湖北省武汉市2025-2026学年高一上学期期末模拟物理试卷【含答案】

这是一份湖北省武汉市2025-2026学年高一上学期期末模拟物理试卷【含答案】，共13页。
1.两个力F1和F2间的夹角为θ，两力的合力为F。以下说法正确的是( )
A. 合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大
B. 合力F一定总比分力F1和F2中的一个力大
C. 若F1和F2大小不变，θ越小，合力F就越大
D. 如果夹角θ不变，若F1的大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大
2.如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大齿轮上的一点。大齿轮上B、C的半径分别为3r、r，小齿轮上A的半径为2r，则A、B、C三点( )
A. 线速度大小之比是3：3：1B. 加速度大小之比是6：3：1
C. 角速度之比是2：3：3D. 转动周期之比是3：2：2
3.如图所示，质量不同的两个小球从同一高度由静止同时释放，不计空气阻力．下列说法正确的是( )
A. 质量大的小球加速度大B. 质量大的小球先落地
C. 两球下落过程中速度变化一样快D. 质量大的小球落地前瞬间的速度大
4.如图所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止，则在此过程中( )
A. 水平拉力的大小可能保持不变
B. M所受细绳的拉力大小可能先减小后增加
C. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
D. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
5.在一凝冻天气里，贵州某地的两小孩在庭院里用一板凳倒放在水平冰面上玩耍。其中一人坐在板凳上，另一人用与水平方向成37°角斜向下的恒力F推着板凳向前滑行，如图所示。已知板凳上的小孩与板凳的总质量为30.8kg，板凳与冰面间的动摩擦因数为0.05，重力加速度大小取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，为使板凳做匀速直线运动，F应为( )
A. 13NB. 20NC. 27ND. 35N
6.如图所示，n根相同的绳子一端连接在质量为m的圆柱体边缘上，绳子连接点均匀分布，另一端与起重机吊索连接在一起，起重机将圆柱体以大小为a的加速度向上吊起，每根绳子与竖直方向的夹角均为37°，重力加速度为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8，则每根绳子上的拉力大小为( )
A. 4m(g+a)5nB. 5m(g+a)4nC. 3m(g+a)5nD. 5m(g+a)3n
7.如图为中国女排在奥运会比赛的场景，某次运动员将飞来的排球从a点水平击出，球击中地面上的b点；另一次将即将落地的排球从a点的正下方即c点斜向上击出，也击中b点．第二次排球运动的最高点d与a点等高，且两轨迹交点恰好为排球网上端点e.已知排球网高2.24 m，c点到球网平面的水平距离为3.36 m，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 排球第一次运动到b点的速度大小可能是第二次运动到b点速度大小的两倍
B. 第一次击球时，降低a点的高度同时仅改变击球的速度大小，排球也可能击中b点
C. 第二次击球时，仅改变击球的速度方向，排球也可能击中b点
D. 击球点a距离地面的高度为2.52 m
二、多选题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8.质点作曲线运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 加速度和力方向在一条直线上B. 加速度和位移方向在一条直线上
C. 加速度和速度方向不在一条直线上D. 加速度和速度方向一定互相垂直
9.如图，一名小朋友用力沿着箭头方向将推拉门的一扇门从贴近右门框的地方拉到图示位置后放手，这扇门与左右门框各撞击一次后，又几乎回到了图示位置。则从小朋友拉门开始到最终门停止，这扇门运动的v—t图象不符合实际的是 ( )
A. B.
C. D.
10.如图所示，水平圆盘绕过其圆心O的竖直轴匀速转动，圆盘上距离圆心O为r的位置有一个质量m的小物体(小物体可视为质点)，小物体与圆盘间的动摩擦因数μ=0.1，小物体始终与圆盘保持相对静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2。下列说法中正确的是( )
A. 若r=10cm，圆盘的最大角速度为 10rad/s
B. 若r=10cm，圆盘的最大转速为2π 10r/s
C. 若圆盘角速度大小为5rad/s，则r一定不大于4cm
D. 若圆盘角速度大小为5rad/s，则小物块的线速度不大于0.1m/s
三、非选择题（本大题共5小题，满分52分）
11.（6分）有同学利用如图所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：
(1)改变钩码个数，实验可能完成的是___________(填标号)。
A.钩码的个数N1=N2=2,N3=5 B.钩码的个数N1=1,N2=4,N3=6
C.钩码的个数N1=N2=N3=4 D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5
(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是___________(填标号)。
A.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.用天平测出钩码的质量
(3)在作图时，你认为__________(填“甲”或“乙”)是正确的。
12.（8分）某同学用下列器材测量小车质量M：小车、一端带有定滑轮的平直轨道、垫块、细线、打点计时器、纸带、频率为50Hz的交流电源、直尺、6个槽码(每个槽码的质量均为m=10g)。

(1)完成下列实验步骤中的填空：
Ⅰ.按图(a)安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。改变轨道的倾角，轻轻释放小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道______下滑(选填“加速”、“匀速”或者“减速”)；
Ⅱ.保持轨道倾角不变，取下1个槽码(即细线下端悬挂5个槽码)，让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；
Ⅲ.依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤Ⅱ；
Ⅳ.以取下槽码的总个数n(1≤n≤6)的倒数1n为横坐标1a为纵坐标，在坐标纸上作出1a-1n关系图线。
(2)请完成下列填空：
①下列说法正确的是______；
A.先将小车从靠近打点计时器处释放，再接通电源
B.实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量
C.若细线下端悬挂着4个槽码，则小车和槽码系统在下滑过程中受到的合外力大小为2mg
②某次实验获得如图(b)所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则这次实验测得小车的加速度大小a= ______m/s2；(结果保留两位小数)
③按照上述步骤，该同学得到1a-1n关系图线是一条直线，测得其斜率为k，纵轴截距为-b，则当地重力加速度大小g= ______，小车质量M= ______。(用m、k、b表示)
13.（12分）如图甲，天台安科村滑草场惊险刺激，深受人们喜爱。简化图像如图乙所示，假设某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑一段距离到C点停下来。如果人和滑板的总质量m=60kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5，斜坡的倾角θ=37∘(sin37∘=0.6,cs37∘=0.8)，斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计。求：
(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大？
(2)若AB 距离为10m，求人和滑板滑到斜面底端的速度大小？
(3)若由于场地的限制，水平滑道的最大距离BC为L=20.0m，则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少？
14.（12分）如图所示，水平转盘上放有质量为m=1kg的物体(可视为质点)，连接物体和转轴的绳长为r=1m，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的0.4倍，若转盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大，绳所能承受的最大拉力为96N，g=10m/s2。求：
(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度ω0；
(2)当角速度ω1=6rad/s时，绳子对物体拉力F的大小；
(3)绳刚好被拉断时，角速度ω2为多大？
15.（14分）快递分拣装置如图所示，一件物品被无初速度地放在水平传送带左端，经传送带传输至右端后，平抛落入地面上的收集装置中.传送带上表面距地面高度为h1=1.25m，收集装置入口宽度为d=1.5m，高度为h2=0.45m，传送带右端到收集装置左端的水平距离为x=1.0m，产品与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2，传送带长度为L=6.0m，传送带运转速度v0可调，已知重力加速度g取10m/s2．
(1)若v0=4m/s，计算物品到达传送带右端的时间t;
(2)若使产品到达传送带右端时速度最大，传送带运转速度至少多大?
(3)为保证物品总能落入收集装置且不碰到收集装置侧壁，则传送带的速度应调整为多少?
答案和解析
1.【答案】C
【解析】二力平衡时，合力为零，此时合力F比分力中的任何一个力都小，AB错误；
若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F越大，C正确；
如果夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，合力F可能减小，也可能增大，故D错误．
故选C。
2.【答案】A
【解析】AC、AB是同缘传动，线速度大小相等，所以vA=vB
根据v=ωR，rA=23rB
可得ωAωB=rBrA=32
由于BC两点是同轴转动，可知ωB=ωC
根据v=ωR，rB=3rC
可得vBvC=rBrC=31
则ABC三点线速度大小之比为vA：vB：vC=3：3：1
则ABC三点角速度之比为ωA：ωB：ωC=3：2：2，故A正确，C错误；
B、根据a=vω可知ABC三点加速度之比为aA：aB：aC=(vAωA)：(vBωB)：(vCωC)=9：6：2，故B错误；
D、根据T=2πω可知ABC三点周期之比为TA：TB：TC=1ωA：1ωB：1ωC=13：12：12=2：3：3，故D错误。
故选：A。
3.【答案】C
【解析】ABC.两小球做自由落体运动，下降过程中的加速度都为g，速度变化一样快，根据公式h=12gt2可得，两者同时落地，故AB错误C正确；
D.据v2=2gh可得，落地时两者的速度相同，故D错误．
4.【答案】C
【解析】AB、根据M、N均保持平衡状态，进行受力分析可知，N受到竖直向下的重力及水平方向的拉力F，变化的绳子拉力T，如图所示
在向左拉动的时候，绳子拉力T和水平拉力F都不断增大，故AB错误；
CD、对于M的受力，开始时可能是T=mgsinθ-f，当T不断增大的时候，f减少；当T>mgsinθ时，随着T的增大，f将增大，所以沿斜面的摩擦力f可能先减小后增大；也可能是T=mgsinθ+f，当T不断增大的时候，摩擦力f增大，故C正确，D错误。
故选：C。
5.【答案】B
【解析】对小孩和板凳整体受力分析，如图所示
根据共点力平衡条件，水平方向Fcs37°=μ(mg+Fsin37°)
代入数据解得F=20N，故B正确，ACD错误。
故选：B。
6.【答案】B
【解析】【解答】设每根绳子的拉力为F，根据牛顿第二定律列式nFcs37°-mg=ma
解得F=5m(g+a)4n，故B正确，ACD错误。
故选：B。
7.【答案】D
【解析】A.第二次排球运动的最高点d与a点等高，故比较第一次排球从a到b的过程和第二次排球从d到b的过程，这两个过程都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，下落高度一样，故运动时间一样，水平方向做匀速直线运动，有x=v0t，且xab=2xdb，可得va=2vd，到b点时，水平速度2倍关系，竖直速度相等，故合速度不是2倍关系，故A错误;
B.降低a点的高度，速度方向仍水平，若要击中b点，则排球会触网，故不可能击中b点，故B错误;
D.比较第一次排球从a到e过程和第二次排球从e到d过程，根据可逆性，把第二次排球从e到d过程看成是从d到e过程的平抛运动，这两个过程竖直方向做自由落体运动，下落高度一样，运动时间也一样，根据va=2vd，可得xae=2xde，故有xbexce=4xde2xde=21，研究第一次排球的运动过程，由于xaexab=2xde6xde=13，可知taetab=xaexab=13，根据h=12gt2，可得haehab=19，故hachec=habhab-hae=98，hac=98×2.24m=2.52m，选项D正确。
C.第二次击球时，通过计算可知，速度方向与水平方向夹角为45∘，仅改变击球的速度方向，排球落点距离变近，故排球不可能击中b点，故C错误;
故选D。
8.【答案】AC
【解析】A、根据牛顿第二定律可知，加速度的方向与合外力的方向一定在同一条直线上，故A正确；
BC、根据曲线运动的条件，质点做曲线运动过程中，质点的加速度和速度方向不在一条直线上，则加速度和位移方向也不在一条直线上，故B错误，C正确；
D、根据曲线运动的条件，质点做曲线运动过程中，质点的加速度和速度方向不在一条直线上，但加速度和速度方向不一定互相垂直，故D错误。
故选：AC。
9.【答案】BCD
【解析】以向左为正方向：
小朋友用力沿着箭头方向将推拉门的一扇门从贴近右门框的地方拉到图示位置，由牛顿第二定律可知：加速度向左，不变，门的速度正向增大；
后放手，由于摩擦力作用，由牛顿第二定律可知：加速度向右，不变，速度正向减小；
这扇门与左门框撞击，速度反向，为负方向，大小不变，向右运动时，由于摩擦力作用，加速度向左，不变，速度负方向减小；
这扇门与右门框撞击，速度再次反向，为正向，大小不变，向左运动时，由于摩擦力作用，加速度向右，不变，速度正向减小，直到为0；故A正确，BCD错误。
本题选错误的，故选BCD。
10.【答案】AC
【解析】小物体始终与圆盘保持相对静止，所以静摩擦力提供向心力，即f=mω2r。
AB.当摩擦力等于最大静摩擦力时，角速度达到最大、转速达到最大。
即μmg=mω2r，若r=10cm，ω= 10rad/s，转速n=ω2π= 102πr/s，故A正确、B错误；
CD.由AB的分析可知mω2r⩽μmg，r⩽μgω2。若圆盘角速度大小为5rad/s，则r⩽0.04m=4cm
由v=ωr可知，v⩽0.2m/s，故C正确、D错误。
11.【答案】CD； A； 甲
【解析】(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1-F2|≤F3≤F1+F2(等号在反向或同向时取得)，故CD正确，AB错误。
故选：CD。
(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向，故A正确，BCD错误。
故选：A。
(3)F3的方向一定竖直向下，由于测量误差F1和F2的合力方向可能偏离竖直方向，所以甲是正确的。
故答案为：(1)CD；(2)A；(3)甲。
12.【答案】匀速 C 0.48 1b kmb-6m
【解析】(1)根据实验原理可知，改变轨道的倾角，轻轻释放小车，使小车沿倾斜轨道匀速下滑；
(2)①A.应先接通电源，再将小车从靠近打点计时器处释放，故A错误；
B.根据实验原理可知，不需要保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量，故B错误；
C.悬挂着6个槽码时，小车匀速下滑，则Mgsinθ=f+6mg
若细线下端悬挂着4个槽码，合力为F=Mgsinθ-f-4mg
解得F=2mg
故C正确。
故选：C。
②相邻计数点间均有4个点未画出，周期为T=5×0.02s=0.1s
根据逐差法可知加速度为a=x4+x5+x6-x1-x2-x39T2=5.69+6.18+6.66-4.25-4.73-5.229×0.12×0.01m/s2=0.48m/s2
③对小车，匀速时有Mgsinθ=6mg+f
减小n个槽码后，对小车Mgsinθ-f-T=Ma
对槽码有T-(6-n)mg=(6-n)ma
联立可得1a=6m+Mmg⋅1n-1g
根据图像斜率与截距可知
6m+Mmg=k，1g=b
解得g=1b，M=kmb-6m
故答案为：(1)匀速；(2)①C；②0.48；③1b；kmb-6m
13.【解析】(1)设人从斜坡上滑下的加速度为a1
根据牛顿第二定律可得：mgsin37°-μmgcs37°=ma1
解得a1=2m/s2
(2)根据速度—位移公式vB2=2a1L1
得B点的速度为vB= 2a1L1
解得vB=2 10m/s
(3)在水平面上做匀减速运动的加速度大小为a2=μg=5m/s2
根据速度位移公式得，B点的速度为vB= 2a2L=10 2m/s
根据速度位移公式得LAB=vB22a1=50m
答：(1)人从斜坡上滑下的加速度为2.0 m/s2；
(2)若AB距离为10m，人和滑板滑到斜面底端的速度为vB=2 10m/s；
(3)人在斜坡上滑下的距离AB应不超过50m。
14.【解析】(1)当恰由最大静摩擦力提供向心力时，绳子拉力为零，设转盘转动的角速度为 ω0 ，则有kmg=mω02r
解得ω0= kgr=2rad/s
(2)当角速度 ω1=6rad/s 时， ω1>ω0 ，所以绳子的拉力 F 和最大静摩擦力共同提供向心力，此时有F+kmg=mω12r
解得F=32N
(3)绳刚好被拉断时，对物体进行受力分析可得向心力为Fmax+kmg=mω22r
代入数据解得ω2=10rad/s
15.【解析】(1)依题意，根据牛顿第二定律可得产品在传送带上加速时的加速度满足 μmg=ma
解得 a=2 m/s2
根据速度—时间公式可知共速时有 v0=at1
解得 t1=2 s
运动的位移为 s1=12at12=4 m