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聊城市2023-2024学年高一上学期期末物理模拟试题（一）
使用时间：2023 ，12 ，25
班级： 学号： 成绩：
一、单项选择题：本题共7小题，每小题3分，共21分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 在物理学发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。下列说法正确的是
A．重心、合力概念的提出，体现了等效思想
B．用质点代替有形状和大小的物体的理想化模型法是不科学的
C．牛顿的理想实验将实验和逻辑推理结合得出了力不是维持物体运动的原因
D．根据平均速度的定义式，当时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义运用了微元法
2. 如图，消防战士在进行徒手爬杆训练，杆保持竖直。战士先采用“双手互换握杆”的方式保持身体匀速上升，到达杆顶后再采用“手握腿夹”的方式匀速下滑到地面。设战士匀速上升和匀速下滑所受的摩擦力分别为和，不计空气阻力。则
A．竖直向上，竖直向下
B．竖直向下，竖直向上
C．、的大小相等
D．是静摩擦力，数值上大于
3. 在实验室中，一同学将三个力传感器的钩勾在一起，处于静止状态，并读出三个传感器的读数，下列数据明显有误的是（ ）
A. 、、 B. 、、 C. 、、 D. 、、
4. 如图所示,水平轻杆的一端固定在墙上,轻绳与竖直方向的夹角为37°,小球受到的重力为12 N,轻绳的拉力为 10 N,水平轻弹簧的拉力为9 N,则轻杆对小球的作用力的大小及其方向与竖直方向的夹角为(取sin 37°=0.6)(　　)
A.12 N,53° B.6 N,90° C.5 N,37° D.1 N,90°
5. 如图所示为两种形式的电梯,甲是商场中常用的扶梯,乙是居民楼中常用的直梯。则当它们都加速上升时(加速度方向如图所示),下列说法正确的是(　　)
A.甲电梯上的人受到重力、支持力和摩擦力的作用
B.甲电梯上的人处于失重状态
C.乙电梯中的人处于失重状态
D.乙电梯中的人受到重力、支持力和摩擦力的作用
6.如图所示,长木板静止于光滑水平地面,滑块叠放在木板右端,现对木板施加水平恒力,使它们向右运动。当滑块与木板分离时,滑块相对地面的位移为x、速度为v。若只减小滑块质量,重新拉动木板,滑块与木板分离时(　　)
A.x变小,v变小 B.x变大,v变大
C.x变小,v变大 D.x变大,v变小
7. 假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶。甲车在前,乙车在后,速度均为v0=30 m/s。甲、乙相距x0=100 m,t=0时刻甲车遇紧急情况后,甲、乙两车的加速度随时间变化分别如图甲、乙所示,取运动方向为正方向。下列说法正确的是(　　)
A.t=3 s时两车相距最近
B.t=6 s时两车速度不相等
C.t=6 s时两车距离最近,且最近距离为10 m
D.两车在0～9 s内会相撞
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
8. 一质量为m的物块静置于粗糙水平面上,物块与水平面间的动摩擦因数为μ,在t=0时刻 ， 对其施加一个水平方向的作用力F。F的大小随时间的变化规律如图所示,Ff表示其受到的摩擦力,v表示其速度,a表示其加速度,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在下列选项中对应图像可能正确的是(　　)
9. 如图,建筑工人用砖夹竖直搬运四块相同的砖,每块砖的质量均为m,重力加速度大小为g。下列说法正确的是(　　)
A.当砖静止时,砖块4对砖块3的摩擦力大小为 mg
B.当砖静止时,砖块2对砖块3的摩擦力为零
C.当将四块砖一起竖直向上加速提起时,砖块4对砖块3的摩擦力大小为mg
D.当将四块砖一起竖直向上加速提起时,砖块2对砖块3的摩擦力为零
10. 如图，甲、乙两物体的质量相等，物体甲通过轻绳悬挂在光滑轻质动滑轮A上，动滑轮A置于轻绳上。轻绳的一端固定在水平天花板上的O点，另一端通过光滑定滑轮B与物体乙相连，系统处于平衡状态。现将定滑轮B水平向右缓慢移动一小段距离x，移动滑轮的过程中，物体、滑轮始终没有相碰。设轻绳通过动滑轮A形成的夹角为，且不计两滑轮的大小。下列说法正确的是
A．未移动滑轮B之前，
B．移动滑轮B的过程中，不变
C．移动滑轮B后，物体甲水平方向移动的位移大小为
D．移动滑轮B后，物体乙竖直方向移动的位移大小为
11. 一物块静止在粗糙水平地面上，物块受到水平向右的拉力F的作用，在0～4s的时间内，拉力的大小F随时间t变化的关系如图所示。已知时物块恰好刚要运动，时物块的加速度，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度g取，则（　　）
A. 物块的质量等于0.5kg B. 物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2
C. 在时，物块的加速度大小为 D. 在3～4s的时间内，物块的速度变化量为
12. 如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块。木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出木板的加速度a,得到如图乙所示的aF图像。g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　)
A.滑块的质量m=4 kg
B.木板的质量M=2 kg
C.当F=8 N时,滑块的加速度为2 m/s2
D.滑块与木板间的动摩擦因数为0.1
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
三、实验题（共16分，第13题6分，第14题10分）
13. 频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用如图甲所示装置探究平抛运动规律。他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪器并进行了拍摄,得到的频闪照片如图乙所示,O为抛出点,P为运动轨迹上某点。根据平抛运动规律分析下列问题(g取10 m/s2):
(1)图乙中,A处频闪仪器所拍摄的频闪照片为　　　(选填“a”或“b”)。
(2)测得图乙a中OP距离为45 cm,b中OP距离为30 cm,则小球做平抛运动的初速度大小应为　　　　　 m/s,小球在P点速度大小应为　　　　 m/s。
14. 在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验装置。操作如下：
（1）平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，先_________（填“增大”或“减小”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹间距相等为止。
（2）已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码的总重力，应该满足的条件是M__________m（填“远小于”、“远大于”或“等于”）。
（3）实验中得到如图丙所示的一条纸带，已知打点计时器所接交流电的频率为，两计数点间还有四个点没有画出，根据纸带可求出物块的加速度为________。打图中第4个计数点时小车的速度为_________（结果保留三位有效数字）。
（4）实验中长木板水平放置且细线平行于长木板，以绳的拉力F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图像如图丁所示，求得图线的斜率为k，横轴截距为，且已知重力加速度为g，小车与长木板间的动摩擦因数为_________。（结果用、k、g表示）
四、解答题（共44分，第15题8分，第16题12分，第17题10分，第18题14分）
15. 如图所示为一水平传送带装置示意图，紧绷的皮带始终保持的速度向右运动。一质量为的煤块从离皮带很近处竖直落到A处。若煤块可视为质点，煤块与皮带间的动摩擦因数，A、B间距，g取，试求：煤块从A处运动到B处经历的时间t和煤块在传送带上的划痕s。
16.如图甲所示,在顺时针匀速转动的传送带底端,一质量m=1 kg的物块以某一初速度向上滑动,传送带足够长,物块的速度—时间图像部分如图乙所示,g取10 m/s2,取sin 37°=
0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)物块与传送带之间的动摩擦因数μ;
(2)物块沿传送带向上运动的最大位移。
17. 如图所示，甲、乙两车沿一条直线公路上不同车道同向运动，为简化问题可将两车视为质点。当甲车刚从收费站开出时（此时），乙车距收费站的距离，甲车的速度，乙车的速度，此后，甲车做加速度的匀加速直线运动，乙车刹车做加速度的匀减速直线运动，求：
（1）甲车追上乙车的时间；
（2）若某段时间甲乙行驶在同一单行直公路上，甲在前，乙在后，甲乙速度分别为、，甲乙彼此之间的距离为5m。乙车司机发现甲车开始以的加速度匀减速时，立即刹车匀减速运动，若两车都停下来时均未发生撞车事故，乙车的加速度至少要多大？
18.如图所示,倾角α=30°的足够长光滑斜面固定在水平面上,斜面上放一长L=1.8 m、质量M=3 kg的薄木板,木板的最右端叠放一质量m=1 kg的小物块,物块与木板间的动摩擦因数μ=。对木板施加沿斜面向上的恒力F,使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动。设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取 10 m/s2,物块可视为质点。
(1)为使物块不滑离木板,求力F应满足的条件;
(2)若F=37.5 N,物块能否滑离木板 若不能,请说明理由;若能,求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离。
答案
1.【答案】A
【解析】重心、合力概念的提出，体现了等效思想，A正确；用质点代替有形状和大小的物体的理想化模型法是科学的，B错误；C选项是伽利略的理想实验，C错误；根据平均速度的定义式，当时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法，D错误。
2.【答案】C
【解析】消防战士采用“双手互换握杆”的方式匀速上升时，战士所受的摩擦力是静摩擦力，根据平衡条件可知，静摩擦力方向沿杆竖直向上，大小为；采用“手握腿夹”的方式匀速下滑时，战士所受的摩擦力是滑动摩擦力，根据平衡条件可知，方向沿杆竖直向上，大小为，C正确。
3.【答案】A
【解析】A．、、，、的合力范围是
不在这个范围之内，则三个力的合力最小值不为零，不能处于静止状态，A错误；
B．、、，、的合力范围
在这个范围之内，则三个力的合力最小值为零，处于静止状态，B正确；
C．、、，、合力范围
在这个范围之内，则三个力的合力最小值为零，处于静止状态，C正确；
D．、、，、合力范围
在这个范围之内，则三个力的合力最小值为零，处于静止状态，D正确。
故选A。
4.【答案】C
【解析】:以小球为研究对象,受力分析如图所示。小球受四个力的作用,重力G、轻绳的拉力F2、轻弹簧的拉力F1、轻杆的作用力F,其中轻杆的作用力的方向和大小不能确定,重力、弹簧的弹力二者的合力大小为F合==15 N>10 N。设F合与竖直方向夹角为α,则sinα=
=,则α=37°,所以轻杆对小球的作用力方向与F2方向相同,大小为F=F合-F2=5 N,故选项C正确。
5.【答案】A
【解析】:甲电梯上的人有斜向左上方的加速度,所受合力斜向左上方,因而人受到水平向左的摩擦力、重力、支持力三个力的作用,故A正确;由于甲、乙电梯中的人均具有向上的加速度,所以人都处于超重状态,故B、C错误;乙电梯中的人具有向上的加速度,且由受力分析可知,人水平方向不受外力,即人在水平方向不受摩擦力,故D错误。
6.【答案】A:
【解析】长木板和滑块做初速度为0的匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得滑块的加速度a1=μg,长木板的加速度a2=,由运动学公式可得滑块与木板分离时,滑块相对地面的位移为x=a1t2,滑块相对长木板的位移为L=a2t2-a1t2,滑块相对地面的速度v=a1t,若只减小滑块质量,再次拉动木板,根据牛顿第二定律得滑块的加速度a1=μg不变,长木板的加速度a2=变大,由滑块相对长木板的位移为L=
a2t2-a1t2 可得运动时间变短,滑块相对地面的位移x=a1t2 变小,滑块相对地面的速度v=a1t变小,故A正确,B、C、D错误。
7.【答案】C
【解析】:由题给图像画出两车的vt图像如图所示,由图像可知,t=6 s 时两车速度相等,此时距离最近,图中阴影部分面积为0～6 s内两车位移之差,即Δx=x乙-x甲=[×30×3+×30×(6-3)] m=90 m8.【答案】BD
【解析】:根据图像可知,物块所受拉力F随时间均匀增大,当拉力F小于最大静摩擦力时,物块处于静止状态,摩擦力为静摩擦力,满足Ff=F=
kt;当拉力大于最大静摩擦力时,物块开始滑动,摩擦力为滑动摩擦力,大小满足Ff=μmg,故A错误,B正确;物块滑动前加速度为零,当物块开始滑动后,由牛顿第二定律可得F-μmg=ma,解得a=-μg,加速度随时间线性增大,且应有横截距,C错误;当拉力小于最大静摩擦力时,物块处于静止状态,当拉力大于最大静摩擦力时,物块开始做加速度增大的变加速运动,D正确。
9.【答案】BD
【解析】:以砖块2和砖块3的整体为研究对象,四块砖完全相同,由物体的平衡条件可知,砖块4对砖块3的摩擦力与砖块1对砖块2的摩擦力大小均为mg、方向竖直向上,选项A错误;以砖块3为研究对象,由物体的平衡条件可知,砖块2对砖块3的摩擦力为零,选项B正确;对砖块2和砖块3整体,根据牛顿第二定律有2Ff43-2mg=2ma,解得砖块4对砖块3的摩擦力大小Ff43=mg+ma>mg,方向竖直向上,选项C错误;对砖块3,根据牛顿第二定律有Ff23+Ff43-mg=ma,解得Ff23=0,选项D正确。
10.【答案】ABC
【解析】轻绳OAB上的张力大小处处相等，对滑轮A由三力平衡可得，A正确；滑轮B水平向右缓慢移动时，不变，B正确；由答图3可知，物体甲水平方向移动的位移大小为，C正确；设OB的水平距离为d，根据几何关系，滑轮B左侧轻绳的长度，滑轮B水平向右缓慢移动一小段距离x，不变，因此左侧轻绳的长度，即左侧轻绳伸长，右侧轻绳缩短，物体乙竖直方向移动的位移大小为，D错误。
11.【答案】AC
【解析】AB．时物块恰好刚要运动，则有最大静摩擦力等于拉力有
时物块的加速度，则有
解得 ，
所以A正确；B错误；
C．在时，物块的加速度大小为
所以C正确；
D．在3～4s的时间内，物块的速度变化量为
所以D错误；
故选AC。
12.【答案】ABD
【解析】:从题图乙中可知,当F>6 N时,两者发生相对运动;当F≤6 N时两者相对静止,当F=6 N时,对整体可得F=(M+m)a,即M+m=6 kg;当F>6 N时对木板分析,水平方向受到拉力和滑块的摩擦力,故有a==F-,图像的斜率k===,即M=2 kg,所以m=4 kg,将F>6 N时图线反向延长,可得当F=4 N 时,加速度为零,代入解得μ=0.1,故A、B、D说法正确;当F=8 N时滑块的加速度为a==μg=1 m/s2,故C说法错误。
三、实验题
13.【解析】:(1)小球做平抛运动时,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,故A处频闪仪器所拍摄的频闪照片为b。
(2)竖直方向上,由y=gt2得t== s=0.3 s,水平方向上v0== m/s=1 m/s,P点小球在竖直方向的速度vy=gt=10×0.3 m/s=3 m/s,则vP== m/s。
14.【答案】 ①. 增大 ②. 远大于 ③. 1.97 ④. 0.994 ⑤.
【解析】（1）先增大木板的倾角，使重力的沿斜面向下的分力平衡木板与小车间的摩擦力。
（2）根据牛顿第二定律，对小车和盘与砝码整体分析
得
对小车分析，绳子的拉力
所以当时，才能认为细线的拉力近似等于盘和砝码的总重力。
（3）两计数点间还有四个点没有画出，则相邻计数点的时间为0.1s，由逐差法可得
得
打计数点4时小车的速度为
得
（4）由牛顿第二定律得
得
所以有
又当时，，即
得
四 计算题
15.【解析】当煤块放到A处时，煤块相对传送带向左运动，受到向右的摩擦力，由公式
得
煤块达到与传送带共同的速度，所需要的时间，由公式
得
煤块运动的位移
得
传送带的位移
传送带与煤块的相对位移
煤块达到传送带的速度后，运动到B再需要的时间
煤块从A点运动到B所需时间
16.【解析】:(1)由题图乙可知,物块的初速度v0=8 m/s,传送带转动的速度v=4 m/s,在t0=0到t=0.4 s 时间内,物块沿传送带向上做减速运动,物块的加速度大小a1==10 m/s2,
由牛顿第二定律有mgsin θ+μmgcos θ=ma1,
解得μ=0.5。
(2)在t=0.4 s后,由于μ解得a2=2 m/s2。
物块从t=0.4 s开始,经过t1时间速度减为零,
有t1==2 s,
从t0=0到t=0.4 s,物块的位移为
x1=v0t-a1t2=2.4 m,
从t=0.4 s到t2=2.4 s,物块减速到零的位移
x2=t1=4 m,
物块沿传送带向上运动过程中的位移为x=x1+x2=6.4 m。
答案:(1)0.5　(2)6.4 m
17.【解析】（1）乙车停下来的时间为
这段时间内乙车的位移为
这段时间内甲车的位移
因为
所以乙车停下来后甲车再追上乙车，则有
解得甲车追上乙车的时间为
（2）设两车恰好不发生撞车事故，乙车的加速度大小为a，则
其中
，，，
代入数据解得
所以若两车都停下来时均未发生撞车事故，乙车的加速度至少为。
18.【解析】:(1)以物块和木板整体为研究对象,由牛顿第二定律得
F-(M+m)gsin α=(M+m)a,
以物块为研究对象,由牛顿第二定律得Ff-mgsin α=ma,
为使物块不滑离木板,有Ff≤Ffm=μmgcos α,
解得F≤30 N。
又a>0,解得F>20 N,
所以20 N(2)因F=37.5 N>30 N,所以物块能够滑离木板,隔离木板,由牛顿第二定律得F-μmgcos α-Mgsin α=Ma1,
隔离物块,由牛顿第二定律得
μmgcos α-mgsin α=ma2,
设物块滑离木板所用时间为t,
木板的位移x1=a1t2,
物块的位移x2=a2t2,
物块与木板分离的临界条件为
Δx=x1-x2=L,
联立以上各式解得t=1.2 s。
物块滑离木板时的速度v=a2t,
由公式-2gxsin α=0-v2,
解得x=0.9 m。
答案:(1)20 N(2)能　1.2 s　0.9 m

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