资源描述
江西省九江市同文中学2026届物理高一上期末教学质量检测模拟试题
请考生注意:
1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错的或不答的得0分)
1、如图所示,在水平天花板的A点处固定一根轻杆a,杆与天花板保持垂直.杆的下端有一个轻滑轮O,另一根细线上端固定在该天花板的B点处,细线跨过滑轮O,下端系一个重为G的物体,BO段细线与天花板的夹角θ=30°,系统保持静止,不计一切摩擦,下列说法中正确的是( )
A.细线BO对天花板的拉力大小是 B.a杆对滑轮的作用力大小是
C.a杆和细线对滑轮的合力大小是G D.a杆对滑轮的作用力大小是G
2、两个力F1和F2之间的夹角为,其合力为F,下列说法正确的是
A.F总是比F1、F2大 B.F总是比F1、F2小
C F1、F2大小不变,θ角越小,F越大 D.θ角与F1不变,F2增大,F一定增大
3、以下说法正确的是( )
A.物体沿直线单方向运动时,通过的路程就是位移
B.路程为零时位移一定为零;位移为零时路程不一定为零
C.速度大小与位移成正比,与时间成反比
D.速度大小不变的物体,其加速度必定不变
4、如图所示,足够长的水平传送带以的速度逆时针匀速转动,一个物体以的初速度从左端A处水平滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数,那么物块再次返回到A处所用的时间为()
A.4S B.2S
C.4.5S D.3S
5、下列说法正确的是
A.合力一定大于分力
B.静摩擦力和压力成正比
C.所有弹力的产生都伴随着形变
D.重心一定在物体上
6、如图所示为甲、乙沿同一直线运动的速度图象,由图像可知错误的是( )
A.甲做匀减速直线运动,加速度-1m/s2
B.乙做匀加速直线运动,加速度为4m/s2
C.运动到甲、乙速度相同时,甲、乙的位移均为50m
D.甲、乙沿同向运动,乙开始运动时间比甲晚5s
7、A、B两车沿同一平直公路同向运动,从某时刻开始,两车的v—t图象如图所示.假设t=8s时两车恰好相遇.则在0~8s内
A.A车加速度大小小于B车加速度大小
B.t=6s时两车相距最远
C.t=0时B车在A车前方33m处
D.这段时间内A、B两车可能相遇两次
8、汽车以10m/s的速度在公路上匀速行驶,驾驶员发现正前方15m处的斑马线上有行人,于是刹车礼让,汽车恰好停止在斑马线前,假设驾驶员反应时间为0.5s,汽车运动的v-t图如图所示.下列说法正确的是
A.汽车在驾驶员反应时间内发生位移大小为5m
B.汽车刹车所受合外力方向与加速度方向相反
C.汽车减速的加速度大小为4m/s2
D.从驾驶员发现行人到汽车停止共需2.5s
9、如图所示,质量相同的木块A、B用轻质弹簧连接,在力F作用下静止在光滑的斜面上.现突然增大F至某一恒力推A,则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中( )
A.两木块速度相同时,加速度aA=aB
B.两木块速度相同时,加速度aA<aB
C.两木块加速度相同时,速度vA>vB
D.两木块加速度相同时,速度vA<vB
10、如图所示,物块沿固定斜面下滑,若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F,则( )
A.若物块原来匀速下滑,施加力F后物块将加速下滑
B.若物块原来匀速下滑,施加力F后物块仍将匀速下滑
C 若物块原来以加速度a匀加速下滑,施加力F后物块仍将以加速度a匀加速下滑
D.若物块原来以加速度a匀加速下滑,施加力F后物块仍将匀加速下滑,加速度大于a
11、如图所示,小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上,当细绳由水平方向逐渐向上缓慢偏移时,斜面对小球的支持力FN和细绳的拉力FT的变化为()
AFN一直减小
B.FN先增大后减小
C.FT一直减小
D.FT先减小后增大
12、如图是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图,一根绳绕过两个定滑轮和动滑轮后各挂着一个相同的重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验),整个装置在同一竖直平面内.如果要增大手指所受的拉力,可采取的方法是( )
A.只增加绳的长度 B.只增加重物的重量
C.只将手指向下移动 D.只将手指向上移动
二.填空题(每小题6分,共18分)
13、用如图甲所示装置验证牛顿第二定律
(1)实验前平衡小车与木板间摩擦力的做法是:把实验器材安装好,先不挂砂桶,将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器.用垫木把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做_________(填“加速”、“减速”或“匀速”)运动
(2)在研究物体加速度与力的关系时,应保持不变的是_______(填选项前的字母)
A.小车的总质量 B.砂和桶的总质量
(3)实验中打出的一条纸带的一部分如图乙所示.纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C,相邻计数点之间还有4个点没有标出.打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上.则打点计时器打B点时,小车的速度vB=__________m/s.多测几个点的速度作出v–t图像,就可以算出小车的加速度
(4)“细线作用于小车的拉力F近似等于砂和桶所受的重力mg”是有条件的.若把实验装置设想成如图丙所示的模型:水平面上的小车,用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂的小桶相连.已知小车的质量为M,砂和桶的质量为m,重力加速度为g,不计摩擦与空气阻力.请通过推理说明,当满足什么条件时,细线作用于小车的拉力F近似等于砂和桶所受的重力mg_______________?
14、如图甲所示的实验装置可以用来探究加速度与力的关系.实验中用到了位移传感器,发射器放在运动的小车上,接收器与计算机相连,即可通过计算机得到小车加速度的具体数值.实验中通过增加钩码的数量,进行多次测量,可得小车运动的加速度和钩码重力F的关系图像,如图乙所示
(1)图像不过原点,表明实验之前缺少的一个必要操作是______________.
(2)由图像可以计算出小车与木板间的动摩擦因素_______(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(g取).
(3)随着所挂钩码数量增加,拉力F越来越大,图线不断延伸,后半段将要发生弯曲,请预测图线将向_________(填“横轴”或“纵轴”)一侧弯曲.
(4)为使实验图线能不出现(3)中的问题,下列操作可行的是__________.
A.将钩码全部置于小车内,取用钩码改变细绳拉力时,保持钩码总数一定
B.在改变钩码数量时同时用木块垫高长木板的右端,使小车获得更大的加速度
C.选用质量更小的小车,使小车能够平稳的加速,同时减小摩擦力带来的影响
D.换用动摩擦因数更小的木板,使小车所受拉力更接近小车的合外力
15、重为400N的木箱放在水平地面上,木箱与地面间的最大静摩擦力是120N,动摩擦因数是0.25,如果用80N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力大小为______;如果用160N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力大小为______。
三.计算题(22分)
16、(12分)在水平长直的轨道上,有一长度的平板车,质量以的速度做匀速直线运动,某时刻将一质量为的小滑块轻放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数为求:
(1)为使滑块恰好不从车的左端掉下,当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个恒力F,该恒力F最小值及作用时间;
(2)若F=8N,为使滑块不从车上掉下,则力F作用的时间T应在什么范围?
17、(10分)在做“探究小车速度随时间变化”的实验中
(1)下列仪器需要用到的有____
(2)某同学进行了以下实验操作步骤,其中有误的步骤是______
A.将电火花打点计时器固定在长木板的一端,并接在220V交流电源上
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码
D.拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开纸带,再接通电源
(3)在实验中得到一条如图所示的纸带,已知电源频率为50 Hz,相邻计数点间的时间间隔为0.1s,测量出x5=4.44cm、x6=4.78cm,则打下“F”点时小车的瞬时速度v=____m/s;小车的加速度a=______ m/s2.(结果保留两位有效数字)
(4)若实验时电源频率大于50 Hz,则打下“F”点时小车的实际速度_____ (填“大于”、“小于”或“等于”)测量速度
参考答案
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错的或不答的得0分)
1、D
【解析】先对重物受力分析,根据平衡条件求得细线的拉力;再对滑轮受力分析,根据力的合成的平行四边形定则求得细线对滑轮的合力,再得到a杆对滑轮的力
【详解】A.对重物G受力分析,受到重力和拉力T,根据平衡条件,有T=G,同一根绳子拉力处处相等,故绳子对天花板的拉力也等于G,故A错误;
B D.对滑轮受力分析,受到绳子的压力(等于两边绳子拉力的合力),以及杆的弹力(向右上方的支持力),如图;
根据平衡条件,因滑轮两边细绳的拉力夹角为120°,则结合几何关系,有a杆对滑轮的作用力大小 F=T=G,故B错误,D正确;
C.由于滑轮处于平衡状态,故a杆和细线对滑轮的合力大小是零,故C错误;
故选D
【点睛】本题的关键是先后对重物和滑轮受力分析,然后根据共点力平衡条件列式分析.解答时,要熟练运用几何知识研究
2、C
【解析】AB.由合力与分力的大小关系满足:
则合力F可以大于两分力、等于两分力、或小于两分力,故AB错误;
C.根据合力与分力的关系式:
可知当F1和F2大小不变,θ角越小,越大,则F越大,故C正确;
D.如果夹角θ不变,F1大小不变,而F2增大,
若θ为锐角和直角,则合力必然增大,
若θ为钝角时,合力F可以减小,也可以增加,如图所示:
故D错误;
故选C。
3、B
【解析】A.物体沿直线单方向运动时,通过的路程等于位移的大小,A错误;
B.路程为零时位移一定为零,位移为零,路程不一定为零,例如物体沿一个圆周运动一周时,路程不为零,位移为零,B正确;
C.物体的速度与位移和时间无关,C错误;
D.速度大小不变的物体,其加速度不一定不变,例如匀速圆周运动运动,D错误。
故选B。
4、C
【解析】物体在传送带上先向右做减速运动,速度减为零后反向运动,先加速后匀速回到出发点,根据牛顿第二定律求解加速度,结合运动公式求解.
【详解】物体在传送带上运动的加速度为;则物块向左运动速度减为零的时间为,通过的距离:;物块速度减为零后反向加速,加速到与传送带共速时的时间为:;位移,物体匀速运动回到原出发点的时间为,则物块再次返回到A处所用的时间为t=t1+t2+t3=4.5s;故选C.
【点睛】此题关键是知道物体在传送带上运动的特征:先向右做减速运动,速度减为零后反向运动,先加速后匀速回到出发点,分阶段进行讨论.
5、C
【解析】A.根据力的平行四边形定则可知,合力可能大于分力,也可能小于分力,或等于分力,故A错误;
B.依据滑动摩擦力公式Ff=μFN可知,滑动摩擦力与正压力成正比;而静摩擦力由产生相对运动趋势的外力决定,与正压力不成正比,故B错误;
C.根据弹力产生条件:接触且发生弹性形变,故C正确;
D.物体的重心不一定在物体上,也可以在物体之外,比如均匀的圆环,重心在圆环之外,故D错误。
故选C。
6、C
【解析】A.由图可知,甲做匀减速直线运动,加速度为
故A正确,不符合题意;
B.由图可知,乙做匀加速直线运动,加速度为
故B正确,不符合题意;
C.时,两图像相交,说明此时两物体的速度相同,甲的位移为
乙的位移为
故C错误,符合题意;
D.由图可知,两物体的速度均沿正方向,乙开始运动时间比甲晚,故D正确,不符合题意。
故选C。
【点睛】对于速度时间图像要明确以下几点:每一点的坐标表示该时刻物体的速度;图像的斜率表示物体的加速度;图像与时间轴围成的面积表示物体在这段时间内通过的位移。
7、AC
【解析】v-t图像的斜率等于加速度;两车速度相等时相距最远;v-t图像的面积等于位移;据此进行判断.
【详解】v-t图像的斜率等于加速度,可知 ;,则A车加速度大小小于B车加速度大小,选项A正确;两车速度相等时相距最远,即t=6s时两车相距不是最远,选项B错误;相遇时A的位移:;B的位移:,则 t=0时B车在A车前方60m-27m=33m处,选项C正确;这段时间内A、B两车只能相遇一次,选项D错误;故选AC.
【点睛】速度-时间图象中要注意观察三点:一点,两直线交点的含义;二线,注意斜率的意义;三面,速度-时间图象中图形与时间轴围成的面积为这段时间内物体通过的位移
8、AD
【解析】A.汽车在驾驶员反应时间内做匀速直线运动,发生位移大小为
故A正确;
B.根据牛顿第二定律,汽车刹车所受合外力方向与加速度方向相同;故B错误;
C.汽车刹车做匀减速运动,发生位移大小为
由可得汽车减速的加速度大小为,故C错误;
D.汽车刹车做匀减速运动的时间
从驾驶员发现行人道汽车刹车共需2.5s,故D正确;
故选AD。
9、BC
【解析】CD、水平恒力F推木块A,在弹簧第一次压缩到最短的过程中,弹簧的弹力逐渐增大,A的合力减小,B的合力增大,则A做加速度逐渐减小的加速运动,B做加速度逐渐增大的加速运动,在aA=aB之前aA>aB,故经过相等的时间,A增加的速度大,B增加的速度小,所以,在aA=aB时vA>vB,故C正确,D错误;
AB、当vA=vB时,弹簧的压缩量最大,弹力最大,A在此之前一直做加速度逐渐减小的加速运动,B做加速度逐渐增大的加速运动,由于aA=aB时vA>vB,所以vA=vB时aA<aB;故A错误,B正确
故选BC
10、BD
【解析】设斜面倾角为,原来物体匀速下滑时有:,即,与物体的重力无关,则施加竖直向下的力F,物体仍匀速下滑,A错误,B正确;若物块A原来加速下滑,有,将F分解,则,动力的增加大于阻力的增加,加速度变大,故C错误,D正确;选BD.
【点睛】将F分解为垂直于斜面和平行于斜面两个分力和,根据力的独立作用原理,单独研究F的作用效果,当F引起的动力增加大时,加速度增大,相反引起的阻力增大时,加速度减小
11、AD
【解析】分析小球的受力情况:重力G、细绳的拉力FT和斜面的支持力FN,作出细绳在三个不同方向时力的合成图,由几何知识得知,当FT垂直于FN时,FT最小,所以FT先减小后增大,FN逐渐减小;
故AD正确,BC错误;
故选AD;
12、BC
【解析】A.对动滑轮受力分析,受重力、两个对称的拉力,拉力等于悬挂物体的重量mg,如图
三个力的合力为零,两个拉力的大小恒定,夹角越大,合力越小,夹角越小,合力越大;增加细线长度时,由于两个细线拉力也不变,动滑轮位置不变,故三个力大小方向都不变,故A错误;
B.只增加重物的重力,两个绳拉力变大,动滑轮位置不变,则两拉力夹角不变,故合力变大,故手指所受的拉力增大,故B正确;
C.只将手指向下移动,两个绳拉力大小不变,夹角变小,故两拉力合力变大,故手指所受的拉力增大,故C正确;
D.只将手指向上移动,两个绳拉力大小不变,夹角变大,故两拉力合力变小,故手指所受的拉力减小,故D错误。
故选BC。
二.填空题(每小题6分,共18分)
13、 ①.匀速 ②.A ③. ④.
【解析】(1)实验前平衡小车与木板间摩擦力,先不挂砂桶,接好打点计时器和纸带,用垫木把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做匀速运动为止;
(2)本实验采用控制变量法,在研究物体加速度与力的关系时,应保持小车的总质量不变,故选项A正确,B错误;
(3)由于相邻计数点之间还有4个点没有标出,所以相邻计数点的时间间隔为,根据匀变速运动的中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知,B点速度大小为:
;
(4)对M根据牛顿第二定律:
对根据牛顿第二定律有:
整理可以得到:,当时,
14、 ①.平衡摩擦力 ②.0.1 ③.横轴 ④.A
【解析】(1)实验前要平衡摩擦力,如果不平衡摩擦力,a-F图象在F轴上将有截距;
(2)应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式,然后根据图象的函数表达式求出质量与动摩擦因数;
(3)随砝码质量增加,滑块受到的拉力明显小于钩码的重力,图线将向F轴弯曲
【详解】(1)a-F图象在F轴上将有截距,不过原点,所以在实验前需要将轨道右端适当垫高,用来平衡摩擦力;
(2)由牛顿第二定律可知:,得,结合图像,即,解的;
(3)随着所挂砝码数量增加,拉力F越来越大,滑块受到的拉力明显小于砝码的重力,a-F图象中图线不断延伸,后半段将会发生弯曲,图线将向横轴弯曲;
(4)轨道是光滑或粗糙并不会使图像弯曲,设轨道光滑,设钩码的质量为,小车质量为,以小车为研究对象得:,以钩码为研究对象:,联立得:,则加速度,若时,绳子拉力已经近似等于钩码的重力,即,所以实验中,若将钩码全部置于小车内,取用钩码改变细绳拉力时,保持钩码总数一定,即一定,图像就不出现弯曲.故选A
故本题的答案为:(1)平衡摩擦力 (2)0.1 (3)横轴 (4)A
【点睛】探究加速度与力、质量关系要平衡摩擦力,应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式是求出滑块质量与动摩擦因数的前提与关键;要理解实验原理,掌握实验注意事项
15、 ①.80N ②.100N
【解析】当用80N的水平力推木箱时,推力小于最大静摩擦力,木箱不动,此时受的摩擦力是静摩擦力,大小与水平力推力相等,也是80N;
用140N的水平力推木箱时,140N大于120N了,物体要运动,此时受的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小为F=μFN=0.25×400N=100N.
三.计算题(22分)
16、(1)0.5s;6N(2)0.3s≤△t≤0.787s
【解析】(1)滑块放到车面上后,向右做匀加速运动,小车也向右做匀加速运动.当滑块恰好滑到小车的最左端时速度与车相同时,恒力F取得最小值,根据运动学公式和位移关系,求出小车的加速度,再根据牛顿第二定律求出F的最小值;
(2)滑块刚好不会在最左端滑下,此时滑块与车速度相同,可求得力F作用的最短时间,如果此时力继续作用,滑块将在F作用下以v0向右加速运动,为不从最右端滑出,滑块须加速运动一段时间t后力F停止作用,在阻力作用下再做减速运动,当滑到达最右端时与车同速,此时力F作用的时间最大
【详解】(1)小滑块刚到达车左端时与车速度相同,对应的力F最小,设这种情况下,小滑块从放上车至与车速度相等经历的时间为t,加速度为a,则
车在时间t内位移:x=v0t;
小滑块在时间t内位移x′=v0t,
x−x′=
v0=at,
由以上几式可解得:a=8m/s2,t=0.5s
由牛顿第二定律:F+μmg=ma
解得:F=6N,故F应满足的条件是:F≥6N
(2)当F作用时间最短时,小滑块到达车左端时恰好与车速度相同,设F作用时间为t1,对应的小滑块的加速度为a1,此后滑块加速度为a2,继续相对车滑行的时间为t2,则:
F+μmg=ma1,μmg=ma2,
t1时间内小滑块的位移x1=a1t12,t2时间内小滑块的位移x2=a1t1t2+a2t22,
车在整个时间内的位移x0=v0(t1+t2),
又速度关系v0=a1t1+a2t2,位移关系:x0−x1−x2=,
由以上各式可解得t1=0.3s
当F作用时间最长时,小滑块滑到车右端时与车速度相等,设小滑块从开始到速度达到v0经历的时间为t3,发生的位移为x3,速度达到v0后的加速度为a4,此后F继续相对车滑行的时间为t5,发生的位移为x5,
则:v0=a1t3,x3=a1t32,F-μmg=ma4,
x4=v0t4+a4t42,x5=(v0+a4t4)t5−a2t52,
v0+a4t4-a2t5=v0,
x3+x4+x5−v0(t3+t4+t5)=,
由以上各式解得:t3=0.4s,t4=s,
故F作用的最长时间tmax=t3+t4=0.4+≈0.787s,
综上,力F作用的时间范围为:0.3s≤△t≤0.787s
【点睛】对物体运动的正确判断,物体从端不滑下的前提是车的位移-物体的位移小于,物体不从右端滑出,物体在力F作用下加速运动,当撤去F后,物体在滑动摩擦力作用下做减速直线运动,当速度与车相同时,注意车和物体的位移关系
17、 ①.AB ②.D ③.0.46 ④.0.34 ⑤.大于
【解析】在做“探究小车速度随时间变化”的实验中,掌握实验原理及操作步骤,根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上某点瞬时速度大小;
【详解】(1)在做“探究小车速度随时间变化”的实验中,依据实验原理,通过打点计时器在纸带上打点,借助刻度尺来测量长度,从而研究小车的速度与时间的关系,故选项AB正确,CD错误;
(2)A、将电火花打点计时器固定在长木板的一端,并接在220V交流电源上,故A正确;
B、将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔,故B正确;
C、把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码,故C正确;
D、拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器的一端后,应先接通电源,后放开纸带,从而减少实验误差,故选项D错误;
(3)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上F点时小车的瞬时速度大小为:
根据匀变速直线运动推论公式可以求出加速度的大小为:;
(4)若实验时电源频率大于50 Hz,则相邻计数点间的时间间隔,由F点的瞬时速度表达式可知,其实际速度大于测量速度
【点睛】在做“探究小车速度随时间变化”的实验中,掌握实验原理及操作步骤,且会根据原理分析实验误差,要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用
展开阅读全文