2023届四川省成都经济技术开发区实验中学校物理高一上期末考试模拟试题含解析

2022-2023学年高一上物理期末模拟试卷
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1、若规定向西方向为位移正方向，今有一个皮球停在坐标原点处，轻轻踢它一脚，使它向西作直线运动，经过7m时与墙相碰后又向东做直线运动，经过10m停下，则上述过程皮球通过的路程和位移分别是（）
A.17m、17m
B.3m、3m
C.17m、-3m
D.-3m、17m
2、做自由落体运动的甲、乙两物体质量之比为1:3，下落高度之比1:2，甲乙同时下落，g取10m/s2，则（）
A.下落加速度之比1:3
B.下落过程中甲乙速度大小始终相等
C.下落时间之比为1:2
D.甲落地前，甲乙间距离逐渐增大
3、如图所示，水平杆上套有两个质量不计的轻环，两细线等长，下端系着质量为M的物体，系统静止，则
Mg
A.杆对每个环的支持力一定等于
2
Mg
B.杆对每个环的支持力一定大于
2
Mg
C.细线对环的拉力可以小于
2
D.细线对环的拉力不可以等于M g
4、如图所示，一个人站在竖直向上加速的电梯中，以下说法中正确的是（）
A.他所受的重力大于电梯对他的支持力
B.他所受的重力与电梯对他的支持力大小相等
C.他对电梯地板的压力大于电梯对他的支持力
D.他所受的重力小于电梯对他的支持力
5、国际单位制（缩写SI ）定义了米（m ）、秒（s ）等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。

例如，由m 和
s 可以导出速度单位1·m s -。

历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒。

但是，以实物或其运动来定义基
本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。

1967年用铯—133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率9192631770v Hz ∆=定义s ；
1983年用真空中的光速1299792458c m s -=⋅定义m 。

2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义（对应关系如图，例如，s 对应v ∆，m 对应c ）。

新SI 自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响。

下表是7个
基本量，下列说法正确的是( )
物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 长度 l
米
m
质量 m
千克（公斤） kg
时间 t
秒 s
电流 I
安[培] A
热力学温度 T
开[尔文] K
物质的量
n,v （）
摩[尔]
mol 发光强度
v I,I （）
坎[德拉]
cd
A.热力学温度的单位（K ）不是国际单位
B.用长度与时间的单位不能导出加速度的单位
C.根据新的定义，质量的基本单位（mol ）与阿伏伽德罗常数A N 无关
D.用真空中的光速c （1m s -⋅）定义m ，因为长度l 与速度v 存在l vt =，而s 已定义
6、某汽车正以72km/h 在公路上行驶，为“礼让行人”，若以25m/s 的加速度刹车，则以下说法正确的是（ ）
A.刹车后2s 时的速度大小为10m/s
B.汽车滑行40m 后停下
C.刹车后5s 时的速度大小为0
D.刹车后6s 内的位移大小为30m
7、如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从b 点爬到a 点。

下列说法正确的是（ ）
A.蚂蚁受到的弹力逐渐变大
B.蚂蚁受到的摩擦力逐渐变大
C.地面对碗的支持力保持不变
D.地面对碗的摩擦力逐渐变大
8、如图所示，A 、B 两物块的质量分别为2m 和m ，静止叠放在水平地面上。

A 、B 间的动摩擦因数为μ，B 与地面间的动摩擦因数为
1
2
μ。

最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g 。

现对A 施加一水平拉力F ，则
A.当2F mg μ<时，A 、B 都相对地面静止
B.当52F mg μ=
时，A 的加速度为1
4
g μ C.当3F mg μ>时，A 相对B 滑动 D.随着F 的增大，B 的加速度不会超过
1
2
g μ 9、水平面上有一个质量m=2kg 的小球,小球与水平面的动摩擦因数为0.2，μ=小球与水平轻弹簧以及与竖直方向成45θ=︒角的不可伸长的轻绳一端相连,如图所示,此时小球处于静止状态,水平面对小球的支持力恰好为零．假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知2
10/g m s =，以下说法正确的是
A.此时轻弹簧的弹力为零
B.此时轻绳的拉力为202N
C.当剪断轻弹簧的瞬间,小球具有水平同右加速度,大小为210/m s
D.当剪断轻绳后小球刚开始滑动瞬间,小球的加速度大小为28/m s ，方向水平向左
10、三角形传送带以1m/s 的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m 且与水平方向的夹角均为37︒。

现有两个小物块A 、B 从传送带顶端都以1m/s 的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，（g 取10m/s 2，sin 37︒=0.6，cos 37︒=0.8）下列说法正确的是（ ）
A.物块A 先到达传送带底端
B.物块A 、B 同时到达传送带底端
C.物块A 、B 到达传送带底端时速度大小相等
D.物块A 、B 在传送带上的划痕长度之比为1:3 二、实验题
11、（4分）用如图甲所示实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f ＝50 Hz.平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a ；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次
（1）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a F
-图象，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有_____
A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足）
B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）
C．砂桶和沙子的总质量m远小于小车和砝码的总质量M（即m M
<<）
D．砂桶和沙子的总质量m未远小于小车和砝码的总质量M
（2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度a＝_____2
m s.（结果保留3位有效数字）
（3）小车质量M一定，改变砂桶中沙子的质量，砂桶和沙子的总质量为m，根据实验数据描绘出的小车加速度a与
砂桶和沙子的总质量m之间的11
a m
-关系图象如图丁所示，则小车的质量M=_____Kg.（g=10m/s2）
12、（10分）在“验证力的平行四边形定则”的实验中
(1)下列说法正确的是______
A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条与细线的结点，两次应拉到同一点O
B．通过弹簧秤拉橡皮条的细线要适当长一些
C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D．在实验过程中，F1、F2方向间夹角应为90°
(2)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D．建立物理模型法
(3)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验，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和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示．如果操作正确，作图规范，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______
三、计算题：解答应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．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
13、（9分）如图甲所示，m A=4.0kg，m B=2.0kg，A和B紧靠着放在光滑水平面上，从t=0时刻起，对B施加向右的水平恒力F2=4.0N，同时对A施加向右的水平变力F1，F1变化规律如图乙所示。

求：
（1）t=6s时，B物体的加速度大小；
（2）A、B将何时分离，分离时F1大小。

14、（14分）工程车在卸载一巨型石块时，可简化为如图所示的物理模型：石块静置于货箱底板AB上，卸载时相当
于货箱底板AB绕B端缓慢向上转动，直至石块滑下，已知石块质量为m，与货箱底板间的动摩擦因数为μ＝
3
3
．设
最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，请问：
（1）货箱底板倾角满足什么条件时，石块才会滑动？
（2）将石块分别放在倾角θ＝20°和θ＝60°的货箱底板上时，货箱底板对该石块作用力合力的大小分别为多少？
15、（13分）如图，物体受到三个共点力F1、F2和F3的作用而处于静止状态。

依据二力平衡的条件，论证：F1、F2和F3的合力为0。

参考答案
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1、C
【解析】位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移是矢量，有大小也有方向；路程是指物体所经过的路径的长度，路程是标量，只有大小，没有方向
【详解】皮球先沿正方向运动了7m，又沿负方向运动了10m停下，所以路程为17m；位移是指从初位置到末位置的有向线段，皮球的总的运动过程是沿负方向运动了3m，故位移为-3m．则C正确
故选C
【点睛】本题就是对位移和路程的考查，掌握住位移和路程的概念就能够解决了
2、B
【解析】自由落体运动的加速度均相同与质量无关，根据h=1
2
gt2判断时间关系；根据v=gt判断速度关系；
【详解】由自由落体运动的规律知，自由落体运动快慢与物体的质量无关，故加速度相同，根据高度h=1
2
gt2关系即
可求出时间之比12，选项AC错误；根据速度v=gt可知下落过程中甲乙速度大小始终相等，选项B正确；甲落地前，甲乙始终在同一高度，间距不变，故D错误．故选B
【解析】AB ．对整体受力分析，可知整体受重力、两环的支持力及摩擦力而处于平衡，竖直方向上受两支持力及重力且平衡，故两支持力的合力应等于重力，即 2N=Mg 解得
2
Mg
N =
故A 正确、B 错误；
CD ．设绳子拉力为F ，每根绳子与竖直方向的夹角为θ，则 2F cosθ=Mg 解得：
2Mg
F cos θ=
由于cosθ≤1，所以
2
Mg
F ≥
当θ=60°时，cosθ=1
2
，解得 F=Mg 故CD 错误。

故选A 。

4、D
【解析】由题意可知电梯竖直向上加速，即电梯里的人加速度和速度方向都是向上，对人受力分析可知，受向下的重力和电梯对他向上的支持力，由于加速度方向向上，所以电梯对他的支持力大于人的重力，所以D 正确，ABC 错误。

故选D 。

5、D
【解析】A.由题可知：热力学温度的单位（K ）是国际单位，故A 错误； B.用长度与时间的单位能够导出速度单位()m/s ，根据加速度公式∆=∆v a t
可以导出加速度的单位()
2
m/s ，故B 错误； C.质量的基本单位不是mol ，故C 错误；
D.真空中光速恒定，而时间单位已确定，因此可以利用速度公式确定长度，故D 正确； 故选D 。

第II 卷（非选择题
【解析】A ．速度为 72km/h 20m/s =
加速度25m/s a =-，由公式
0v v at =+
得汽车刹车到停止的时间
004s v t a
-=
= 由速度公式得刹车后2s 时的速度
20210m/s v v at =+=
故A 项正确； B ．由公式
22
02v v ax -=
可得
()
22
0020m 40m 225v v x a --===⨯-
汽车滑行40m 停下，故B 项正确；
C ．汽车刹车到停止的时间为4s ，所以刹车后5s 时的速度大小为0，故C 项正确；
D ．汽车刹车到停止的时间为4s ，刹车后6s 内的位移大小与刹车后4s 内的位移大小相等，即40m ，故D 项错误。

故选ABC 。

7、BC
【解析】AB ．蚂蚁缓慢上爬，可以认为蚂蚁处于平衡状态，则合力始终为零，受力分析如图所示，
根据共点力平衡有： f=mg sinα N=mg cosα
因为A 点的α比B 点的大，所以在a 点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b 点的摩擦力，在a 点碗对蚂蚁的支持力小于在b 点
的支持力，则A错误，B正确；
CD．对碗和蚂蚁的整体分析，竖直方向受力平衡，则地面对碗的支持力等于碗和蚂蚁的重力之和，保持不变；水平方向受力为零，碗不受地面的摩擦力作用，选项C正确，D错误。

故选BC。

8、CD
【解析】AB之间的最大静摩擦力为：f max=μm A g=2μmg，则A、B间发生滑动的最小加速度为a=μg，B与地面间的最大静摩擦力为：
f′max=1
2
μ（m A+m B）g=
3
2
μmg
故拉力F最小为F：
F-f max=ma
所以F不小于3μmg，AB将发生滑动；
A．当F＜2μmg时，F＜f max，AB之间不会发生相对滑动，B与地面间会发生相对滑动，所以A、B 都相对地面运动，故A错误。

B．当F=5
2
μmg时，A、B以共同的加速度开始运动，将A、B看作整体，由牛顿第二定律有
F-3
2
μmg=3ma
解得
a=1
3
μg
故B错误，
C．由上分析可知，当F＞3μmg时，A相对B滑动。

故C正确。

D．对B来说，其所受合力的最大值
F m=2μmg-3
2
μmg＝
1
2
μmg
即B的加速度不会超过1
2
μg，故D正确。

故选CD。

9、BD
【解析】先分析剪断轻绳前弹簧的弹力和轻绳的拉力大小；再研究剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，对小球受力分析，根据牛顿第二定律求出瞬间的加速度大小
【详解】在剪断轻绳前，小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡，根据共点力平衡得，弹簧的弹力：
F=mgtan45°=20×1=20N
，绳子拉力452
mg T sin =︒，故A 错误，B 正确；剪断弹簧的瞬间，轻绳对小球的拉力瞬间为零，此时小球所受的合力为零，则小球的加速度为零，故C 错误；断轻绳的瞬间，弹簧的弹力仍然为20N ，小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用，小球受摩擦力为：f=μmg=0.2×20N=4N ，根据牛顿第二定律得小球的加速度为：22048/2
F f a m s m --＝＝＝；合力方向向左，所以加速度方向向左．故D 正确；故选BD 【点睛】解决本题的关键知道剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，剪短弹簧的瞬间，轻绳的弹力要变化，结合牛顿第二定律进行求解
10、BCD
【解析】AB ．对A ，因为
sin37cos37mg mg μ︒︒>
则A 物体所受的滑动摩擦力沿斜面向上，向下做匀加速直线运动，B 所受的滑动摩擦力沿斜面向上，向下做匀加速直线运动，两物体匀加速直线运动的加速度大小均为
2sin37cos3(sin 37cos37)2m/s 7a g mg mg m
μμ︒︒︒︒
=-==- 则加速度大小相等，初速度和位移大小均相等，则运动的时间相等，它们同时到达传送带底端，A 错误，B 正确； C ．由
v =v 0+at
知物块A 、B 到达传送带底端时速度大小相等，C 正确；
D ．对A ，划痕的长度等于A 的位移减为传送带的位移，以A 为研究对象，由运动学公式得
2012
L v t at =+ 则运动时间为
2s =t
所以皮带运动的位移为
1m x vt ==
所以A 对皮带的划痕为
12m 1m 1m x ∆=-=
对B ，划痕的长度等于B 的位移加上传送带的位移，同理得出B 对皮带的划痕为
22m 1m 3m x ∆=+=
所以划痕之比为1：3，D 正确。

故选BCD 。

二、实验题
11、 ①.BD ②.2.00 ③.0.4
【解析】(1)图线不过原点且力为零时小车加速度不为零；所以木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度） 图线末端发生了弯曲现象，是因为当砂桶和沙子的总质量m 未远小于小车和砝码的总质量M 后，绳上拉力小于砂桶和沙子的总重力
故答案为BD
(2) 相邻两计数点间还有4个点未画出，则两计数点间时间间隔0.10T s =
小车运动的加速度
()2
222211.9910.017.98 6.02 3.96 2.0010/ 2.00/(3)0.30CF
OC x x a m s m s T -++---⨯-=== (3) 设绳子拉力为T ，对砂桶和沙子受力分析，由牛顿第二定律可得：mg T ma -=
对小车和砝码受力分析，由牛顿第二定律可得：T Ma = 联立解得：mg a m M
=+，整理得：111M a g g m =+⋅ 由11a m
-关系图象可得：0.50.1100M g -=-，解得：0.40M kg = 12、 ①.ABC ②.B ③.F ′
【解析】实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则，效果的相同是通过拉橡皮筋产生大小和方向相同的形变量来实现的；掌握实验的方法和数据的处理方法以及需要注意的事项，尤其是理解本实验的“等效”思想；力的合成遵循平行四边形定则，根据平行四边形定则作出合力，通过作图的方法得到合力的理论值；
【详解】(1) A 、在同一组数据中，只有当橡皮条节点O 的位置不发生变化时，两个力的作用效果和一个力的作用效果才相同，才可以验证平行四边形定则，故A 正确；
B 、为了准确记下拉力的方向，故采用两点描线时两点应尽量距离大一些，故细绳应长些，故B 正确；
C 、根据弹簧测力计的使用原则可知，在测力时不能超过弹簧测力计的量程，故C 正确；
D 、F 1、F 2方向间夹角不需要为90°，只要方便作图即可，故D 错误；
故选ABC ；
(2)合力与分力是等效替代的关系，所以实验采用的等效替代法，故B 正确，ACD 错误；
故选B ；
(3)F 是通过作图的方法得到合力的理论值，而F '是通过一个弹簧称沿AO 方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O 点，使
得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力，故方向一定沿AO 方向的是F '
三、计算题：解答应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．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
13、（1）3m/s 2；（2） 12s 8N
【解析】(1)由乙图可写出力F 1的表达式
120F t =-
A 、
B 分离时二者没有相互作用力，但二者加速度大小相等，根据加速度相等可得
12A B
F F m m = 代入数值联立可得12s t =
当t =6s 时
()120206N=14N F t =-=-
二者一起加速运动，取整体为研究对象，由牛顿第二定律可得
()12A B F F m m a +=+
代入数值可得23m/s a =
(2)由(1)分析可知，12s 时二都分离，分离时
()1202012N=8N F t =-=-
14、 (1)货箱地板倾角大于30度时，才会滑动（2）mg
【解析】(1)根据平衡条件求解货箱底板倾角满足什么条件时，石块才会滑动；
(2)货箱底板对该石块作用力合力是指支持力和摩擦力的合力，根据受力情况判断运动情况进行解答
【详解】(1) 若石块在底板上开始滑动，则有：mgsin θ＞f
而f=μmgcos θ
解得：tan θ＞μ
解得：θ＞30°
所以货箱底板倾角大于30°时，石块才会滑动；
(2) 当θ=20°＜30°时，石块未滑动，处于静止状态，
由物体的平衡得货箱底板对该石块的作用力的合力 F 1=mg ，方向竖直向上；
当θ=60°＞30°时，石块已经运动，此时的摩擦力f ′=μmgcos60°
货箱底板对该石块作用力合力的大小F 2=2F == 【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答
15、见解析
【解析】先把F 1和F 2合成为力F 12；
（ 1212
F F F += ） 则物体相当于受到二个力F 12和F 3平衡；
平衡的二个共点力大小相等、方向相反，即合力为0；
（1230F F +=）
F 1、F 2和F 3的合力为0。

（1230F F F +=+ ）。