人教版高中物理必修一 同步精讲精练期中模拟测试05（2份，原卷版+教师版）

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1．由杭州东站开往上海虹桥站的G7560次高铁列车的时刻表如图所示，已知杭州东站到上海虹桥站的直线距离约为162km，下列说法正确的是（ ）
A．15：29是时间间隔B．以列车为参考系，坐在车上的乘客在运动
C．列车全程的平均速率约为81km/hD．列车全程的平均速度约为177km/h
【答案】D【详解】A．15：29是指时刻，故A错误；B．以列车为参考系，坐在车上的乘客处于静止状态，故B错误；CD．已知杭州东站到上海虹桥站的直线距离约为162km，由列车的时刻表可知，出发时刻为，到站时刻为，则所用时间为则列车全程的平均速度大小为由于不知道全程的路程，所以无法求得列车的平均速率，故C错误，D正确。故选D。
2．关于匀变速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．匀减速直线运动是加速度不断减小的运动
B．加速度大，速度一定大
C．匀变速直线运动是位移随时间均匀变化的运动
D．做匀变速直线运动的物体，在任意时间内速度的变化率相同
【答案】D【详解】A．匀减速直线运动是加速度不变的运动，故A错误；B．加速度大，速度变化率大，速度不一定大，故B错误；C．根据，可知匀变速直线运动是位移随时间不是均匀变化的，故C错误；D．做匀变速直线运动的物体，加速度保持不变，根据，可知即在任意时间内速度的变化率相同，故D正确。故选D。
3．如图为一机动车刹车过程中的图像，设初速度v0的方向为正方向。以下说法正确的是（ ）

A．机动车的初速度为4m/s
B．机动车的加速度大小为4m/s2
C．机动车运动的最长时间为5s
D．机动车运动的最远距离为25m
【答案】D【详解】AB．根据图像可得整理可得结合匀变速直线运动位移时间关系可得机动车的初速度和加速度分别为，故AB错误；CD．机动车运动的最长时间为机动车运动的最远距离为故C错误，D正确。故选D。
4．为了研究摩擦力，将一个质量为的物体与已经调零的轻质弹簧测力计连接在一起，置于水平桌面上，水平缓慢拉动弹簧测力计，当读数为某一数值时，发现物体恰好动了起来。随后发现，水平拉力如图所示时，物体运动但速度不变，。则下列说法正确的是（ ）
A．物体动起来之前的现象说明：静摩擦力的值有一个范围
B．桌面所受滑动摩擦力方向水平向右
C．物体所受支持力的反作用力大小是，作用在物体上
D．由物体运动起来以后的题设条件，不能求出动摩擦因数
【答案】A【详解】A．物体动起来之前的现象说明：静摩擦力随拉力的变化而变化，所以摩擦力的值有一个范围，故A正确；B．桌面所受滑动摩擦力方向水平向左，故B错误；C．物体所受支持力的反作用力大小是10N，作用在水平桌面上，故C错误；D．物体匀速运动时，拉力与摩擦力大小相等，由解得故D错误。故选A。
5．一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为2kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5s内的位移是18m，则（ ）
A．物体在2s末的速度是20 m/s
B．物体在第5s内的平均速度是3.6m/s
C．物体自由下落的加速度是8 m/s2
D．物体在5s内的位移是50m
【答案】D【详解】B．物体在第5s内的平均速度为故B错误；C．根据自由落体规律可得自由下落的加速度g=4m/s2故C错误；A．物体在2s末的速度v=gt2=4×2m/s=8m/s故A错误；D．物体在5s内的位移故D正确。故选D。
6．冰壶运动是深受观众喜爱的冬奥会项目。2022年2月11日冬奥会冰壶男子循环赛中，中国队以5比4战胜丹麦队。若某次冰壶被投掷后，在冰面上的运动可视为匀减速直线运动，则下列关于冰壶运动的速度v与位移x的关系图像正确的是（ ）
A．
B．
C．D．
【答案】D【详解】由题意知，冰壶被投掷后，在冰面上的运动可视为匀减速直线运动，设加速度大小为a，则冰壶运动的速度v与位移x的关系满足即即速度v随位移x增大而减小，且非线性变化。故选D。
二、多选题
7．汽车以10m/s的速度开始刹车，刹车中加速度大小为2m/s2。关于汽车的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A．刹车后6s末的速度为2m/s
B．刹车后6s内的位移为25m
C．刹车中整个位移中点的速度为
D．停止前第3s、第2s、最后1s的位移之比为
【答案】BC【详解】A．汽车速度减为零所需时间所以刹车后6s末的速度为0，故A错误；B．刹车后6s内的位移跟5s内位移相同，则故B正确；C．刹车到整个位移的中点的位移为根据代入数据解得故C正确；D．初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间间隔的位移之比为，所以停止前第3s、第2s、最后1s的位移之比为，故D错误。故选BC。
8．独轮摩托车是一种新型交通工具，它通过内置的一对陀螺仪来实现平衡，而它的速度是由倾斜程度来控制的，想要加速则摩托车向前倾，想要减速和后退则摩托车向后倾。某人骑着一款独轮摩托车从静止开始先做匀加速直线运动，在运动了6s之后立即做匀减速运动，再经10 s停止。则下列说法正确的是（ ）
A．摩托车在加速、减速运动中的加速度方向相反
B．摩托车在加速、减速运动中的加速度方向相同
C．摩托车在加速、减速运动中的加速度大小之比
D．摩托车在加速、减速运动中的加速度大小之比
【答案】AC【详解】AB．独轮摩托车运动方向未变，先加速后减速，则两阶段加速度方向相反，故A正确，B错误；CD．由静止开始加速运动6s后做匀减速运动，再经10 s停止，加速阶段的末速度与减速阶段的初速度相等，设该速度为，则有可得故C正确，D错误。故选AC。
9．如图所示，有一根均匀的非密绕弹簧和4个等质量的钩码，固定在弹簧底端的m2和固定在弹簧中部的m1各有2个钩码，整个装置保持静止时，m1之上的弹簧长度S1恰好等于m1之下的弹簧长度S2。则（ ）
A．S1部分的原长（无弹力时的长度）比S2部分的原长短
B．取m1处的一个钩码移到m2处，S1部分会缩短
C．取m2处的一个钩码移到m1处，弹簧总长不变
D．将m1的悬挂点下移一小段，弹簧总长会变长
【答案】AD【详解】A．弹簧m1之上部分的拉力要与m1之下的所有物体总重平衡，故大小等于m1和m2的总重；而m1之下部分的拉力仅与m2的重力平衡，故大小等于m2的重。由于m1之上部分受到较大的拉力，所以如果都撤除拉力，则S1部分应该收缩量∆S1大于S2部分的收缩量∆S2，由于S1＝S2可见S1'＝S1－∆S1＜S2－∆S2＝S2'即S1部分的原长（无弹力时的长度）比S2部分的原长短，故A正确；B．取m1处的一个钩码移到m2处，S1部分受力不变，不会缩短，故B错误；C．取m2处的一个钩码移到m1处，S1部分受力不变，S2部分受力变小收缩，弹簧总长变短，故C错误；D．将m1的悬挂点下移一小段，m1移过的一小段弹簧受力变大被拉长，其余部分受力不变，故总长变长，故D正确。故选AD。
10．一物体做直线运动，在同一坐标系中反映物体运动的加速度和速度随时间变化的图像中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】BC【详解】A．由题图A可知，物体的速度恒定，物体做匀速直线运动，加速度应为零，选项A错误；B．由题图B可知，速度—时间图像是一条倾斜的直线，斜率为负，表示物体做匀减速直线运动，由加速度—图像可知，加速度方向为负值，且加速度不变，表示物体做匀减速直线运动，选项B正确；C．由题图C中加速度—图像可知，加速度方向为正值，且加速度不变，即物体做匀加速直线运动，速度—图像是一条倾斜的直线，斜率为正，表示物体做匀加速直线运动，选项C正确；D．由题图D可知，物体的速度恒定，物体做匀速直线运动，加速度应为零，选项D错误。故选BC。
三、实验题
11．（1）如图所示是电火花打点计时器的示意图。电火花打点计时器工作时使用 电源，当电源的频率是50Hz时，打点周期是 s。
（2）电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于 。
A．交流电压的高低
B．交流电的频率
C．墨粉纸盘的大小
D．纸带的长度
（3）利用该计时器测量纸带的速度，基本步骤如下：
A．当纸带完全通过计时器后，及时关闭开关
B．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器
C．用手拖动纸带运动
D．接通打点计时器开关
上述步骤正确的顺序是 。（按顺序填写编号）
（4）如下图所示的纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸带的右端先通过电火花计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是 （选填“加速”或“减速”）。
（5）如果图中的纸带与该实验中的纸带是1∶1的比例，用刻度尺实际测量一下间长度为，则可以计算出纸带的平均速度是 。
（6）另一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动。如图是打出的纸带的一段，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。
A：图中标出的相邻两计数点的时间间隔 s；
B：，，，，，，则小车的加速度 （充分利用测量的数据），打点计时器在打点时小车的速度 。（结果均保留两位有效数字）
C：如果当时电网中交变电流的频率稍有增大，频率从50Hz变成了60Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行数据处理，那么速度的测量值与实际值相比 。（选填：偏大、偏小、不变）
【答案】 220V交流 0.02 B BDCA 减速 0.42 0.1 0.80 0.40 偏小【详解】（1）[1]电火花打点计时器工作时使用220V交流电源。[2]打点周期为（2）[3]电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于交流电的频率，故选B。（3）[4]利用电火花计时器测量纸带的速度，基本步骤是：将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器，再接通打点计时器开关，然后用手拖动纸带运动，当纸带完全通过计时器后，及时关闭计时器的开关。即正确的顺序是BDCA。（4）[5]由图可知，相邻点迹之间的间距越来越小，说明纸带在做减速运动。（5）[6]图中共打出了14个点，用时所以纸带的平均速度为（6）[7]图中标出的相邻两计数点的时间间隔[8]小车的加速度为[9]打点计时器在打点时小车的速度[10]如果计时器的打点频率从50Hz变成了60Hz，则打点的时间间隔将变小；做实验的同学如果仍按50Hz进行数据处理，那么其代入的时间间隔将大于实际的时间间隔，计算出来的速度将比真实值偏小。
12．用图甲所示的装置“测量当地的重力加速度”，已知低压交流电源打点周期。图乙是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点。测得的数据为，、、。
（1）下列说法正确的是
A．实验中，除了上图的器材外，还需要秒表、刻度尺
B．实验中，重锤可以换用质量较轻的等大木柱
C．实验中，纸带与限位孔均应在同一竖直平面内
D．实验中，用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直且重物靠近打点计时器
（2）分析纸带可得B点的速度 m/s（计算结果保留两位小数），用题中出现的符号来表达所测重力加速度的表达式为 ，代入数据可得当地重力加速度的数值为 。（计算结果保留两位小数）
（3）用这种方法测出的重力加速度总比实际值偏小，其原因是 。（写一种原因即可）
【答案】 CD/DC 2.13 9.75 空气阻力影响或者纸带与打点计时器之间的摩擦力影响【详解】（1）[1]A．实验中，除了上图的器材外，还需要刻度尺，不需要秒表，选项A错误；B．实验中，重锤不可以换用质量较轻的等大木柱，这样阻力的影响太大，会产生误差，选项B错误；C．实验中，纸带与限位孔均应在同一竖直平面内，以减小阻力影响，选项C正确；D．实验中，用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直且重物靠近打点计时器，选项D正确。故选CD。（2）[2]分析纸带可得B点的速度[3]所测重力加速度的表达式为[4]代入数据可得当地重力加速度的数值为（3）[5]用这种方法测出的重力加速度总比实际值偏小，其原因是空气阻力影响或者纸带与打点计时器之间的摩擦力影响。
四、解答题
13．如图所示，跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开直升机从距离地面580m的高处由静止自由下落 4s后，张开降落伞沿竖直方向匀减速下降，恰好到达地面静止。（ g 取） 求：
（1）自由落体运动结束时运动员的速度大小；
（2）减速下降时运动员的加速度；
（3）运动员从离开直升机至到达地面整个过程的平均速度大小。
【答案】（1）40m/s；（2）大小为，方向竖直向上；（3）20m/s【详解】（1）运动员由静止自由下落 4s后时的速度为（2）自由落体高度为开始打开降落伞时离地高度为设减速时加速度大小为a，则解得即减速时的加速度大小为，方向竖直向上。（3）设匀减速运动时间为t2，由解得t2=25s所以运动员从离开直升机至到达地面的总时间t=t1+t2=29s则运动员从离开直升机至到达地面整个过程的平均速度大小为
14．如图所示，质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连，弹簧的劲度系数为k, 一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮，一端连物体A，另一端连一质量为m的物体C，物体A、B、C都处于静止状态．已知重力加速度为g，忽略一切摩擦．
(1)求物体B对地面的压力；
(2)把物体C的质量改为5m，这时，C缓慢下降，经过一段时间系统达到新的平衡状态，这时B仍没离开地面，且C只受重力和绳的拉力作用，求此过程中物体A上升的高度．
【答案】(1)4mg (2) 【详解】(1)对AB整体：mg＋FN＝5mg所以FN＝4mg(2)对C：FT＝5mg 对A：FT＝Fk＋2mg所以Fk＝3mg 即kx1＝3mg ；x1＝ 开始时，通过对A受力分析可知，弹簧弹力大小为mg，弹簧的压缩量为x2，则kx2＝mg， 所以A上升的高度为：hA＝x1＋x2＝
15．交通规则规定机动车需要礼让行人，一旦行人在斑马线上行走至车道分割线A、B、C处时，机动车车头便不能越过停止线．如图甲所示，斑马线宽度，每个行车道宽度均为，一行入以的速度匀速从A向B通过斑马线．某时刻，行人到达对向车道中间分割线M处，此时长的轿车到停止线的距离且以的速度行驶在快车道上；此时与轿车齐头并排行驶的另一长度为的卡车以的速度行驶在慢车道上．图乙为载有货物的卡车侧视图，货物到车头、车尾的间距分别为、．在保证安全的情况下，人到达B处之前，司机可选择做匀加速直线运动使车身全部穿过斑马线；或者做匀减速直线运动至速度为0时车头恰好到达停止线．
（1）若轿车司机选择匀加速通过，求轿车加速度的最小值；
（2）若卡车司机选择以最小加速度匀加速通过，且卡车车身全部穿过斑马线后立即匀速运动．已知卡车加速时货物也做匀加速运动，且加速度大小为，为保证货物不与车尾的后挡板相撞，求的最小值；
（3）若，卡车司机选择做匀减速运动，当卡车的加速度小于时，货物与卡车相对静止，一起以卡车的加速度做匀减速运动；当卡车的加速度大于时，货物以的加速度做匀减速运动．要保证不违反交通规则，且货物不撞到车头，求卡车刹车时加速度大小的范围．
【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）若在行人到达B之前，司机选择匀加速通过，行人走到B的时间为由图可知，轿车整体穿过人行道的位移为x1=L3+L1+D1=48m设车的加速度为a1，由位移—时间关系知要保证车全部通过，必须满足解得（2）若行人在到达B之前，卡车选择匀加速通过，则与（1）思路一样，设最小加速度为a2，则解得由公式vt=v0+at可得卡车整体穿过人行道的速度为假设货箱没有掉落，经过t2货箱与卡车速度相等，则解得箱的位移为卡车的位移为可得不相撞的最小值为（3）行人通过人行道的时间为假设在9s时刚到人行道，有解得假设不成立。当汽车以最小加速度减为0时，有解得当箱子刚好不撞车头时，加速度最大，对卡车有对货箱有又解得amax≤5m/s2所以刹车时的加速度应满足的条件为