模拟试题一解析版

江苏省2022-2023学年高一第一学期期中教学情况测试人教版物理模拟试题一2022年10月注意事项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求：本试卷为小林老师原创，盗用必究1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后请将本试卷和答题卡一并交回。2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。一、选择题（共10小题，共40分，每小题只有一个选项符合题意）北京时间2018年12月8日2时23分我国在西昌成功发射第四颗月球探测器嫦娥四号。12月30日嫦娥四号探测器在环月轨道成功实施变轨控制，顺利进入预定的月球背面着陆准备轨道。2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面的东经177.6度、南纬45.5度附近，成为世界首个在月球背面软着陆巡视探测的航天器。下列有关说法不正确的是(A.2019年1月3日10时26分是时刻B.东经177.6度、南纬45.5度表示位置C.在观测嫦娥四号绕月球运行的轨迹时可将其看成质点D.在研究嫦娥四号在环月轨道实施变轨的姿态时可将其看成质点【答案】D【解析】解：A、2019年1月3日10时26分对应时间轴上的点，是时刻，故A正确；B、东经177.6度、南纬45.5度表示位置，故B正确；C、研究嫦娥四号绕月球运行的轨迹时，其大小和形状能忽略不计，可以将其看成质点，故C正确；D、在研究嫦娥四号在环月轨道实施变轨的姿态时，其大小和形状不能忽略不计，不可将其看成质点，故D不正确。本题选择不正确的故选：D。绿化工人在街道旁边栽种大树时，为了确保树干不倾斜，需要用铁杆来支撑。通常是用一个铁环紧套在树干上，三根长度不同的铁杆一端均匀分布在固定的铁环上，另一端固定在同一个水平地面上，大树栽好后竖直压在地上，如图所示。由于树刚栽，地面对大树的作用力，除了竖直向上的支持力以外，其它力可以不考虑。则下列说法中正确的是()A．三根铁杆对大树的作用力大小一定相等B．大树对地面的作用力一定大于自身的重力C．铁杆对大树的作用力与地面对大树的支持力是一对平衡力D．铁杆对大树的作用力在水平方向的合力为零【答案】D【解析】三根铁杆长度不等，与地面的夹角不等，则对大树的作用力大小不相等，A错误；由平衡知识可知，地面对大树的作用力与铁杆对大树的作用力的合力等于大树的重力，可知地面对大树的作用力小于大树的重力，则大树对地面的作用力一定小于自身的重力，B错误；因为地面对大树的作用力与铁杆对大树的作用力的合力等于大树的重力，可知铁杆对大树的作用力与地面对大树的支持力不是一对平衡力，C错误；大树栽好后竖直压在地上，则铁杆对大树的作用力在水平方向的合力为零，D正确。故选D。一质点由静止开始沿直线运动，通过传感器描绘出eq\f(1,v)关于x的函数图象如图所示，下列说法正确的是()A．质点做匀减速直线运动B.eq\f(1,v)－x图象斜率等于质点运动的加速度C．四边形AA′B′B的面积可表示质点从O到C′所用的时间D．四边形BB′C′C的面积可表示质点从C到C′所用的时间【答案】D【解析】由题中eq\f(1,v)－x图象可知，eq\f(1,v)与x成正比，即vx＝常数，质点的速度随位移的增大而减小，因此质点做减速直线运动，但不是匀减速直线运动，又因为图象的斜率k＝eq\f(1,vx)，显然不等于质点的加速度，选项A、B错误；由于三角形OBC的面积S1＝eq\f(1,2)OC·BC＝eq\f(x1,2v1)，表示质点从O到C所用的时间，同理，质点从O到C′所用的时间可由S2＝eq\f(x2,2v2)表示，所以四边形BB′C′C的面积可表示质点从C到C′所用的时间，选项C错误，D正确．如图所示是两个共点力的合力F的大小与这两个共点力之间的夹角θ的关系图像，则这两个力的大小分别是()A．1N、4NB．2N、3NC．1N、5ND．2N、4N【答案】B【解析】两个力夹角为0°时，有F1＋F2＝5N两个力夹角为180°时，有|F1－F2|＝1N可得F1＝3N，F2＝2N，故选B.气球以1.25m/s2的加速度从地面由静止开始竖直上升，离地30s后，从气球上掉下一物体，不计空气阻力，g取10m/s2，则物体到达地面所需时间为()A．7sB．8sC．12sD．15s【答案】D【解析】物体刚从气球上掉下时气球的高度为h1＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×1.25×302m＝562.5m此时气球的速度为v＝at＝1.25×30m/s＝37.5m/s则物体刚掉下时，具有竖直向上的初速度为37.5m/s，距地面的高度为562.5m，物体从气球上掉下后做竖直上抛运动，取竖直向上为正方向，则有h＝vt－eq\f(1,2)gt2，其中h＝－562.5m，解得t1＝15s，t2＝－7.5s(舍去)，选项D正确．如图所示，两个可视为质点的小球A、B通过固定在O点的光滑滑轮用轻绳相连，小球A置于光滑半圆柱上，小球B用水平轻绳拉着，水平轻绳另一端系于竖直板上，两球均处于静止状态。已知O点在半圆柱横截面圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角、其长度与半圆柱横截面的半径相等，OB与竖直方向成60°角，则()A．轻绳对球A的拉力与球A所受弹力的合力大小相等B．轻绳对球A的拉力与半网柱对球A的弹力大小不相等C．轻绳AOB对球A的拉力与对球B的拉力大小之比为：D．球A与球B的质量之比为2：1【答案】D【解析】设轻绳中拉力为T，球A受力如图A．所受弹力为绳对A的拉力和半圆对球A的弹力的合力，与重力等大反向，大于T，故A错误；B．受力分析可得解得，故B错误；细线对A的拉力与对球B的拉力都等于T，故C错误；对球B解得，故D正确。故选D。现代航空母舰是高科技的产物，以舰载作战飞机为主要武器．某舰载作战飞机沿平直跑道起飞前，先采用电磁弹射，由静止开始匀加速运动时间t后速度达到v，再在常规动力的作用下匀加速运动位移为x时达到起飞速度2v.舰载作战飞机电磁弹射过程的加速度大小与其在常规动力作用下的加速度大小之比为()A.eq\f(2x,vt)B.eq\f(x,vt)C.eq\f(x,3vt)D.eq\f(2x,3vt)【答案】D【解析】电磁弹射过程的加速度大小为a1＝eq\f(v,t)，常规动力过程的加速度大小为a2＝eq\f(2v2－v2,2x)，解得eq\f(a1,a2)＝eq\f(2x,3vt)，故选D.声音在某种气体中的速度表达式可以只用气体的压强p、气体的密度ρ和没有单位的比例系数k表示．根据上述情况，判断下列关于声音在该气体中的速度的表达式正确的是()A．v＝keq\r(\f(p,ρ))B．v＝keq\r(\f(ρ,p))C．v＝keq\f(p,ρ)D．v＝keq\f(ρ,p)【答案】A【解析】压强p可由公式p＝eq\f(F,S)求得，则p的单位为eq\f(kg·m/s2,m2)＝eq\f(kg,m·s2)，密度ρ可由公式ρ＝eq\f(m,V)求得，则ρ的单位为kg/m3.由于题中k没有单位，则keq\r(\f(p,ρ))的单位为m/s，故选项A的表达式可能正确；keq\r(\f(ρ,p))的单位为s/m，不是速度的单位，选项B的表达式肯定错误；keq\f(p,ρ)的单位为m2/s2，不是速度的单位，选项C的表达式肯定错误；eq\f(kρ,p)的单位为s2/m2，不是速度的单位，选项D的表达式肯定错误．如图所示，在竖直平面内有半径为R和2R的两个圆，两圆的最高点相切，切点为A，B和C分别是小圆和大圆上的两个点，其中AB长为，AC长为．现沿AB和AC建立两条光滑轨道，自A处由静止释放小球，已知小球沿AB轨道运动到B点所用时间为t1，沿AC轨道运动到C点所用时间为t2，则t1与t2之比为()A．B．1:2C．D．1:3【答案】A【解析】方法一：设AB与竖直方向的夹角为θ，则：AB=2Rcosθ，由牛顿第二定律得物体沿AB下滑的加速度为：a=gcosθ，解得在AB上运动的时间为：，同理设AB与竖直方向的夹角为α，则：AC=4Rcosα，由牛顿第二定律得物体沿AC下滑的加速度为：a=gcosα，可知物体在AC上运动的时间为：．则，故A正确．方法二、令AC和小圆的交点与D点，物体沿AC运动到D的时间为．则在小圆中物体沿AC到D点的时间和沿AB到B点的时间相等，等于：物体沿AC运动到D的时间为为：则如图所示，斜面固定，平行于斜面处于压缩状态的轻弹簧一端连接物块A，另一端固定，最初A静止．在A上施加与斜面成30°角的恒力F，A仍静止，下列说法正确的是()A．A对斜面的压力一定变小B．A对斜面的压力可能不变C．A对斜面的摩擦力一定变大D．A对斜面的摩擦力可能变为零【答案】D【解析】设斜面倾角为θ，对物体进行受力分析，沿下面方向，最初支持力等于mgcosθ，施加恒力F后，支持力等于mgcosθ+Fsin30°，支持力一定增大．根据牛顿第三定律，A对斜面的压力一定变大，故A错误，B错误；平行于斜面处于压缩状态的轻弹簧，，最初摩擦力向可能向上，可能向下，也可能为0，施加恒力F后，F沿斜面向上的分力为Fcos30°，由于F大小未知，摩擦力可能仍向上，也可能等于0；可能沿斜面向下，摩擦力的大小可能增大，也可能减小，故C错误，D正确，故选D。二、简答题(本题共5小题，共60分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学使用了如图8所示的装置，木板放在水平桌面上，打点计时器打点频率为50Hz.图8cm，则实验测出小车的加速度大小为________m/s2.图9(2)若直接按题中所示装置进行实验，以沙和沙桶的总重力产生的拉力F为横轴，通过纸带分析得到的加速度a为纵轴，以下画出的a－F图像合理的是________．(3)实验中，沙和沙桶的总重力________(填“大于”“小于”或“等于”)绳子对小车的拉力，为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力，应让沙和沙桶的总质量________(填“远大于”或“远小于”)小车的质量．(4)若第(2)问中四个图像中的图线(B、C图线中的直线部分)的斜率为k，则小车的质量M＝________.【答案】(1)2.52(2)C(3)大于远小于(4)eq\f(1,k)【解析】(1)小车的加速度大小为a＝eq\f(xBC－xAB,T2)＝eq\f(10.17－7.65×10－2,0.12)m/s2＝2.52m/s2.(2)若直接按题图所示装置进行实验，没有补偿阻力，则当力F达到某一值时小车才有加速度，可知画出的a－F图像合理的是C.(3)实验中，我们认为绳子对小车的拉力的大小等于沙和沙桶(其总质量为m)的总重力的大小，量．(4)由牛顿第二定律得a＝eq\f(F,M)＝eq\f(1,M)·F，则斜率k＝eq\f(1,M)，小车的质量M＝eq\f(1,k).一重为G的圆柱体工件放在V形槽中，槽顶角α＝60°，槽的两侧面与水平方向的夹角相同，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同，大小为μ＝0.25，则：(1)要沿圆柱体的轴线方向(如图甲所示)水平地把工件从槽中拉出来，人至少要施加多大的拉力？(2)现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成37°角，如图乙所示，且保证圆柱体对V形槽两侧面的压力大小相等，发现圆柱体能自动沿槽下滑，求此时工件所受槽的摩擦力大小．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)【答案】(1)0.5G(2)0.4G【解析】(1)分析圆柱体工件的受力可知，沿轴线方向受到拉力F、两个侧面对圆柱体工件的滑动摩擦力由题给条件知F＝Ff，将工件的重力进行分解，如图所示，由平衡条件可得G＝F1＝F2，由Ff＝μF1＋μF2得F＝0.5G.(2)把整个装置倾斜，则重力沿压紧两侧的斜面的分力F1′＝F2′＝Gcos37°＝0.8G，此时工件所受槽的摩擦力大小Ff′＝2μF1′＝0.4G.如图11所示，B、C两个小球重力均为G，用细线悬挂在竖直墙上的A、D两点．细线与竖直墙壁之间的夹角分别为30°和60°，两个小球处于静止状态．则：图11(1)AB和CD两根细线的拉力FAB和FCD分别为多大？(2)细线BC与竖直方向的夹角θ是多少？【答案】(1)eq\r(3)GG(2)60°【解析】(1)对两个小球组成的整体受力分析如图甲所示．在x、y轴方向正交分解，根据平衡条件可知FABsin30°＝FCDsin60°FABcos30°＋FCDcos60°＝2G联立可得：FAB＝eq\r(3)GFCD＝G.(2)对C球受力分析如图乙所示．在x、y轴方向正交分解，根据平衡条件：FBCsinθ＝FCDsin60°FBCcosθ＋FCDcos60°＝G联立解得θ＝60°.如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以v0=2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L=10m。已知斜面倾角θ=30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ=。重力加速度g取10m/s2（1）求物块加速度的大小（2）拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？【答案】（1）3m/s2；（2）30°，N【详解】（1）设物块加速度的大小为a，到达B点时速度的大小为v，由运动学公式得L=v0t+at2①v=v0+at②联立①②式，代入数据得a=3m/s2③（2）设物块所受支持力为FN，所受摩擦力为Ff，拉力与斜面间的夹角为α，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得Fcosα-mgsinθ-Ff=ma⑤；Fsinα+FN-mgcosθ=0⑥；又Ff=μFN⑦联立⑤⑥⑦式得F=⑧由数学知识得cosα+sinα=sin（60°+α）⑨由⑧⑨式可知对应F最小的夹角α=30°⑩联立③⑧⑩式，代入数据得F的最小值为Fmin=N传送带被广泛地应用于车站、码头、工厂．如图甲所示为一传送装置，由一个倾斜斜面和一个水平传送带组成，斜面与水平传送带平滑连接，其原理可简化为示意图乙．斜面AB长度L1＝