资源描述
河南省许平汝2025-2026学年高一上物理期末学业质量监测模拟试题
注意事项
1.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置.
3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符.
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.作答非选择题,必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效.
5.如需作图,须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗.
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、质量为2kg的物体做匀变速直线运动,其位移随时间变化的规律为。该物体所受合力的大小为( )
A.2N B.4N
C.6N D.8N
2、如图所示,质量分别为m和2m的两个小球置于光滑水平面上,且固定在一轻质弹簧的两端,已知弹簧的原长为L,劲度系数为k.现沿弹簧轴线方向在质量为2m的小球上有一水平拉力F,使两球一起做匀加速运动,则此时两球间的距离为( )
A. B.
C.L + D.L +
3、如图所示,两个质量分别为m1=2kg、m2=3kg的物体置于光滑的水平面上,中间用劲度系数k=400N/m的轻质弹簧连接。两个大小分别为F=20N、F=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上,系统仍保持静止,则( )
A.弹簧的伸长量为0 B.弹簧的伸长量为5cm
C.弹簧的伸长量为8cm D.弹簧的伸长量为10cm
4、如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面B上,现用大小均为F,方向相反的水平力分别推A和B,它们均在地面上静止不动,则( )
A.B与地面之间可能存在摩擦力
B.A与B之间可能存在摩擦力
C.B对A的支持力一定大于mg
D.B对A的支持力一定小于mg
5、关于把8N的力分解,下列说法正确的是
A.能把8N的力分解为两个8N的分力
B.能把8N的力分解为两个3N的分力
C.能把8N的力分解为10N和1N的两个分力
D.能把8N的力分解为5N和2N的两个分力
6、如图所示,在竖直方向运动的电梯,其顶部挂有一个弹簧测力计,弹簧测力计的下端挂了一个重物,电梯做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为9N,关于电梯的运动,以下说法正确的是(g取10m/s2)( )
A.电梯可能向下减速运动,加速度大小为1m/s2 B.电梯可能向下加速运动,加速度大小为1m/s2
C.电梯可能向上加速运动,加速度大小为0.9m/s2 D.电梯可能向下加速运动,加速度大小为0.9m/s2
7、如图所示,放在水平桌面上的质量为1kg 的物体,通过水平轻绳a、b与水平轻弹簧甲、乙连接,物体静止时弹簧测力计甲和乙的读数分别为7N和3N,则剪断轻绳b瞬时,物体的加速度可能为
A.4 B.2
C.1 D.0
8、物体A的加速度为3,物体B的加速度为-5,下列说法正确的是( )
A.物体A的加速度比物体B的加速度大
B.物体B的速度变化比物体A的速度变化快
C.物体A的速度一定在增加
D.物体B的速度可能在减小
9、我国载人飞船已多次成功发射和回收.假设载人舱在竖直降落时所受空气阻力与速度的平方成正比,即f=kv2,其中k为比例系数.若载人舱的质量为m,重力加速度为g.则
A.k的单位用国际单位制中的基本单位表示是kg/m
B.载人舱降落过程加速度大小先减小后增大
C.降落距离足够大时,载人舱最终的速度大小为
D.载人舱的速度大小为时,加速度大小为
10、如图所示,用OA、OB两根轻绳将物体悬于两墙之间,OA、OB两根轻绳之间的夹角为90°.当更换OA绳,使A点下移,直至轻绳OA为水平,在此过程中保持O点位置不变.则在A点不断下移到A′的过程中,则OA、OB两绳的拉力( )
A.OA逐渐增大 B.OB逐渐增大
C.OA先变小后变大 D.OB先变大后变小
11、如图所示,我国航天飞机在完成航天维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,关于该航天飞机的运动,下列说法中正确的有
A.在轨道Ⅱ上经过A的速度大于经过B的速度
B.在轨道Ⅱ上经过A的速度等于在轨道Ⅰ上经过A 的速度
C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
12、如图所示,倾角为α的斜面体A置于粗糙水平面上,物块B置于斜面上,已知A、B的质量分别为M、m,它们之间的动摩擦因数为μ=tanα.现给B一平行于斜面向下的恒定的推力F,使B沿斜面向下运动,A始终处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.无论F的大小如何,B一定加速下滑
B.B运动的加速度大小为
C.水平面对A一定有摩擦力,摩擦力方向水平向右
D.水平面对A的支持力总是与A、B的总重力大小相等
二.填空题(每小题6分,共18分)
13、某同学在探究“力的合成的平行四边形法则”的实验中,利用图钉、平板、橡皮条、弹簧秤及铅笔刻度尺进行有关实验
(1)图中B测力计的示数为__________N.(本实验用的弹簧测力计示数的单位为N)
(2)在做实验时,橡皮条的一端固定在木板上,另一端系上两根带绳套的细绳.实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套把橡皮条的一端拉到某一确定的O点,则下列说法中正确的是( )
A.两根细绳必须等长
B.同一次实验中,O点位置不允许变动
C.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
D.本实验采用科学方法是等效替代法
14、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出
(1)当M与m的大小满足M______m的关系时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力
(2)某同学在探究加速度与质量的关系时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地确定出加速度a与质量M的关系,他应该作a与________的图象
(3)下图为该同学在探究加速度与外力的关系时,根据测量数据作出的a-F图线,说明实验中存在的问题是______________
15、某学习小组在研究加速度与力、质量的关系时,采用如图甲所示的装置,通过改变小托盘和砝码总质量m来改变小车受到的合力,通过加减钩码来改变小车总质量M.
(1)实验中需要平衡摩擦力,应当取下_________(选填“小车上的钩码” 或“小托盘和砝码”),将木板右端适当垫高,直至小车在长木板上运动时,纸带上打出来的点________
(2)图乙为实验中得到的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,所用交流电的频率为50 Hz,从纸带上测出x1=3.20 cm,x2=4.74 cm,x3=6.30 cm,x4=7.85 cm,x5=9.41 cm,x6=10.96 cm.小车运动的加速度大小为_________m/s2(结果保留三位有效数字)
(3)在“验证牛顿运动定律”的实验中,在研究加速度a与小车的质量M的关系时,由于没有注意始终满足远大于m的条件,结果得到的图像应是下图中的________
A、B、
C、 D、
三.计算题(22分)
16、(12分)质量为m=20kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动.0~ 2.0s内F与运动方向相反,2.0~ 4.0s内F与运动方向相同,物体的速度一时间图象如图所示,已知g取10m/s2。求:
(1)物体在前4秒内的位移多少?
(2)物体与水平面间的动摩擦因数。
17、(10分)如图所示,一个质量m=2.0kg的物块,在拉力F=12.0N的作用下,从静止开始沿水平面做匀加速直线运动,在2.0s内物块运动距离为8.0米.已知拉力F与水平方向夹角θ=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物块运动的加速度大小;
(2)物块与水平面间的动摩擦因数μ
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】位移随时间变化的规律
根据题目中的表达式,应用待定系数法可知
解得加速度
根据牛顿第二定律求解合外力
ABC错误,D正确。
故选D。
2、C
【解析】对整体根据牛顿第二定律得
对根据牛顿第二定律得
弹
联立解得,弹簧的弹力大小为
弹
则此时两球间的距离为
故A、B、D错误,C正确;
故选C。
3、B
【解析】由题意知当两个水平拉力作用在物体上系统稳定时,弹簧的弹力为20N,故根据胡克定律可知
所以
即弹簧的伸长量为5cm,故B正确,ACD错误。
故选B。
4、B
【解析】先对A、B整体进行受力分析,根据平衡条件得到地面对整体的摩擦力,再对物体A受力分析,根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力;
【详解】A、对A、B整体受力分析,如图,受到重力(M+m)g、支持力N和已知的两个推力,对于整体,由于两个推力刚好的合力为零,故整体与地面间没有摩擦力,即B与地面之间没有摩擦力,故A错误;
B、再对物体A受力分析,受重力mg、已知的推力F、斜面体B对A的支持力和摩擦力f,当推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量时,摩擦力的方向沿斜面向下,如下图:
当推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量时,摩擦力的方向沿斜面向上,如下图:
当推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量时,摩擦力为零,如下图:
根据共点力平衡的条件,运用正交分解法,可以得到:,由于与F大小未知,故B对A的支持力与mg的大小关系无法确定,故选项B正确,CD错误
【点睛】本题关键是对A、B整体受力分析,根据平衡条件得到地面对整体的摩擦力,然后再对物体A受力分析,再次根据平衡条件列式求解出各个力的情况
5、A
【解析】A.8N和8N的合力范围是
则可能8N,故A正确;
B.3N和3N的合力范围是
则不可能是8N,故B错误;
C.10N和1N的合力范围是
则不可能是8N,故C错误;
D.5N和2N的合力范围是
则不可能是8N,故D错误
故选A。
6、B
【解析】电梯匀速直线运动时,弹簧秤的示数为10N,知重物的重力等于10N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为9N时,对重物有:
,
解得:
,
方向竖直向下,则电梯的加速度大小为1m/s2,方向竖直向下。
AB.电梯可能向下做加速运动,加速度大小为1m/s2,A错误B正确;
CD.电梯也可能向上做减速运动,加速度大小为1m/s2,CD错误;
故选B。
7、BCD
【解析】轻绳的弹力和接触的弹力可以突变,弹簧的弹力和橡皮筋的弹力不能突变;静摩擦力由外力产生的趋势决定,和滑动摩擦力的关系满足
【详解】由题知,物体静止时受静摩擦力大小为7N-3N=4N,物体与水平桌面间最大静摩擦力,所以剪断轻绳b瞬时,剩下的弹簧a的拉力为7N不变,和最大静摩擦力的合力,由牛顿第二定律,故选项B、C、D正确,A错误.故选BCD.
【点睛】本题考查弹簧弹力的性质、最大静摩擦力及共点力的平衡条件、牛顿第二定律求瞬时加速度等问题,要注意正确分析问题,并能构建合理的物理模型
8、BD
【解析】A.物体A、B的加速度,正负号代表方向,绝对值大小代表加速度大小,故A项错误
B.由加速度的定义可知,加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,故B项正确
C.若A速度方向与其加速度方向相反,则物体A的速度减小,故C项错误
D.若B速度方向与其加速度方向相反,则物体B速度减小,故D项正确
9、ACD
【解析】根据f=kv2可知k的单位;随速度的增加,飞船受的阻力逐渐变大,则加速度逐渐减小,直到加速度等于零时匀速运动;根据平衡知识求解最终的速度;根据牛顿第二定律求解当载人舱的速度大小为时的加速度.
【详解】根据f=kv2可知,单位,选项A正确;根据mg-kv2=ma可知随速度的增加,加速度逐渐减小,直到加速度等于零时匀速运动,选项B错误;当达到最终速度时满足:mg=kv2,解得,选项C正确;载人舱的速度大小为时,带入mg-kv2=ma可得a=,选项D正确;故选ACD.
10、AB
【解析】做此类题目,需要分析清楚题中变化的量,和不变的量,在矢量三角形中分析
【详解】O点受到重物的拉力,OB绳子的拉力,OA绳子的拉力,三力处于平衡状态,如图所示:
将三个力转移至矢量三角形中,可得重力不变,OB绳上拉力方向不变,在OA绳方向逐渐转至OA′的过程中,两拉力方向由90°逐渐增大,则OA绳上拉力由最小值逐渐增大,同理OB绳上的拉力也在增大,故AB对;CD错
11、CD
【解析】A、在轨道Ⅱ从B到A,万有引力做负功,速度减小,即A点的速度小于B点的速度,故A错误;
B、从轨道Ⅱ上的A点进入轨道I,需加速,可知在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度,故B错误;
C、根据开普勒第三定律知,,轨道Ⅱ的半长轴小于轨道I的轨道半径,则在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期,故C正确;
D、根据牛顿第二定律知,在不同轨道上经过A点时,所受的万有引力大小相等,则加速度大小相等,故D正确
故选CD
点睛:根据万有引力做功,结合动能定理比较在轨道Ⅱ上A、B的速度大小;根据变轨的原理比较不同轨道上在A点的速度大小;根据开普勒第三定律比较不同轨道上的运行周期;根据牛顿第二定律比较在不同轨道上的加速度大小
12、ABD
【解析】A、B的质量分别为M、m,它们之间的动摩擦因数为μ=tanα,可知B与A之间的摩擦力已经到达最大静摩擦力,即恰好能静止在A上,根据此结论来进行作答即可
【详解】A、B项:由A、B之间的动摩擦因数为μ=tanα,可得:mgsinα=μmgcosα,对B进行受力分析得:F合=F,所以施加恒定的推力F后B一定加速下滑,且加速度a=,故AB正确;
C项:对B受力分析,因为μ=tanα.即B原来恰好静止在斜面上,所以斜面对B的支持力与摩擦力的合力竖直向上大小等于mg,对物体A受力分析,则B对A 的压力和摩擦力的合力由牛顿第三定律知竖直向下大小等于mg,即A水平方向没有遇到趋势,所以地面对物体A没有摩擦力.故C错误;
D项:因为B对A作用力竖直向下大小等于mg,由A竖直方向受力平衡得水平面对A的支持力总是与A、B的总重力大小相等,故D正确
故选ABD
【点睛】本题关键是正确的受力分析,结合平衡条件进行分析,注意当μ=tanα时,物体A与B间的弹力和摩擦力的合力是在竖直方向的
二.填空题(每小题6分,共18分)
13、 ①.3.6 ②.BD
【解析】(1)由图示弹簧测力计确定其分度值,读出其示数;
(2)根据实验原理进行分析即可;
【详解】(1)由图示可知,弹簧测力计分度值为,其示数为;
(2)A、细线的作用是能显示出力的方向,所以不必须等长,故A错误;
B、本实验研究合力与分力的关系,合力与分力是等效的,同一次实验过程中,O点位置不能变动,以保证橡皮筋伸长的长度相同,方向相同,即效果相同,故B正确;
C、本实验只要使两次效果相同就行,两个弹簧称拉力的方向没有限制,并非一定要夹角为90°不变,故C错误;
D、本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同,采用的科学方法是等效替代法,故D正确
【点睛】本题考查了验证力的平行四边形定则时如何进行操作,以及弹簧秤的读数问题,对于基础实验一定熟练掌握才能为解决复杂实验打好基础
14、 ①.(1)M≫m ②.(2)1/M ③.(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 (4)小车及车上的砝码的总质量不同
【解析】(1)[1]以整体为研究对象有
解得:
以M为研究对象有绳子的拉力
显然要有 必有,故有 ,即只有M>>m时才可以认为绳对小车拉力大小等于盘和盘中砝码的重力
(2)[2]根据牛顿第二定律,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a-M图象;但a=,故a与成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作a-图象
(3)[3][4]图中图象与横轴的截距大于0,说明在拉力大于0时,才有加速度,说明物体所受拉力之外的其他力的合力大于0,即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
15、 ①.小托盘和砝码 ②.均匀分布 ③.1.55 ④.B
【解析】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,为使绳子拉力为小车受到的合力,应先平衡摩擦力;利用逐差法△x=aT2可以求出物体的加速度大小.在验证加速度与质量的关系时,在重物质量m远小于小车质量M时,可近似认为小车受到的拉力等于重物重力
【详解】(1)实验中需要平衡摩擦力,应当取下小托盘和砝码,将木板右端适当垫高,直至小车在长木板上运动时,纸带上打出来的点间距相等、均匀分布
(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值得:a=(a1+a2+a3)
解得:a=1.55m/s2
(3)在研究加速度跟小车质量M的关系时,保持m不变,改变小车质量M,在小车质量M远大于重物质量m时,即当满足M≫m时,可以认为小车受到的拉力(合力)F=mg,此时加速度a与小车质量M成反比,与成正比,以横轴,a为纵轴,则a-图象应是过原点的直线,当小车质量M不远大于重物质量m时,小车受到的拉力明显小于重物重力,a-图象向下弯曲.故选B
【点睛】探究加速度与质量关系时,应控制拉力不变而改变小车质量,实验时要注意小车质量应远大于重物质量.解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题
三.计算题(22分)
16、 (1)x=9m;(2)
【解析】(1)减速过程的位移为
;
反向加速过程位移为
,
故总位移为
x=x1+x2=10m-2m=8m
即0-4.0s内物体的总位移大小8m
(2)减速过程,根据牛顿第二定律,有
F+μmg=ma1
加速过程,根据牛顿第二定律,有
F-μmg=ma2
解得
μ=0.2
故物体与水平间动摩擦因数的大小为0.2。
17、 (1) 4.0m/s2 (2) 0.125
【解析】(1)根据匀变速直线运动位移公式可得:
解得物块运动的加速度大小:
(2)物块受力图如下图所示:
根据牛顿第二定律,有:
由摩擦力公式得:
代入数值解得:
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