江苏省无锡市2021-2022学年高一上学期期末模拟考试物理试卷（Word版含答案）

2021-2022学年江苏省无锡市高一（上）期末物理模拟考试试卷
一、单项选择题：本题包括12小题，每小题3分，36分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。
1．伽利略根据理想斜面实验提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。关于物体的惯性，以下说法正确的是（　　）
A．惯性是物体抵抗运动状态改变的一种性质
B．同一辆汽车，速度越快，惯性越大
C．物体从地球转移到月球上，其惯性减小
D．战斗机在战斗前丢弃副油箱，这是为了增大战斗机的惯性
2．将一小球从地面竖直上抛后，在2s末到达离地面30m的最高点。若空气阻力恒定，重力加速度g取10m/s2，则小球上升过程中阻力与重力大小的比值为（　　）
A．1.25 B．1.00 C．0.50 D．0.25
3．某中学教学楼的楼顶都是尖顶形状，并盖上瓦片（如图甲），这样设计也是考虑了江南水乡雨水偏多的气候，能够让雨水尽快的从屋顶排出。屋顶简化为如图乙所示，AB＝AC，∠ABC＝θ，雨滴落到A点相碰后，可以认为雨滴的速度瞬间减为零，雨滴沿湿润的屋顶斜面下滑时，不计摩擦阻力，为了使雨滴尽快从屋顶排出，下面关于斜面倾角θ的大小合适的角度是（BC间距不变）（　　）
A．30° B．45° C．60° D．不能确定
4．如图所示，三角形木块A放于斜面上处于静止状态，木块A的上表面水平。如果将一重物B轻放于木块A的上表面，则木块A（　　）
A．仍处于静止状态
B．沿斜面做匀速直线运动
C．沿斜面做匀加速直线运动
D．受到的合力等于重物B的重力
5．据说，当年牛顿躺在树下被一只从树上掉下的苹果砸中，从而激发灵感发现万有引力定律．假设苹果以大约6m/s的速度砸中牛顿，那么苹果下落前离地高度约为（　　）
A．1m B．1.8m C．3.6m D．6m
6．某质点做直线运动，其s﹣t图像如图所示，由图可知（　　）
A．质点在30s末速度为0
B．质点在10s末速度为0.5m/s
C．质点在24～36s内的位移为0
D．质点在0～36s内的平均速度为0
7．2020年6月上旬，甘肃武警开展“针对性训练”为实战奠定基础。如图所示为武警战士用头将五块砖顶在墙上苦练头功，当砖处于平衡状态时，下列说法正确的是（　　）
A．头对砖块的水平压力越大，1、5两块砖受到的摩擦力越大
B．3受到2施加的摩擦力大小等于自身重力的一半
C．4对3的摩擦力方向竖直向下
D．1受到2施加的摩擦力与4受到5施加的摩擦力完全相同
8．如图所示，质量相同的小球1、2用细绳连接，小球1用细绳系于O点，两细线长度相同。小球1、2绕竖直轴OO′做匀速圆周运动时，下列四个图中可能正确的是（空气阻力忽略不计）（　　）
A． B．
C． D．
9．设计师设计了一个非常有创意的募捐箱，如图甲，把硬币从投币口放入，接着在募捐箱上类似于漏斗形的部位（如图丙所示，O点为漏斗形口的圆心）滑动很多圈之后从中间的小孔掉入募捐箱。如果硬币在不同位置的运动都可以看成匀速圆周运动，摩擦阻力忽略不计，则关于某一枚硬币通过a、b两处时运动和受力情况的说法正确的是（　　）
A．在a、b两处做圆周运动的圆心都为O点
B．向心力的大小Fa＝Fb
C．角速度的大小ωa＞ωb
D．向心加速度的大小aa＜ab
10．2021校园篮球比赛中一运动员将篮球从地面上方B点以速度v0斜向上抛出，恰好垂直击中篮板上A点。若该运动员后撤到C点投篮，还要求垂直击中篮板上A点，运动员需（　　）
A．减小抛出速度v0，同时增大抛射角θ
B．增大抛出速度v0，同时增大抛射角θ
C．减小抛射角θ，同时减小抛射速度v0
D．减小抛射角θ，同时增大抛射速度v0
11．如图所示，某四棱柱的截面图为等腰梯形，等腰梯形的底角为θ，左右两侧斜面都是光滑的，小物块A在平行于斜面向上的拉力FA作用下静止在左侧斜面上，小物块B在水平压力FB作用下静止在右侧斜面上，若FA与FB大小相等，则小物块A、B的质量之比为（　　）
A．sinθ B．
C．tanθ D．
12．如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端．B与小车平板间的动摩擦因数为μ．若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为（　　）
A．mg，竖直向上
B．mg，斜向左上方
C．mgtanθ，水平向右
D．mg，斜向右上方
二、填空题：把答案填写在相应的横线上（本题2小题，其中13题6分，14小题8分，共14分）
13．（6分）某同学在用电火花打点计时器研究匀变速直线运动规律的实验中打出的点如图所示，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的离如图所示。
（1）电火花打点计时器使用 　 　V的 　 　电源，电源的频率是50Hz，每相邻两个计数点之间有四个点未画出，则每两个相邻的计数点之间的时间间隔为 　 　秒。
（2）计算出AC段的平均速度：v＝　 　m/s（保留二位有效数字）。C点时小车的瞬时速度：vC＝　 　m/s（保留二位有效数字）。
14．（8分）如图1所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
（1）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y﹣x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是　 　；
（2）如图3所示为小球做平抛运动时，在方格纸进行描点作图，获取A、B、C三点，图中方格的边长为5cm，g＝10m/s2，则：
①小球平抛的初速度v0＝　 　m/s；
②小球过B点的速率vB＝　 　m/s；
③若以A点为原点，以水平向右为x轴，竖直向下为y轴建立平面直角坐标系，则抛出点坐标为（　 　cm，　 　cm）。
三.计算题（本题有3小题，共50分请将解答写在题后的答题处.要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）
15．（16分）如图所示，质量为m1＝2kg的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2＝10kg的物体乙相连，当轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝450，物体乙恰好处于静止状态。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2．试求：
（1）轻绳OA的拉力；
（2）物体乙与地面间的动摩擦因数 。
16．（16分）在高速公路长下坡路端的外侧，常设有避险车道（可简化为倾角为θ的斜面，如右图所示），供刹车失灵的车辆自救，当失控车辆冲上该车道时，减速至停车。若一辆货车关闭发动机后以初速度v0经A点冲上避险车道，前进一段距离时到B点速度减为0，该货车与避险车道的动摩擦因数为μ，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）货车在避险车道上减速运动的加速度；
（2）货车在避险车道上减速通过的距离l。
17．（18分）图甲是团圆桌。餐桌上放一半径为r＝0.9m可绕中心轴转动的圆盘，近似认为餐桌与圆盘在同一水平面内，忽略两者之间的间隙，如图乙。餐桌离地高度为h＝0.8m，将某小物体放置在圆盘边缘，该物体与圆盘的动摩擦因数为μ1＝0.64，设小物体与圆盘以及餐桌之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（g取10m/s2）
（1）缓慢增大圆盘的转速，物体从圆盘上甩出的速度大小是多少？
（2）餐桌半径R＝1.5m，为使物体不滑落到地面，物体与餐桌间的动摩擦因数μ2至少为多少？
（3）假设餐桌光滑，物体从圆桌上被甩出后，落到地面上的位置到圆盘中心的水平距离L为多少？（结果可以保留根号）
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题，满分33分）
1．【解答】解：A、物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性，是物体抵抗运动状态改变的一种性质，故A正确；
B、同一辆汽车，质量一定，惯性一定，速度越快，惯性大小与物体的速度无关，故B错误；
C、物体从地球转移到月球上，质量没有发生变化，根据质量是惯性大小的唯一量度，可知其惯性不变，故C错误；
D、战斗机在战斗前丢弃副油箱，根据质量是惯性大小的唯一量度，可知是为了减小战斗机的惯性，故D错误。
故选：A。
2．【解答】解：设抛出时的速度为v，根据位移时间关系可得：h
解得：vm/s＝30m/s
上升过程中的加速度大小为am/s2＝15m/s2，
根据牛顿第二定律可得：mg+f＝ma，
解得f＝5m＝0.5mg
所以小球上升过程中阻力与重力大小的比值0.50，故C正确、ABD错误。
故选：C。
3．【解答】解：设BC距离为2d，根据牛顿第二定律可得雨滴沿屋顶的斜面下滑时的加速度为a＝gsinθ，下滑的距离为，根据位移﹣时间公式x，可得从屋顶下滑的时间为根据数学知识可知θ＝45°时时间最短，故B正确ABC错误。
故选：B。
4．【解答】解：ABC、设A的质量为mA、B的质量为mB，A与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为θ；
没有放重物B时，木块A处于平衡状态，有：mAgsinθ≤μmAgcosθ，即gsinθ≤μgcosθ，
放上重物B后，有：（mA+mB）gsinθ≤μ（mA+mB）gcosθ，所以整体处于静止状态，木块A仍处于静止状态，故A正确、BC错误；
D、由于木块A处于静止状态，所以合力为零，故D错误。
故选：A。
5．【解答】解：根据v2＝2gh得
h
因当年牛顿躺在树下，那么苹果下落前离地高度约为1.8m；
故选：B。
6．【解答】解：AB、位移﹣﹣时间图象的斜率等于速度，斜率的正负反映物体速度的速度方向，质点在30s末速度为：vm/s＝﹣1m/s
质点在10s末速度为：v′m/s＝0.5m/s，故A错误，B正确；
C、质点在24﹣36s内的位移为：△s＝﹣6m﹣6m＝﹣12m，故C错误；
D、质点在0～36s内的位移为：△s′＝﹣6m﹣0＝﹣6m，则在0﹣36s内的平均速度大小为：m/sm/s，故D错误。
故选：B。
7．【解答】解：设每块砖的质量为m。
A、只有滑动摩擦和最大静摩擦才和正压力成正比，对整体根据平衡条件可得1、5两块砖受到的摩擦力大小均为2.5mg，与正压力无关，故A错误；
BC、对3受力分析，根据平衡条件可得3受到2施加的摩擦力大小与3受到4施加的摩擦力大小之和等于3的重力，所以3受到2施加的摩擦力大小等于自身重力的一半，方向向上，所以4对3的摩擦力方向竖直向上，故B正确，C错误；
D、1受到2施加的摩擦力与4受到5施加的摩擦力大小相等，方向相反，故D错误。
故选：B。
8．【解答】解：对球1在水平面做匀速圆周运动，
由牛顿第二定律得：，
对球1和球2整体，在竖直方向上有：FAsinα＝2mg，
同理对球2由牛顿第二定律得：，
对球2竖直方向有：FBsinβ＝mg，
由于球2受重力和绳的拉力的合外指向圆心，
可知球2比球1更远离竖直轴，则r2＞r1
联立解得：
故tanα＞tanβ
则α＞β，故D正确，ABC错误。
故选：D。
9．【解答】解：
A.在a、b两处做圆周运动的圆心是分别过a、b两点做通过O点的竖直轴的垂线，垂足即为做匀速圆周运动的圆心，不是以O点为圆心的，故A错误；
B.设在a、b所在弧的切线与水平方向的夹角为α、β，根据力的合成可得a的向心力Fa＝mgtanα，b的向心力Fb＝mgtanβ，而α＜β，故向心力的大小Fa＜Fb，故B错误；
C.根据向心力公式F＝mrω2可知，Fa＜Fb，ra＞rb，则角速度的大小ωa＜ωb，故C错误；
D.根据F＝ma，可知ab的向心加速度分别为aa＝gtanα.ab＝gtanβ而α＜β，故向心加速度的大小aa＜ab，故D正确。
故选：D。
10．【解答】解：因为篮球两次都是斜抛运动，且垂直击中篮板上的A点，根据抛体运动的特点，可以逆向思考，将该题目的过程看成篮球从A点做两次平抛，分别运动到B点和C点。
因为A点距离B点、C点的高度相等，竖直方向上都是自由落体运动，由可知，篮球从A点运动到B点、C点的时间相等，由vy＝gt可知B点、C点的竖直速度相等。
又因为水平方向上是匀速直线运动，由可知，相等时间内C点对应的水平位移大，所以C点的水平速度大，所以由可得，篮球在C点对应的速度大，即从B点撤到C点时需要增大抛出速度v0。
由几何关系可得：，因为竖直速度相等，C点的水平速度较大，所以C点的速度与水平方向的夹角较小，即从B点撤到C点需要减小抛射角θ。故ABC错误、D正确。
故选：D。
11．【解答】解：分别对A、B两个小物块受力分析，均受到重力、支持力和拉力，如图所示：
根据平衡条件有：
FA＝mAgsinθ
FB＝mBgtanθ
由题意FA＝FB解得：，故B正确，ACD错误。
故选：B。
12．【解答】解：以A为研究对象，分析受力如图，根据牛顿第二定律得：
mAgtanθ＝mAa，
得：a＝gtanθ，方向水平向右。
再对B研究得：小车对B的摩擦力为：f＝ma＝mgtanθ，方向水平向右，
小车对B的支持力大小为N＝mg，方向竖直向上，
则小车对物块B产生的作用力的大小为：Fmg，方向斜向右上方
故选：D。
二．实验题（共2小题，满分14分）
13．【解答】解：（1）电火花打点计时器使用220V的交流电源，由题意知电源的频率是50Hz，每相邻两个计数点之间有四个点未画出，则每两个相邻的计数点之间的时间间隔为：
（2）依据平均速度公式，则AC段的平均速度为：
匀变速直线运动的某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，
那么C点的速度为：
故答案为：（1）220；交流；0.1；（2）0.40；0.47。
14．【解答】解：（1）根据平抛运动的规律得：
水平方向有 x＝v0t
竖直方向有 ygt2
联立得：y，可知y﹣x2图象是过原点的倾斜直线，故C正确，ABD错误；
故选：C。
（2）①竖直方向有：△y＝y2﹣y1＝gT2，
根据图3知△y＝（5×5﹣3×5）cm＝10cm＝0.1m
可得 T＝0.1s
故小球平抛的初速度 v0m/s＝1.5m/s
②小球过B点的竖直分速率 vym/s＝2m/s
故小球过B点的速率 vBm/s＝2.5m/s
③小球在水平方向做匀速直线运动，在相等时间内通过的水平位移大小相等，则知，抛出点横坐标为﹣15cm。
小球在竖直方向做自由落体运动，根据：△y＝gT2，知抛出点与A点间的竖直高度为5cm，则抛出点纵坐标为5cm。
故抛出点坐标为（﹣15cm，5cm）。
故答案为：（1）C；（2）①1.5； ②2.5；③﹣15，5。
三．解答题（共3小题，满分50分）
15．【解答】解：（1）对结点O分析，受到三段绳子的拉力，受力情况如图所示；
根据共点力平衡得，TA
解得：
（2）对结点O由共点力平衡得：TB＝m1g
对乙受力分析可知，水平方向受到的OB拉力等于其摩擦力，
根据平衡条件得：TB＝μm2g
联立解得：μ＝0.2
答：（1）轻绳OA的拉力为20N。
（2）物体乙与地面间的动摩擦因数为0.2。
16．【解答】解：（1）设车的质量为M，根据牛顿第二定律可得：
Mgsinθ+μMgcosθ＝Ma
解得货车在避险车道上减速运动的加速度大小为a＝gsinθ+μgcosθ，方向沿轨道向下；
（2）根据速度位移关系可得：v02＝2al
解得：l。
答：（1）货车在避险车道上减速运动的加速度为gsinθ+μgcosθ，方向沿轨道向下；
（2）货车在避险车道上减速通过的距离为。
17．【解答】解：（1）由题意可得，当小物体在圆盘上随圆盘一起转动时，圆盘对小物体的静摩擦力提供向心力，所以随着圆盘转速的增大，小物体受到的静摩擦力增大。当静摩擦力最大时，小物体即将滑落，此时圆盘的角速度达到最大，为：
fm＝μ1FN＝m
FN＝mg
两式联立可得：v＝2.4m/s
（2）由题意可得，当物体滑到餐桌边缘时速度恰好减为零，对应的μ2取最小值。设物体在餐桌上滑动的位移为S，物块在餐桌上做匀减速运动的加速度大小为a，则有：
由几何关系可得S＝1.2m
由运动学公式vt2﹣v02＝﹣2aS
aμ2g
μ2＝0.24
（3）当物体滑离餐桌时，开始做平抛运动，由题意可得：
物体做平抛运动的时间为t，则：h
解得：t
所以物体做平抛运动的水平位移为：x＝vt＝0.6m
所以由题意可得：L
L＝2.34m
答：（1）缓慢增大圆盘的转速，物体从圆盘上甩出的速度大小是2.4m/s；
（2）餐桌半径R＝1.5m，为使物体不滑落到地面，物体与餐桌间的动摩擦因数μ2至少为0.24；
（3）假设餐桌光滑，物体从圆桌上被甩出后，落到地面上的位置到圆盘中心的水平距离L为2.34m。