2022～2023學年度第一學期湖北省武漢市高一年級期末模擬考試物理試卷一、選擇題：本題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~11題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.下列關于位移和路程的說法，正確的是（）A.位移是矢量，路程是標量，但位移的大小和路程總是相等B.位移描述直線運動，路程描述曲線運動C.質點做直線運動時，路程等于位移的大小D.位移的大小不會比路程還要大D【詳解】ACD．只有在單向直線運動中，位移大小等于路程，其余都位移大小小于路程，位移是矢量，路程是標量，故D正確，AC錯誤；B．位移和路程都可以描述直線運動，也都可以描述曲線運動，故B錯誤。故選D。2.以下說法中正確的是（）A.平均速度大小不一定等于平均速率，但是瞬時速度大小一定等于瞬時速率B.研究子彈穿過一張紙所需的用時，指的是時刻C.形狀規(guī)則物體的重心一定在其幾何中心，可用懸掛法測不規(guī)則薄板的重心D.對某一物體而言，其重力的大小總是一個恒量，不因物體從赤道移到南極而變化A【詳解】A．平均速度的大小是位移與時間的比值，而平均速率是路程與時間的比值，所以平均速度大小不一定等于平均速率；瞬時速率是指瞬時速度的大小，所以瞬時速度大小一定等于瞬時速率，A正確；B．研究子彈穿過一張紙的時間時，紙的厚度可以忽略，而子彈的長度不能忽略，所以子彈穿過一張紙所需的用時并不是時刻，B錯誤；C．質量分布均勻、外形規(guī)則物體的重心在其幾何中心上；質量分布不均勻、形狀規(guī)則物體的重心不一定在其幾何中心上；可用懸掛法測不規(guī)則薄板的重心，C錯誤；D．重力的大小與質量和重力加速度兩者有關，赤道和南極的重力加速度不一樣，故物體從赤道移到南極重力發(fā)生變化，D錯誤。故選A。3.學校門口的車牌自動識別系統(tǒng)如圖所示，閘桿距地面高為，可繞轉軸O在豎直面內勻速轉動，自動識別區(qū)前邊界到后邊界的距離為，閘桿開始保持水平靜止，在閘桿的正下方。汽車以速度勻速駛入自動識別區(qū)，識別的反應時間為，若汽車可看成高的長方體，閘桿轉軸O與車左側面的水平距離為。要使汽車勻速順利通過，閘桿拍桿時勻速轉動的角速度至少為（）A. B. C. D.D【詳解】閘桿轉動時間為汽車勻速順利通過，閘桿轉動的角度至少為解得則閘桿轉動的角速度至少為故選D。4.如圖甲所示，鳥兒有多拼，為了生存幾只鳥像炮彈或標槍一樣一頭扎入水中捕魚，假設小鳥的俯沖是自由落體運動，進入水中后是勻減速直線運動，其v-t圖像如圖乙所示，自由落體運動的時間為，整個過程的運動時間為，最大速度為，重力加速度g取，下列說法正確的是（）A. B.整個過程下落的高度為C.至時間內v-t圖像的斜率為 D.至時間內阻力是重力的1.5倍B【詳解】A．小鳥自由落體運動的最大速度為，由自由落體運動的規(guī)律有解得故A錯誤；B．整個過程下落的高度為圖乙v-t圖像與時間軸所圍成的面積，則故B正確：C．至時間內小鳥的加速度為則此時間內v-t圖像的斜率為故C錯誤；D．至：時間內由牛頓第二定律有可得即阻力是重力的2.5倍，故D錯誤。5.如圖所示，斜面傾角為30°，頂點A離水平地面高度。將一小球從底端C的正上方D點以v1=3m/s的初速度水平拋出，小球恰好落到A點。若將小球從D點以初速度v2水平拋出，恰好落到斜面的中點O，取g=10m/s2，則v2的大小為（）A.1.5m/s B.1.2m/s C.1m/s D.B【詳解】設C、D兩點的高度差為H，當小球落到A點，由平拋運動規(guī)律得，小球落到O點，由平拋運動規(guī)律得，解得v2=1.2m/s故B正確，ACD錯誤。故選B。6.如圖，在水平桌面上疊放著兩個物塊M和m，輕繩繞過光滑的定滑輪，一端與m相連，另一端懸掛重物A。用外力F緩慢拉結點O，F方向與夾角為且保持不變，使從豎直拉至水平，兩物塊始終保持靜止，下列說法正確的是（??）A.繩子的拉力先減小后增大B.m對M的摩擦力一直在增大C.地面對桌子的摩擦力先增大后減小D.桌面對M的摩擦力可能一直在減小C【詳解】A．對節(jié)點O受力分析，繩子拉力和F的夾角不變，合力與懸掛物體的重力等大反向，作出受力分析圖如下分析發(fā)現，隨著繩拉力T由豎直逐漸變?yōu)樗竭^程，繩拉力先增大，后減小，故A錯誤；B．對m分析，繩子的拉力與M對m的摩擦力為一對平衡力，等大反向，繩拉力先增大，后減小，則M對m的摩擦力先增大，后減小，根據牛頓第三定律，m對M的摩擦力先增大，后減小，故B錯誤；C．對M和m以及桌子、懸掛物及滑輪等物體整體，根據平衡條件，F的水平分力與地面對桌子的摩擦力等大反向，由圖像可知，F的水平分力大?。▓D中F與T在圓上交點到G的距離）先增大后減小，則地面對桌子的摩擦力先增大后減小，故C正確；D．對M和m整體，根據平衡條件，繩子的拉力與桌面對M的摩擦力為一對平衡力，等大反向，繩拉力先增大，后減小，則桌面對M的摩擦力先增大，后減小，故D錯誤。故選C。7.如圖所示，水平傳送帶間的距離為，質量分別為、的物塊P、Q，通過繞在光滑定滑輪上的細線連接，Q在傳送帶的左端且連接物塊Q的細線水平，當傳送帶以的速度逆時針轉動時，Q恰好靜止。重力加速度，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當傳送帶以的速度順時針轉動時，下列說法正確的是（）A.Q與傳送帶間的動摩擦因數為0.6B.Q從傳送帶左端滑到右端所用的時間為C.整個過程中，Q相對傳送帶運動的距離為D.Q從傳送帶左端滑到右端的過程細線受到的拉力為C【詳解】A．當傳送帶以逆時針轉動時，Q恰好靜止不動，對Q受力分析，則有即代入數據解得故A錯誤；B．當傳送帶突然以順時針轉動，物體Q做初速度為零的勻加速直線運動，根據牛頓第二定律有解得當速度達到傳送帶速度即8m/s后，做勻速直線運動，根據速度時間公式有代入數據解得勻加速的時間為s，勻加速的位移為代入數據解得x=4.8m，則勻速運動的時間為代入數據解得s，Q從傳送帶左端滑到右端所用的時間為故B錯誤；C．加速階段的位移之差為而勻速階段Q相對傳送帶靜止，沒有相對位移，故整個過程中，Q相對傳送帶運動的距離為4.8m，故C正確；D．當Q加速時，對P分析，根據牛頓第二定律有代入數據解得之后做勻速直線運動，對對P分析，根據平衡條件有故D錯誤。故選C。8.關于兩個物體間作用力與反作用力的下列說法中，正確的是（）A.若相互作用的兩個物體處于加速運動狀態(tài)，其作用力與反作用力大小也相等B.有作用力才有反作用力，因此先有作用力后產生反作用力C.作用力與反作用力只存在于相互接觸的兩個物體之間D.作用力與反作用力的性質一定相同AD【詳解】AC．牛頓第三定律適用于任何情況，與其運動狀態(tài)和是否接觸無關，且作用力與反作用力始終大小相等、方向相反。故A正確；C錯誤；B．作用力與反作用力，它們同時產生，同時變化，同時消失。故B錯誤；D．作用力與反作用力一定是同性質的力。故D正確。故選AD。9.水平面上有一質量m=2kg的小球，小球與左端固定的水平輕彈簧及上端固定的不可伸長的輕繩相連，如圖所示，此時小球處于靜止狀態(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零，輕繩與豎直方向成θ=45°角。已知小球與水平面間的動摩擦因數為μ=0.2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g=10m/s2。下列說法正確的是（）A.若剪斷輕繩，則剪斷的瞬間輕彈簧的彈力大小為20NB.若剪斷輕繩，則剪斷的瞬間小球的加速度大小為8m/s2，方向向左C.若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度大小為10m/s2，方向向右D.若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度為零ABD【詳解】根據題意，對小球受力分析，設繩子的拉力為，彈簧的彈力為，由平衡條件可知，水平方向豎直方向代入數據解得，繩子的拉力方向沿繩子斜向上，彈簧彈力方向水平向左AB．若剪斷輕繩，剪斷的瞬間，繩子拉力為零，彈簧彈力不能突變，仍然為水平向左的，地面對小球的彈力根據牛頓第二定律有解得方向向左，故AB正確；CD．若剪斷彈簧，剪斷的瞬間，彈簧彈力為零，繩子的拉力為零，地面對小球的彈力則小球所受合外力為零，小球的加速度為零，故C錯誤D正確。故選ABD。10.如圖1所示一個光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線豎直，母線與軸線之間夾角為θ，一條長度為l的輕繩，一端固定在圓錐體的頂點O處，另一端拴著一個質量為m的小球（可看作質點），小球以角速度ω繞圓錐體的軸線做勻速圓周運動，細線拉力F隨ω2變化關系如圖2所示。重力加速度g取10m/s2，由圖2可知（）A.繩長為l=1mB.母線與軸線之間夾角θ=30°C.小球質量為0.5kgD.小球的角速度為2.5rad/s時，小球剛離開錐面CD【詳解】ABC．當小球將要離開錐面時，分析小球受力知即由圖2可知，離開錐面后，設繩子與豎直方向夾角為即圖2可知，離開錐面后ml=1當小球未離開錐面時，分析小球受力得，x軸方向上有y軸方向上有二式聯立可得則所以θ=37°，m=0.5kg，l=2mAB錯誤、C正確；D．離開錐面前離開錐面后由圖可知，當時圖像斜率發(fā)生改變，即小球剛離開錐面。解得時小球剛離開錐面，所以D正確。故選CD。11.如圖所示，豎直平面內放一直角桿，桿各部分均光滑，水平部分套有質量為mA=6kg的小球A，豎直部分套有質量為mB=4kg的小球B，A、B之間用不可伸長的輕繩相連。在水平外力F的作用下，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，且=6m、=8m，重力加速度g=10m/s2。則（）A.系統(tǒng)平衡時，水平拉力F的大小為30NB.系統(tǒng)平衡時，水平桿對小球A彈力的大小為88NC.若改變水平力F大小，使小球A向右運動2m時，A的速度大小為6m/s，此時小球B的速度大小為8m/sD.若改變水平力F大小，使小球A由靜止開始，向右做加速度大小為16m/s2的勻加速直線運動，經過s的時間小球B的速度大小為8m/sAC【詳解】AB．對AB整體受力分析，受拉力F、重力G、水平桿對A的彈力N和豎直桿對B向左的彈力N1，根據共點力平衡條件，對整體，豎直方向有N=G1+G2=100N水平方向F=N1對小球B受力分析有N1=mBgtan∠OBA=mBg=30N則F=30N選項A正確，B錯誤；C．若改變水平力F大小，使小球A向右運動2m時，由幾何關系可知，B上升2m，此時∠OAB=37°由速度的分解知識可知vAcos37°=vBcos53°解得vB=8m/s選項C正確；D．若改變水平力F大小，使小球A由靜止開始，向右做加速度大小為16m/s2的勻加速直線運動，經過s時，A的速度為vA=at=8m/s位移xA=m=2m則由幾何關系可知，B上升2m，此時∠OAB=37°由速度的分解知識可知vAcos37°=vBcos53°解得vB=m/s選項D錯誤。故選AC。二、非選擇題：本題共5小題，共56分。12.利用如圖所示的裝置可以探究合力與分力的關系。在水平桌面上固定一塊豎直木板，木板上鋪有白紙，在相隔一定距離且位于同一水平直線上固定兩個光滑的定滑輪A和B，一段合適長度的繩子跨過滑輪A和B，并將繩子打一個結點O，每個鉤碼的重量相等，當系統(tǒng)達到平衡時，根據鉤碼個數讀出三根繩子OA、OB、OC拉力的大小分別為F1、F2和F3，回答下列問題：（1）改變鉤碼個數，能夠保證實驗順利完成的是___________。A．鉤碼的個數N1=N2=2，N3=5B．鉤碼的個數N1=N2=2，N3=6C．鉤碼的個數N1=N2=N3=4D．鉤碼的個數N1=4，N2=1，N3=6（2）在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是___________。A．標記結點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向及所掛鉤碼個數B．量出OA、OB、OC三段繩子的長度C．用量角器量出三根繩子之間的夾角D．用天平測出鉤碼的質量（3）在作圖時，某組同學以表示F1、F2的線段為鄰邊作平行四邊形得到F合，并在圖中畫出表示豎直方向的虛線，你認為上圖中圖___________是正確的（選填“甲”或“乙”），理由是___________。①.C②.A③.甲④.F3一定是沿豎直方向【詳解】（1）[1]對O點受力分析，如圖所示OA、OB、OC分別表示三個力的大小，由于系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，所以OC等于OD，因此三個力可構成一個三角形。由于每個鉤碼的重量相等，則各力的大小與鉤碼的個數成正比。ABD．由于則兩邊之和小于第三邊，不能構成三角形，ABD錯誤；C．由于N1=N2=N3則可以構成等邊三角形，C正確。故選C。（2）[2]為探究合力與分力的關系，必須作出各力的圖示，所以首先要明確力的作用點，即要標記結點O的位置，其次要作出力的方向并記錄力的大小，最后作出力的圖示。因此要從力的三要素角度出發(fā)做好記錄，要記錄結點O的位置、OA、OB、OC三段繩子的方向及所掛鉤碼的個數。故選A。（3）[3][4]在實驗中，OC繩的拉力一定沿豎直方向，而根據平行四邊形定則畫出的合力，由于誤差的存在，不一定沿豎直方向，故甲圖正確。13.如圖（a），某同學設計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數的實驗。所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的交流電源、紙帶等。回答下列問題：（1）圖中的點為計數點（每兩個相鄰的計數點間還有4個點未畫出）可得相鄰計數點之間的T為__________s；（2）求紙帶上，當長度為31.83cm時，該計數點的瞬時速度根據紙帶上數據可得____________cm/s。（3）鐵塊與木板間動摩擦因數μ＝____________（用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示）。（4）某次實驗時，調整木板與水平面的夾角使θ＝30°。接通電源，開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下。多次重復后選擇點跡清晰的一條紙帶，如圖（b）所示。重力加速度為9.80m/s2。根據紙帶上的數值可得鐵塊的加速度a為____________m/s2；（5）可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數為________（結果保留2位小數）。①②.③.④.⑤.【詳解】（1）[1]交流電源頻率為50Hz，兩個相鄰的計數點間還有4個點未畫出，可得計數點之間的T為（2）[2]根據勻變速直線運動推論，中間時刻的瞬時速度等于該段的平均速度，有（3）[3]根據牛頓第二定律有解得（4）[4]根據勻變速直線運動推論對相鄰兩段位移差有用逐差法得（5）[5]根據公式代入數值得14.如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉的水平轉臺上，轉臺轉軸與過陶罐球心O的對稱軸OO′重合。轉臺以一定角速度ω勻速轉動。一質量為m的小物塊落入陶罐內，經過一段時間后，小物塊隨陶罐一起轉動且相對罐壁靜止，它和O點的連線與OO′之間的夾角θ為60°。重力加速度的大小為g。（1）若，小物塊受到的摩擦力恰好為零，求。（2）若，求小物塊受到的摩擦力大小和方向。（1）；（2），方向沿罐壁切線向下【詳解】（1）當摩擦力為零時，支持力和重力的合力提供向心力，如圖所示根據牛頓第二定律得解得（2）當時，物塊所受重力和支持力的合力不足以提供其做圓周運動的向心力，物塊相對罐壁有上滑的趨勢，摩擦力方向沿罐壁的切線向下，如圖所示在水平方向上有在豎直方向上有聯立解得15.如圖甲所示，質量為的木板靜止在光滑水平面上，質量為的物塊以初速度滑上木板的左端，物塊與木板之間的動摩擦因數為，在物塊滑上木板的同時，給木板施加一個水平向右的恒力F。當恒力F取某一值時，物塊在木板上相對于木板滑動的路程為s，給木板施加不同大小的恒力F，得到的關系如圖乙所示，其中AB與橫軸平行，且AB段的縱坐標為1m。將物塊視為質點，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度。(1)若恒力，則物塊會從木板的右端滑下，求物塊在木板上滑行的時間是多少？(2)圖乙中BC為直線段，求該段恒力F的取值范圍函數關系式。(1)；(2)，?！痉治觥俊驹斀狻?1)以初速度為正方向，物塊的加速度大小木板的加速度大小由圖乙知，板長滑塊相對木板的路程聯立解得或當時，滑塊的速度為，木板的速度為，而