内容正文:
2026-2027学年高一物理上学期期中模拟卷
(考试时间:75分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:第1~3章,人教版2019必修第一册。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.两个共点力、的夹角为,合力为F,则下列说法正确的是( )
A.若仅增大,则F可能增大 B.若仅增大,则F一定增大
C.若仅减小,则F的大小一定改变 D.F一定小于或等于和的代数和
2.针对以下四幅图,下列说法错误的是( )
A.图甲中,速度计上指示的“60km/h”是瞬时速率
B.由图乙可推出,形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其几何中心处
C.图丙中,各类汽车都有限速,限制速度指的是平均速度
D.图丁说明伽利略关于自由落体运动的结论是通过实验加上合理外推得到的
3.如图所示,港珠澳大桥上四段110 m的等跨钢箱连续梁桥,标记为a、b、c、d、e,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t。则下列说法正确的是( )
A.通过ce段的时间为t
B.ac段的平均速度大于b点的瞬时速度
C.汽车通过b、c、d、e的速度之比为1∶∶2
D.汽车通过b、c、d、e的速度之比为1∶2∶3∶4
4.如图所示,a、b两个物体叠放在一起,a靠在竖直墙壁上,在方向竖直向上的力F作用下,a、b静止不动,则下列说法正确的是( )
A.b受三个力,a受五个力
B.b受三个力,a受四个力
C.a与墙壁之间可能存在摩擦力
D.a、b之间不一定存在摩擦力
5.物体沿x轴做匀变速直线运动的图像如图所示是一条开口向上的抛物线,由图中数据可求出的物理量是( )
A.物体的初速度为 B.物体的加速度为
C.物体在前6 s内的位移大小为6 m D.物体在前6 s内的平均速率为0
6.如图所示,竖直平面内有一圆环,圆心为O,半径为R,PQ为水平直径,MN为倾斜直径,PQ与MN间的夹角为30°。一条不可伸长的轻绳长为L,两端分别固定在圆环的M、N两点,轻质滑轮连接一个质量为m的重物,放置在轻绳上。不计滑轮与轻绳间的摩擦,已知重力加速度为g。现将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过60°,下列说法正确的是( )
A.轻绳拉力最大为 B.轻绳拉力最小为
C.轻绳与竖直方向间的夹角先减小再增大 D.轻绳拉力先减小再增大
7.五本物理必修一课本按如图甲和乙两种方式叠放,甲图中两侧的压力大小均为,已知每本书的质量为,两书间的动摩擦因数为,若用手挡住其他书,分别竖直向下和水平向左抽出编号为3的课本,两种叠放方式中至少需要的力分别为和,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
8.(多选)如图甲所示为一质量为m的瓦片A的截面图,其顶角为。把它对称放在一段房脊B上,将房脊B的一端缓慢抬高至瓦片刚要滑动,如图乙所示,此时房脊与水平面的夹角为。重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A.A受到4个力的作用
B.B对A的作用力为mg
C.B的每个侧面对A的弹力大小为
D.A与B的摩擦系数满足:
9.(多选)某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路以某一速度匀速运动,突然发现前方处停着一辆乙车,立即刹车,刹车后做匀减速直线运动。已知该车刹车后第个内的位移是,第个内的位移是则下列说法正确的是( )
A.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
B.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
C.汽车甲刹车后停止前,可能撞上乙车
D.汽车甲刹车前的速度为
10.(多选)如图,放置于粗糙水平面上的半球体P与竖直墙壁之间夹着一个质量为m的刚性球体Q,通过绕过固定于圆心O正上方点的光滑定滑轮的轻绳对Q施加一拉力,初始时轻绳与P、Q球心的连线垂直。从0开始增大,直到Q沿半球面向上运动,再调整的大小使Q开始沿半球面缓慢上升到半球面的顶点,忽略除地面以外的接触面之间的摩擦力。关于整个过程,下列说法错误的是( )
A.P对Q的支持力先减小后不变
B.竖直墙壁对Q的弹力先增大后减小为0
C.先增大后不变
D.地面对P的摩擦力先不变再减小
第Ⅱ卷
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11.(8分)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,实验装置及实验过程如图甲、乙、丙所示,E为橡皮筋原长时小圆环的位置,O为实验时小圆环被拉至的位置。
(1)图丁中弹簧测力计的示数为________N;
(2)在实验过程中,不必记录的有_______;
A.甲图中E的位置 B.乙图中O的位置
C.OB、OC的方向 D.弹簧测力计的示数
(3)下列选项中,与本实验要求相符的是__________;
A.两细绳OB、OC夹角越大越好
B.读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度
C.实验时,只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可
(4)图戊中F′是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线,实验中一定沿GO方向的是_______(选填“F”或“F′”)。
12.(8分)研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器,也可以用光电传感器。
(1)一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动,打点计时器使用的交流电源的频率是,打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点,以此记录小车的运动情况。图甲为某次实验打出的一条纸带,其中为依次选中的计数点(各相邻计数点之间有四个点)。根据图甲中标出的数据可知,在打点计时器打计数点2时小车的速度大小为________,小车做匀加速直线运动的加速度大小为_______。(结果均保留两位有效数字)
(2)另一组同学用如图乙所示的装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧,并通过跨过定滑轮的细线与一砂桶相连,滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为的遮光条,将滑块由静止释放,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为,则滑块的加速度大小为________(结果保留两位有效数字)。若忽略偶然误差的影响,测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相同”)。
三、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(12分)如图所示,在同一竖直线上有一个小球和一管子,小球可以穿过管子而不受影响,不计空气阻力。已知:,,。
(1)若将管子固定,小球由静止释放,求小球通过管子的平均速度大小;
(2)若当小球由静止释放时,管子以初速度竖直上抛,要求在管子第1次上升过程中小球能够穿过管子,求大小的取值范围;
(3)若时刻,同时将管子和小球由静止释放,管子和小球与地面碰撞后均能立即原速率向上反弹,求小球第10次恰好穿过管子时,小球与管子的速率之比。
14.(10分)如图所示,在竖直墙壁的左侧水平地面上,放置一个边长为a,质量为的正方体ABCD,在墙壁和正方体之间放置一半径为,质量为m的光滑球,正方体和球均保持静止,球的球心为O点且OB与竖直方向的夹角为θ,正方体的边长,正方体与水平地面的动摩擦因数为(已知重力加速度g取,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,)。
(1)若,,求立方体对球的弹力大小和竖直墙壁对球的弹力大小;
(2)若,保持球的半径不变,只增大球的质量,为了不让正方体出现滑动,求球质量的最大值;
(3)改变正方体到墙壁之间的距离,当正方体右侧面BC到墙壁之间距离小于某个值d时,无论球质量为多大(保持球的半径不变),球和正方体始终处于静止状态,且球未落到地面,求d的值(该问结果保留3位有效数字)。
15.(16分)如图所示,甲、乙两辆汽车在平直公路上两条相邻平行车道上行驶,t=0时刻乙车在甲车前方处做匀速直线运动,速度大小为,甲车此时速度为,开始做加速度大小为的匀加速直线运动。甲、乙车上安装有信号发射与接收装置,当甲乙两车距离超过时,甲乙两车不能接收到彼此的通讯信号(忽略两车横向间隙的宽度)。计算结果保留小数点后一位(取)。求:
(1)在甲车追上乙车之前,甲、乙两车之间的最大距离为多少?
(2)当甲乙两车距离最大时,甲车开始匀速运动,乙车立即刹车,刹车阶段加速度大小为,求甲乙两车共速后还需要经过多长时间甲车追上乙车?
(3)在第(2)问情况下,求全程两车能维持通信的时间。
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2026-2027学年高一物理上学期期中模拟卷
全解全析
(考试时间:75分钟,分值:100分)
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.两个共点力、的夹角为,合力为F,则下列说法正确的是( )
A.若仅增大,则F可能增大 B.若仅增大,则F一定增大
C.若仅减小,则F的大小一定改变 D.F一定小于或等于和的代数和
【答案】D
【解析】A.根据力的合成公式
若仅增大,cosθ减小,则F减小,故A错误;
B.若,仅增大,则F有可能会减小,故B错误;
C.若为钝角,如图所示
仅减小,则F的大小可能不改变,故C错误;
D.由力的合成方法可知,两力合力的范围
所以F一定小于或等于和的代数和,故D正确;故选D。
2.针对以下四幅图,下列说法错误的是( )
A.图甲中,速度计上指示的“60km/h”是瞬时速率
B.由图乙可推出,形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其几何中心处
C.图丙中,各类汽车都有限速,限制速度指的是平均速度
D.图丁说明伽利略关于自由落体运动的结论是通过实验加上合理外推得到的
【答案】C
【解析】A.汽车速度计上显示的是瞬时速度的大小,即瞬时速率,故A正确;
B.图乙中质量分布均匀,形状规整的物体重心在物体几何中心处,故可推出形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其几何中心处,故B正确;
C.图中限速限制的是某一点的瞬时速率,故C错误;
D.伽利略关于自由落体运动的结论是通过实验加上合理外推得到的是史实,图丁说明了这一点,故D正确。
此题选择错误的,故选C。
3.如图所示,港珠澳大桥上四段110 m的等跨钢箱连续梁桥,标记为a、b、c、d、e,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t。则下列说法正确的是( )
A.通过ce段的时间为t
B.ac段的平均速度大于b点的瞬时速度
C.汽车通过b、c、d、e的速度之比为1∶∶2
D.汽车通过b、c、d、e的速度之比为1∶2∶3∶4
【答案】C
【解析】A.根据初速度为零的匀加速直线运动规律可知,通过连续相同的位移所用的时间之比为
通过ab段的时间为t,可得出通过ce段的时间,故A错误;
B.因为汽车做匀加速直线运动,中间时刻速度小于中间位置的瞬时速度,根据平均速度等于中间时刻瞬时速度,可知ac段的平均速度小于b点的瞬时速度,故B错误;
CD.由匀加速速度公式
可得
到达b、c、d、e点的位移分别为x、2x、3x、4x,因此速度之比为,故C正确,D错误。
故选C。
4.如图所示,a、b两个物体叠放在一起,a靠在竖直墙壁上,在方向竖直向上的力F作用下,a、b静止不动,则下列说法正确的是( )
A.b受三个力,a受五个力
B.b受三个力,a受四个力
C.a与墙壁之间可能存在摩擦力
D.a、b之间不一定存在摩擦力
【答案】B
【解析】C.对整体受力分析,根据平衡条件可知a与墙壁之间没有弹力作用,则a与墙壁之间不存在摩擦力,故C错误;
ABD.如图所示
对b进行受力分析,物体b受重力、弹力和摩擦力作用;对a进行受力分析,物体a受重力、弹力、摩擦力和外力,故b受三个力,a受四个力,故AD错误,B正确。
故选B。
5.物体沿x轴做匀变速直线运动的图像如图所示是一条开口向上的抛物线,由图中数据可求出的物理量是( )
A.物体的初速度为 B.物体的加速度为
C.物体在前6 s内的位移大小为6 m D.物体在前6 s内的平均速率为0
【答案】A
【解析】AB.根据题图可得
代入数据得,
由图可得
联立解得,,
可得
由图可得
则
即,,故A正确,B错误;
C.把,代入,解得
物体在前6 s内的位移大小为,故C错误;
D.物体在前6s内运动的路程为
则物体在前6 s内的平均速率为,故D错误。
故选A。
6.如图所示,竖直平面内有一圆环,圆心为O,半径为R,PQ为水平直径,MN为倾斜直径,PQ与MN间的夹角为30°。一条不可伸长的轻绳长为L,两端分别固定在圆环的M、N两点,轻质滑轮连接一个质量为m的重物,放置在轻绳上。不计滑轮与轻绳间的摩擦,已知重力加速度为g。现将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过60°,下列说法正确的是( )
A.轻绳拉力最大为 B.轻绳拉力最小为
C.轻绳与竖直方向间的夹角先减小再增大 D.轻绳拉力先减小再增大
【答案】B
【解析】设轻绳与竖直方向夹角为α,MB、NB间夹角为2α,如图
则根据几何关系可得,,
联立可得
圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过60°,先减小到零后增大,轻绳与竖直方向间的夹角先增大再减小。根据平衡条件可得
可得
圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过60°的过程中,轻绳的张力先增大再减小,当时,拉力最大,为
当时,拉力最小,为
故选B。
7.五本物理必修一课本按如图甲和乙两种方式叠放,甲图中两侧的压力大小均为,已知每本书的质量为,两书间的动摩擦因数为,若用手挡住其他书,分别竖直向下和水平向左抽出编号为3的课本,两种叠放方式中至少需要的力分别为和,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
由图1和图2分析可知,在叠放方式甲中抽出3号课本至少需要的力
在叠放方式乙中抽出3号课本至少需要的力
故,故A正确。
故选A。
8.(多选)如图甲所示为一质量为m的瓦片A的截面图,其顶角为。把它对称放在一段房脊B上,将房脊B的一端缓慢抬高至瓦片刚要滑动,如图乙所示,此时房脊与水平面的夹角为。重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A.A受到4个力的作用
B.B对A的作用力为mg
C.B的每个侧面对A的弹力大小为
D.A与B的摩擦系数满足:
【答案】BC
【解析】A.以瓦片A为研究对象。房脊缓慢抬高,瓦片在刚要滑动的瞬间仍处于平衡状态;接触处有两个侧面的弹力和两个接触面的静摩擦力,另有重力。所以A受到重力、两个侧面的弹力和两个接触面的静摩擦力,共5个力的作用,故A错误;
B.由平衡条件,B对A的作用力与重力等大反向,因此其大小为,故B正确;
C.瓦片顶角为,两侧弹力等大,且每个弹力与对称轴的夹角为。在垂直房脊方向,两个弹力的合力平衡重力的分量,故有
解得,故C正确;
D.刚要滑动时,两个接触面的静摩擦力均达到最大值,设单个摩擦力为。由最大静摩擦力公式得
沿房脊方向由平衡条件得
代入前述结果,得,故D错误。
故选BC。
9.(多选)某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路以某一速度匀速运动,突然发现前方处停着一辆乙车,立即刹车,刹车后做匀减速直线运动。已知该车刹车后第个内的位移是,第个内的位移是则下列说法正确的是( )
A.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
B.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
C.汽车甲刹车后停止前,可能撞上乙车
D.汽车甲刹车前的速度为
【答案】BD
【解析】ABD.取汽车甲原运动方向为正方向,设刹车前速度为,加速度大小为,停车时间为,第1个、第4个内的位移分别为和。第4个内的位移不为零,说明停车时刻晚于第末。令,由匀减速直线运动的位移公式,第1个内有
若汽车到第末仍未停止或恰好停止,则第4个内的位移可由第末与第末的位移之差求得,即
停车时速度为零,由速度公式有
联立以上三式得
这与假设矛盾,故汽车在第末至第末之间停止。设第末至停车的实际运动时间为,从停车状态逆向考虑,这段位移等于初速度为零、加速度大小为的匀加速运动位移,因此
从刹车开始到停车,速度减小至零,故
将初速度的表达式代入第一个时间段的位移方程,与最后一段实际运动的位移方程联立,消去加速度大小,得到
取正根,得到,代入求得和,故A错误,BD正确;
C.设汽车甲从开始刹车到停止的位移为,由匀减速直线运动的速度与位移关系有
代入前述求得的初速度和加速度大小,得到,故C错误。故选BD。
10.(多选)如图,放置于粗糙水平面上的半球体P与竖直墙壁之间夹着一个质量为m的刚性球体Q,通过绕过固定于圆心O正上方点的光滑定滑轮的轻绳对Q施加一拉力,初始时轻绳与P、Q球心的连线垂直。从0开始增大,直到Q沿半球面向上运动,再调整的大小使Q开始沿半球面缓慢上升到半球面的顶点,忽略除地面以外的接触面之间的摩擦力。关于整个过程,下列说法错误的是( )
A.P对Q的支持力先减小后不变
B.竖直墙壁对Q的弹力先增大后减小为0
C.先增大后不变
D.地面对P的摩擦力先不变再减小
【答案】BCD
【解析】AB.设P对Q的支持力,竖直墙壁对Q的弹力,Q的受力如图
在Q未离开墙壁前,对小球进行受力分析并构成矢量四边形,如下图
上图可知,在F从0开始增大的过程,均减小;Q沿半球面缓慢上升的过程中,Q的受力如图
根据相似三角形可得
可知h不变、R不变、x减小,因此大小不变、F减小,故A正确,不符合题意;
B.由A选项分析可知,竖直墙壁对Q的弹力一直减小直至减为0,故B错误,符合题意;
C.由A选项分析可知,F先增大后减小,故C错误,符合题意;
D.在Q未离开墙壁前,减小、不变,则地面对P的摩擦力减小减小;Q沿半球面缓慢上升的过程中,大小不变,增大,地面对P的摩擦力减小减小,综上可知地面对P的摩擦力一直减小,故D错误,符合题意;故选BCD。
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11.(8分)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,实验装置及实验过程如图甲、乙、丙所示,E为橡皮筋原长时小圆环的位置,O为实验时小圆环被拉至的位置。
(1)图丁中弹簧测力计的示数为________N;
(2)在实验过程中,不必记录的有_______;
A.甲图中E的位置 B.乙图中O的位置
C.OB、OC的方向 D.弹簧测力计的示数
(3)下列选项中,与本实验要求相符的是__________;
A.两细绳OB、OC夹角越大越好
B.读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度
C.实验时,只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可
(4)图戊中F′是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线,实验中一定沿GO方向的是_______(选填“F”或“F′”)。
【答案】(1)2.35/2.34/2.36 (2)A (3)B (4)F
【解析】(1)弹簧测力计的最小分度值为,根据弹簧测力计的估读原则可得其示数为。
(2)本实验需要记录结点被拉到的位置、两细绳和的方向以及两弹簧测力计的示数,不需要记录橡皮筋原长时小圆环的位置,故选A。
(3)两细绳夹角过大或过小都会使作图误差增大,故A错误;读数时应使视线正对弹簧测力计的刻度,故B正确;实验时必须保证两次都把结点拉到同一位置,即两次的作用效果相同,故C错误,故选B。
(4)是用一个弹簧测力计单独拉时测得的力,其方向一定沿方向;是由、作图合成的力,可能与方向有偏差,故一定沿方向的是。
12.(8分)研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器,也可以用光电传感器。
(1)一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动,打点计时器使用的交流电源的频率是,打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点,以此记录小车的运动情况。图甲为某次实验打出的一条纸带,其中为依次选中的计数点(各相邻计数点之间有四个点)。根据图甲中标出的数据可知,在打点计时器打计数点2时小车的速度大小为________,小车做匀加速直线运动的加速度大小为_______。(结果均保留两位有效数字)
(2)另一组同学用如图乙所示的装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧,并通过跨过定滑轮的细线与一砂桶相连,滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为的遮光条,将滑块由静止释放,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为,则滑块的加速度大小为________(结果保留两位有效数字)。若忽略偶然误差的影响,测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相同”)。
【答案】(1)0.39 1.4 (2)5.0 偏小
【解析】(1)[1]相邻的计数点间的时间间隔为,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,可以求出打计数点2时小车的速度大小为
[2]根据匀变速直线运动的推论公式,可以求出加速度的大小。
(2)[1]遮光条通过第一个光电门的速度
遮光条通过第二个光电门的速度
则滑块的加速度大小
[2]由实验原理可知,运动时间为遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间,遮光条开始遮住第一个光电门的速度小于,遮光条开始遮住第二个光电门的速度小于,由于遮光条做匀加速运动,则速度变化量减小,所以测量值与真实值相比偏小。
三、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(12分)如图所示,在同一竖直线上有一个小球和一管子,小球可以穿过管子而不受影响,不计空气阻力。已知:,,。
(1)若将管子固定,小球由静止释放,求小球通过管子的平均速度大小;
(2)若当小球由静止释放时,管子以初速度竖直上抛,要求在管子第1次上升过程中小球能够穿过管子,求大小的取值范围;
(3)若时刻,同时将管子和小球由静止释放,管子和小球与地面碰撞后均能立即原速率向上反弹,求小球第10次恰好穿过管子时,小球与管子的速率之比。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)由自由落体运动规律得,小球到达管子上端所需时间
小球到达管子下端所需时间
小球通过管子的平均速度
代入数据得
(2)第一次上升过程中能够穿过管子,要求管子速度减小为0之前穿过管子,分析临界状态管子速度恰好减小为0时穿过,则有
所需要时间
联立解得
若第一次上升过程中穿过,应满足
(3)小球下落总时间
管子下落总时间
球和管子同时开始由静止释放且触地后原速反弹,易得小球落地及返回原位置时,管子均恰好返回原位置,可见,每经,球和管子恢复至初始状态。
分析球和管子的运动易得,首次穿过必出现在管子首次触地上升过程中,二次穿过必出现在小球触地上升过程中。
小球触地反弹的速度
此时管子从初始位置开始自由落体,设再经小球第二次穿过管子,有
解得
此时小球与管子速率之比为
小球第10次恰好穿过管子出现在第五个内,考虑重复性,易知所求。
14.(10分)如图所示,在竖直墙壁的左侧水平地面上,放置一个边长为a,质量为的正方体ABCD,在墙壁和正方体之间放置一半径为,质量为m的光滑球,正方体和球均保持静止,球的球心为O点且OB与竖直方向的夹角为θ,正方体的边长,正方体与水平地面的动摩擦因数为(已知重力加速度g取,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,)。
(1)若,,求立方体对球的弹力大小和竖直墙壁对球的弹力大小;
(2)若,保持球的半径不变,只增大球的质量,为了不让正方体出现滑动,求球质量的最大值;
(3)改变正方体到墙壁之间的距离,当正方体右侧面BC到墙壁之间距离小于某个值d时,无论球质量为多大(保持球的半径不变),球和正方体始终处于静止状态,且球未落到地面,求d的值(该问结果保留3位有效数字)。
【答案】(1), (2) (3)
【解析】(1)对球受力情况如图所示
小球在竖直方向受力平衡,满足
解得正方体对球的弹力大小
小球在水平方向受力平衡,满足
解得竖直墙壁对球的弹力大小
(2)设正方体恰要发生滑动时球的质量为,由上述分析可知
以正方体和球整体作为研究对象,正方体受到地面的摩擦力与小球受到墙面的弹力大小相等,即
两式联立,解得
(3)当正方体右侧面BC到墙壁之间距离为d时达到临界状态,设OB与竖直方向夹角为,根据
即
因无论m多大,球和正方体始终都能保持静止状态,
则临界值
15.(16分)如图所示,甲、乙两辆汽车在平直公路上两条相邻平行车道上行驶,t=0时刻乙车在甲车前方处做匀速直线运动,速度大小为,甲车此时速度为,开始做加速度大小为的匀加速直线运动。甲、乙车上安装有信号发射与接收装置,当甲乙两车距离超过时,甲乙两车不能接收到彼此的通讯信号(忽略两车横向间隙的宽度)。计算结果保留小数点后一位(取)。求:
(1)在甲车追上乙车之前,甲、乙两车之间的最大距离为多少?
(2)当甲乙两车距离最大时,甲车开始匀速运动,乙车立即刹车,刹车阶段加速度大小为,求甲乙两车共速后还需要经过多长时间甲车追上乙车?
(3)在第(2)问情况下,求全程两车能维持通信的时间。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)设两车行驶方向为正方向。甲车速度增大,乙车速度不变,两车速度相等时两车间距达到最大。由匀变速直线运动规律,两车共速满足
此时甲车位移满足
代入得。乙车位移为
代入得。所以最大间距为
代入得。
(2)在两车间距最大时,甲车速度已增大到,随后甲车做匀速直线运动,乙车以初速度、加速度大小做匀减速直线运动。乙车减速至零满足
乙车刹车位移为
代入得。甲车同期位移为
代入得,所以乙车停止时两车间距为
代入得。乙车停止后,甲车以匀速追赶,所需时间满足
解得,故从两车间距最大到甲车追上乙车所需时间为。
(3)前一阶段(甲车开始加速至两车共速前),两车间距由初始间距加上乙车位移再减去甲车位移得到。结合通信上限和前一阶段的时间范围,可得第一次达到通信距离上限的时刻为(另一根为,不在该阶段),所以第一次通信时长为。以两车间距最大时为计时起点,设其后时间为。乙车刹车期间两车间距满足
再次达到通信距离上限时满足
解得
从再次接通到甲车追上乙车的通信时长为。
甲车追上乙车后,乙车已停止,甲车继续以匀速前进;再次达到所需时间为
代入得。因此全程能保持通信的总时间为
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参考答案
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
C
C
B
A
B
A
BC
BD
BCD
二、实验题:本题共2小题,每空2分,共16分。
11.(1)2.35/2.34/2.36 (2)A (3)B (4)F
12.(1)0.39 1.4 (2)5.0 偏小
三、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(12分)(1)由自由落体运动规律得,小球到达管子上端所需时间(1分)
小球到达管子下端所需时间(1分)
小球通过管子的平均速度(0.5分)
代入数据得
(2)第一次上升过程中能够穿过管子,要求管子速度减小为0之前穿过管子,分析临界状态管子速度恰好减小为0时穿过,则有 (1分)
所需要时间(0.5分)
联立解得
若第一次上升过程中穿过,应满足(1分)
(3)小球下落总时间(1分)
管子下落总时间(1分)
球和管子同时开始由静止释放且触地后原速反弹,易得小球落地及返回原位置时,管子均恰好返回原位置,可见,每经,球和管子恢复至初始状态。(1分)
分析球和管子的运动易得,首次穿过必出现在管子首次触地上升过程中,二次穿过必出现在小球触地上升过程中。
小球触地反弹的速度(1分)
此时管子从初始位置开始自由落体,设再经小球第二次穿过管子,有(1分)
解得
此时小球与管子速率之比为 (1分)
小球第10次恰好穿过管子出现在第五个内,考虑重复性,易知所求。(1分)
14.(10分)(1)对球受力情况如图所示
(1分)
小球在竖直方向受力平衡,满足
解得正方体对球的弹力大小(1分)
小球在水平方向受力平衡,满足
解得竖直墙壁对球的弹力大小(1分)
(2)设正方体恰要发生滑动时球的质量为,由上述分析可知(1分)(0.5分)
以正方体和球整体作为研究对象,正方体受到地面的摩擦力与小球受到墙面的弹力大小相等,即(1分)
两式联立,解得
(3)当正方体右侧面BC到墙壁之间距离为d时达到临界状态,设OB与竖直方向夹角为,根据(1分)
即(1分)
因无论m多大,球和正方体始终都能保持静止状态,(1分)
(1分)
则临界值(1分)
15.(16分)(1)设两车行驶方向为正方向。甲车速度增大,乙车速度不变,两车速度相等时两车间距达到最大。由匀变速直线运动规律,两车共速满足(1分)
此时甲车位移满足(1分)
代入得。乙车位移为(1分)
代入得。所以最大间距为(1分)
代入得。(1分)
(2)在两车间距最大时,甲车速度已增大到,随后甲车做匀速直线运动,乙车以初速度、加速度大小做匀减速直线运动。乙车减速至零满足(1分)
乙车刹车位移为(1分)
代入得。甲车同期位移为(1分)
代入得,所以乙车停止时两车间距为(1分)
代入得。乙车停止后,甲车以匀速追赶,所需时间满足(1分)
解得,故从两车间距最大到甲车追上乙车所需时间为。(1分)
(3)前一阶段(甲车开始加速至两车共速前),两车间距由初始间距加上乙车位移再减去甲车位移得到。结合通信上限和前一阶段的时间范围,可得第一次达到通信距离上限的时刻为(另一根为,不在该阶段),所以第一次通信时长为。以两车间距最大时为计时起点,设其后时间为。乙车刹车期间两车间距满足(1分)
再次达到通信距离上限时满足(1分)
解得
从再次接通到甲车追上乙车的通信时长为。(1分)
甲车追上乙车后,乙车已停止,甲车继续以匀速前进;再次达到所需时间为(1分)
代入得。因此全程能保持通信的总时间为(1分)
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答题卡
贴条形码区
考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5 mm黑色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
姓 名:__________________________
准考证号:
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
2.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
3.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
4.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
5.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
6.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
7.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
8.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
9. [ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
10.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11.(1)_____________;(2)_____________;(3)_____________;(4)_____________;
12.(1)_____________;_____________;(2)_____________;_____________;
三、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(12分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
14.(10分)
15.(16分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
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日
答题卡
姓
名:
准考证号:
贴条形码区
注意事项
1.
答题前,考生先将自已的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准
考生禁填:
缺考标记
口
条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
违纪标记
2.
选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5mm黑色签字笔
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.
请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案
选择题填涂样例:
无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
正确填涂■
4,
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂[][W][/]
选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,
每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3
分,有选错的得0分。
1.[A][B][C][D]
5.[A][B][C][D]
9.[AJ[B][C][D]
2.[A][B][C1[D]
6.IA][B][C][D]
10.[A][B][C][D]
3.[A][B][C][D]
7[A][B][C][D]
4.[A][B][C][D]
8.[A][B][C][D]
二、
实验题:本题共2小题,共16分。
11.(1)
(2)
(3)
(4)
12.(1)
(2)
三、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出
最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(12分)
777777777777772777777
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
■
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
14.(10分)
R
D
777777777777777777777777
15.(16分)
甲车
乙车
77777777777777777777777777777777777777777777777777
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
此卷只装订不密封
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
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(考试时间:75分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:第1~3章,人教版2019必修第一册。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.两个共点力、的夹角为,合力为F,则下列说法正确的是( )
A.若仅增大,则F可能增大 B.若仅增大,则F一定增大
C.若仅减小,则F的大小一定改变 D.F一定小于或等于和的代数和
2.针对以下四幅图,下列说法错误的是( )
A.图甲中,速度计上指示的“60km/h”是瞬时速率
B.由图乙可推出,形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其几何中心处
C.图丙中,各类汽车都有限速,限制速度指的是平均速度
D.图丁说明伽利略关于自由落体运动的结论是通过实验加上合理外推得到的
3.如图所示,港珠澳大桥上四段110 m的等跨钢箱连续梁桥,标记为a、b、c、d、e,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t。则下列说法正确的是( )
A.通过ce段的时间为t
B.ac段的平均速度大于b点的瞬时速度
C.汽车通过b、c、d、e的速度之比为1∶∶2
D.汽车通过b、c、d、e的速度之比为1∶2∶3∶4
4.如图所示,a、b两个物体叠放在一起,a靠在竖直墙壁上,在方向竖直向上的力F作用下,a、b静止不动,则下列说法正确的是( )
A.b受三个力,a受五个力
B.b受三个力,a受四个力
C.a与墙壁之间可能存在摩擦力
D.a、b之间不一定存在摩擦力
5.物体沿x轴做匀变速直线运动的图像如图所示是一条开口向上的抛物线,由图中数据可求出的物理量是( )
A.物体的初速度为 B.物体的加速度为
C.物体在前6 s内的位移大小为6 m D.物体在前6 s内的平均速率为0
6.如图所示,竖直平面内有一圆环,圆心为O,半径为R,PQ为水平直径,MN为倾斜直径,PQ与MN间的夹角为30°。一条不可伸长的轻绳长为L,两端分别固定在圆环的M、N两点,轻质滑轮连接一个质量为m的重物,放置在轻绳上。不计滑轮与轻绳间的摩擦,已知重力加速度为g。现将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过60°,下列说法正确的是( )
A.轻绳拉力最大为 B.轻绳拉力最小为
C.轻绳与竖直方向间的夹角先减小再增大 D.轻绳拉力先减小再增大
7.五本物理必修一课本按如图甲和乙两种方式叠放,甲图中两侧的压力大小均为,已知每本书的质量为,两书间的动摩擦因数为,若用手挡住其他书,分别竖直向下和水平向左抽出编号为3的课本,两种叠放方式中至少需要的力分别为和,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
8.(多选)如图甲所示为一质量为m的瓦片A的截面图,其顶角为。把它对称放在一段房脊B上,将房脊B的一端缓慢抬高至瓦片刚要滑动,如图乙所示,此时房脊与水平面的夹角为。重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A.A受到4个力的作用
B.B对A的作用力为mg
C.B的每个侧面对A的弹力大小为
D.A与B的摩擦系数满足:
9.(多选)某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路以某一速度匀速运动,突然发现前方处停着一辆乙车,立即刹车,刹车后做匀减速直线运动。已知该车刹车后第个内的位移是,第个内的位移是则下列说法正确的是( )
A.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
B.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
C.汽车甲刹车后停止前,可能撞上乙车
D.汽车甲刹车前的速度为
10.(多选)如图,放置于粗糙水平面上的半球体P与竖直墙壁之间夹着一个质量为m的刚性球体Q,通过绕过固定于圆心O正上方点的光滑定滑轮的轻绳对Q施加一拉力,初始时轻绳与P、Q球心的连线垂直。从0开始增大,直到Q沿半球面向上运动,再调整的大小使Q开始沿半球面缓慢上升到半球面的顶点,忽略除地面以外的接触面之间的摩擦力。关于整个过程,下列说法错误的是( )
A.P对Q的支持力先减小后不变
B.竖直墙壁对Q的弹力先增大后减小为0
C.先增大后不变
D.地面对P的摩擦力先不变再减小
第Ⅱ卷
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11.(8分)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,实验装置及实验过程如图甲、乙、丙所示,E为橡皮筋原长时小圆环的位置,O为实验时小圆环被拉至的位置。
(1)图丁中弹簧测力计的示数为________N;
(2)在实验过程中,不必记录的有_______;
A.甲图中E的位置 B.乙图中O的位置
C.OB、OC的方向 D.弹簧测力计的示数
(3)下列选项中,与本实验要求相符的是__________;
A.两细绳OB、OC夹角越大越好
B.读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度
C.实验时,只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可
(4)图戊中F′是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线,实验中一定沿GO方向的是_______(选填“F”或“F′”)。
12.(8分)研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器,也可以用光电传感器。
(1)一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动,打点计时器使用的交流电源的频率是,打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点,以此记录小车的运动情况。图甲为某次实验打出的一条纸带,其中为依次选中的计数点(各相邻计数点之间有四个点)。根据图甲中标出的数据可知,在打点计时器打计数点2时小车的速度大小为________,小车做匀加速直线运动的加速度大小为_______。(结果均保留两位有效数字)
(2)另一组同学用如图乙所示的装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧,并通过跨过定滑轮的细线与一砂桶相连,滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为的遮光条,将滑块由静止释放,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为,则滑块的加速度大小为________(结果保留两位有效数字)。若忽略偶然误差的影响,测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相同”)。
三、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(12分)如图所示,在同一竖直线上有一个小球和一管子,小球可以穿过管子而不受影响,不计空气阻力。已知:,,。
(1)若将管子固定,小球由静止释放,求小球通过管子的平均速度大小;
(2)若当小球由静止释放时,管子以初速度竖直上抛,要求在管子第1次上升过程中小球能够穿过管子,求大小的取值范围;
(3)若时刻,同时将管子和小球由静止释放,管子和小球与地面碰撞后均能立即原速率向上反弹,求小球第10次恰好穿过管子时,小球与管子的速率之比。
14.(10分)如图所示,在竖直墙壁的左侧水平地面上,放置一个边长为a,质量为的正方体ABCD,在墙壁和正方体之间放置一半径为,质量为m的光滑球,正方体和球均保持静止,球的球心为O点且OB与竖直方向的夹角为θ,正方体的边长,正方体与水平地面的动摩擦因数为(已知重力加速度g取,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,)。
(1)若,,求立方体对球的弹力大小和竖直墙壁对球的弹力大小;
(2)若,保持球的半径不变,只增大球的质量,为了不让正方体出现滑动,求球质量的最大值;
(3)改变正方体到墙壁之间的距离,当正方体右侧面BC到墙壁之间距离小于某个值d时,无论球质量为多大(保持球的半径不变),球和正方体始终处于静止状态,且球未落到地面,求d的值(该问结果保留3位有效数字)。
15.(16分)如图所示,甲、乙两辆汽车在平直公路上两条相邻平行车道上行驶,t=0时刻乙车在甲车前方处做匀速直线运动,速度大小为,甲车此时速度为,开始做加速度大小为的匀加速直线运动。甲、乙车上安装有信号发射与接收装置,当甲乙两车距离超过时,甲乙两车不能接收到彼此的通讯信号(忽略两车横向间隙的宽度)。计算结果保留小数点后一位(取)。求:
(1)在甲车追上乙车之前,甲、乙两车之间的最大距离为多少?
(2)当甲乙两车距离最大时,甲车开始匀速运动,乙车立即刹车,刹车阶段加速度大小为,求甲乙两车共速后还需要经过多长时间甲车追上乙车?
(3)在第(2)问情况下,求全程两车能维持通信的时间。
试题 第7页(共8页) 试题 第8页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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