2022-2023学年河南省商丘市高一上学期期末模拟考试物理试题含解析

商丘市2022-2023学年高一上学期期末模拟考试物理

满分：100分

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 比较共享单车摩拜与小黄车的后轮半径大小时可把车轮当作质点

B. 查看微信支付交易记录时发现有一单的转账时间为2018-04-25 09:49:34，这里的时间指的是时刻

C. “复兴号”列车组列车在京沪高铁线率先以350 km/h的速度运行，这里的速度指平均速度

D. 为了解决偏远地区的配送问题，顺丰速运采取“无人机快递”，无人机从某一投递站带着快件到达指定位置后又返回该投递站，这一过程中无人机的位移大于零

【答案】B

【解析】

【详解】A．比较共享单车摩拜与小黄车的后轮半径大小时,车轮大小和形状不能忽略不计，所以不能把车轮当作质点，A错误；

B．查看微信支付交易记录时发现有一单的转账时间为2018-04-25 09:49:34，这里的时间指的是时刻，B正确；

C．“复兴号”列车组列车在京沪高铁线率先以350 km/h的速度运行，这里的速度指瞬时速度，C错误；

D．为了解决偏远地区的配送问题，顺丰速运采取“无人机快递”，无人机从某一投递站带着快件到达指定位置后又返回该投递站，这一过程中无人机的位置没有发生改变，所以无人机的位移等于零，D错误。

故选B。

2. 一个质点做匀加速直线运动，在连续相等的两段时间内的位移大小分别为x1、x2，在运动x1内的速度变化量为Δv，则质点运动的加速度大小为（　　）

A. （Δv）2  B.

C.    D. （Δv）2

【答案】B

【解析】

【详解】根据匀变速直线运动推论

再根据加速度定义式

解得

故选B。

3. 交通部门常用测速仪来检测车速，如图所示，测速仪固定，一辆汽车正在向测速仪做匀速直线运动，某一时刻t=0时，测速仪发出一超声波脉冲，t=0.6s时测速仪接收到经汽车反射的超声波脉冲，t=1.8s时测速仪再次发出一超声波脉冲，t=2.2s时测速仪再次接收到经汽车反射的第二个超声波脉冲．假设超声波的速度为340m/s，根据以上测量数据，下列判断与计算正确的是：（      ）

A. 被测汽车速度为20m/s

B. 被测汽车速度为21.25m/s

C. 被测汽车第一次反射超声波脉冲时，离测速仪的距离为204m

D. 被测汽车二次反射超声波脉冲的时间差为1.6s

【答案】A

【解析】

【详解】汽车收到第一次信号时，经过的时间为，距测速仪s1=v波t1=340m/s×0.3s=102m；汽车收到第二次信号时，经过的时间为，距测速仪s2=v波t2=340m/s×0.2s=68m；汽车收到两次信号距离测速仪的距离差s=s1-s2=102m-68m=34m，经过时间t=2.0s-0.3s=1.7s，汽车的速度，选项A正确，B错误；由以上分析可知，被测汽车第一次反射超声波脉冲时，离测速仪的距离为102m；被测汽车二次反射超声波脉冲的时间差为1.7s，故CD错误．

4. 为了把陷在泥坑里的汽车拉出来，司机用一条结实的绳子把汽车拴在一棵大树上，开始时相距12m，然后在绳的中点用400N的力F沿绳垂直的方向拉绳，结果中点被拉过60cm，如图所示，假设绳子的伸长不计，则汽车受到的拉力为 　

A. 200N B. 400N C. 2000 D. 800N

【答案】C

【解析】

【分析】对中点受力分析，根据力的平行四边形定则，及三角知识，即可求解．

详解】对中点O受力分析，如图所示：

根据力的合成法则，结合几何知识，则有：；解得：T=2000N；故选C.

5. 一个物体受多个水平恒力作用静止在光滑水平面上．现在仅使其中一个力F1的大小按照如图所示的规律变化．此过程中，该物体受到的合外力大小F合 、加速度大小a、速度大小v、位移大小x的变化情况正确的是

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．原来物体在多个力的作用下处于静止状态，物体所受的合力为零，使其中的一个力保持方向不变、大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小的过程中，则物体的合力从零开始逐渐增大，又逐渐减小恢复到零，故A错误；

B．根据牛顿第二定律知，物体的加速度从零开始先增大后减小到零，故B错误；

C．物体先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动，根据速度图象的斜率等于加速度可知，速度图象的斜率先增大后减小，故C正确；

D．物体一直做加速运动，位移始终增大，故D错误．

6. 如图所示，木板C放在水平地面上，物块A、B放在木板上，用不可伸长的细线将物块A与竖直墙连接，细线刚好拉直，物块A、B的质量均为m，木板C的质量为2m，物块A、B与木板间及木板与地面间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给物块B施加一个水平向右的拉力F，在逐渐增大F的过程中（物块B和木板C保持相对静止），下列说法正确的是（　　）

A. B受到的合力越来越大

B. C受到地面的摩擦力与受到B的摩擦力一定等大反向

C. A先受到两个力作用，后受到四个力作用

D. C受到B的摩擦力与受到A的摩擦力方向相反

【答案】B

【解析】

【详解】AB．物块B与木板C的最大静摩擦力为

物块A与木板C的最大静摩擦力为

木板C与地面的最大静摩擦力为

物块B和木板C保持相对静止，则在逐渐增大F的过程中，物块B始终静止不动，即合力为0。物块C也静止不动，C受B给的水平向右的静摩擦力，和地面给的水平向左的静摩擦力，二力平衡，A错误，B正确；

CD．A与C之间没有摩擦力。A始终受重力、支持力，二力平衡，CD错误。

故选B。

7. 如图a所示，水平面上质量相等的两木块A、B，用一轻弹簧相连，这个系统处于平衡状态，现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动(如图b)，研究从力F刚作用在木块A瞬间到木块B刚离开地面瞬间的这一过程，并选定该过程中木块A的起点位置为坐标原点，则下面图中能正确表示力F和木块A的位移x之间关系的图是( )

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】试题分析：设弹簧劲度系数为k，刚开始弹簧处于压缩，弹力等于A的重力即，A匀加速上升过程假设上升高度为x，则有，整理即得即F与x为一次函数关系，且不过原点，答案BCD错A对．

考点：胡克定律 牛顿第二定律

8. 日常生活中，我们在门下缝隙处塞紧一个木楔(侧面如图所示)，往往就可以把门卡住．有关此现象的分析，下列说法正确的是（　　）

A. 木楔对门的作用力大于门对木楔的作用力，因而能将门卡住

B. 门对木楔作用力的水平分量等于地面对木楔摩擦力的大小

C. 只要木楔的厚度合适都能将门卡住，与顶角θ的大小无关

D. 只要木楔对门的压力足够大就能将门卡住，与各接触面的粗糙程度无关

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．木楔对门的作用力和门对木楔的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，A错误；

B．对木楔受力分析如图所示

水平方向

f＝Fsinθ

最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，门对木楔作用力的水平分量等于地面对木楔摩擦力的大小，B正确；

CD．对木锲，竖直方向有

N＝Fcosθ+mg

则

要把门卡住，则有：不管多大的力F均满足满足

fmax≥f

即

不管m的大小，只要μ≥tanθ，就可把门卡住，故能否把门卡住，与顶角θ与接触面的粗糙程度有关，CD错误。

故选B。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 如图所示，在斜面上放两个光滑球A和B，两球的质量均为m，它们的半径分别是R和r，球A左侧有一垂直于斜面的挡板P，两球沿斜面排列并处于静止，以下说法正确的是（　　）

A. 斜面倾角θ一定，R>r时，R越大，r越小，B对斜面的压力越小

B. 斜面倾角θ一定，R=r时，两球之间的弹力最小

C. 斜面倾角θ一定时，无论两球半径如何，A对挡板的压力一定

D. 半径一定时，随着斜面倾角θ逐渐增大，A受到挡板的作用力先增大后减小

【答案】BC

【解析】

【详解】A．以B球为研究对象，受力情况为重力mg、斜面的支持力N和A对B的弹力F，由平衡条件得知N与F的合力与重力mg大小相等、方向相反，则此合力保持不变。斜面倾角θ一定，R>r，R越大，r越小，F与水平方向的夹角越大，如图，作出F在三个不同角度时力的合成图

由图看出，斜面对B的支持力N越大，由牛顿第三定律得知，B对斜面的压力越大，故A错误；

B．斜面倾角θ一定，根据几何知识得知，当N与F垂直时F最小，即两球间的弹力最小，此时，R=r，故B正确；

C．以两球组成的整体为研究对象，可知A对挡板的压力

NA=2mgsinθ

则知斜面倾角θ一定时，无论半径如何，A对挡板的压力NA一定，故C正确。

D．由前面分析知，A对挡板的压力

NA=2mgsinθ

半径一定时，随着斜面倾角θ逐渐增大，A对挡板的压力NA增大，故D错误。

故选BC。

10. 如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的最大静摩擦力fm与滑动摩擦力大小相等，则（　　）

A. 0～tl时间内物块A的加速度逐渐增大

B. t2时刻物块A的加速度最大

C. t3时刻物块A的速度最大

D. t2～t4时间内物块A一直做减速运动

【答案】BC

【解析】

【详解】A．0～t1时间内物块A受到的静摩擦力逐渐增大，物块处于静止状态，选项A错误;

B．t2时刻物块A受到拉力F最大，物块A的加速度最大，选项B正确;

C．t3时刻物块A受到的拉力减小到等于滑动摩擦力，加速度减小到零，物块A的速度最大，选项C正确;

D．t2～t3时间内物块A做加速度逐渐减小的加速运动，t3～t4时间内物块A一直做减速运动，选项D错误。

故选BC。

11. 如图所示，物块B套在倾斜杆上，并用轻绳与物块A相连，今使物块B沿杆由点M匀速下滑到N点，运动中连接A、B的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，正确的是

A. 物块A的速度先变大后变小

B. 物块A的速度先变小后变大

C. 物块A始终处于超重状态

D. 物块A先处于超重状态后处于失重状态

【答案】BC

【解析】

【详解】AB、将B的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图：

根据平行四边形定则，沿绳子方向的速度为：vA＝vBcosθ，可知θ在增大到90°的过程中，A的速度方向向下，且逐渐减小；由图可知，当B到达P点时，B与滑轮之间的距离最短，θ＝90°，A的速度等于0，随后A向上运动，且速度增大．所以在B沿杆由点M匀速下滑到N点的过程中，A的速度先向下减小，然后向上增大．故A错误，B正确；

CD、物体A向下做减速运动和向上做加速运动的过程中，加速度的方向都向上，所以A始终处于超重状态．故C正确，D错误．

12. 如图所示，一足够长的木板静止在粗糙的水平面上，t＝0时刻滑块从板的左端以速度v0水平向右滑行，木板与滑块间存在摩擦，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。滑块的v­t图象可能是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】CD．滑块滑上木板，受到木板对滑块向左的滑动摩擦力，做匀减速运动，若木块对木板的摩擦力大于地面对木板的摩擦力，则木板做匀加速直线运动，当两者速度相等时，一起做匀减速运动。设木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，木块的质量为m，木板的质量为M，知木板若滑动，则

μ1mg>μ2（M＋m）g

最后一起做匀减速运动，加速度

a′＝μ2g

开始时木块做匀减速运动的加速度大小为

a＝μ1g>μ2g

知图线的斜率变小，故C正确，D错误。

A．若

μ1mg<μ2（M＋m）g

则木板不动，滑块一直做匀减速运动，故A正确。

B．由于地面有摩擦力，最终木块和木板不可能一起做匀速直线运动，故B错误。

故选AC。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验的装置如图甲所示，点为固定橡皮筋的图钉的位置，O点为橡皮筋与细绳的结点位置，OB和OC为细绳1图乙是根据实验结果在白纸上画出的力的图示情况。

（1）图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是____；

（2）关于此实验，下列描述正确的是_____。

A．两弹簧测力计的拉力一定比橡皮筋的拉力大

B.橡皮筋的拉力是合力，两个弹簧测力计的拉力是分力

C.如果将两条细绳换成两个橡皮筋，那么实验结果将不同

D.两次将橡皮筋与细绳的结点拉到同一位置O的目的是确保弹簧测力计两次拉力的效果相同

（3）另一同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中，将橡皮筋一端固定于P点，另一端连接两个弹簧测力计，分别用力与拉两个弹簧测力计，将结点拉至O点，如图丙所示。现增大，方向不变，要使结点仍位于O点，则对进行的操作可能是_______（初始时）

A.增大的同时增大β角

B.减小的同时减小β角

C.增大的同时减小β角

D.减小的同时增大β角

【答案】    ①.     ②. D    ③. BC##CB

【解析】

【详解】（1）[1]F是通过作图的方法得到的合力的理论值，而是通过一个弹簧测力计沿AO方向拉橡皮筋,使结点到O点的拉力，故方向一定沿AO方向的是，由于误差的存在，F和的方向并不重合。

（2）[2]A．两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等，两弹簧测力计的拉力可比橡皮筋的拉力大，也可以比橡皮筋的拉力小，故A错误；

B．两弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，故B错误；

C．只要保证结点的位置相同，是否换成橡皮筋不影响实验结果，故C错误；

D．两次拉橡皮筋时，为了使两次达到的效果相同橡皮筋与细绳的结点必须拉到同一位置O，故D正确。

（3）[3]B．根据题意，对结点进行受力分析，如图所示

由此可知减小的同时减小角可以实现题意要求，故B正确；

C．同理对结点进行受力分析，如图所示

由此可知增大的同时减小角也可以实现题意要求，故C正确；

AD．根据力的平行四边形定则可知角不可能增大，故AD错误。

14. 某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”．

（1）实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力．该同学是这样操作的：如图乙，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻拨小车，让打点计时器在纸带上打出一系列___的点，说明小车在做___运动．

（2）如果该同学先如（1）中的操作，平衡了摩擦力．以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到M，测小车加速度a，作a－F的图象．如图丙图线正确的是___．

（3）设纸带上计数点的间距为s1和s2．下图为用米尺测量某一纸带上的s1、s2的情况，从图中可读出s1＝3.10cm，s2＝__cm，已知打点计时器的频率为50Hz，由此求得加速度的大小a＝___m/s2．

【答案】    ①. 点迹均匀    ②. 匀速直线    ③. C    ④. 5.55    ⑤. 2.45

【解析】

【详解】(1)[1][2]平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，不要挂钩码，将长木板的右端垫高至合适位置，使小车重力沿斜面分力和摩擦力抵消，若打点计时器在纸带上打出一系列点迹均匀的点，说明小车在做匀速直线运动．

(2)[3]AC.如果这位同学先如（1）中的操作，已经平衡摩擦力，则刚开始a-F的图象是一条过原点的直线，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到M，不能满足砂和砂桶的质量远远小于小车的质量，此时图象发生弯曲，故A错误，C正确；

B. a－F图象与纵轴的截距，说明平衡摩擦力有点过分，与题意不合，故C错误；

D. a－F图象与横轴的截距，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，与题意不合，故D错误.

(3)[4]从图中可读出s2＝9.60cm-4.05cm=5.55cm．

[5]由逐差法Δs=at2，其中t=0.1s，小车加速度的大小

a==10-2m/s2=2.45m/s2

15. 如图所示，足够长木板与水平地面间的夹角θ可以调节，当木板与水平地面间的夹角为37°时，一小物块（可视为质点）恰好能沿着木板匀速下滑。若让该物块以大小的初速度从木板的底端沿木板上滑，随着θ的改变，物块沿木板滑行的距离x将发生变化。取，，。

(1)求物块与木板间的动摩擦因数μ；

(2)当θ满足什么条件时，物块沿木板向上滑行的距离最小，并求出该最小距离。

【答案】(1) 0.75；(2) 4m

【解析】

【分析】

【详解】(1)当时，设物块的质量为m，物块所受木板的支持力大小为FN，对物块受力分析，有

解得

μ=0.75

(2)设物块的加速度大小为a，则有

设物块的位移为x，则有

解得

令tanα=μ，可知当α+θ=90°，即θ=53°时x最小，最小距离为

xmin=4m

16. 2020年11月24日凌晨4事30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。12月1日23时，嫦娥五号探测器在月面上空开启发动机，实施降落任务。在距月面高为H＝102 m处开始悬停，识别障碍物和坡度，选定相对平坦的区域后，先以a1匀加速下降，加速至v1＝4   m/s时，立即改变推力，以a2＝2 m/s2匀减速下降，至月表高度30 m处速度减为零，立即开启自主避障程序，缓慢下降。最后距离月面2.5 m时关闭发动机，探测器以自由落体的方式降落，整个过程始终垂直月球表面作直线运动，取竖直向下为正方向。已知嫦娥五号探测器的质量m＝40 kg，月球表面重力加速度为1.6 m/s2。求：

（1）嫦娥五号探测器自主着陆月面时的瞬时速度大小v2；

（2）匀加速直线下降过程的加速度大小a1；

（3）匀加速直线下降过程推力F的大小和方向。

【答案】（1）；（2）；（3），竖直向上

【解析】

【详解】（1）距离月面2.5m时关闭发动机，探测器以自由落体的方式降落，可得

解得

（2）由题意知加速和减速发生的位移为

由位移关系得

代入数据解得

（3）因为匀加速直线下降过程中加速度小于月球表面重力加速度，所以根据牛顿第二定律可得，推力F为阻力，方向为竖直向上，大小满足

解得

17. 大型快递公司卸载货物时常常用到传送带，如图所示，传送带与水平面的夹角为θ＝37°。且正以v＝1.2 m/s的速度顺时针匀速转动，设传送带足够长，且快递员每2s就在传送带最上方轻轻放一个快件。某时刻快递员将一快件A（可视为质点）放上传送带，已知所有快件与传送带间的动摩擦因数都为μ＝0.75（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，，重力加速度g＝10 m/s2）。求：

（1）A快件被释放后经5s通过的位移；

（2）求第二个快件B与第一个快件A相隔最大距离。

【答案】（1）5.94m；（2）2.4m

【解析】

【详解】（1）对A快件受力分析，由牛顿第二定律可得

解得

当A快件与传送带达到共速时，有

解得

因为

所以接下来A快件与传送带保持相对静止，由运动学公式得

A快件加速位移

A快件匀速位移

所以A快件被释放后经5s通过的位移为

（2）当B快件速度达到1.2m/s时，A、B两快件相隔最远，由题意可知，B快件匀加速到与传送带共速时间也为0.1s，则A快件此时已运动了2.1s。

A快件运动的位移

代入数据，解得

B快件的位移

所以第二个快件B与第一个快件A相隔的最大距离为

18. 如图所示, 木板静止于水平地面上, 在其最右端放一可视为质点木块. 已知木块的质量m＝1 kg, 木板的质量M＝4 kg, 长L＝2.5 m, 上表面光滑, 下表面与地面之间的动摩擦因数μ＝0.2.现用水平恒力F＝20 N拉木板, g取10 m/s2, 求:

(1)木板加速度的大小;

(2)要使木块能滑离木板, 水平恒力F作用的最短时间;

(3)如果其他条件不变, 假设木板的上表面也粗糙, 其上表面与木块之间的动摩擦因数为μ1＝0.3, 欲使木板能从木块的下方抽出, 需对木板施加的最小水平拉力;

(4)若木板的长度、木块质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数都不变, 只将水平恒力增加为30 N, 则木块滑离木板需要多长时间？

【答案】(1)2.5 m/s2　(2)1 s　(3)25 N　(4)2 s

【解析】

【详解】(1)木板受到的摩擦力Ff＝μ(M＋m)g＝10 N

木板的加速度a＝＝2.5 m/s2.

(2)设拉力F作用t时间后撤去

木板的加速度为a′＝－＝－2.5 m/s2

木板先做匀加速运动, 后做匀减速运动, 且a＝－a′, 故at2＝L

解得t＝1 s, 即F作用的最短时间为1 s.

(3)设木块的最大加速度为a木块, 木板的最大加速度为a木板, 则μ1mg＝ma木块

得: a木块＝μ1g＝3 m/s2

对木板: F1－μ1mg－μ(M＋m)g＝Ma木板

木板能从木块的下方抽出的条件: a木板>a木块

解得: F1>25 N.

(4)木块的加速度a木块＝μ1g＝3 m/s2

木板的加速度a木板＝＝4.25 m/s2

木块滑离木板时, 两者的位移关系为s木板－s木块＝L, 即a木板t2－a木块t2＝L

代入数据解得: t＝2 s.

【点睛】本题考查牛顿第二定律的应用，以木板为研究对象，木板向右运动过程中受到水平向右的拉力和摩擦力的作用，由牛顿第二定律可求得加速度大小，拉力F作用时间最短，是指当有拉力F时滑块向右匀加速运动，撤去拉力F后木板向右做匀减速直线运动，而木块向右一直在摩擦力作用下向右做匀加速直线运动，分阶段进行受力分析求得加速度，再由相对位移为木板的长度，可求得拉力F的临界值