2023-2024学年高一物理上学期期末模拟考试2（人教版必修第一册全部必修第二册第五章）含解析

2023-2024学年上学期期末模拟考试

高一物理

1.某段高速公路限速120km/h。监控车辆是否超速的“电子警察”系统如图所示，工作原理是：路面下，距

离£埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若

有一辆汽车（可看作质点）经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为加，经微型计

算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章

证据。已知Z=6m,下列说法正确的是（）

微型计算机

数据采集器

A.计算汽车速度的表达式v=—

At

B.若加=0.15s,照相机C会拍照

C.若加=O.2Os,汽车经过A线圈时的速度大小一定是30m/s

D.利用该装置，还可求出汽车在A、B线圈间运动的平均加速度

【答案】B

【解析】A.汽车速度的表达式为

L

v=一

Nt

故A错误;

B.若Af=0.15s,则

v=-=144km/h

△t

超速，会拍照，故B正确；

C.计算的是8到N的平均速度，无法计算瞬时速度，故C错误；

D.利用该装置，无法求出汽车在8线圈间运动的平均加速度，因为速度变化量不清楚，故D错误。

故选B„

2.可回收复用运载火箭是现代火箭技术的一个重要的发展方向，经过多年努力，我国也有属于自己的第一

款可回收复用运载火箭，如图1所示。在某次测试中，该型火箭竖直起降的速度一时间图像如图2所示，则

下列判断中错误的是（）

图1

A.内,火箭的加速度先增大后减小

B.「时刻火箭高度达到最大，随后开始下降

C.，2~：3内，火箭处于悬停状态，时刻开始下降

D.图2中，在时间段0~马与4~乙内图线与时间轴/所围成图形的面积相等

【答案】B

【解析】A.图像斜率代表加速度，所以0~。内，火箭的加速度先增大后减小，故A正确不符合题意;

B.%时刻之后，速度仍为正值，说明速度仍向上，火箭高度未达到最大，故B错误符合题意;

C.内，火箭处于悬停状态，4时刻速度变为负方向，开始下降，故C正确不符合题意;

D.因为总位移为零，则横轴上方面积等于横轴下方面积，图2中，在时间段0~马与内图线与时间轴;

所围成图形的面积相等，故D正确不符合题意;

故选Bo

3.我国“蛟龙号"深潜器以7020m深度创下世界最新下潜纪录（国外最深不超过6500m）,这预示着它可以

征服全球99.8%的海底世界。在某次实验中，深潜器内的显示屏上显示出的深度时间图像如图a所示、速度

时间图像如图6所示，则下列说法中正确的是（

(a)(b)

A.图中心绝对值代表本次下潜最大深度

B.全过程中深潜器的最大加速度大小是2m/s2

C.深潜器加速度方向向上发生在O~lmin和6~8min的时间段内

D.6~10min内，深潜器的加速度不变

【答案】A

【解析】A.深潜器内的显示屏上显示出的深度时间图像如图。所示，可知，图中心绝对值代表本次下潜最

大深度，故A正确；

B.速度时间图像的斜率的绝对值表示加速度大小，根据图6所示，可知，全过程中深潜器的最大加速度大

小是

2/21,2

a=—m/s=—m/s

maxa6030

故B错误；

C.根据图6所示可知，深潜器加速度方向向上发生在3~4min和6~8min的时间段内，故C错误；

D.速度时间图像的斜率表示加速度，斜率的绝对值表示加速度大小，斜率的正负表示加速度方向，6~10min

内，图像斜率的绝对值不变，但前段时间内加速度为正值，后段时间内为负值，表明加速度方向发生了变

化，即深潜器的加速度发生了变化，故D错误。

故选Ao

4.如图所示，两位同学在教学楼上做自由落体实验，甲同学在四楼先将小球A释放，当下落距离为〃时，

乙同学在三楼将小球B释放，小球B释放时间f后，两球恰好同时落地，小球A、B不在同一条竖直线上，

不计空气阻力，重力加速度为g,则下列说法中正确的是（）

IIIITII

1

A.甲同学释放点离地高度为而

B.甲同学释放点离地高度为:方+〃

C.若两位同学均各上一层楼重做以上实验，两小球仍能同时落地

D.若乙同学换成重一点的小球，则乙同学拿的球先落地

【答案】B

【解析】AB.B球开始释放时，A球的速度

因A球以后经过时间f落地，可知A球释放点离地高度为

22

HA=h+y/2gh-t+^gt=h+y）2ght

选项A错误，B正确；

C.当两位同学均各上一层楼重做以上实验，相当于在以上实验的基础上，假设两同学不动，地平面下降了

一层楼。则由自由落体运动规律可知，两球会在空中原来地平面处相遇，相遇时小球A速度大，故A先落

地，故C错误；

D.若乙同学换成重一点的小球，因重力加速度不变，可知两球仍会同时落地，选项D错误。

故选Bo

5.如图，耕地过程中，耕索与竖直方向成。角，牛通过耕索拉犁的力为凡犁对耕索的拉力为7,忽略耕

索质量，则（）

A.耕索对犁拉力的水平分力为尸sin。B.耕索对犁拉力的竖直分力为尸sin。

C.犁匀速前进时，下和T的合力为零D.犁加速前进时，有F〉T

【答案】A

【解析】AB.如图，将力尸进行正交分解

可得

Fx-FsinO

Fv=Feos6>

即耕索对犁拉力的水平分力为尸sin。，竖直分力为尸cos。。故A正确，B错误；

C.耕索拉犁的力尸和犁对耕索的拉力「为一对相互作用力，作用在两个物体上，不能够进行合成。故C错

误；

D.相互作用力永远是等大的，故D错误。

故选Ao

6.引体向上是我们日常生活中行之有效的健身方法之一，当你双手握住单杠处于静止状态时，可以简化成

如下模型：在水平杆上套有两个质量不计的小环/和2,一不可伸长的轻质细线两端分别系在环/、8

上，并在细线中点处通过小滑轮挂一个质量为优的物块，整个系统处于平衡状态。当增加/、8之间的距

离，整个系统再次达到平衡状态后，下列说法正确的是（）

A.小环/和8所受支持力都变大B.小环/和8所受摩擦力都变小

C.小环/的合力变大D.水平杆对环2的作用力变大

【答案】D

【解析】A.当增加/、8之间的距离，整个系统再次达到平衡状态后，系统竖直方向上受到杆对小环/和

8的支持力还有物块的重力，由于物块重力不变，所以小环N和8所受支持力保持不变，故A错误；

BC.对小环/进行受力分析，受到绳的拉力T,杆的支持力N及水平向左的摩擦力/■作用，设绳与杆夹角为

0,小环/保持静止，由平衡条件知小环/受到的合力为0,且

Tcos6=f

Tsin0=N

当增加/、3之间的距离时，。减小，由于N不变，所以可得T变大，/变大，根据对称性可知小环2受到

的摩擦力也增大，故BC错误。

D.水平杆对环8的作用力包括竖直方向杆对2的支持力N,和水平方向对3的摩擦力力由于N不变，了

增大，根据力的合成可知水平杆对环3的作用力变大，故D正确。

故选D„

7.如图所示，一倾角0=37。的足够长斜面体固定在水平面上，一物块以初速度%=8m/s沿斜面上滑的最大

距离为4m。则物块与斜面间的动摩擦因数为（sin37°=0.6,重力加速度为g=lOm/s?）（）

A.0.25B.0.5C.0.2D.0.4

【答案】A

【解析】设物块的加速度大小为。，根据运动学公式可得

0—VQ=—2ax

解得

a=8m/s2

根据牛顿第二定律可得

mgsin0+jumgcos0=ma

解得物块与斜面间的动摩擦因数为

〃=0.25

故选Ao

8.如图所示，人在岸上拉船，开始时绳与水面夹角为6=30。，水的阻力恒为了,船在靠岸的过程中，关于船

的运动，下列说法正确的是（）

A.若人以恒定的速度拉绳，则船的速度保持不变

B.若人以恒定的速度拉绳，则船的速度变小

C.若人以恒定的拉力问拉绳，则船加速度的大小先变大后变小

D.若人以恒定的拉力/=’■拉绳，则船加速度的大小先变小后变大

【答案】D

【解析】AB.根据

v人=v船cos6

可知若人以恒定的速度拉绳，则船的速度随6变大而变大，选项AB错误;

c.若人以恒定的拉力尸=/■拉绳，则船加速度

方向向右，随。变大，加速度变大，选项c错误；

D.若人以恒定的拉力尸="拉绳，则船加速度

_2/cos0-f

m

开始时加速度为

方向向左，则随6变大，船加速度的大小先变小后变大，选项D正确。

故选D„

9.如图所示，水平地面上放置一个直径d=1.2m、高〃=0.25m的无盖薄油桶，沿油桶底面直径距左桶壁

s=1.8m处的正上方有一P点，P点的高度〃=0.45m,从尸点沿直径方向水平抛出一小球，不考虑小球的

反弹，下列说法正确的是（）（取g=10m/s2,不计空气阻力，小球可视为质点）（）

A.小球的速度范围为为m/s<"15m/s时,小球击中油桶的内壁

B.小球的速度范围为6m/s<v<10m/s时，小球击中油桶的下底

C.小球的速度范围为6m/s<v<9m/s时，小球击中油桶外壁

D.小球的高度低于0.45m,无论怎么样也击不中下底

【答案】AC

【解析】ABC.当小球落在/点时，有

H=ggF

S=v1t

联立解得

同理可知，当小球落在。点时

当小球落在B点时

匕=(s+d).-^―=1Om/s

2H

当小球落在C点时

V4=G+d)=15m/s

所以选项AC正确，B错误;

D.若尸点的高度变为①轨迹同时过。点和5点，则此时初速度

解得

H=—m<0.45m

°n64

即小球在々25m~0.45m高度间，小球也能直接落在桶底（桶边沿除外），选项D错误。

64

故选ACo

10.甲、乙两辆汽车同时同地出发，沿同方向做直线运动，两车速度的平方/随x的变化图像如图所示,

则下列说法正确的是（）

A.甲车的初速度大小为6m/sB.乙车的加速度大小为2m/s2

C.两车x=9m处相遇D.甲车在4s内前进了8m

【答案】AC

【解析】AB.根据匀变速直线运动的规律

结合图线可得

2

%=6m/s,。甲=-2m/s,a乙=lm/s

即甲车的初速度大小为6m/s,甲车的加速度大小为2m/s2,乙车的加速度大小为lm/s?,故A正确，B错误;

CD.甲车做匀减速直线运动，停止运动的时间为

在4s内前进的位移为

----=9m

t=3后s

则甲车先停，之后乙车再到达9m处，故C正确，D错误。

故选ACo

11.如图所示，倾角为a=30。的斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量分别为优和2加的小球A、B,

它们用劲度系数为左的轻质弹簧连接，弹簧轴线与斜面平行。现对A施加一水平向右、大小为尸的恒力，

使A、B在斜面上都保持静止，如果斜面和两个小球间的摩擦均忽略不计，此时弹簧的长度为1,则下列说

法正确的是（）

B.弹簧的原长为等

C.若尸大小和方向均可改变，现将歹逆时针缓慢旋转60。，系统仍静止，则外力尸先变小后变大

D.若尸大小和方向均可改变，现将尸逆时针缓慢旋转60。，系统仍静止，则斜面对AB的总支持力先变

小后变大

【答案】BC

【解析】A.以A、B整体为研究对象，沿斜面方向，根据平衡条件

Feos30°=3加gsin30°

解得

F=3mgtan30°=也mg

A错误；

B.对B球受力分析，沿斜面建立直角坐标系，正交分解，在沿斜面方向，根据平衡条件

2mgsin30°=kx

解得弹簧伸长量为

mg

x=----

k

则弹簧原长为

k

B正确；

CD.若尸大小和方向均可改变，现将尸逆时针旋转60。，系统仍静止，对AB的整体，设尸与斜面向上方向

夹角为0,则沿斜面方向垂直斜面方向当/从水平向右到沿斜面向上，即6角先由30。减小到零，斤再变为

斜向上，即。再增加到30。时，外力F先变小后变大；斜面对AB的总支持力一直减小，C正确，D错误；

故选BCo

12.同一乘客三次分别乘坐不同的电梯上楼，过程中都经历了电梯加速上升阶段，假设三次的加速度大小

相同，且乘客相对电梯均静止，如图甲、乙、丙所示。在上述加速阶段中，下列说法正确的是（）

A.三种方式乘客均受到了电梯地板的摩擦力作用B.只有在甲种方式中，乘客才受到了摩擦力作用

C.在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大D.三种方式中的乘客均处于超重状态

【答案】CD

【解析】AB.电梯加速上升阶段，在甲种方式中，乘客受到支持力、重力、沿斜面向上的摩擦力作用；在

乙种方式中，乘客受到支持力、重力、水平向右的摩擦力作用；在丙种方式中，乘客受到支持力、重力，

故在甲、乙两种方式中，乘客受到了摩擦力作用，故AB错误；

C.在甲种方式中，乘客受到电梯地板的支持力为

然］=〃zgcos。

在乙种方式中，根据牛顿第二定律有

Fm—mg=masm9

乘客受到电梯地板的支持力为

FN2=mg+masin0

在丙种方式中，根据牛顿第二定律有

-mg=ma

乘客受到电梯地板的支持力为

FNS=mg+ma

可得

稣1＜然2＜综3

故在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大，故c正确；

D.三种方式中的乘客均有向上的加速度，处于超重状态，故D正确。

故选CDo

三、实验题

13.某同学先探究弹簧测力计0、6弹力大小尸和弹簧长度工的关系，如图甲所示。又利用弹簧测力计0b、

c,设计了如图乙、丙所示的两种方案，测定木块A和B间的动摩擦因数〃。已知木块A和B的重力分别为

10.0N和25.0N。回答下列问题:

BA

（1）弹簧。、b的劲度系数为勺kb（选填">"或"="或"<"）；

（2）该同学分别用乙、丙所示的两种方案进行测量。当木块A被拉动时，a的示数为5.0N,b的示数为14.0N,

弹簧测力计c的示数为2.5N。则用乙方案测得木块A和B间的动摩擦因数大小是,用丙方案测得

的动摩擦因数大小是o

（3）你认为图（选填"乙"或"丙"）所示方案更合理。

【答案】>0.2/10.25/!乙

54

【解析】（1）[1]根据胡克定律可知，图像的斜率等于弹簧的劲度系数，则由图斜率知道

ka>kb

（2）[2]当木块A被拉动时，B受到滑动摩擦力作用，B处于平衡状态，则弹簧a的弹力等于B受到的滑动

摩擦力，故有

£=4

解得

〃=0.2

[3]丙方案认为A处于平衡状态

解得

4=0.25

（3）⑷乙丙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计由于在不断地运动，且可能为变速

运动，所以示数可能会变化，读数也不一定等于滑动摩擦力，弹簧测力计。是不动的，平衡状态，指针稳

定，所以乙方案更合理。

14.某同学用图甲所示装置做"探究物体的加速度与力的关系”的实验。实验时保持小车质量不变，用钩码所

受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测小车运动的加速度。

垫块

Cl）实验时先不挂钩码，反复调整垫块的位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是

（2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点/、

B、C、D、E,相邻两个计数点之间还有4个点迹没有标出。若打点计时器的打点周期为0.02s,由图乙可

知:

4、3两点间的距离是cm；此次实验小车经过8点时的速度VB=m/s；此次实验

中小车的加速度a=m/s?（计算结果保留两位有效数字）。

01234567891(

Imil川ihinlmilmilmilimlmihmlmihmhmliiHlimhmlimhmlmilmilmilI串1工:cm

।■)•।

4BCDE

乙

（3）实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据作出图

丙所示的尸关系图线，图线不通过坐标原点。的原因是,曲线上部弯曲的原因

是O

【答案】平衡摩擦力，使小车受到的合外力等于细线拉力1.200.160.75平衡摩擦

力过度钩码质量较大时，不满足钩码远小于小车质量的条件

【解析】（1）⑴实验时先不挂钩码，反复调整垫块的位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是平

衡摩擦力，使小车受到的合外力等于细线拉力。

（2）⑵/、3两点间的距离是

xAB=1.20cm-0=1.20cm

⑶相邻两个计数点间的时间间隔

T=5x0.02s=0.1s

根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，实验小车经过2点时的速度

v„=——x11nzsre0.16m/s

2T2x0.1

⑷根据逐差法求出此次实验中小车的加速度为

2

a=XcE-x=（9.30-3.16）一（j.16_0）何2mzs2^.ysm/s

（27）2（2x0.1）2

（3）⑸图丙所示的尸关系图线，在F为零时，小车已有沿斜面向下的加速度，图线不通过坐标原点。

的原因为平衡摩擦力过度。

⑹钩码质量较大时，不满足钩码质量远小于小车质量的条件，钩码所受的重力与小车受到的合力相差很大。

四、解答题

15.在平直公路上，一辆汽车正以%=20m/s的速度在水平路面上匀速行驶，突然发现前方90m处停有一辆

故障货车，于是司机紧急刹车，汽车做匀减速直线运动，经2.5s,汽车速度变为10m/s,求：

（1）汽车刹车过程中的加速度大小；

（2）刹车后汽车前进42m所用的时间；

（3）刹车后8s内汽车前进的距离。

【答案】（1）4m/s2;（2）3s；（3）50m

【解析】（1）取初速度方向为正方向，汽车刹车后做匀减速直线运动，则刹车过程中的加速度为

v—%10—20,2/2

a=------=---------m/s=-4Am/s

At2.5

知刹车过程中的加速度大小为4m/s?,方向与初速度方向相反。

（2）由匀变速直线运动位移时间公式可得

12,c

再=%，+3at=42m

代入数据解得

%=3s,t2=Is

汽车开始刹车到停止所用时间

故舍去％。

（3）刹车5s后汽车就已停止运动，在8s内位移即为5s内位移，则有

12

x=voto+—at0—50m

16.在一水平固定的木板上有一质量为加=10kg的木块，在B=50N的水平拉力作用下木块沿水平方向匀速

直线运动（如图甲所示）。（sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2）

（1）木块与木板之间的动摩擦因数为多少；

（2）将木板垫成倾角为。的斜面，若施加沿水平向右的拉力B=200N（如图乙所示），木块沿斜面匀速向上

滑行，请作出此时木块的受力示意图并求出倾角。；

（3）若将木板竖直固定（如图丙所示），现施加与水平方向成37。角的斜向上的推力尸〃木块沿竖直木板做

匀速直线运动，则推力后应多大。

甲

【答案】（1）0.5；(3)100N或500N

【解析】（1）木块做匀速直线运动,根据平衡条件可得

4=Rmg

木块与木板之间的动摩擦因数为

〃=0.5

沿斜面方向根据平衡条件可得

F2COS0=mgsin0+RN

垂直斜面方向根据平衡条件可得

加gcos9+Esin6=N

可得

八3

tan0=—

4

倾角为

6=