高一物理上学期期中模拟测试卷（提升卷）物理人教版2019必修第一册（原卷版+解析版）

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（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
测试范围：必修一 第一章～第三章第四节
第Ⅰ卷 选择题 （共46分）
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1．在刚刚结束的校秋季运动会中，田径比赛的主赛场为400m的标准跑道，下列关于比赛项目叙述正确的是（ ）
A．研究短跑运动员终点撞线时可将运动员看成质点
B．在比赛中短跑运动员的跑步成绩是时间间隔
C．在100m和200m比赛中，100m和200m都是指位移
D．高水平运动员400m比赛的平均速度有可能大于其他运动员200m比赛的平均速度
【答案】B
【解析】A．研究短跑运动员终点撞线时，运动员的大小不能忽略，不可将运动员看成质点，故A错误；
B．在田径比赛中跑步运动员的比赛成绩是个时间段，故是一个时间间隔，故B正确；
C．短跑运动员跑200m时，不是一条直线，故200m是路程而不是位移，故C错误；
D．400m比赛的平均速度等于零，不可能大于200m比赛的平均速度，故D错误。
故选B。
2．如图所示，一个弹性小球在光滑水平面上以水平向左10m/s的速度撞墙后，以大小不变的速度反向弹回，球与墙的接触时间为0.1s，规定水平向左为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．撞墙后小球的速度为10m/s
B．撞墙前后小球的速度变化量为0
C．小球在与墙接触过程中的平均加速度为
D．小球在与墙接触过程中加速度的方向水平向右
【答案】D
【解析】设向左为正方向，撞墙前小球的速度为
撞墙后小球的速度大小不变，方向相反
小球速度变化量
小球在与墙接触过程中的加速度
小球在与墙接触过程中加速度的方向水平向右。
故选D。
3．甲、乙、丙、丁四个物体做直线运动，它们运动的、、、图像分别如图所示，其中图像表示的物体在时的速度为零，则下列说法正确的是（ ）
A．内有3个物体运动的位移为零B．内有2个物体运动的位移为零
C．第1s末速度最大的是甲物体D．第1s末速度最大的是丁物体
【答案】B
【解析】AB．图甲可知内甲的位移为-8m；图乙可知内乙的位移为0（图像与横轴围成的面积表示位移）；面积表示速度变化量，由于物体初速度为0，根据图丙可知在内丙的速度一直为正值，速度方向并未改变，故其位移不为0；根据
整理得
根据图丁可知
解得
故丁物体在内位移为
综合可知内有2个物体运动的位移为零，故A错误，B正确；
CD．图像斜率绝对值表示速度大小，图甲可知
图乙可知1s末其速度
面积表示速度变化量，故1s末丙速度为
结合以上分析1s时丁速度
综合可知1s时速度最大的是乙，故CD错误。
故选B。
4．有一汽车在公路上行驶，司机发现前方异常情况后紧急刹车，刹车后的位移满足，其中的单位为m，的单位为s，则（ ）
A．汽车刹车的加速度大小为
B．刹车后3s时的速度为
C．刹车后6s内的位移是48m
D．刹车后前3s的位移与最后3s的位移比为
【答案】D
【解析】A．位移公式为，对比匀减速直线运动公式
可得初速度，
故加速度，加速度大小为，故A错误；
B．汽车刹车到静止的时间为
刹车后3s时汽车未停止，速度，故B错误；
C．刹车后6s内的位移等于5s内的总位移，由，故C错误；
D．前3s的位移为
最后3s的位移可逆向看做初速度为0的匀加速直线运动，位移为
位移比为，故D正确。
故选D。
5．视为质点的甲、乙两个小球先后在同一水平面相邻的两个位置以相同的初速度做竖直上抛运动，小球与出发位置的高度差h与时间t的图像如图所示，重力加速度为g，根据图像所给的信息，下列说法正确的是（ ）
A．甲回到抛出点的时刻为
B．乙回到抛出点的时刻为
C．甲距抛出点的最大高度为
D．甲、乙在同一水平线上时离抛出点的高度为
【答案】C
【解析】A．设甲回到抛出点时刻为t3，根据两个h-t图像对称性，可知t3-t2=t2-t1，得t3=2t2-t1，故A错误；
B．乙回到抛出点时刻t4=t3+t1=2t2，故B错误；
C．根据自由落体公式和竖直上抛运动对称性可知，甲距抛出点的最大高度为，故C正确；
D．设甲运动到最高点时刻为t，由h-t图像对称性，t至t2，甲下落高度
甲、乙在同一水平高度时h2=hm-h1=，故D错误。
故选C。
6．如图所示，质量为2m的长木板放在水平地面上，放在长木板上的质量为m的木块在水平向右的拉力F的作用下与长木板一起由静止开始向右滑行。已知木块与长木板间的动摩擦因数为，长木板与地面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．长木板对木块的摩擦力的大小一定为
B．地面对长木板的摩擦力的大小一定为
C．若，不管F多大，长木板都不可能相对地面滑动
D．只要拉力，长木板就一定会相对地面滑动
【答案】C
【解析】A．木块及长木板一起由静止开始向右滑行，则二者保持相对静止，长木板对木块的摩擦力为静摩擦力，不一定等于二者之间最大静摩擦力，故A错误；
B．地面对长木板的摩擦力为滑动摩擦力，大小一定为
故B错误；
CD．若不管F多大，长木板都不可能相对地面滑动，则木块对木板的最大静摩擦力一定要满足小于地面对木板的最大静摩擦力，即
可得
即可。反之，若要木板相对地面滑动，只需要木块对木板的静摩擦力满足大于或等于地面对木板的最大静摩擦力，即可，与F的大小无关，故C正确，D错误。
故选C。
7．2024年巴黎奥运会射箭女子团体决赛，安琦轩、李佳蔓、杨晓蕾组成的中国队获得亚军。如图甲为杨晓蕾射箭的场景。发射时弦和箭可等效为图乙，已知弦均匀且弹性良好，其弹力满足胡克定律，自由长度为，劲度系数为，发射箭时弦的最大长度为（弹性限度内）。此时弓的顶部跨度（虚线长）为，（假设箭在弦的正中间，弦夹在类似动滑轮的附加装置上），箭被发射瞬间所受的弹力为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】根据胡克定律
可知，弦上产生弹力大小
设弦与水平方向夹角为，如图
箭被发射瞬间所受的合力为
几何关系可知
则
联立以上可得
故箭被发射瞬间所受的弹力为;
故A正确，BCD错误.
故选 A。
8．如图a、b、c、d为光滑斜面上的四个点，一小滑块自a点由静止开始下滑，通过ab、bc、cd各段所用时间均为T。若滑块自b点由静止开始下滑，则（ ）
A．通过bc、cd段的位移之比为1:3B．通过bc、cd段的时间均大于T
C．通过c、d点的速度之比为D．通过c点的速度大于通过bd段的平均速度
【答案】BCD
【解析】A．滑块自a点由静止开始下滑，经ab、bc、cd各部分所用时间均为T，根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系知
故A错误；
B．现让该滑块自b点由静止开始下滑，有
而
所以
，，
所以
所以
故B正确；
C．根据速度位移关系有
所以
故C正确；
D．通过bd段的平均速度为
故D正确。
故选BCD。
9．如图所示，重8N的木块静止在倾角为30°的斜面上，若用平行于斜面且大小等于3N的水平力F推木块，木块仍能保持静止。施加推力之后，下列判断中正确的是（ ）
A．斜面对木块的支持力大小为8NB．木块对斜面的压力大小为
C．木块对斜面的摩擦力大小为5ND．斜面对木块的摩擦力大小为4N
【答案】BC
【解析】对木块受力分析，受推力F、重力G、支持力N和静摩擦力f，将重力按照作用效果分解为沿斜面向下的分力
F′＝Gsinθ＝3N
和垂直斜面向下的分力
由平衡条件可知斜面对木块的支持力大小为，根据牛顿第三定律可得木块对斜面的压力大小为。在与斜面平行的平面内，如图
可得
可知斜面对木块的摩擦力大小为5N，根据牛顿第三定律可得木块对斜面的摩擦力大小为5N。
故选BC。
10．两个力大小不变、二者夹角在间变化，其合力的大小与角之间的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．合力大小的变化范围是B．合力大小的变化范围是
C．这两个分力的大小分别为60N和80ND．这两个分力的大小分别为40N和60 N
【答案】AC
【解析】CD．由图可知：当两力夹角为时，两力的合力为2N，则有
而当两力夹角为时，两力的合力为100N，则有
解得这两个力分别为60N、80N，故C正确，D错误；
AB．当两个力方向相同时，合力等于两分力之和140N；当两个分力方向相反时，合力等于两个分力之差20N，由此可见：合力在最大值与最小值之间，范围为
故A正确，B错误。
故选AC。
第Ⅱ卷 非选择题（共54分）
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分。）
11．（10分）如图甲所示是小格同学测定当地重力加速度的装置图，他进行了如下操作：他先安装好电磁打点计时器，打点计时器两个接线头与6V 、50Hz交流电源相连，将纸带固定上重锤，并穿过打点计时器的限位孔，用夹子夹住纸带上端待重锤稳定于图示位置，松开夹子后迅速接通电源打点，之后将打好点的纸带取下准备处理数据
（1）上述操作中不当之处有______。
A．打点计时器接在低压电源上了
B．打点计时器安装位置过高，使重锤初始位置离打点计时器太远
C．先放纸带后接通电源
（2）小格同学按照正确的操作得到了一条较为理想的纸带，选择某一点为0，依次每隔四个打点取一个计数点编号为1、2、3、4、5…，由于不小心，纸带被撕断了，如图乙所示请在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是 （填正确答案标号）。
（3）依据小格打出的纸带上的计数点0到2部分，求得当地重力加速度大小为 m/s²（结果保留三位有效数字）
（4）为测量扬州中学所在地自由落体运动的加速度，另一同学将一纯铜材料制作阶梯等间距的梯子模型通过细线悬挂在铁架台上，如下图甲所示，在梯子下端梯阶（第一个阶梯）中心P点正下方固定一个光电门。实验步骤如下：
①用游标卡尺测出阶梯（遮光条）的宽度（非常小）；用刻度尺量出相邻两个阶梯中心点到点的距离；
②让梯子由静止开始自由下落，每个阶梯依次通过光电门时的遮光时间分别用表示。根据实验记录的多组数据，作出图像如图丙所示，则第一个阶梯通过光电门的速度 ；重力加速度大小 （用a、b、c、d和表示）。
【答案】（1）BC （2）D （3）9.74 （4）
【解析】（1）A．电磁打点计时器应接在低压交流电源上，A正确；
B．重锤初始位置应该靠近打点计时器，B错误；
C．实验开始，应该先接通电源再释放纸带，C错误。
故选BC；
（2）根据匀加速直线运动，在连续相等的时间间隔内的位移之差相等有
解得，故选D；
（3）根据
有，依题意
解得
（4）[1][2]纯铜梯子做自由落体，第个阶梯通过光电门时的速度为，根据
有
整理得，与图丙对照可得，
解得，
12．（8分）按要求填空：
（1）某同学做探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。实验中，第一次用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，第二次用一个弹簧测力计拉橡皮条。根据某次实验记录数据作图，丁图中 （选填“F”或“F′”是两个弹簧测力计拉力的合力理论值：
（2）学习力学知识后，该同学观察家中晾衣服的晾衣绳，又设计了一个探究两个互成角度的力的合成实验，操作如下：
i.用天平测得物块的质量为，
ii.如图甲两根竖直杆相距为D，用长为L的不可伸长的轻绳，绕过光滑的轻质动滑轮，动滑轮下端连接物体A，轻绳两端分别固定在杆上P、Q两点，在轻绳的左端连接力传感器，力传感器的重力忽略不计。
iii.改变物块A的质量m，记录力传感器的示数F，测量多组数据，已知重力加速度大小为g。
①将右侧杆上的绳从Q点移动到Q’点，拉力传感器的示数将 （变大、变小、不变）。
②要验证力的平行四边形定则，力传感器的示数F与物块A的质量满足关系式 （用题中给出的物理量表示）。
③某同学改变物块的质量，作的图像，如图乙，图像的斜率为k，但是他忘记了记录间距D的大小，利用图乙和已知物理量求 已知）。
【答案】（1） （2）不变
【解析】（1）“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，理论值是作图法得出的平行四边形对角线，故是理论值；
（2）[1][2]设轻绳和竖直方向夹角为，则
得
将右侧杆上的绳从点移动到点，不变，拉力不变；
[3]由前知
得
三、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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．（10分）我校高中“青蓝物理科技小组”制作了一个“二级推进一级减速”的水火箭并进行实验：先将水火箭静置在地面，启动一级推进装置，水火箭立即以4m/s的加速度向上飞起，经5s后一级推进装置从水火箭脱落，同时启动二级推进装置使水火箭匀速上升，经1.5s二级推进装置工作结束，随后水火箭继续上升至速度减为零。当水火箭自由下落的速率达到20m/s时，立即启动减速装置，水火箭做匀减速运动落到地面时速度恰好为零。假设水火箭始终在竖直方向做直线运动，空气阻力忽略不计，取重力加速度大小，求：
（1）水火箭上升的最大高度；
（2）水火箭上升和下落阶段的总时间。
【答案】（1）100m （2）18.5s
【解析】（1）一级加速后的速度
一级加速后上升的高度
二级匀速位移
之后匀减速到最高点
水火箭上升的最大高度
（2）水火箭减速上升阶段时间
水火箭从最高点下落到速度，下落时间
下落高度
减速阶段位移
减速阶段时间
解得
则总时间为
14．（12分）如图甲所示，一物块在水平外力的作用下在粗糙水平地面上做匀速直线运动，在时刻撤去外力，物块做匀减速运动后停下，其位移—时间图像如图乙所示。已知物块的质量，重力加速度g取，求：
（1）物块与地面间的动摩擦因数；
（2）物块匀速运动时的速度大小；
（3）从撤去外力F开始，当物块位移为4m时，物块的速度大小
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）物块做匀速直线运动，水平方向
竖直方向上有
又由
解得
（2）撤去外力F后，做匀减速运动，由图像可知，时，，物块刚好停止。物块在0~4s内的运动可看作反向匀加速运动，设加速度为a，则有
又
解得
（3）物块的位移为4m时，恰好在匀减速阶段的中点位移，则
又
解得
15．（14分）如图甲所示为老虎追逐猎物的过程。现有一只老虎在后，追逐一只羚羊，从时刻起老虎和羚羊同时开始沿同一方向做直线运动（将两者的运动均视为匀变速直线运动），之后它们运动过程的位置x随速度的平方的关系图像如图乙所示，结合图像信息求：（以下计算结果中可以保留根号）
（1）老虎与羚羊的加速度、的大小；
（2）从时刻起，老虎追上羚羊前，两者间的最大距离；
（3）从时刻起，经过多长时间，老虎将成功捕食到羚羊？
【答案】（1）（或）；（或）
（2） （3）
【解析】（1）根据匀变速运动的公式
可变形为
所以图像中斜率应为
根据图像中的数据可知，老虎运动的加速度
羚羊运动的加速度为
（2）根据老虎的图像过原点可知，其初速度为，从原点出发；
由羚羊的图像可知，它的初速度为，出发点坐标为2m；
当二者共速时，之间的距离最大，此时有
解得，，
此过程老虎的位移为
羚羊的位移为
所以两者间的最大距离为
（3）设经过时间老虎追上羚羊，则有
代入数据解得