条件得:

Fcosα-mgsinθ-Ff=0　(3分)

Fsinα+FN-mgcosθ=0　(3分)

Ff=μFN(3分)

解得:F===　(3分)

当α=θ时,F有最小值,则:

Fmin=mgsin2θ　(2分)

(2)因为木块及木楔均处于平衡状态,整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力,即:

Ffm=Fcos(α+θ)　(3分)

当F取最小值mgsin2θ时

Ffm=Fmincos2θ=mg·sin2θcos2θ=mgsin4θ　(2分)

答案:(1)mgsin2θ　(2)mgsin4θ