高一物理期末模拟卷【测试范围：沪科版2020必修第一册】（全解全析）

2024-2025学年高一物理上学期期末模拟卷01（考试时间：60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。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3~4章为主，沪科版2020必修第一册。4．难度系数：0.7。一、阅读材料，回答下列问题（9分）汽车在社会的经济发展和人们的生活中具有重要的地位，汽车改变了社会形态和人们的生活。作为重要的交通工具之一，汽车具有广泛的普遍性和高度的灵活性。1．（3分）用两个力拉陷入泥坑的小汽车，这两个力的大小分别为800N和600N，若这两个拉力间的夹角为90°，则这两个拉力的合力大小为（）A.1400N B.1000N C.700N D.200N【答案】B【解析】这两个力的大小分别为800N和600N，若这两个拉力间的夹角为90°，由平行四边形定则得这两个拉力的合力大小，故选B。2．（3分）在日常生活中会碰到这种情况，当汽车陷入泥坑中时，汽车驾驶员就按如图所示的方法，用钢索把汽车和大树拴紧。在钢索中央用较小的垂直于钢索的侧向力F竖直向上拉就可以将汽车拉出泥坑，下列说法中正确的是（）A.F是两侧钢索拉力的分力B.两侧钢索拉力的合力等于FC.由于两侧钢索的拉力的夹角较小，便会在钢索中产生巨大的拉力D.由于两侧钢索的拉力的夹角很大，便会在钢索中产生巨大的拉力【答案】D【解析】A．两侧钢索拉力的合力与F等大反向，F不是两侧钢索拉力的分力，故A错误；B．两侧钢索拉力的合力大小等于F，方向与F方向相反，故B错误；CD．依题意，如图按照力F的作用效果可将F分解成沿AO和BO方向的两个分力F1和F2其中沿BO方向的分力F2在数值上就等于FB，由于AOB是同一钢索，故F1＝F2，根据平行四边形定则画出受力情况，由于∠AOB趋近于180°，故即使F较小，F2也非常大，即FB也非常大，故能将卡车拉出泥坑。故C错误，D正确3．（3分）如图所示为上海南浦大桥，其桥面高达46m，主桥全长846m，引桥总长7500m。南浦大桥的引桥建造得如此长，其主要目的是（）A.增大汽车对桥面的正压力 B.减小汽车对桥面的正压力C.增大汽车重力平行于引桥桥面向下的分力 D.减小汽车重力平行于引桥桥面向下的分力【答案】D【解析】把汽车的重力按作用效果分解为平行于桥面方向和垂直于桥面（斜面）方向的两个分力，在倾角为的斜面上，重力平行于引桥桥面的分力为，引桥越长，倾角越小，重力平行于引桥桥面的分力就越小。引桥建造得如此长，其主要目的是减小汽车重力平行于引桥桥面向下的分力。故选D。二、阅读材料，回答下列问题（27分）高铁已成为中国的名片。作为当代中国重要的一类交通基础设施，截至2022年6月，中国已有近3200千米高铁常态化按350千米/小时高标准运营。4．（2分）如图所示是我国新型高速磁悬浮试验样车，因为采用了磁悬浮原理，所以阻力比普通的高铁小很多，其速度可达600km/h。高速磁悬浮列车拥有“快起快停”的技术优点，能发挥出速度优势，也适用于中短途客运。下列说法正确的是（）A.能“快起快停”，是指加速度大B.速度可达600km/h，这是指平均速度C.因阻力比普通的高铁小很多，所以磁悬浮试验样车惯性比较小D.因磁悬浮试验样车运行速度大，所以惯性大【答案】A【解析】A．加速度是描述速度变化快慢的物理量，加速度大，说明速度变化快，能“快起快停”，是指加速度大，故A正确；B．速度可达600km/h，这是指最大速度，为瞬时速度，故B错误；CD．惯性大小只与物体的质量有关，与磁悬浮试验样车运行速度大无关，与受力情况无关，故CD错误。故选A。5．（3分）列车头拉着车厢在水平轨道上行驶，车头拉车厢的力大小为F，车厢拉车头的力大小F′。下列说法中正确的是（）A.加速时，F>F′ B.减速时，F<F′ C.只有匀速时，F=F′ D.在任何情况下，F=F′【答案】D【解析】车头拉车厢的力F与车厢拉车头的力F′是一对相互作用力，总是等大反向，与物体的运动状态无关。故选D。6．（4分）（多选）如图所示为某次高铁列车运行过程中某节车厢截面示意图，车厢内两拉手A、B分别向前进方向在竖直方向偏离角度α和β保持不变。取重力加速度为g，不计空气等阻力，则下列说法正确的是（）A.列车可能在减速进站 B.两角度一定满足α=βC.减小拉手悬绳长度，则偏角变大 D.列车加速度大小为【答案】ABD7．（8分）列车运动的加速度与其质量的关系可用实验验证。在“用DIS研究加速度与质量的关系”实验中，实验装置如图所示。（1）图中装在小车上的是位移传感器的___________（选涂：A.发射器B.接收器）；（2）实验过程中，要保持___________不变，通过___________来改变小车质量。（3）某同学将测得的五组数据标在下图所示的坐标纸上，请作出关系图线。___________【答案】①.A②.钩码重力（钩码质量或钩码个数）③.增减配重片④.见解析【解析】（1）图中装在小车上的是位移传感器的发射器。故选A。（2）实验过程中，要保持钩码重力（钩码质量或钩码个数）不变，通过增减配重片来改变小车质量。（3）的关系图线如图所示8．（10分）有一组同学，受天宫课堂的启发，设计了图（甲）测量物体质量的实验装置：滑块上固定有条形挡光片与力传感器，细线的两端分别连接在传感器上和钩码上。当滑块通过、两个光电门时，光束被遮挡的时间、可以被数字计时器测量并记录。已知挡光片的宽度为，光电门间的距离为。（结果保留两位有效数字）（1）（2分）调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂槽码的情况下轻推滑块，如果；（选填“=”“<”或“>”），说明气垫导轨已水平；（2）（2分）以下操作能提高实验精确度的是.A．让钩码的总质量远小于小车的质量B．选用宽度较小的挡光片进行实验C．适当增加两光电门间的距离（3）（2分）本实验中，计算滑块加速度的表达式为a=（用、、D、x表示）；（4）（2分）该同学先保持滑块（包括传感器及挡光片）的质量M不变，改变所挂槽码的质量，多次重复测量，作出图线如图乙中I所示，由此可得kg;（5）（2分）在滑块上固定待测物体m，重复(4)中操作，在图(乙)中作出图线Ⅱ，则kg。【答案】=；BC；；0.20；0.13/0.14【详解】（1）调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂槽码的情况下轻推滑块，若滑块做匀速直线运动，则滑块通过光电门速度相同，即光电门的遮光时间相同，证明气垫导轨已水平。（2）A．本实验存在力传感器，示数是滑块的合外力，不需要满足槽码的总质量远小于小车的质量，故A错误；B．用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，则挡光板越窄，平均速度表示瞬时速度越准确，故B正确；C．适当增加两光电门间的距离，可减小因测量带来的相对误差，故C正确；故选BC。（3）滑块经过光电门的速度为，，根据公式，解得（4）由于，则（5）图像的斜率表示，解得三、阅读材料，回答下列问题（13分）小易同学的质量为m，分别乘坐三种不同的电梯上楼，过程中都经历了电梯加速上升阶段，假设三次的加速度大小相同都为a，加速度方向如图甲、乙、丙所示，小易同学相对电梯均静止，甲、乙中的电梯倾角为θ，重力加速度为g。9．（3分）在上述加速阶段中，下列说法正确的是（）A.三种方式中，小易同学均受到了电梯地板的摩擦力作用B.只有在甲种方式中，小易同学才受到了摩擦力作用C.在丙种方式中，小易同学受到电梯地板的支持力最大D.三种方式中，小易同学受到电梯对他的作用力方向均为竖直向上【答案】C【解析】AB．电梯加速上升阶段，在甲种方式中，乘客受到支持力、重力、沿斜面向上的静摩擦力三个力的作用；在乙种方式中，乘客受到支持力、重力、水平向右的静摩擦力三个力的作用；在丙种方式中，乘客受到支持力、重力作用两个力的作用，故在甲、乙两种方式中，乘客受到了摩擦力作用，丙方式中不受摩擦力的作用，故AB错误；C．在甲种方式中，乘客受到电梯地板的支持力为，在乙种方式中，根据牛顿第二定律有，乘客受到电梯地板的支持力为，在丙种方式中，根据牛顿第二定律有，乘客受到电梯地板的支持力为，由此可知，故在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大，故C正确；D．三种方式中，甲、乙两种方式小易同学受到电梯对他的作用力为支持力与静摩擦力的合力，方向为斜向上，丙方式小易同学受到电梯对他的作用力方向为竖直向上，故D错误。故选C。10.（4分）在甲种方式中，小易同学受到电梯对他的摩擦力大小为________________，在乙种方式中，他受到电梯对他的支持力大小为__________________。（以上两个空格，均选用m、a、θ、g表示）【答案】；【解析】（1）在甲种方式中，根据牛顿第二定律有小易同学受到电梯对他的摩擦力大小为（2）在乙种方式中，根据牛顿第二定律有乘客受到电梯地板的支持力为11.（6分）小易同学在地面上最多举起60kg的物体，如果他在丙种电梯中，并且随电梯以大小为2m/s2的加速度向上加速运动，则他在此电梯中最多能举起________kg的物体。如果一个弹簧秤最多只能挂上60kg的物体，如果在电梯内，弹簧秤最多只能挂上40kg的物体，则电梯的加速度大小为。如果此刻电梯的速度大小为10m/s，则在1s内电梯运动的位移大小为m。（已知重力加速度g=10m/s2）【答案】50；5；12.5【解析】（1）随电梯以大小为2m/s2的加速度向上加速运动，根据牛顿第二定律有其中；他在此电梯中最多能举起的物体质量为（2）弹簧秤最大拉力；如果弹簧秤最多只能挂上m=40kg的物体，说明物体处于超重状态，根据牛顿第二定律F-mg=ma，解得a=5m/s2（3）如果此刻电梯的速度大小为v0=10m/s，则在t=1s内电梯运动的位移大小为。四、阅读材料，回答下列问题（16分）2021年10月16日0时23分，神舟十三号载人飞船发射成功，2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图返回阶段，可将主降落伞和返回舱的运动过程简化如下：阶段I，主降落伞和返回舱沿竖直方向减速下降；阶段II，以速度v0匀速下降；阶段III，当返回舱离地面h高时，返回舱的4台反推发动机启动，返回舱沿竖直方向匀减速下降，着地前瞬间降到安全速度v。已知主降落伞受到空气阻力大小与其速度大小成正比，忽略其他阻力，主降落伞质量不计，返回舱（含航天员）总质量为m，重力加速度为g。12.（3分）在发射阶段，当火箭竖直加速上升时，下列说法正确的是（）A.火箭的加速度等于重力加速度B.航天员处于超重状态C.保温泡沫材料从箭壳上自行脱落后，相对地面做自由落体运动D.火箭后端高速喷出大量气体，气体对火箭的作用力大于火箭对气体的作用力，助推火箭向上加速【答案】B【解析】A．火箭竖直加速上升时，具有很大的加速度，火箭的加速度大于重力加速度，故A错误；B．当火箭竖直加速上升时，有向上的加速度，航天员处于超重状态，故B正确；C．保温材料从箭壳上自行脱落后，相对地面的初速度不为零，做的不是自由落体运动，故C错误；D．根据牛顿第三定律，火箭后端高速喷出大量气体，气体对火箭作用力等于火箭对气体的作用力，助推火箭向上加速，D错。故选B。13.（3分）神舟十三号飞船和空间站组合体成功对接后，在轨运行如图所示，则（）A.选地球为参考系，空间站组合体是静止的B.选地球为参考系，神舟十三号是静止的C.选空间站组合体为参考系，神舟十三号是静止的D.选神舟十三号为参考系，空间站组合体是运动的【答案】C【解析】A．选地球为参考系，空间站组合体是运动的，故A错误；B．选地球为参考系，神舟十三号是运动的，故B错误；C．选空间站组合体为参考系，神舟十三号是静止的，故C正确；D．选神舟十三号为参考系，空间站组合体是静止的，故D错误。故选C。14.（3分）在神舟十三号任务中，航天员将首次在轨驻留6个月，他们需要加强锻炼来对抗失重环境。那么航天员在空间站中可以采用的健身项目是（）A.引体向上 B.俯卧撑 C.跳绳 D.拉弹簧拉力器【答案】D【解析】航天员在空间站中万有引力提供向心力，处于完全失重状态，航天员在空间站中可以采用的健身项目是拉弹簧拉力器。故选D。15.（3分）在阶段I中，当主降落伞和返回舱的速度大小为v1时，它们的加速度大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】主降落伞和返回舱的速度为v0时匀速下降，有当主降落伞和返回舱的速度大小为v1时，根据牛顿第二定律有解得加速度大小为，故选A。16.（4分）在阶段III中，若在反推发动机启动后，降落伞与返回舱之间的轻绳处于松弛状态，求每台反推发动机产生的推力大小。【答案】【解析】在反推发动机启动后，根据牛顿第二定律有在阶段III中，加速度大小为解得每台反推发动机产生的推力大小为五、阅读材料，回答下列问题（35分）极限运动，是结合了一些难度较高，且挑战性较大的组合运动项目的统称。17.（3分）2018年11月，“2018FISE世界极限运动巡回赛”战幕在成都拉开，如图为某选手骑摩托车飞跃中的极限动作的频闪照片。关于骑手（含摩托车）在空中的受力情况分析，说法正确的是（）A.不受力的作用B.受到重力、空气阻力C.受到重力和牵引力、空气阻力D.仅受到重力作用【答案】B【解析】当骑手在空中运动时，由于速度较快，车手的迎风面积较大，所以空气阻力不能忽略，因此车手受重力、空气阻力作用。故选B。18.（4分）无动力翼装飞行是极限运动者喜爱的挑战项目之一。飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向，进行无动力空中飞行，到达安全极限的高度，运动员将打开降落伞平稳着地。如图所示，一无动力翼装飞行者正沿虚线斜向下飞行，若飞行者匀速飞行，他受到空气的作用力方向__________，若飞行者加速飞行，要使他受到空气的作用力最小，则该力的方向_____________。【答案】竖直向上；斜向左上方并与虚线垂直【解析】（1）若飞行者匀速飞行，合力为零，因重力竖直向下，根据平衡条件，可知，他受空气的作用力竖直向上。（2）若飞行者加速飞行，合力沿虚线向下，因重力竖直向下，根据平行四边形法则，可知，他受空气的作用力应该在竖直向上与虚线之间，要使他受到空气的作用力最小，则该力的方向斜左上方，并与虚线垂直。19.（8分）蹦极是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似视为在竖直方向的运动，重力加速度为g，以竖直向上为正方向。由图可知，人的质量为_______，t0时刻人处于________状态（选填“超重”或“失重”），人的最大加速度为_______，0.2t0～0.4t0间，人做什么运动？________。【答案】m=0.6【解析】当时间很长时人处于静止，弹性绳对人的拉力等于重力，由图知绳子最终拉力大小为0.6F0，由0.6F0=mg，人的质量为m=0.6F0g，t0时刻绳子的拉力大小为1.2F0，人处于超重状态。人受最大拉力为1.8F0,由牛顿第二定律有人最大加速度为a=1.820.（8分）避险车道是极限赛车运动中避免恶性交通事故的重要措施，由制动坡床和防撞措施等组成。如图竖直平面内，制动坡床是与水平面夹角为37°的斜面，坡床表面的动摩擦因素为0.5，在一次比赛中，一辆摩托车冲过终点后迅速调整方向冲上避险车道。已知摩托车冲过终