吉林省長(zhǎng)春市吉大附中實(shí)驗(yàn)學(xué)校2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期期末物理模擬試卷

2023-2024學(xué)年吉林省長(zhǎng)春市吉大附中實(shí)驗(yàn)學(xué)校高一（上）期末物理模擬試卷一．選擇題（共10小題，滿分46分）1．（4分）關(guān)于物體的慣性，下列說(shuō)法正確的是（）A．物體的質(zhì)量越大，慣性越小 B．物體的速度越大，慣性越小 C．運(yùn)動(dòng)的物體具有慣性，靜止的物體沒(méi)有慣性 D．汽車(chē)向前行駛時(shí)突然剎車(chē)，由于慣性，乘客會(huì)向前傾2．（4分）下列關(guān)于力的說(shuō)法中正確的是（）A．物體與同一接觸面之間的彈力方向和摩擦力方向必然垂直 B．滑動(dòng)摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向不是相同就是相反 C．一對(duì)相互作用的靜摩擦力做的總功可以不為0 D．和大人掰手腕時(shí)，小孩贏不了，是因?yàn)榇笕藢?duì)小孩施加的力更大3．（4分）在宇宙空間站中，下列儀器仍能使用的是（）A．天平 B．密度計(jì) C．測(cè)力計(jì) D．?dāng)[鐘4．（4分）如圖是某游樂(lè)場(chǎng)的慣性列車(chē)（翻滾過(guò)山車(chē)）的軌道圖，它由傾斜軌道和半徑為R的圓軌道組成。一節(jié)車(chē)廂（連同人質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點(diǎn)）在圓軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)這節(jié)車(chē)廂恰好能以最小安全速度通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)，則該車(chē)廂通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度和對(duì)圓軌道的壓力分別為（不計(jì)運(yùn)動(dòng)中的一切阻力）（）A．0，0 B．0，mg C．2gR，0 D．gR，05．（4分）如圖所示，某滑雪場(chǎng)的索道與水平面夾角為θ＝37°，質(zhì)量為m＝50kg的人坐在纜車(chē)內(nèi)的水平座椅上，當(dāng)纜車(chē)隨索道以a＝2m/s2的加速度斜向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，已知g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則（）A．座椅對(duì)人的摩擦力大小為100N B．座椅對(duì)人的摩擦力方向與水平方向的夾角為37°且指向右上方 C．座椅對(duì)人的支持力大小為560N D．座椅對(duì)人的作用力方向與水平方向的夾角為37°且指向右上方6．（4分）如圖甲所示，輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球（質(zhì)點(diǎn)），讓小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．改變小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小v，測(cè)得相應(yīng)的輕繩彈力大小F，得到F﹣v2圖象如圖乙所示，已知圖線的延長(zhǎng)線與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（0，﹣b），斜率為k。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A．圖線與橫軸的交點(diǎn)表示小球所受的合外力為零 B．該小球的質(zhì)量為bg C．輕繩的長(zhǎng)度為bkgD．當(dāng)v2＝a時(shí)，小球的向心加速度為g7．（4分）如圖所示，O為斜面的底端，在O點(diǎn)正上方的A、B兩點(diǎn)分別以初速度vA、vB正對(duì)斜面拋出兩個(gè)小球，結(jié)果兩個(gè)小球都垂直擊中斜面，擊中的位置分別為P、Q（圖中未標(biāo)出）。OB＝AB，空氣阻力忽略不計(jì)，則（）A．OP=2OQ B．OP＝4OQ C．vA=2vB D．vA（多選）8．（6分）如圖所示，水平地面上有一木板B，木塊A疊放在木板B上。A、B質(zhì)量分別為m1、m2，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2．最初A、B均靜止。假設(shè)最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等，且μ1mg＜μ2（m1+m2）g．下列說(shuō)法正確的是（）A．無(wú)論對(duì)A施加多大的水平向右的恒力，B始終保持靜止 B．無(wú)論對(duì)B施加多大的水平向右的恒力，A始終保持靜止 C．對(duì)A施加一個(gè)水平向右恒力F，若F＞μ2（m1+m2）g時(shí)，A、B一起向右運(yùn)動(dòng) D．對(duì)B施加一個(gè)水平向右恒力F，若F＞（μ1+μ2）（m1+m2）g時(shí)，A、B相對(duì)滑動(dòng)（多選）9．（6分）如圖甲所示，MN是一段傾角為θ＝30°的傳送帶，一個(gè)可以看作質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m＝1kg的物塊，沿傳送帶向下以速度v0＝4m/s從M點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程的部分v﹣t圖像如圖乙所示，取g＝10m/s2，則（）A．物塊最終從傳送帶N點(diǎn)離開(kāi) B．傳送帶的速度大小v＝1m/s，方向?yàn)轫槙r(shí)針 C．物塊沿傳送帶下滑時(shí)的加速度a＝2.5m/s2 D．物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=（多選）10．（6分）如圖所示，一個(gè)上表面粗糙、中心有孔的水平圓盤(pán)繞軸MN轉(zhuǎn)動(dòng)，系有不可伸長(zhǎng)細(xì)線的木塊置于圓盤(pán)上，細(xì)線另一端穿過(guò)中心小孔O系著一個(gè)小球。已知木塊、小球皆可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量皆為m，木塊到O點(diǎn)的距離為R，O點(diǎn)與小球之間的細(xì)線長(zhǎng)為L(zhǎng)。當(dāng)圓盤(pán)以角速度為ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球以角速度ω隨圓盤(pán)做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，木塊相對(duì)圓盤(pán)靜止；連接小球的細(xì)線與豎直方向的夾角為α，小孔與細(xì)線之間無(wú)摩擦，則（）A．如果L不變，ω越大，則α大 B．如果R＝L，無(wú)論ω多大木塊都不會(huì)滑動(dòng) C．如果R＞L，ω增大，木塊可能向O點(diǎn)滑動(dòng) D．如果R＜L，ω增大，木塊可能遠(yuǎn)離O點(diǎn)滑動(dòng)二．實(shí)驗(yàn)題（共2小題，滿分14分）11．（6分）某實(shí)驗(yàn)小組用一只彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)量角器等器材“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖，固定在豎直木板上的量角器直邊水平，橡皮筋一端固定在量角器圓心O的正上方A點(diǎn)，另一端系繩套1和繩套2。（1）實(shí)驗(yàn)步驟如下：①?gòu)椈蓽y(cè)力計(jì)掛在繩套1上豎直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F；②彈簧測(cè)力計(jì)掛在繩套1上，手拉著繩套2，緩慢拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)達(dá)到O點(diǎn)，此時(shí)繩套1沿0°方向，繩套2沿150°方向，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1；③根據(jù)力的平行四邊形定則計(jì)算繩套1的拉力F1′＝；④比較F1和F1′的大小，在誤差允許的范圍內(nèi)，若＝，則初步驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。（2）現(xiàn)保持繩套1和繩套2方向成150°夾角不變，此過(guò)程中保持橡皮筋的結(jié)點(diǎn)在O點(diǎn)不動(dòng)，從如圖所示的位置將兩繩套沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)30°，繩套2的拉力的變化情況是。A．逐漸增大B．先增大后減小C．逐漸減小D．先減小后增大12．（8分）在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下：A．按圖安裝好器材，注意斜槽末端，記下平拋初位置O點(diǎn)和過(guò)O點(diǎn)的豎直線。B．讓小球多次從位置上滾下，在一張印有小方格的紙記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置，如圖中a、b、c、d所示。C．取下白紙，以O(shè)為原點(diǎn)，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫(huà)平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡。（1）完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上。（2）已知圖中小方格的邊長(zhǎng)L＝10cm，則小球平拋的初速度為v0＝m/s（取g＝10m/s2），小球在b點(diǎn)的速率m/s。（均保留兩位有效數(shù)字）三．計(jì)算題（共3小題，滿分40分）13．（10分）如圖所示，傾角為37°的固定斜面，在斜面底端正上方的O點(diǎn)將一小球以v0＝3m/s的速度水平拋出，與此同時(shí)由靜止釋放斜面頂端的滑塊，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，小球恰好能夠以垂直于斜面的速度在斜面P點(diǎn)處擊中滑塊，且小球下降的高度是滑塊位移的2倍（小球和滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。（1）小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（2）滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。14．（12分）如圖所示，AB為豎直轉(zhuǎn)軸，細(xì)繩AC和BC的結(jié)點(diǎn)C系一質(zhì)量為m＝2kg的小球，其中BC＝1m，兩繩能承擔(dān)的最大拉力相等且為F＝40N，小球隨轉(zhuǎn)軸以一定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，AC和BC均拉直，此時(shí)∠ACB＝53°，AB⊥BC，ABC能繞豎直軸AB勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，而C球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6），求：（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（1）當(dāng)BC繩剛好拉直時(shí)，角速度多大？（2）當(dāng)小球的角速度增大時(shí)，通過(guò)計(jì)算判斷AC和BC哪條繩先斷？當(dāng)先斷的繩剛斷時(shí)，角速度多大？（3）一條繩被拉斷后，為了讓小球能夠做圓周運(yùn)動(dòng)，則小球的最大線速度為多少？15．（18分）如圖所示，光滑水平地面上并排放置兩塊木板A、B，兩木板間相互接觸但不粘連，現(xiàn)有一小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平初速度v0＝4m/s滑上木板A的左端，滑塊最終恰好沒(méi)有離開(kāi)木板B，已知小滑塊的質(zhì)量和A、B兩木板質(zhì)量均相等，A木板長(zhǎng)為L(zhǎng)1＝2m，滑塊與兩木板間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.2，重力加速度g＝10m/s2。求：（1）小滑塊剛離開(kāi)長(zhǎng)木板A時(shí)A和B的速度大??；（2）木板B的長(zhǎng)度L2。

2023-2024學(xué)年吉林省長(zhǎng)春市吉大附中實(shí)驗(yàn)學(xué)校高一（上）期末物理模擬試卷參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題，滿分46分）1．【解答】解：AB、慣性是物體的固有屬性，質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大，故AB錯(cuò)誤；C、任何物體都有慣性，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；D、汽車(chē)向前行駛時(shí)突然剎車(chē)，由于慣性，乘客仍保持前進(jìn)的速度，故會(huì)向前傾，故D正確。故選：D。2．【解答】解；A．兩物體接觸面上的摩擦力方向沿接觸面，而彈力與接觸面垂直，則摩擦力一定與彈力方向垂直，故A正確；B．滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，而與物體運(yùn)動(dòng)的方向可以相反，也可能相同，也可能成任意角度，故B錯(cuò)誤；C．一對(duì)相互作用的靜摩擦力大小相等，方向相反，兩物體相對(duì)靜止，在任意坐標(biāo)系下，兩物體的位移相等，根據(jù)功的定義可知一對(duì)相互作用的靜摩擦力做的總功一定為0，故C錯(cuò)誤；D．大人對(duì)小孩施加的力和小孩對(duì)大人施加的力是一對(duì)作用力和反作用力，故大小相等，故D錯(cuò)誤。故選：A。3．【解答】解：A、天平是利用杠桿的原理，天平平衡需要物體的重力，所以天平不能在失重狀態(tài)下有效使用。故A錯(cuò)誤。B、密度計(jì)的工作原理與重力有關(guān)，故B錯(cuò)誤；C、測(cè)力計(jì)利用的彈簧的形變工作的，與重力無(wú)關(guān)，可以使用，故C正確；D、擺鐘的工作與重力有關(guān)，故在太空中不能使用，故D錯(cuò)誤。故選：C。4．【解答】解：這節(jié)車(chē)廂恰好能以最小安全速度通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)，此時(shí)軌道對(duì)車(chē)廂支持力為0，根據(jù)牛頓第三定律，車(chē)廂對(duì)圓軌道的壓力為0。車(chē)廂做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力提供，即mg＝mv解得：v=故D正確，ABC錯(cuò)誤；故選：D。5．【解答】解：AB、將加速度a分解為水平方向和豎直方向，則水平加速度為：ax＝acos37°＝1.6m/s2，ay＝asin37°＝1.2m/s2，在水平方向上根據(jù)牛頓第二定律得：f＝max＝80N，故AB錯(cuò)誤。C、在豎直方向上，根據(jù)牛頓第二定律得：N﹣mg＝may，解得：N＝mg+may＝560N，故C正確D、座椅對(duì)人的作用力方向與水平方向的夾角的正切值為：tanθ=N故選：C。6．【解答】解：ABC、小球在最高點(diǎn)受到豎直向下的重力和繩子的拉力，根據(jù)牛頓第二定律：mg+F＝mv即：F＝mv2F為函數(shù)，v2為自變量，圖像的斜率為k=m解得：m=bg，r圖線與橫軸的交點(diǎn)表示小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)繩子拉力等于0，向心力由重力提供，故合外力為重力，故AB錯(cuò)誤，C正確；D、當(dāng)v2＝a時(shí)，力F＝b＝mg，小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的向心力為繩子的拉力和重力的合力，大小為2mg根據(jù)牛頓第二定律：2mg＝ma，加速度為2g，故D錯(cuò)誤。故選：C。7．【解答】解：設(shè)任一小球的初速度為v0，拋出點(diǎn)的高度為h，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，斜面的傾角為θ。據(jù)題小球垂直擊中斜面，速度與斜面垂直，由速度分解可知：vytanθ＝v0；又vy＝gt可得：t=根據(jù)幾何關(guān)系得：h=12gt2+v0t?tanθ=v據(jù)題有OA＝2OB，則得：vA=2vB根據(jù)幾何關(guān)系可得：OQ所以QP＝OQ；故C正確、ABD錯(cuò)誤。故選：C。8．【解答】解：AC、由于AB兩接觸面的最大靜摩擦力小于下表面與地面的最大靜摩擦力，所以無(wú)論多大的力均不能使B運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；BD、在B上施加一個(gè)力，當(dāng)滿足aB＞aA時(shí)，A相對(duì)B滑動(dòng)，由牛頓第二定律aB=F?μ1m1g?μ2(m1+m2)gm故選：AD。9．【解答】解：A.由v﹣t圖象可知，物塊速度減小為零后反向向上運(yùn)動(dòng)，所以最終從M點(diǎn)離開(kāi)，故A錯(cuò)誤。B.由v﹣t圖象可知，物塊最終向上做勻速運(yùn)動(dòng)，且速度為1m/s，所以傳送帶的速度為v＝1m/s，且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故B正確。C.v﹣t圖象中斜率表示加速度的負(fù)值，可知物塊沿傳送帶下滑時(shí)加速度的大小為：a=|vD.根據(jù)牛頓第二定律可知：μmgcos30°﹣mgsin30°＝ma，解得：μ=3故選：BCD。10．【解答】解：A、設(shè)細(xì)線張力為T(mén)，對(duì)于小球，有Tsinα＝mLsinαω2，Tcosα＝mg，聯(lián)立解得ω=gLcosα，如果L不變，ω越大，則B、由A選項(xiàng)分析可知：細(xì)線的張力為T(mén)＝mLω2，木塊隨圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所需的向心力為F＝mRω2，當(dāng)R＝L時(shí)，細(xì)線張力恰好提供木塊做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，摩擦力為零，且只與ω有關(guān)，所以無(wú)論ω多大，木塊都不會(huì)滑動(dòng)，故B正確；C、如果R＞L，木塊隨圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的向心力大于細(xì)線張力，木塊受到指向O點(diǎn)的摩擦力f，當(dāng)ω增大時(shí)，摩擦力也增大，達(dá)到最大靜摩擦力后木塊會(huì)遠(yuǎn)離O點(diǎn)滑動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、同理可得如果R＜L，木塊隨圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的向心力小于細(xì)線張力，木塊受到指向圓盤(pán)邊緣的摩擦力f，當(dāng)ω增大時(shí)，摩擦力也增大，達(dá)到最大靜摩擦力后木塊會(huì)向O點(diǎn)滑動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選：AB。二．實(shí)驗(yàn)題（共2小題，滿分14分）11．【解答】解：（1）根據(jù)力的平行四邊形定則計(jì)算出繩套1的拉力F1＝Ftan60°=3F1為彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出的示數(shù)，而F1′為根據(jù)平行四邊形定則計(jì)算出的繩套1所受拉力大小，即計(jì)算出的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，通過(guò)二者若在誤差允許的范圍內(nèi)有F1＝F1′，即可初步驗(yàn)證力的平行四邊形定則。（2）兩個(gè)繩套在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，合力保持不變，根據(jù)平行四邊形定則畫(huà)出圖像，如圖所示由圖像可知，繩套2的拉力大小逐漸減小。故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C。故答案為：（1）3F；F1；F112．【解答】解：（1）為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽的末端必須水平；為了保證小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小相等，小球每次從斜槽的同一位置由靜止?jié)L下；（2）根據(jù)Δy＝L＝gT2得，T=Lg=則初速度v0=2Lb點(diǎn)豎直分速度vyb=3L則b點(diǎn)的速率vb=v故答案為：（1）水平；同一；（2）2.0；2.5。三．計(jì)算題（共3小題，滿分40分）13．【解答】解：（1）設(shè)小球在P點(diǎn)的速度為v，由幾何關(guān)系可得v與豎直方向的夾角為37°，將v正交分解如圖所示：則有：tan37°=小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=解得：t=v（2）小球下降的高度h=12gt2則滑塊位移為x=?對(duì)滑塊，由位移—時(shí)間公式得x=由牛頓第二定律得：mgsin37°﹣μmgcos37°＝ma聯(lián)立解得μ＝0.125答：（1）小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為0.4s；（2）滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.125。14．【解答】解：（1）當(dāng)BC繩剛好拉直時(shí)，小球受AC繩的拉力T和重力mg，對(duì)小球有：水平方