浙江省2021-2022学年高一上学期期末模拟考试物理试卷2(Word版含答案)

2021-2022学年浙江省高一（上）期末物理模拟考试试卷
一、选择题（本题11小题，每小题3分，共33分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，多选、错选或不选的均得0分。）
1．2020年12月3日23时10分，嫦娥五号上升器3000牛顿发动机工作约6分钟，成功将携带月壤样品的上升器送入到预定环月轨道。点火起飞前，国旗带上组合体在月面国旗展开，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．牛顿是基本单位
B．题中的23时10分、6分钟都指时刻
C．月壤样品到达地球后所受重力增大，惯性不变
D．国旗带上组合体在月面国旗展开，国旗会飘扬
2．高铁站内的铁轨上有甲、乙两列车，坐在甲车上的乘客看到其左边的乙车向东运行，右边站台上的站牌不动，以地面为参考系，下列说法正确的是（　　）
A．乙车向东运行 B．乙车向西运行
C．甲车向东运行 D．甲车向西运行
3．驾车从天安门到北京大学东门，手机导航软件提供了三条推荐路线，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．三条路线的路程相同
B．三条路线的位移相同
C．三条路线的平均速度相同
D．“距离最短”路线的平均速度最大
4．一滴雨滴从楼房屋檐自由下落，下落1.8m时，到达窗口上沿，再经0.3s的时间通过窗口，则窗口上下沿的高度差（g取10m/s2）（　　）
A．4.05m B．3m C．2.25m D．1.8m
5．下列哪个运动过程位移最大（　　）
A．从0运动到1 B．从0运动到2再回到1
C．从0运动到﹣2 D．从0运动﹣2再回到0
6．一辆小汽车在长为20m的平直桥面上提速，如图为小汽车在该段桥面上车速的平方（v2）与位移（x）的关系图，如小汽车视为质点，则小汽车通过该段桥面的加速度大小和时间分别为（　　）
A．10m/s2，1s B．10m/s2，4s C．5m/s2，2s D．5m/s2，2s
7．物理学的发展有力的推动人类文明进程，在物理学发展漫长历程中，不少前辈作出了卓越的贡献，对以下科学规律的发现作出了重要贡献的科学家对应错误的是（　　）
A．惯性定律﹣﹣牛顿 B．液体压强原理﹣﹣帕斯卡
C．大气压的存在﹣﹣伽利略 D．杠杆原理﹣﹣阿基米德
8．质量为m的物块放在质量为M的小车上，小车受到水平向右的牵引力作用，二者一起在水平地面向右运动。下列说法正确的是（　　）
A．如果二者一起向右匀速直线运动，则物块受到水平向右的摩擦力作用
B．如果二者一起向右匀速直线运动，则物块与小车间一定粗糙
C．如果二者一起向右匀加速直线运动，则水平地面一定光滑
D．如果二者一起向右匀加速直线运动，则物块受到水平向右的摩擦力作用
9．关于摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．受静摩擦力的物体一定是静止的
B．两个相互接触的粗糙物体间发生相对滑动时，就会产生滑动摩擦力
C．两个相对静止的物体间的正压力增大，两者之间的摩擦力一定增大
D．摩擦力的方向与物体的运动方向可以不同，摩擦力可以充当动力，也可以充当阻力
10．如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于O点。一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA受外力F的作用，处于水平方向，现缓慢逆时针改变绳OA的方向至θ＝90°。且保持结点O位置不变，整个装置始终处于静止状态，下列说法正确的是（　　）
A．绳OA的拉力F先减小后增大
B．绳OB的拉力一直增大
C．地面对斜面体的支持力不断减小
D．物块P所受摩擦力一直增大
11．如图所示，分别对劲度系数k＝100N/m的弹簧两端施加20N拉力F（在弹性限度内），下列说法正确的是（　　）
A．弹簧产生的弹力为40N
B．该弹簧伸长了20cm
C．该弹簧伸长了40cm
D．若将该弹簧从中间剪断，其劲度系数不变
二、选择题（本题4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题意．全对得4分，选不全得2分，有选错或不答的得0分。）
12．利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况，实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h。计算机显示该同学受到地面支持力FN随时间变化的图象如图所示。根据图象提供的信息，以下判断正确的是（　　）
A．在0至t2时间内该同学处于完全失重状态
B．在t2至t3时间内该同学处于超重状态
C．t3时刻该同学的加速度为零
D．t4时刻之后该同学处于平衡状态
13．a、b，c三个物体在同一条直线上运动，三个物体的位移（x）﹣时间（t）图像如图所示，c是一条抛物线，坐标原点是抛物线的顶点，下列说法正确的是（　　）
A．在0～5s内，a、b两物体都做匀速直线运动
B．在0～5s内，a、b两物体都做匀变速直线运动
C．物体c做匀加速运动，加速度大小为0.2m/s2
D．在0～5s内，a、b越来越远，b、c越来越近
14．在平直公路上，自行车与同方向行驶的一辆汽车在t＝0时，同时经过某一个路标，它们的位移x（m）随时间t（s）变化规律为：汽车为x＝10tt2，自行车为x＝6t，则下列说法正确的是（　　）
A．在t＝0至t＝16s时间内，两车间距离先增大后减小
B．在t＝6s时辆车速度相等
C．汽车做匀减速直线运动，其加速度大小为m/s2
D．当自行车追上汽车时，它们距路标96m
15．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，中间用轻质弹簧秤连接两个大小分别为F1＝30N、F2＝20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则（　　）
A．弹簧秤的示数是26N
B．弹簧秤的示数是50N
C．在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度不变
D．在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度不变
三、实验题（第16题6分，第17题11分，共17分。）
16．（6分）某同学做“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中P为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点的位置，OA和OB为细绳。
（1）本实验采用的科学方法是　 　。
A．理想实验法
B．等效替代法
C．控制变量法
D．建立物理模型法
（2）实验时，主要的步骤是：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺﹣张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的P点，在橡皮条的另一端拴上两条一端系有绳套的细绳；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与细绳的结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数：
D．选取适当的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出力F′的图示；
F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。
上述C、E步骤中有重要遗漏，遗漏的内容分别是　 　和　 　。
（3）补上遗漏内容，无操作失误，某次实验中，拉细绳OB的弹簧测力计指针位置如图甲所示，其读数为　 　N。
（4）该同学根据实验结果在白纸上画出的图如图乙所示（图中未画出标度），则F与F′中，方向一定沿PO方向的是　 　。
17．（11分）实验小组的同学们做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验。采用如图甲所示的实验装置，让重物通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。
（1）除了图甲中所示的器材以及交流电源和导线外，还必须使用的测量工具有　 　。
A．秒表
B．天平（含砝码）
C．弹簧测力计
D．刻度尺
（2）实验前他们做了以下两项准备：
①调整垫片的位置，使小车在不受牵引时能拖动纸带在木板上做匀速直线运动。这样做是为了消除摩擦力的影响，使实验过程中小车所受合外力F等于　 　。
②挑选合适的重物（砝码和托盘），使小车质量M远大于重物（砝码和托盘）质量m。这样做是为了使小车匀加速运动时，小车所受牵引力近似等于　 　。
（3）图乙所示为某同学挑选的一条纸带，A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻的两个计数点之间有四个点未画出。现测出AB＝2.20cm，AC＝6.40cm，AD＝12.58cm，AE＝20.80cm，已知打点计时器所用电源频率为50Hz。则打C点时，小车的速度大小为　 　m/s（结果保留两位有效数字）。
（4）他们在处理其中一条纸带时，求出每个计数点对应的速度，并将各点的速度都标在了如图丙所示的坐标系中。请在图丙的坐标系中画出小车运动的v﹣t图象，并利用图象求出小车此次运动的加速度a＝　 　m/s2。
（5）在误差允许的范围内，在保证重物质量不变时，他们能够得到的实验结论是　 　；在保证小车质量不变时，他们能够得到的实验结论是　 　。
四、计算题（共3小题，第18题9分，第19题12分，第20题13分，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后答案不得分。有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。）
18．（9分）如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球（小球的大小可以忽略）。重力加速度为g，求：
（1）在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为α，小球保持静止。画出此时小球的受力图，并求力F的大小；
（2）改变拉力F的方向，保持小球静止且轻绳与竖直方向的夹角为α不变，求拉力的最小值Fmin及其方向。
19．（12分）如图所示，一质量为M＝3kg、长为L＝2m的长木板B静止于水平地面上，一质量为m＝2kg、可视为质点的物块A放在长木板B的最右端，物块A与木板B之间的动摩擦因数为μ1＝0.5，B与地面之间的动摩擦因数为μ2＝0.4。现给木板B施加一水平向右的F＝54N的拉力作用，经过1s后撤去拉力F。取g＝10m/s2，求：
（1）在F作用时间内，物块A和木板B的加速度大小；
（2）在撤去F时，物块A相对木板B滑动的距离；
（3）物块A运动的总距离。
20．如图所示，倾角为37°的斜面与水平面平滑连接。现用力F＝14N将一滑块（可视为质点）由静止从水平面上A点拉到B点，在B点时撤去力F，滑块沿斜面向上恰好滑到C点，滑块的质量m＝2kg，已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ1＝0.3，A、B两点的距离L＝2.0m，B点距C点的距离s＝1.0m。假设滑块由水平面经过B点进入斜面时速度大小不变（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），（g＝10m/s2）求：
（1）滑块经过B点时的速度大小；
（2）滑块与斜面间的动摩擦因数μ2；
（3）滑块从A到C的运动时间。
参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题，满分30分）
1．【解答】解：A、牛顿是导出单位，故A错误；
B、题中的23时10分对应时间轴上的一点对应，为时刻，6分钟为发动机工作的时间间隔，故B错误；
C、惯性只与物体的质量有关，由于月壤样品质量不变，故惯性不变，但由于地球表面的重力加速度大于月球表面的重力加速度，故所受重力增大，故C正确；
D、国旗带上组合体在月面国旗展开，但由于月球上没有空气，因此没有风不会使国旗飘扬，故D错误。
故选：C。
2．【解答】解：CD、由题，坐在甲车上的乘客看到其右边站台上的站牌不动，即甲车相对于站牌没有运动，以地面为参考系，甲车是静止的，故CD错误；
AB、坐在甲车上的乘客看到其左边的乙车向东运行，即乙相对于甲向东运行，甲车是静止的，则乙相对于地面向东运行，故A正确，B错误。
故选：A。
3．【解答】解：A、三条路线所经过的轨迹长度不同，故三条路线的路程不同，故A错误；
B、三条路线的起点和终点相同，根据位移的定义可知，三条路线的位移相同，故B正确；
CD、平均速度为位移与时间的比值，由于位移相同，经历的时间不同，根据可知，三条路线的平均速度不同，由图可知，距离最短的路线用时最长，故其平均速度最小，故CD错误。
故选：B。
4．【解答】解：自由下落1.8m时，根据自由落体运动规律v2＝2gh可得雨滴的速度
再经0.3s的时间通过窗口，则窗口上下沿的高度差m＝2.25m，故ABD错误，C正确；
故选：C。
5．【解答】解：从0运动到1，则位移的大小是1；从0运动到2再回到1，位移的大小也是1；从0运动到﹣2，则位移的大小是2，但方向与选定的正方向相反；从0运动﹣2再回到0，位移大小为0。
由以上的分析可知，从0运动到﹣2，则位移的大小是2，是四个选项中最大的。故C正确，ABD错误。
故选：C。
6．【解答】解：由速度﹣位移公式v2＝2ax，结合小汽车在该段桥面上车速的平方（v2）与位移（x）的关系图，
可得斜率为：k＝2a
所以加速度为：akm/s2＝5m/s2
由图象可得初速度和末速度分别为：
v0m/s＝5m/s
vm/s＝15m/s
根据速度﹣时间公式，得过桥时间为：ts＝2s，故C正确，ABD错误。
故选：C。
7．【解答】解：A、在伽利略、帕斯卡、笛卡尔等前辈科学研究的基础上，牛顿提出了著名的牛顿第一定律，也叫惯性定律，故A正确；
B、帕斯卡最早发现了液体压强的传递规律﹣﹣帕斯卡定律，故B正确；
C、托里拆利实验最早较准确测定了大气压的数值，故C错误。
D、阿基米德最早发现了杠杆的平衡条件，故D正确。本题选择不正确的，
故选：C。
8．【解答】解：A、如果二者一起向右匀速直线运动，对物块研究，由平衡条件可知，物块水平方向合力为零，则受摩擦力为0，即物块与小车之间没有摩擦力，故A错误；
B、如果二者一起向右匀速直线运动，可知，物块与小车间没有摩擦力，但不一定是粗糙的，依据摩擦力产生条件，粗糙的接触面，要有相互挤压，且有相对运动或相对运动趋势，故B错误；
C、如果二者一起向右匀加速直线运动，则物块与小车受到的力恒定，而对于水平地面是否光滑不确定，故C错误；
D、如果二者一起向右匀加速直线运动，则物块的加速度水平向右，依据牛顿第二定律，可知，物块受到水平向右的摩擦力作用，故D正确。
故选：D。
9．【解答】解：A、受静摩擦力的两物体间是相对静止的，但可以是运动的，比如沿传送带一起向上运动的货物，故A错误；
B、根据摩擦力产生的条件，两个相互接触的粗糙物体间发生相对滑动时，不一定有滑动摩擦力，要看它们是否存在弹力，故B错误；
C、静摩擦力的大小与正压力无关，所以两个相对静止的物体间的正压力增大，摩擦力不一定增大，故C错误；
D、摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，跟运动方向可能相同，也可能相反；当摩擦力方向与运动方向相同时，该力为动力，当摩擦力方向与运动方向相反时，该力为阻力，故D正确。
故选：D。
10．【解答】解：AB、缓慢改变绳OA的方向至θ＜90°的过程中，OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置再到3位置，如图所示：
可见绳OA的拉力F先减小后增大，绳OB的拉力一直减小，故AB错误；
C、以斜面体和P整体为研究对象受力分析，由于绳OB的拉力一直减小，其竖直向下的分力一直减小，根据竖直方向受力平衡，可知地面对斜面体的支持力不断减小，故C正确；
D、初始P静止在斜面上，由于PQ质量未知，故P所受摩擦力可能沿斜面向上，可能沿斜面向上，可能为0，故当OB绳拉力减小时，摩擦力不一定增大，故D错误。
故选：C。
11．【解答】解：A、轻弹簧的两端各受20N拉力F的作用，所以弹簧得弹力为20N，故A错误；
BC、根据胡克定律F＝kx得弹簧的伸长量：xm＝0.2m＝20cm。故B正确，C错误；
D、弹簧的劲度系数与弹簧的长度有关，该弹簧在剪断一半后劲度系数增大，故D错误。
故选：B。
二．多选题（共4小题，满分12分）
12．【解答】解：A、在0至t2时间内，支持力FN小于重力，合力向下，加速度a向下，但FN并不是一直为0，所以该同学处于失重状态，但并不是完全失重，故A错误；
B、在t2到t3时间内，支持力FN大于重力，合力向上，加速度a向上，所以该同学处于超重状态，故B正确；
C、t3时刻，支持力FN大于重力，合力不为零，加速度不为零，故C错误；
D、t4时刻之后，支持力FN等于重力，所以t4时刻之后该同学处于平衡状态，故D正确；
故选：BD。
13．【解答】解：AB、位移一时间图像的斜率表示速度，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，则知在0～5s内，a、b两物体都做匀速直线运动。根据图像的斜率表示速度，可知，a、b两图线的斜率大小相等、正负相反，说明a、b两物体的速度大小相等、方向相反，故A正确，B错误；
C、根据匀变速直线运动位移一时间公式x＝v0t可知，匀变速直线运动的x﹣t图像是抛物线，所以物体c一定做匀加速直线运动，t＝0时刻，x﹣t图象的斜率为0，则物体c的初速度为0，即有x
当t＝10s时，位移x＝10m，代入上式解得a＝0.2m/s2，故C正确；
D、由图可知在t＝0时刻，a、b从同一位置开始运动，在0～5s内，a沿正方向运动，b沿负方向运动，所以在0～5s内，a、b越来越远，而b、c先是越来越近，直到相遇，然后再远离，故D错误。
故选：AC。
14．【解答】解：C、根据位移﹣时间公式x＝v0tat2，结合汽车位移x（m）随时间t（s）变化规律x＝10tt2，解得初速度为：v0＝10m/s，a＝﹣0.5m/s2，所以汽车做匀减速直线运动，其加速度大小为0.5m/s2，故C错误；
B、t＝6s时，汽车速度v1＝v0+at＝10m/s﹣0.5×6m/s＝7m/s，自行车x＝6t＝vt，做速度为6m/s的匀速直线运动，两车速度不相等，故B错误；
AD、设经过时间t追上汽车，则有6t＝10tt2，解得：t＝16s，当t＝16s时自行车追上汽车，它们距路标x＝vt＝6×16m＝96m；
t＝8s时，汽车速度v＝v0+at＝[10+（﹣0.5）×8]m/s＝6m/s，与自行车的速度相等，两车间距最大，之后汽车速度继续减小，间距减小，
在t＝0至t＝16s时间内，两车间距离先增大后减小，故AD正确。
故选：AD。
15．【解答】解：AB、对整体分析，根据牛顿第二定律知整体的加速度为：a2m/s2，其方向向右，
隔离对m2分析，有F﹣F2＝m2a，解得：F＝F2+m2a＝20+3×2N＝26N．故A正确，B错误。
C．在突然撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，则m1所受的合力不变，所以m1的加速度不变。故C正确。
D．在突然撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，m2所受的合力变为弹簧的弹力，则加速度a′m/s2，加速度变大，故D错误。
故选：AC。
三．实验题（共2小题，满分17分）
16．【解答】解：（1）实验采用力的图示方法、等效替代的思想，用平行四边形理论作出两分力的合力，然后与合力的实验值对比，若合力的理论值与实验值在误差允许的范围内相同，则平行四边形定则是正确的；故ACD错误，B正确。
故选：B。
（2）根据实验原理、力的图示方法、等效替代的思想知，在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点O拉到同一位置。故填：在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点O拉到同一位置。
（3）由图示弹簧测力计可知，其分度值为0.1N，再估读到最小刻度下一位，则示数为3.60N，故填：3.60。
（4）实验中合力的理论值F，由平行四边形作图得来，不一定沿AO方向；而合力的实验值F′由实验直接测得，误差较小，所以一定沿AO方向，故填：F′。
故答案为：（1）B（2）在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点O拉到同一位置。（3）3.60（4）F′
17．【解答】解：（1）根据实验过程的需要，由图所列仪器和选项中的仪器，还差：测小车质量的天平、测位移的刻度尺，故选：BD；
（2）①②平衡阻力的目的是使小车所受合力用拉力代替；而拉力用砝码的重力代替，这样就很方便的改变和测量拉力，但必须满足：m＜＜M；
（3）根据中间时刻的速度等于该时间段的平均速度求C点的速度，vCm/s＝0.52m/s；
（4）根据图丙的描点，画出小车的v﹣t图象如图所示，根据图象由加速度定义得：a0.90m/s2；
（5）在误差允许的范围内，在保证重物质量不变时，他们能够得到的实验结论是：在合外力一定时，加速度与质量成反比；在保证小车质量不变时，他们能够得到的实验结论是：质量一定时，加速度与作用力成正比。
故答案为：（1）BD；（2）①细绳对小车的拉力、②砝码和盘的总重力mg；（3）0.52；（4）如上图、0.90（0.95～1.05均正确）；（5）在物体所受合外力一定时，物体的加速度与其质量成反比、在物体质量一定时，物体的加速度与其所受合外力成正比
四．解答题（共3小题，满分21分）
18．【解答】解：（1）根据平衡条件受力分析如图1，应满足Tcosα＝mg，Tsinα＝F，
拉力大小F＝mgtanα；
（2）如图2，当拉力F与绳子的作用力垂直时向上时，有最小力，所以：
Fmin＝mgsinα
答：（1）力F的大小为mgtanα。
（2）拉力的最小值为mgsinα，与绳子的作用力方向垂直向上。
19．【解答】解：（1）AB刚好不发生相对滑动时，对物块A分析，根据牛顿第二定律可得：
μ1mg＝ma1，解得，
对木板和物块A组成的整体，根据牛顿第二定律可得：
F′＝（M+m）（a+μ2g）＝（3+2）×（5+0.4×10）N＝45N＜54N，
故两者发生相对滑动，对木板，根据牛顿第二定律可得：
F﹣μ1mg﹣μ2（M+m）g＝Ma2，解得：
（2）物块A在1s内通过的位移为
木板B通过的位移为。
发生的相对位移为△x＝x2﹣x1＝4m﹣2.5m＝1.5m
（3）撤去外力时，物块A的速度v1＝a1t＝5×1m/s＝5m/s，
木板B的速度为v2＝a2t＝8×1m＝8m/s
撤去外力后，木板B的加速度10m/s2
设经过t1时间两者达到共速，则v＝v1+a1t1＝v2+a′t1，解得t1＝0.2s，v＝6m/s
在t1时间内物块A前进的位移为
达到共同速度后，假设两者不发生相对运动，
此时加速度为a，
小于物块A发生相对滑动时的加速度，故假设成立，
此后物块A前进的位移为
故物块A前进的总位移为：x＝x1+x′1+x″1＝2.5m+1.1m+4.5m＝8.1m
答：（1）在F作用时间内，物块A和木板B的加速度大小分别为5m/s2和8m/s2；
（2）在撤去F时，物块A相对木板B滑动的距离为1.5m；
（3）物块A运动的总距离为8.1m。
20．【解答】解：（1）选滑块为研究对象，从A到B根据牛顿第二定律得：
F﹣μ1mg＝ma1
解得
根据速度﹣位移公式可得：
联立解得：vB＝4m/s
（2）滑块从B到C，根据速度﹣位移公式可得：
解得：
从B到C根据牛顿第二定律得：mgsin37°+μ2mgcos37°＝ma2
联立解得：μ2＝0.25
（3）滑块从A到B运动的时间为
从B到C运动的时间为
滑块从A到C的时间：t＝t1+t2＝1s+0.5s＝1.5s
答：（1）滑块经过B点时的速度大小为4m/s；
（2）滑块与斜面间的动摩擦因数μ2为0.25；
（3）滑块从A到C的运动时间为1.5s。