2024-2025学年高一上学期物理期末模拟卷13（江苏专用，人教版2019，必修一全册+必修二第五、六章）

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A．她能腾空，是因为地面对她的弹力大于她对地面的压力
B．地面对她有弹力，是因为她的鞋子底部发生了弹性形变
C．她双脚离地后，在空中上升的过程是处于完全失重状态
D．在她跳绳的整个过程中，自始至终不可能出现超重现象
【答案】C
【解析】地面对人的弹力与人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，即地面对她的弹力大小等于她对地面的压力，A错误；地面对她有弹力，是因为地面发生了弹性形变，B错误；双脚离地后，在空中上升的过程中，加速度为重力加速度，方向竖直向下，即双脚离地后，在空中上升的过程是处于完全失重状态，C正确；跳绳的整个过程中，当人双脚触地，下蹲至最低点后向上加速的过程，加速度方向向上，此时人处于超重状态，D错误。故选C。
2．如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一、铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。已知檩条与水平面夹角均为θ，瓦片质量为m，檩条间距离为d，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．瓦片共受到4个力的作用
B．檩条对瓦片作用力方向垂直檩条向上
C．减小檩条的倾斜角度θ时，瓦片与檩条间的摩擦力变大
D．增大檩条间的距离d时，两根檩条对瓦片的弹力都增大
【答案】D
【解析】瓦片受重力，两侧的支持力和摩擦力，共5个力，A错误；檩条对瓦片作用力应为支持力与摩擦力的合力，方向竖直向上，B错误；摩擦力等于mgsinθ，减小檩条的倾斜角度θ时，摩擦力减小，C错误；檩条对瓦片的两个弹力等大，合力等于 mgcsθ，当增大檩条间的距离 d时，两弹力夹角增大，则两弹力增大，D正确。故选D。
3．如图所示，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向左的拉力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的两倍。已知P、Q两物块的质量分别为mP=2kg、mQ=1kg，P与桌面间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10m/s2\。则拉力F的大小为（ ）
A．60NB．50NC．40ND．30N
【答案】B
【解析】开始时细绳的张力为T1= mQg=10N，则当加一个水平向左的拉力F作用在P上后，轻绳的张力变为T2= 20N，则由牛顿第二定律对Q T2−mQg=mQa；对P F−T2−μmPg=mPa，解得F=50N。故选B。
4．下列力学单位中，属于基本单位的是（ ）
A．力的单位牛顿（N）
B．时间的单位秒（s）
C．速度单位米每秒（m/s）
D．加速度的单位米每二次方秒（m/s2）
【答案】B
【解析】力的单位是牛顿，由牛顿第二定律F=ma，可得1N=1kg/s，所以，牛顿是导出单位，不是基本单位，故A错误；在力学范围内，国际单位制中的基本单位是：米，秒，千克，故B正确；由国际基本单位组成的都是国际单位，所以米每秒、米每二次方秒都是国际单位，但是导出单位，不是基本单位，故CD错误。故选B。
5．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示，关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．测量时，橡皮条、细和弹簧秤应贴近并平行于木板
B．拉着细绳套的两只弹簧秤稳定后读数应相同
C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D．记录下结点位置后，确定一个拉力的方向必需再选择相距较远的另两个点
【答案】A
【解析】测量时，橡皮条、细和弹簧秤应贴近并平行于木板，选项A正确；拉着细绳套的两只弹簧秤稳定后读数不一定要相同，选项B错误；测量时弹簧秤外壳与木板之间存在摩擦不影响测量结果，选项C错误；在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向只需要再选择一个点就可以确定拉力的方向，故D错误。故选A。
6．在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体A，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧（如图甲所示）。把玻璃管倒置（如图乙所示），蜡块A沿玻璃管匀速上升，经时间t运动到玻璃管顶部。若在红蜡块上升过程中的某时刻，将玻璃管水平向右移动（如图丙所示），下列说法中正确的是（ ）
A．玻璃管匀速移动时，蜡块做直线运动，运动到顶部时间大于t
B．玻璃管匀速移动时，蜡块做曲线运动，运动到顶部时间等于t
C．玻璃管加速移动时，蜡块做直线运动，运动到顶部时间大于t
D．玻璃管加速移动时，蜡块做曲线运动，运动到顶部时间等于t
【答案】D
【解析】玻璃管匀速移动时，则蜡块水平方向和竖直方向都做匀速运动，则合运动为直线运动，根据运动的独立性原理可知，运动到顶部时间仍等于t，选项AB错误；玻璃管加速移动时，则蜡块水平方向做加速运动，竖直方向做匀速运动，合运动为曲线运动，即蜡块做曲线运动，运动到顶部时间仍等于t，选项C错误，D正确。故选D。
7．如图所示，水平传送带以1m/s的速度逆时针匀速运行，现将一小滑块（视为质点）从A处由静止开始沿光滑固定斜面滑下，结果滑块以1m/s的速度滑上传送带的右端。若滑块从图示位置B（比A处低）由静止开始沿斜面滑下，则滑块在传送带上运动的过程中（ ）
A．可能一直做加速运动B．可能一直做减速运动
C．可能先做匀速运动后做加速运动D．可能先做减速运动后做匀速运动
【答案】A
【解析】根据v2=2aL，在滑块从A位置下滑的情况下，滑块通过斜面底端时的速度等于1m/s，B比A处低，则在滑块从B位置下滑的情况下，滑块通过斜面底端时的速度小于1m/s，若传送带足够长，则滑块在传送带上先做加速运动后做匀速运动；若传送带不够长，则滑块在传送带上一直做加速运动。故选A。
8．2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，6时56分，采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，3名航天员随后从神舟十三号载人飞船进入天和核心舱，发射取得圆满成功。以下说法正确的是（ ）
A．神舟飞船与天和核心舱对接过程，均可视为质点
B．载人飞船加速上升过程，3名航天员均处于失重状态
C．3名航天员环绕地球运动过程，均处于平衡状态
D．以地球为参考系，飞船与核心舱的组合体绕地球一周，平均速度为零
【答案】D
【解析】神舟飞船与天和核心舱对接过程，它们的大小和形状不能忽略，否则不能判断是否对接成功，则均不可视为质点，A错误；载人飞船加速上升过程，具有向上的加速度，3名航天员处于超重状态，B错误；3名航天员环绕地球运动过程中，受地球的引力做圆周运动，均处于非平衡状态，C错误；飞船与核心舱的组合体绕地球一周，位移为零，平均速度为零，D正确。故选D。
9．如图所示，有一倾角θ＝30°的斜面体B，质量为M。质量为m的物体A静止在B上。现用水平力F推物体A，在F由零逐渐增加至eq \f(\r(3),2)mg再逐渐减为零的过程中，A和B始终保持静止。对此过程下列说法正确的是
A．地面对B的支持力大于（M＋m）g
B．A对B的压力的最小值为eq \f(\r(3),2)mg，最大值为eq \f(3\r(3),4)mg
C．A所受摩擦力的最小值为0，最大值为eq \f(mg,4)
D．A所受摩擦力的最小值为eq \f(1,2)mg，最大值为eq \f(3,4)mg
【答案】B
【解析】因为A、B始终保持静止，对A、B整体受力分析可知，地面对B的支持力一直等于（M＋m）g，A错误。当F＝0时，A对B的压力最小，为mgcs 30°＝eq \f(\r(3),2)mg；当F＝eq \f(\r(3),2)mg时，A对B的压力最大，为mgcs 30°＋Fsin 30°＝eq \f(3\r(3),4)mg，B正确。当Fcs 30°＝mgsin 30°时，即F＝eq \f(\r(3),3)mg时，A所受摩擦力为0，当F＝0时，A所受摩擦力大小为eq \f(1,2)mg，方向沿斜面向上，当F＝eq \f(\r(3),2)mg时，A所受摩擦力大小为eq \f(1,4)mg，方向沿斜面向下，选项C、D错误。
10．如图，乒乓球在球台上从O点弹起落在M点后，又弹起落在N点，不考虑乒乓球的旋转和空气阻力，则在上述两个过程中
A．运动时间相等
B．在最高点时加速度为零
C．在最高点时速度相等
D．在M点与台面碰撞前后速度大小相等
【答案】A
【解析】两次的高度相同，且每次从最高点到落在球台上做平抛运动，由公式h＝eq \f(1,2)gt2可知，做平抛运动的时间相同，根据对称性可知，两次运动时间相等，故A正确；在最高点时球仍只受到重力的作用，则加速度为重力加速度，故B错误；由于运动时间相等，两次水平方向的位移大小不相等，则水平方向的速度大小不相等，说明在最高点时速度不相等，故C错误；由于高度相等，由公式v2＝2gh可知，在M点与台面碰撞前后竖直方向的速度大小相等，但水平方向速度大小不相等，由平行四边形定则可知，在M点与台面碰撞前后速度大小不相等，故D错误。
11．如图，小红同学在体验糕点制作“裱花”环节时，她在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸（20 cm）的蛋糕，在蛋糕边缘每隔4 s均匀“点”一次奶油，蛋糕转动一周正好均匀“点”上15点奶油。下列说法正确的是
A．圆盘转动的转速为2π r/min
B．圆盘转动的角速度为eq \f(π,30) rad/s
C．蛋糕边缘的线速度大小为eq \f(π,3) m/s
D．蛋糕边缘的向心加速度大小为90 m/s2
【答案】B
【解析】由题意可知，蛋糕转动的周期为T＝15×4 s＝60 s＝1 min，则圆盘转动的转速为1 r/min，A错误；圆盘转动的角速度为ω＝eq \f(2π,T)＝eq \f(2π,60) rad/s＝eq \f(π,30) rad/s，B正确；蛋糕边缘的线速度大小为v＝rω＝0.1×eq \f(π,30) m/s＝eq \f(π,300) m/s，C错误；蛋糕边缘的向心加速度大小为a＝rω2＝0.1×（eq \f(π,30)）2m/s2＝eq \f(π2,9 000) m/s2，D错误。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学使用了如图所示的装置，木板放在水平桌面上，打点计时器打点频率为50 Hz。
（1）实验中得到如图所示的一段纸带，每五个点取一个计数点，测得AB＝7.65 cm，BC＝10.17 cm，则实验测出小车的加速度大小为________ m/s2。
（2）若直接按题中所示装置进行实验，以沙和沙桶的总重力产生的拉力F为横轴，通过纸带分析得到的加速度a为纵轴，以下画出的a－F图像合理的是________。
（3）实验中，沙和沙桶的总重力________（填“大于”“小于”或“等于”）绳子对小车的拉力，为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力，应让沙和沙桶的总质量________（填“远大于”或“远小于”）小车的质量。
（4）若第（2）问中四个图像中的图线（B、C图线中的直线部分）的斜率为k，则小车的质量M＝________。
【答案】（1）2.52 （2）C （3）大于 远小于 （4）eq \f(1,k)
【解析】（1）相邻两计数点间的时间间隔T＝0.1 s
小车的加速度大小为
a＝eq \f(xBC－xAB,T2)＝eq \f(10.17－7.65×10－2,0.12) m/s2＝2.52 m/s2.
（2）若直接按题图所示装置进行实验，没有补偿阻力，则当力F达到某一值时小车才有加速度，可知画出的a－F图像合理的是C.
（3）实验中，我们认为绳子对小车的拉力的大小等于沙和沙桶（其总质量为m）的总重力的大小，而实际上绳子的拉力FT＝mg－ma，故绳子对小车的拉力小于沙和沙桶的总重力。为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力大小，应让沙和沙桶的总质量远小于小车的质量。
（4）由牛顿第二定律得a＝eq \f(F,M)＝eq \f(1,M)·F，则斜率k＝eq \f(1,M)，小车的质量M＝eq \f(1,k)。
13．（8分）如图所示，一足够长的斜面倾角为θ＝37°，斜面BC与水平面AB平滑连接，质量m＝2 kg的物体静止于水平面上的M点，M点与B点之间的距离L＝9 m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，现使物体受到一水平向右的恒力F＝14 N作用，运动至B点时撤去该力，（sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，取g＝10 m/s2）则：
（1）物体在恒力作用下运动的加速度是多大？
（2）物体到达B点时的速度是多大？
（3）物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少？
【答案】（1）2 m/s2 （2）6 m/s （3）1.8 m
【解析】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律可知：F－μmg＝ma，（1分）
解得：a＝eq \f(F－μmg,m)＝eq \f(14－0.5×2×10,2) m/s2＝2 m/s2（1分）
（2）物体由M到B，根据速度位移公式可知：vB2＝2aL（1分）
解得：vB＝eq \r(2aL)＝eq \r(2×2×9) m/s＝6 m/s（1分）
（3）在斜面上，根据牛顿第二定律可知：mgsin θ＋μmgcs θ＝ma′（1分）
代入数据得：a′＝10 m/s2（1分）
根据速度位移公式可知：0－vB2＝－2a′x（1分）
解得：x＝eq \f(0－v\\al(B2),－2a′)＝eq \f(0－62,－2×10) m＝1.8 m（1分）
14．（10分）如图所示，水平圆盘上沿直径方向放置着用水平轻绳相连的两个小物块A和B。两物块的质量分别为mA和mB，到圆心的距离分别为r和3r。两物块与圆盘的最大静摩擦力均为自身重力的μ倍，重力加速度为g。不考虑轻绳拉力上限，轻绳伸直且最初拉力为零。圆盘绕过圆心的竖直轴转动，转动的角速度由零缓慢增大，求：
（1）角速度增大至多少时轻绳开始出现拉力？
（2）若mA＝mB，角速度在什么范围内，两物块与圆盘之间都不发生相对滑动？
【答案】（1）eq \r(\f(μg,3r)) （2）ω≤eq \r(\f(μg,r))
【解析】（1）由Fn＝mω2R可知，物块B先达到最大静摩擦力，此时绳子开始出现张力μmBg＝mBω12·3r（2分）
解得ω1＝eq \r(\f(μg,3r))（2分）
（2）当两物块与圆盘间的静摩擦力达到最大静摩擦力时，恰好不与圆盘发生相对滑动，物块A的静摩擦力沿半径向外，则FT＋μmBg＝mBω22·3r（2分）
FT－μmAg＝mAω22·r（1分）
又因为mA＝mB，
联立解得ω＝eq \r(\f(μg,r)) （1分）
所以ω≤eq \r(\f(μg,r))时，两物块与圆盘之间都不发生相对滑动。（2分）
15．（12分）如图，小球从平台上抛出，正好落在临近平台的一倾角为α＝53°的光滑固定斜面的顶端并沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝0.8 m，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6，求：
（1）小球水平抛出的初速度大小v0；
（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离s；
（3）若斜面顶端高H＝20.8 m，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端。
【答案】（1）3 m/s （2）1.2 m （3）2.4 s
【解析】（1）小球从平台抛出后，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。
则有h＝eq \f(1,2)gt12，vy＝gt1（2分）
根据已知条件结合速度的合成与分解得：tan 53°＝eq \f(vy,v0)（1分）
代入数值解得：v0＝3 m/s，t1＝0.4 s。（1分）
（2）s＝v0t1，则s＝1.2 m。（1分）
（3）设小球落到斜面顶端的速度为v1，sin 53°＝eq \f(vy,v1)，v1＝5 m/s.（2分）
小球在光滑斜面上的加速度为a＝gsin 53°（1分）
小球在斜面上的运动过程满足：eq \f(H,sin 53°)＝v1t2＋eq \f(1,2)at22 （2分）
故小球离开平台后到达斜面底端经历的时间为t＝t1＋t2（1分）
联立以上各式解得：t＝2.4 s。（1分）
16．（16分）如图所示，质量为m的物块从空中的P点以速度v＝8 m/s，与水平方向成φ＝53°角抛出，恰好沿传送带方向进入传送带。传送带与水平方向的夹角θ＝37°，传送带以v0＝4 m/s的速度顺时针转动，物块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.5，传动带足够长，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，物块可看成质点，求：
（1）物块从P点抛出到进入传送带的时间？
（2）物块进入传送带的最下端时的速度大小？
（3）物块在传送带上上滑的最大距离？
（4）物块从传送带的最下端运动到最高点的时间？
【答案】（1）0.28 s （2）6 m/s （3）5 m （4）2.2 s
【解析】（1）（2）设物块刚进入传动带的速度为vA，从P点到进入传送带的过程，物块做抛体运动，在竖直方向有vAsin θ＝vsin φ－gt，（1分）
水平方向速度不变vAcs θ＝vcs φ （1分）
解得t＝0.28 s，vA＝6 m/s （2分）
（3）物块进入传送带先减速至4 m/s，与传送带同速，对该过程分析，由牛顿第二定律得mgsin θ＋μmgcs θ＝ma1 （1分）
解得a1＝10 m/s2 （1分）
该过程上滑的距离为x1＝eq \f(v02－vA2,－2a1)＝1 m （1分）
因μ