2023--2024 高一人教版物理上学期期末考试 模拟性检测 C卷（学生版）
一、多选题
1．一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示，下列选项正确的是 （ ）
A．在0～6s内，物体离出发点最远为30m
B．在0～6s内，物体经过的路程为40m
C．在0～4s内，物体的平均速率为7.5m/s
D．在0～6s内，物体的平均速率为5.0m/s
2．如图a、b所示，是一辆质量为m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=3s末两个时刻经过同一站牌的两张照片。当t=0时，汽车刚启动，在这段时间内汽车的运动可看成匀加速直线运动。图c是车内水平横杆上用轻绳悬挂的拉手环经放大后的图像，轻绳与竖直方向的夹角为θ=37°，g取10m/s2，根据题中提供的信息，可以计算出的物理量有（ ）
A．汽车的长度
B．第3s末汽车的速度
C．第3s末汽车牵引力的功率
D．3s内合外力对汽车所做的功
3．如图甲，固定的斜面长为10m，质量m=2.0kg的小滑块自斜面顶端由静止开始沿斜面下滑的过程中，小滑块的动能随位移x的变化规律如图乙所示，取斜面底面为重力势能参考面，小滑块的重力势能随位移x的变化规律如图丙所示，重力加速度g=10m/s2．则下列判断中正确的是（ ）
A．斜面的倾角为
B．滑块与斜面间的动摩擦因数为
C．下滑过程滑块的加速度大小为1.25m/s2
D．滑块自斜面下滑过程中损失的机械能为25J
二、单题
4．两个力F1和F2间的夹角为θ，两力的合力为F，以下说法错误的是（ ）
A．若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F就越大
B．合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大
C．合力F可能比分力F1和F2中的任何一个力都小
D．如果夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，则合力F大小可能不变
5．某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印。再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数，即为冲击力最大值。下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是（ ）
A．建立“瞬时速度”的概念 B．显示微小形变的过程
C．建立“合力与分力”的概念 D．研究加速度与合力、质量的关系
6．在中国航天领域迅猛发展的当下，发射卫星进一步探测火星及周边的小行星带，能为我国深空探测打下基础。若测得某小行星表面的重力加速度大小为地球的，小行星的半径为地球的半径的，地球和小行星均视为质量分布均匀的球体，则地球的密度是该小行星密度的（ ）
A． B．5倍 C． D．2倍
7．下列运动过程，机械能守恒的是（ ）
A．过山车从轨道高处冲下来的过程 B．载人飞船在主降落伞牵引下向地面减速下降过程
C．无人机吊着救生圈竖直匀速下降过程 D．小球自由落体过程
8．在O点处固定一力传感器，被测细绳一端系上质量为m的小球，另一端连接力传感器，使小球绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做半径为r的圆周运动。t1时刻小球通过轨道最高点时力传感器的示数恰好为零，运动半个圆周，t2时刻小球通过最低点时速度为。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球在竖直平面内圆周运动过程中机械能守恒
B．t2时刻力传感器的示数为FT=4mg
C．从t1时刻到t2时刻过程中小球克服空气阻力做的功为2mgr
D．小球不可能再次经过圆周最高点
9．成昆复线米易到昆明段已于 2020 年正式通车，标志着攀西地区发展进入了快车道。一辆 8节车厢的和谐号动车组从昆明站出发，一同学站在月台上观察第一节车厢通过的时间是 5s， 和谐号通过该同学的时间大约为（ ）
A．10s B．12s C．14s D．16s
10．水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度，属于角度传感器的一种，其作用就是测量载体的水平度，又叫倾角传感器。如图为一个简易模型，截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形，内部有一个小球，其半径略小于内接圆半径，三角形各边有压力传感器，分别感受小球对三边压力的大小，根据压力的大小，信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。如果图中此时BC边恰好处于水平状态，将其以C为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动，直到AC边水平，则在转动过程中（ ）
A．当BC边与AC边所受压力大小相等时，AB处于水平状态
B．球对AC边的压力一直增大
C．球对BC边的压力一直减小
D．BC边所受压力不可能大于球的重力
三、实验题
11．小明同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上铺有白纸，上面固定两个光滑的定滑轮A和B，三根细绳打一个结点O，且所有钩码完全相同。当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力、和。
（1）改变钩码个数，实验不能完成的是
A．钩码的个数，
B．钩码的个数，，
C．钩码的个数
D．钩码的个数，，
（2）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是
A．用天平测出钩码的质量
B．用量角器量出三段绳子之间的夹角
C．量出OA、OB、OC三段绳子的长度
D．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
（3）如图所示，小兰同学在做“探究求合力的方法”实验时，用A、B两根弹簧秤把橡皮条的结点拉到O点，此时。为保证O点位置及不变，当增大时，应该调节弹簧测力计A，使其示数 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
12．图甲是探究向心力大小与质量m、半径r、线速度v的关系的实验装置图。电动机带动转台匀速转动，改变电动机的电压可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间。用一轻质细线绕过固定在转台中心的光滑小滑轮将金属块与力传感器连接，金属块被约束在转台的凹槽中并只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力忽略不计。
（1）某同学为了探究向心力与质量的关系，需要控制 和 两个变量保持不变；
（2）另一同学为了探究向心力与线速度的关系，用刻度尺测得金属块做匀速圆周运动的半径为r，光电计时器读出转动的周期T，则线速度大小为v= （用题中所给字母表示）；
（3）该同学多次改变转速后，记录了一系列力与对应周期的数据，并在图乙所示的坐标系中描绘出了图线，若已知金属块质量m=0.24kg，则金属块转动的半径r= m。（结果保留两位有效数字）
四、解答题
13．在80m的高空，有一架飞机以40 的速度水平匀速飞行，若忽略空气阻力的影响，取g＝10，求：
（1）从飞机上掉下来的物体，经多长时间落到地面；
（2）物体从掉下到落地，水平方向移动的距离多大；
（3）从掉下开始，第4秒末物体的速度．
14．一台起重机将静止在地面上质量m＝1×103 kg的货物匀加速竖直吊起，在2 s末货物的速度v＝4 m/s（取g＝10 m/s2，不计额外功）若起重机的额定功率为60kW求：
（1）起重机在这2 s内的平均功率；
（2）货物匀加速运动的最长时间？及运动过程中能达最大的速度。
15．长L=200m的列车匀加速通过长S=400m的长直隧道，列车头进隧道时速度是v1=5m/s，列车尾出隧道时速度是v2=25m/s。求：
（1）列车完全通过隧道的位移大小；
（2）列车通过隧道的加速度大小；
（3）列车通过隧道平均速度大小。
16．如图所示，质量为M的小球套在固定倾斜的光滑杆上，原长为l0的轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内。图中AO水平，BO间连线长度恰好与弹簧原长相等，且与杆垂直，O′在O的正下方，C是AO′段的中点，θ=30°。当小球在A处受到平行于杆的作用力时，恰好与杆间无相互作用，且处于静止状态。撤去作用力，小球沿杆下滑过程中，弹簧始终处于弹性限度内。不计小球的半径，重力加速度为g。求：
(1)小球滑到B点时的加速度；
(2)轻质弹簧的劲度系数；
(3)小球下滑到C点时的速度。2023--2024高一人教版物理上学期期末考试 模拟性检测 C卷（解析版）
一、多选题
1．一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示，下列选项正确的是 （ ）
A．在0～6s内，物体离出发点最远为30m
B．在0～6s内，物体经过的路程为40m
C．在0～4s内，物体的平均速率为7.5m/s
D．在0～6s内，物体的平均速率为5.0m/s
【详解】A．离出发点最远的含义即位移最大，由图可知，最大位移为在5s时，大小为35m，故A错误.
B．由过程分析可知，0～6s路程为：
故B正确．
C．0~4s内的路程为30m，时间为4s，则平均速率为路程与时间的比值：
故C项正确．
D．由过程分析可知，0~6s内的路程为40m，时间为6s，则0~6s内的平均速率为：
故D错误.
2．如图a、b所示，是一辆质量为m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=3s末两个时刻经过同一站牌的两张照片。当t=0时，汽车刚启动，在这段时间内汽车的运动可看成匀加速直线运动。图c是车内水平横杆上用轻绳悬挂的拉手环经放大后的图像，轻绳与竖直方向的夹角为θ=37°，g取10m/s2，根据题中提供的信息，可以计算出的物理量有（ ）
A．汽车的长度
B．第3s末汽车的速度
C．第3s末汽车牵引力的功率
D．3s内合外力对汽车所做的功
【详解】A．根据c图对手环进行受力分析，受重力和绳的拉力，合力水平向右
根据牛顿第二定律可以知道手环的加速度
故汽车的加速度也是7.5m/s2
由a、b两图可知汽车的长度就是3s内的位移
汽车的长度可以算出，故A正确；
B．第3s末汽车的速度
可以算出，故B正确；
C．第3s末汽车牵引力的功率，已知3s末的瞬时速速，如果再知道牵引力就可以算汽车瞬时功率了，根据牛顿第二定律可以算出汽车的合外力，但是不知道汽车所受的阻力，就不能算出牵引力，所以不能算出3s末的瞬时功率，故C错误；
D．合外力对物体所做的功可以根据动能定理去解
故D正确。
故选ABD。
3．如图甲，固定的斜面长为10m，质量m=2.0kg的小滑块自斜面顶端由静止开始沿斜面下滑的过程中，小滑块的动能随位移x的变化规律如图乙所示，取斜面底面为重力势能参考面，小滑块的重力势能随位移x的变化规律如图丙所示，重力加速度g=10m/s2．则下列判断中正确的是（ ）
A．斜面的倾角为
B．滑块与斜面间的动摩擦因数为
C．下滑过程滑块的加速度大小为1.25m/s2
D．滑块自斜面下滑过程中损失的机械能为25J
【详解】AB．根据乙图可知动能位移图像的斜率大小为合外力大小：
根据丙图像可知重力势能位移图像斜率大小为重力在斜面上的分力大小：
物体下滑过程中应用牛顿第二定律：
解得：，，故A错误，B正确；
C．根据上述分析可知物块所受合外力为，根据牛顿第二定律：
解得：，故C正确；
D．重力势能损失100J，动能增加25J，说明摩擦生热75J，即机械能损失75J，故D错误．
二、单题
4．两个力F1和F2间的夹角为θ，两力的合力为F，以下说法错误的是（ ）
A．若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F就越大
B．合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大
C．合力F可能比分力F1和F2中的任何一个力都小
D．如果夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，则合力F大小可能不变
【详解】A．若F1和F2的大小不变，θ角越小，根据平行四边形定则知，合力变大，故A正确，不符合题意；
BC．合力可能比分力大，可能比分力小，可能与分力相等，故B错误，符合题意；C正确，不符合题意；
D．若夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，根据平行四边形定则知，合力大小一定变化，故D正确，不符合题意。
本题选错误的，故选B。
5．某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印。再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数，即为冲击力最大值。下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是（ ）
A．建立“瞬时速度”的概念 B．显示微小形变的过程
C．建立“合力与分力”的概念 D．研究加速度与合力、质量的关系
【详解】由题可知，题干中的实验过程用到了等效替代法：
A．建立“瞬时速度”的概念用的是极限法，故A错误；
B．显示微小形变的过程利用了放大法，故B错误；
C．建立“合力与分力”的概念用到了等效替代法，故C正确；
D．研究加速度与合力、质量的关系用到了控制变量法，故D错误。
故选C。
6．在中国航天领域迅猛发展的当下，发射卫星进一步探测火星及周边的小行星带，能为我国深空探测打下基础。若测得某小行星表面的重力加速度大小为地球的，小行星的半径为地球的半径的，地球和小行星均视为质量分布均匀的球体，则地球的密度是该小行星密度的（ ）
A． B．5倍 C． D．2倍
【详解】根据
可得
可知地球的密度是该小行星密度的，选项A正确,BCD错误。
故选A。
7．下列运动过程，机械能守恒的是（ ）
A．过山车从轨道高处冲下来的过程 B．载人飞船在主降落伞牵引下向地面减速下降过程
C．无人机吊着救生圈竖直匀速下降过程 D．小球自由落体过程
【详解】A．过山车从轨道高处冲下来的过程，受滑动摩擦力和空气阻力作用，且都对过山车做负功，机械能减小，机械能不守恒，故A错误；
B．载人飞船在主降落伞牵引下向地面减速下降过程，受到空气阻力作用，机械能在减小，机械能不守恒，故B错误；
C．无人机吊着救生圈竖直匀速下降过程，动能不变，重力势能在减小，机械能不守恒，故C错误；
D．小球自由落体过程，小球只受重力，小球的重力势能减小，动能增加，且重力势能的减小量等于动能的增加量，因此机械能守恒，故D正确。
故选D。
8．在O点处固定一力传感器，被测细绳一端系上质量为m的小球，另一端连接力传感器，使小球绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做半径为r的圆周运动。t1时刻小球通过轨道最高点时力传感器的示数恰好为零，运动半个圆周，t2时刻小球通过最低点时速度为。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球在竖直平面内圆周运动过程中机械能守恒
B．t2时刻力传感器的示数为FT=4mg
C．从t1时刻到t2时刻过程中小球克服空气阻力做的功为2mgr
D．小球不可能再次经过圆周最高点
【详解】A．小球通过轨道最高点时力传感器的示数恰好为零，则只有重力提供向心力，有
可得
有机械能守恒可得
可得如果机械能守恒，小球在最低点的速度应为
故A错误；
B．由
可得t2时刻力传感器的示数为
故B错误；
C．由动能定理
可得从t1时刻到t2时刻过程中小球克服空气阻力做的功为
故C错误；
D．如果能再次到达最高点，不考虑克服空气阻力做功，由动能定理
可得到最高点的动能为
结合圆周运动的知识可知，小球不可能再次经过圆周最高点，故D正确。
故选D。
9．成昆复线米易到昆明段已于 2020 年正式通车，标志着攀西地区发展进入了快车道。一辆 8节车厢的和谐号动车组从昆明站出发，一同学站在月台上观察第一节车厢通过的时间是 5s， 和谐号通过该同学的时间大约为（ ）
A．10s B．12s C．14s D．16s
【详解】初速度为零的匀加速直线运动中,从静止开始通过连续相等的位移所用的时间之比为
第一节车厢通过的时间是
则和谐号通过该同学的时间为
故选C。
10．水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度，属于角度传感器的一种，其作用就是测量载体的水平度，又叫倾角传感器。如图为一个简易模型，截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形，内部有一个小球，其半径略小于内接圆半径，三角形各边有压力传感器，分别感受小球对三边压力的大小，根据压力的大小，信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。如果图中此时BC边恰好处于水平状态，将其以C为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动，直到AC边水平，则在转动过程中（ ）
A．当BC边与AC边所受压力大小相等时，AB处于水平状态
B．球对AC边的压力一直增大
C．球对BC边的压力一直减小
D．BC边所受压力不可能大于球的重力
【详解】对正三角形内部的小球受力分析，如图所示
由几何关系可知，随着角度θ从0°到120°增大过程中，角α与角θ之和保持不变，且α + θ = 120°，所以角β也保持不变，β = 60°，由平衡条件和正弦定理得
所以球对AC边的压力
球对BC边的压力
A．当BC边与AC边所受压力大小相等时，即，则θ = 60°，此时AB处于水平状态，故A正确；
BC．角度θ从0°到120°增大过程中，和都是先增大后减小，所以球对AC边的压力和球对BC边的压力都是先增大后减小，BC错误；
D．当0 < θ < 60°时，，即BC边所受压力有可能大于球的重力，故D错误。
故选A。
三、实验题
11．小明同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上铺有白纸，上面固定两个光滑的定滑轮A和B，三根细绳打一个结点O，且所有钩码完全相同。当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力、和。
（1）改变钩码个数，实验不能完成的是
A．钩码的个数，
B．钩码的个数，，
C．钩码的个数
D．钩码的个数，，
（2）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是
A．用天平测出钩码的质量
B．用量角器量出三段绳子之间的夹角
C．量出OA、OB、OC三段绳子的长度
D．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
（3）如图所示，小兰同学在做“探究求合力的方法”实验时，用A、B两根弹簧秤把橡皮条的结点拉到O点，此时。为保证O点位置及不变，当增大时，应该调节弹簧测力计A，使其示数 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
【详解】（1）[1]对O点受力分析可知，在三力作用下满足平衡状态，故三力大小构成三角形，需满足两边之和大于第三边，两边之差小于第三边，故选项ACD能完成实验，不符合题意，B不能完成实验，符合题意；
（2）[2]为了验证力的平行四边形定则，必须做受力分析图，需要明确受力点即标记O点，及力的大小和方向，可以用钩码数量表示力的大小，可以用绳子方向表示力的方向，所以在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是：标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向，故选D；
（3）[3]保持结点位置O不变，则合力大小不变，不变，FB方向不变，则当增大时，弹簧测力计A示数FA增大。
12．图甲是探究向心力大小与质量m、半径r、线速度v的关系的实验装置图。电动机带动转台匀速转动，改变电动机的电压可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间。用一轻质细线绕过固定在转台中心的光滑小滑轮将金属块与力传感器连接，金属块被约束在转台的凹槽中并只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力忽略不计。
（1）某同学为了探究向心力与质量的关系，需要控制 和 两个变量保持不变；
（2）另一同学为了探究向心力与线速度的关系，用刻度尺测得金属块做匀速圆周运动的半径为r，光电计时器读出转动的周期T，则线速度大小为v= （用题中所给字母表示）；
（3）该同学多次改变转速后，记录了一系列力与对应周期的数据，并在图乙所示的坐标系中描绘出了图线，若已知金属块质量m=0.24kg，则金属块转动的半径r= m。（结果保留两位有效数字）
【详解】（1）[1][2]向心力大小与质量m、半径r、线速度v三个物理量有关，探究向心力与质量的关系时，需要控制半径和线速度两个变量保持不变。
（2）[3]根据线速度与周期的关系可知
（3）[4]根据向心力公式
可知的斜率
代入
解得
四、解答题
13．在80m的高空，有一架飞机以40 的速度水平匀速飞行，若忽略空气阻力的影响，取g＝10，求：
（1）从飞机上掉下来的物体，经多长时间落到地面；
（2）物体从掉下到落地，水平方向移动的距离多大；
（3）从掉下开始，第4秒末物体的速度．
【详解】(1)由得飞行时间为：；
(2) 落地点离抛出点的水平距离为：；
(3) 第4秒末物体的竖直分速度：，速度，方向与地面成 向下．
14．一台起重机将静止在地面上质量m＝1×103 kg的货物匀加速竖直吊起，在2 s末货物的速度v＝4 m/s（取g＝10 m/s2，不计额外功）若起重机的额定功率为60kW求：
（1）起重机在这2 s内的平均功率；
（2）货物匀加速运动的最长时间？及运动过程中能达最大的速度。
【详解】（1）依题意，由运动学公式可知货物的加速度为
货物在2s内上升的高度为
由牛顿第二定律可得
起重机牵引力做功为
起重机在这2s内的平均输出功率
（2）由功率公式可得
当起重机牵引力等于货物重力时货物速度最大，则有
15．长L=200m的列车匀加速通过长S=400m的长直隧道，列车头进隧道时速度是v1=5m/s，列车尾出隧道时速度是v2=25m/s。求：
（1）列车完全通过隧道的位移大小；
（2）列车通过隧道的加速度大小；
（3）列车通过隧道平均速度大小。
【详解】（1）列车完全通过隧道的位移大小为
（2）设列车的加速度大小为，则有
解得
（3）设平均速度为，根据公式有
16．如图所示，质量为M的小球套在固定倾斜的光滑杆上，原长为l0的轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内。图中AO水平，BO间连线长度恰好与弹簧原长相等，且与杆垂直，O′在O的正下方，C是AO′段的中点，θ=30°。当小球在A处受到平行于杆的作用力时，恰好与杆间无相互作用，且处于静止状态。撤去作用力，小球沿杆下滑过程中，弹簧始终处于弹性限度内。不计小球的半径，重力加速度为g。求：
(1)小球滑到B点时的加速度；
(2)轻质弹簧的劲度系数；
(3)小球下滑到C点时的速度。
【详解】(1)小球滑动B点时，由牛顿第二定律得
Mgcosθ=Ma
解得
a=gcosθ
方向沿杆向下。
(2)在A点，弹簧的伸长量为
对小球，由平衡条件得
联立解得
(3)由几何关系得OA=OC，所以弹簧在A点和C点时弹性势能相等，并由几何知识可得小球沿杆下滑的竖直高度为l0。
对系统，小球从A运动到B的过程，由机械能守恒定律得
其中，解得
方向沿杆向下。
