高一物理期末综合复习（特训专题+提升模拟）模拟卷05

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班级 姓名 学号 分数
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1．学习了牛顿第二定律，反观“伽利略的理想斜面实验”，小球从第一个理想斜面滚下，接着冲上第二个理想斜面，下列说法正确的是（ ）
A．该理想实验中小球冲上的第二个斜面可以是粗糙的
B．在第二个斜面上使小球减速的力是重力沿斜面的分力mgsin θ
C．小球冲上第二个斜面的高度与斜面的倾角有关
D．实验表明，当第二个斜面的倾角为零时，小球便保持原来的运动状态一直运动下去
【答案】B
【详解】A．伽利略的理想实验，要求两个斜面都没有摩擦，故A错误；
B．在伽利略设计的这个实验中，使小球减速的力是第二个斜面上重力沿斜面的分力，故B正确；
C．由于斜面光滑，小球每次到达的高度总相同，与倾角无关，故C错误；
D．当第二个斜面的倾角为零时，小球便保持原来的运动状态一直运动下去，这不是事实，实验中无法得出，而是逻辑推理，此时重力沿斜面的分力为零，理论上没有使物体减速的原因，故D错误。故选B。
2．下列如图所示的情形中，没有涉及牛顿第三定律的是（ ）
A．气垫船旋转的螺旋桨获得动力
B．战斗机在行进途中抛弃副油箱
C．喷水龙头自动旋转使喷水均匀
D．玩具火箭靠喷出火药飞上天空
【答案】B
【详解】A．船在水中航行是螺旋浆给水一个向后的作用力，反过来水给船一个向前的反作用力，属于应用牛顿第三定律，故A正确；
B．战斗机飞行过程中，扔掉副油箱，减小质量，减小惯性，不涉及牛顿第三定律，故B错误；
C．喷水龙头自动旋转使喷水均匀，利用了反冲，也是作用力与反作用力的关系，属于应用牛顿第三定律，故C正确；
D．发射火箭利用了反冲，也是作用力与反作用力的关系，属于应用牛顿第三定律，故D正确。故选B。
3．有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的是（ ）
A．点火后即将升空的火箭，因火箭还没运动，所以加速度保持为零
B．高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车，因轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大
C．高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也很大
D．飞机在跑道上加速直线行驶，在加速度不断减小至零的过程中，飞机的速度和位移都增加得越来越慢
【答案】B
【详解】A．点火后即将升空的火箭，由于受到向上巨大的冲力，根据牛顿第二定律得知，加速度不为零，A错误；
B．轿车紧急刹车时速度变化很快，由可知，其加速度很大，B正确；
C．高速行驶的磁悬浮列车，虽然速度很大，但速度几乎不发生变化，则加速度为零，C错误；
D．飞机做加速运动，加速度方向与速度方向相同，加速度减小，速度增大，故位移增加的越来越快，D错误。故选B。
4．台球沿桌面以速度v0的速度与球桌边框成角撞击击框上的O点，反弹后速度为v1，方向与球桌边框夹角仍为，如图所示OB垂直桌边，则桌边给球的弹力方向为（ ）
A．OA方向B．OB方向C．OC方向D．OD方向
【答案】B
【详解】桌边给球的弹力方向应该与桌面垂直，即沿着OB方向。故选B。
5．两个力和间的夹角为，两个力的合力为F。下列说法正确的是（ ）
A．若和大小不变，角越大，合力F就越大
B．若、中的一个增大，F可能减小
C．若已知合力F的大小和方向、和大小，则在分解时有唯一解
D．若已知合力F的大小和方向、的方向，当时，在分解时有唯一解
【答案】B
【详解】A．若和大小不变，角越大，合力F就越小。故A错误；
B．若、中的一个增大，F可能减小，也可能增加，取决于角是钝角还是锐角。故B正确；
C．若已知合力F的大小和方向、和大小，则在分解时有三种情况，当有唯一解，当
无解，当有多解。故C错误；
D．若已知合力F的大小和方向、的方向，当时，在分解时有两个解。故D错误。故选B。
6．如图，一重为40N的木块放在水平桌面上，在水平方向共受三个力，即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止。其中F1=13N、F2=6N。已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，在下列情况下，木块与地面间是静摩擦力且最大的是（ ）
A．撤去F1B．撤去F2
C．同时撤去F1、F2D．都不撤去
【答案】D
【详解】B．木块与地面间的最大静摩擦力撤去F2后，因为故木块滑动，木块与地面间不是静摩擦力，故B错误；
C．同时撤去F1、F2，木块与地面间无相对运动或相对运动趋势，木块与地面间无摩擦力，故C错误；
AD．撤去F1后，因为木块静止，处于平衡状态，受到的摩擦力为静摩擦力，大小为
都不撤去时，因为木块静止，处于平衡状态，受到的摩擦力为静摩擦力，大小为
故D正确，A错误。故选D。
7．运动员在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练，若在起动后的一小段时间内，运动员用两根轻绳拉着轮胎做匀加速直线运动，加速度大小为a。如图所示运动过程中保持两绳的端点A、B等高，两绳间的夹角为θ、所在平面与水平面夹角恒为α。已知轮胎重为G，运动过程受地面摩擦力大小恒为f，则每根绳的拉力大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】设每根绳的拉力大小为T，根据力的合成与分解以及对称性可知，两根绳拉力的合力大小为对轮胎根据牛顿第二定律有解得故选A。
8．在某试验场地的水平路面上，甲、乙两车在相邻平行直车道上行驶。当甲、乙两车并排行驶的瞬间，同时开始刹车，刹车过程中两车速度的二次方v2随刹车位移x的变化规律如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．甲乙两车刹车运动时间之比为3：4
B．甲车刹车过程中加速度大小为15m/s2
C．从开始刹车起经，两车相距最远
D．从开始刹车起经，两车再次恰好并排相遇
【答案】C
【详解】AB．根据匀变速位移速度公式得根据图像，可得甲、乙加速度分别为7.5m/s2和m/s2，两车停下的时间为；甲乙两车刹车运动时间之比为1：4，AB错误；
C．当两车速度相等时，其相隔距离最远，则有代入数据，解得，C正确；
D．甲经2s先停下时，此时甲的位移为15m，乙的位移为
两车相距6.25m，故从开始刹车起经，两车再次恰好并排相遇两车再次相遇，D错误。故选C。
9．时刻，一艘汽艇在水面上从静止开始做匀加速直线运动，经过10 s后速度大小为15 m/s，则下列说法正确的是（ ）
A．汽艇的加速度为1.5 B．汽艇在第4 s末的速度为4 m/s
C．汽艇在前10 s内运动的距离为75 mD．汽艇在第1 s内与第2 s内的位移大小之比为1：2
【答案】AC
【详解】A．汽艇的加速度为故A正确；
B．汽艇在第4 s末的速度为故B错误；
C．汽艇在前10 s内运动的距离为故C正确；
D．由初速度为零的匀加速直线运动的规律知：汽艇在第1 s内与第2 s内的位移大小之比为，故D错误。
故选AC。
10．如图所示，倾角为的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过轻质细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．B受到C的摩擦力可能为零
B．C受到水平地面的摩擦力一定为零
C．斜面C有有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力
D．将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，此时水平地面对C的摩擦力不为0
【答案】AC
【详解】A．若细绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡，则B与C间的摩擦力为零，故A正确；
BC．将B和C看成一个整体，则B和C受到细绳向右上方的拉力作用，故C有向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力，故C正确，B错误；
D．将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，利用整体法判断，B、C组成的系统在水平方向不受其他外力作用，处于平衡状态，则水平面对C的摩擦力为零，故D错误。故选AC。
11．质量不等的两物块A和B，其质量分别为和，置于光滑水平面上。如图所示，当水平恒力F作用于左端A上，两物块一起以加速度大小匀加速向右运动时，A、B间的作用力大小为；当水平力F作用于右端B上，两物块一起以加速度大小匀加速向左运动时，A、B间的作用力大小为，则（ ）
A．B．
C．D．
【答案】AD
【详解】A．根据牛顿第二定律对整体得则两次物体运动的加速度大小相等，故A正确；
BCD．分别隔离B和A得，则得到，
故BC错误，D正确。故选AD。
12．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为m的物体A、B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时两物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速直线运动，测得两个物体的v—t图象如图乙所示，重力加速度为g，则（ ）
A．外力施加前，弹簧的形变量为
B．外力施加的瞬间，A、B间的弹力大小为m（g-a）
C．A、B在t1时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零
D．弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值
【答案】AB
【详解】A．施加F前，物体AB整体平衡，根据平衡条件，有2mg=kx解得x=故A正确；
B．施加外力F的瞬间，对B物体，根据牛顿第二定律，有F弹-mg-FAB=ma其中F弹=2mg解得FAB=m（g-a）故B正确；
C．物体A、B在t1时刻分离，此时A、B具有共同的v与a且FAB=0对B，有F'弹-mg=ma
解得F'弹=m（g+a）故C错误；
D．当F″弹=mg时，B达到最大速度，故D错误。故选AB。
第II卷（非选择题 共52分）
二、实验题（满分14分）
13．在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计。
（1）为了完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：
根据表中数据在图甲中作出F-x图象_________并求得该弹簧的劲度系数k=________N/m；（结果保留2位有效数字）
（2）某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图乙所示，其读数为________N；同时利用（1）中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N，请在图丙中画出这两个共点力的合力F合的图示_________；
（3）由图得到F合=________N。（结果保留2位有效数字）
【答案】见解析 54（52~56范围内均可） 2.10/2.09/2.08 见解析 3.3（3.1~3.5范围内均可）
【详解】（1）[1]如图1所示。
图1
[2]F-x图像的斜率表示劲度系数，即
（2）[3]弹簧测力计的分度值为0.1N，需要估读到0.01N，所以读数为2.09N。
[4]如图2所示。
图2
（3）[5]经测量可得 F合=3.3N。
14．光电计时器是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，其结构如图甲如示a、b分别是光电门的激光发射和接收装置。当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系的实验”，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两上光电计时器没有画出）。小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。
（1）用游标卡尺测量窄片K的宽度d（已知l>>d），光电门1，2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1、t2。则窄片K通过光电门1的速度表达式v1=______。
（2）用米尺测量两光电门间距为l，则小车的加速度表达式a=______。（用题中所给字母表示）
（3）实验中，甲同学用把远离定滑轮一侧垫高的方法来平衡摩擦力，通过测量，他把砂和砂桶的重力当作小车的合外力F，作出a-F图线，如图丙中的实线所示。试分析：图线不通过坐标原点O的原因是______；曲线上部弯曲的原因______。
【答案】 平衡摩擦力时木板倾角太大 没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量
【详解】（1）[1]窄片K通过光电门1的速度表达式
（2）[2]窄片K通过光电门2的速度表达式根据可得加速度
（3）[3][4]由图像可知，当F=0时加速度不为零，可知图线不通过坐标原点O的原因是平衡摩擦力时木板倾角太大；只有当砂和砂桶的重力远小于小车的重力时才能把砂和砂桶的重力当作小车的合外力F，当随着砂和砂桶的重力逐渐增加，不满足上述关系时，图像就要出现弯曲，即曲线上部弯曲的原因是没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量。
三、计算题（满分38分，其中15题8分，16题8分，17题10分，18题12分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）
15．2021年9月9日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功将中星9B卫星发射升空。若火箭由静止发射竖直升空时加速度大小为，第2s末从火箭掉出一可视为质点的碎片，忽略空气阻力，重力加速度g取，求：
（1）碎片最高可上升到的距地面的高度；
（2）碎片从火箭上掉出之后到落回地面的时间。（计算结果可保留根式）
【详解】（1）前2s碎片做初速度为零的匀加速直线运动，加速度，方向竖直向上。2s末碎片的速度为
位移为
碎片掉出后以的初速度做竖直上抛运动，上升的高度为
碎片最高可上升到距地面
（2）碎片从火箭上脱落后上升所用时间
设从最高点下落到地面的时间为，则
即
碎片从火箭上掉出之后到落回地面的时间
16．质量为m=1kg的砝码悬挂在轻绳PA和PB的结点上并处于静止状态，PA与竖直方向的夹角为37°，PB沿水平方向，质量为M=10kg的木块与PB相连，静止于倾角为37°的斜面上，如图所示。（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8）求：
（1）轻绳PB拉力的大小；
（2）木块所受斜面的摩擦力和弹力大小。
【详解】(1)对点P受力分析，根据共点力的平衡条件得FB－FAsin37°=0；FAcs37°－mg=0
联立解得FB=7.5N
(2)对木块受力分析，由共点力的平衡条件得Mgsin37°＋FBcs37°－Ff=0；FN＋FBsin37°－Mgcs37°=0
联立解得Ff =66N；FN =75.5N
17．地面上测量质量的托盘天平在太空舱中将失效。于是，小明同学设计了如图甲所示的太空质量测量仪．装置D是轴承恒定拉力装置，在设定的空间范围内能够给受力砧C提供恒定的拉力。砧C的质量m0=1 kg，装置D提供的恒定拉力F=20 N．在装置D外壳上安装了连接到计算机的位移传感器测速装置A，在砧C上固定了轻质电磁波反射板B。进入工作状态后，通过装置A和反射板B可以绘制砧C的运动图象。连接砧C末端的轻质绳可以把待测物体固定在砧C上。在某次太空实验中，宇航员要用太空质量测量仪测量某实验样品的质量，轻质绳固定样品后，拉出受力砧至最大位置后释放，计算机呈现了如图乙所示的物理图象。试求：
（1）在此次实验中，砧C运动时加速度大小a；
（2）实验样品的质量m；
（3）轻质绳施加给实验样品的拉力大小T。
【详解】（1）砧C和实验样品固定后，一起做匀加速直线运动，即有v2=2ax
根据图象数据可知a=5 m/s2
（2）根据牛顿第二定律，以砧C和实验样品为研究对象，有F＝（m0＋m）a
代入已知数据，解得m＝3 kg
（3）以实验样品为研究对象，有T＝ma
解得T＝15 N
18．如图所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ=30°时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上运动，随着θ的改变，小木块沿木板向上滑行的距离x将发生变化，重力加速度为g。
（1）求小木块与木板间的动摩擦因数；
（2）当θ角为何值时，小木块沿木板向上滑行的距离最小，并求出此最小值。
【详解】解：（1）当θ=30°时，木块处于平衡状态，对木块受力分析mgsin θ=μFN；FN－mgcs θ=0
解得μ=tan θ=tan 30°=
（2）当θ变化时，设沿斜面向上为正方向，木块的加速度为a，则－mgsin θ－μmgcs θ=ma
由0－=2ax得x=
其中tan α=μ，则当α＋θ=90°时x最小，即θ=60°，所以x最小值为xmin=
弹力F（N）
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量x（m）
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42