2021年山西省忻州市城关中学高一物理模拟试卷含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. （单选）作匀加速直线运动的物体，先后经过A、B两点时，其速度分别为v和7v，从A到B的时间为t，则不正确说法是(      ) A．经A、B中点时速度为5v B．经A、B中点时速度为4v C．A到B过程的中间时刻的速度为4v D．在后一半时间所通过的位移比前一半时间通过的位移多vt[ 参考答案： B 由题意知，AB时间中点的瞬时速度为：， 物体经过AB位移中点的瞬时速度为：，所以： A、经过AB中点的瞬时速度为5v，故A正确； B、经过AB中点的瞬时速度为4v，故B错误； C、AB中间时刻的瞬时速度为4v，故C正确； D、前一半时间的平均速度为：， 后一半时间的平均速度为：， 所以后一半时间与前一半时间的位移差为：，故D正确。 故选B。 2. 关于矢量和标量的说法中正确的是 A．瞬时速度是矢量 B．速率、平均速度都是标量 C．加速度和力是标量 D．矢量和标量没有严格的区别，同一个物理量可以是矢量，也可以是标量 参考答案： A 3. 同一平面内的三个力，大小分别为4N、6N、7N，若三力同时作用于某一物体，则该物体所受三力合力的最大值和最小值分别为 A.17N、3N          B.17N、0      C.9N、0            D.5N、3N 参考答案： B 4. 2010年10月，“嫦娥二号”探月卫星成功发射。若卫星绕月球运行时轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的1/81，月球的半径约为地球半径的1/4，地球的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则探月卫星环绕月球运行的速率约为（    ） A．0.4 km/s   B．1.8 km/s   C．3.6 km/s   D．11 km/s 参考答案： B 5. 星球上的物体在星球表面附近绕星球做匀速圆周运动所必须具备的速度叫做第一宇宙速度,物体脱离星球引力所需要的最小速度叫做第二宇宙速度,与的关系是。已知某星球的半径为r,它表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的1/6。若不计其他星球的影响,则该星球的第一宇宙速度和第二宇宙速度分别是 A.,                 B., C,                    D., 参考答案： B 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 人类认识行星运动规律的曲折过程给我们的启示：从地心说的直接经验开始，到日心说的转变，不是简单的参考系的变化，而是人类思想的一次重大解放，此次人类的视野超越了地球。在此基础上德国天文学家_____仔细整理了丹麦天文学家_____留下的长期观测资料，并进行了详细的分析。为了解释计算结果与其导师观测数据间的8’差异，他摒弃了保留在人们心目中所钟爱的完美图形（即行星做匀速圆周运动的假设），提出了行星的运动轨道是椭圆的新观点。经过10多年的悉心研究，终于发现了后来以他的名字命名的行星运动定律。从此他也得到了“天空的立法者”的光荣称号。 参考答案： 开普勒；第谷 7. 如图所示为某同学在《探究小车速度变化规律》实验中，用打点计时器打出的一条纸带，已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，纸带上标出的A、B、C、D、E是连续的计数点（相邻两个计数点之间还有四个点图中未画出），利用纸带旁边的刻度尺读出数据，并计算：    （1）（2分）从刻度尺上读出AE间的距离为XAE=　▲　 m； （2）（3分）打D点时纸带（或小车）的运动速度大小为vD=　▲　m/s；（保留三位有效数字） （3）（3分）小车运动过程中的加速度大小为a=　▲　m/s2。（保留二位有效数字） 参考答案： (1)  7.00×10-2  （2分）　 (2)  0.225  (３分)  (3) 0.50  8. 如图为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点和c点分别位于轮轴小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带不打滑．则a、b、c三点的线速度大小之比为　    　；a、b、c三点的角速度大小之比为         　；a、b、c三点的向心加速度大小之比为        　． 参考答案： 2：1：2； 2：1：1； 4：1：2． 【考点】向心加速度；线速度、角速度和周期、转速． 【分析】皮带传动装置，在传动过程中不打滑，则有：共轴的角速度是相同的；同一皮带的与皮带接触边缘的线速度大小是相等的．所以当角速度一定时，线速度与半径成正比；当线速度大小一定时，角速度与半径成反比．因此根据题目条件可知三点的线速度及角速度关系． 【解答】解：如图所示，a与c同一皮带下传动，则va=vc，因为ra：rc=1：2，根据v=ωr，所以ωa：ωc=rc：ra=2：1 c、b、d三点共轴，则ωc=ωb=ωd，因为rb：rc：rd=1：2：4，所以va：vb：vc=2：1：2 根据v=ωr得角速度之比ωa：ωb：ωc=2：1：1 又因为a=vω，所以aa：ab：ac=4：1：2 故答案为：2：1：2； 2：1：1； 4：1：2． 9. 如图4所示，MN为平面镜,CD为光屏。它们均竖直放置,在离平面镜N端正前方，位于MN、CD中点处有一激光源。现点发出一束光线向镜面投射，当光线的入射点从N点单向移动到M点时，测得反射光在光屏CD上的移动速度是3米/秒，则入射光的入射点沿镜面移动的速度是           米/秒。 参考答案： 1 ； 10. 如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，两弹簧和两木块分别栓接，但下面弹簧与地面不栓接，整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的物块，直到下面的弹簧刚离开地面，则在这个过程中下面物块移动的距离为_____  _。 参考答案： 17、如图为一轻质弹簧的长度和弹力的关系图线，由图线则弹簧的原长    cm弹簧的劲度系为    N/m 参考答案： 12. 两颗人造卫星A、B的质量之比mA∶mB=1∶2，轨道半径之比rA∶rB=1∶3，某一时刻它们的连线通过地心，则此时它们的线速度之比vA∶vB=         ，向心加速度之比aA∶aB=         。　 参考答案： 13. 根据给出的物理科学成就请填写相应的科学家： （1）1609年和1619年提出行星运动定律：  　　  ； （2）1687年发表于《自然哲学的数学原理》中万有引力定律：  　  ； 最早测定引力常量的科学家：  　  。（填：“伽利略”、“托勒密”、“哥白尼”、“开普勒”、          “伽利略”、“第谷”、“笛卡儿”、“牛顿”、“卡文迪许”、“爱因斯坦”、“哈雷”、“胡克”。） 参考答案： 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 一实验小组在“研究平抛物体的运动”实验中使用的实验装置如下作图所示，为了描绘出平抛运动的轨迹和测量平抛运动的初速度进行了以下实验操作，请将正确答案填在横线上． （1）安装好实验器材，应使斜槽末端　   　，记下小球过斜槽末端时重心的位置O点和过O点的竖直线； （2）让小球多次从　           　位置无初速度释放，记下小球经过的一系列位置； （3）取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹； （4）测出曲线上某点的坐标x、y，用v=　　计算平抛运动的初速度． 参考答案： （1）切线水平，（2）斜槽同一，（4）． 【考点】研究平抛物体的运动． 【分析】根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤，根据竖直方向上的位移，结合位移时间公式求出平抛运动的时间，根据水平位移和时间求出初速度． 【解答】解：（1）为了保证小球的初速度水平，应使斜槽末端切线水平． （2）为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球多次从斜槽的同一位置由静止释放． （4）根据y=得，t=，则初速度． 故答案为：（1）切线水平，（2）斜槽同一，（4）． 15. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，记录小车运动的一段纸带如图1所示，在纸带上选择A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出． （1）由纸带提供的数据求出打下C、E点时的小车的速度，填入下表： 计数点序号 B C D E 计数点对应的时刻t/s 0 0.1 0.2 0.3 通过计数点时小车的速度v/m?s﹣1 0.25   0.45   （2）根据上表中的数据，在图2中作出小车运动的v﹣t图象． （3）根据作出的vt图象可得小车运动的加速度为　  　m/s2． 参考答案： 解：（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可以求出C、E的瞬时速度， 相邻两计数点之间还有四个点未画出，T=0.1s， C的速度vC==×10﹣2=0.35m/s， E点速度vE===0.55m/s， （2）画出的v﹣t图象应为一条倾斜直线，小车的速度时间图线如图所示． （3）由图象的斜率可求得加速度a===1 m/s2． 故答案为：（1）0.35，0.55；（2）如上图所示；（3）1． 【考点】探究小车速度随时间变化的规律． 【分析】（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可以求出C、E的瞬时速度． （2）根据各点的瞬时速度作出v﹣t图线． （3）根据速度时间图线的斜率求出小车运动的加速． 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. (12分)要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道。求摩托车在直道上行驶所用的最短时间。有关数据见表格： 启动加速度大小a1的大小 4m/s2 直道最大速度V1的大小 40m/s 制动加速度a2的大小 8m/s2 弯道最大速度V2的大小 20m/s 直道长度X 218m     某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短，应先由静止加速到最大速度 V1＝40m/s，然后再减速到V2＝20 m/s， …； …；   t= t1 + t2 你认为这位同学的解法是否合理？若合理，请完成计算；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果。 参考答案： 解析： 不合理（1分） 17. 如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置．两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内，a通过最高点A时，对管壁上部的压力为3mg，b通过最高点A时，对管壁下部的压力为0.75mg，求a、b两球落地点间的距离． 参考答案： 解：两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差． 对A球：3mg+mg=m 解得 vA= 对B球：mg﹣0.75mg=m 解得 vB= 由平抛运动规律可得落地时它们的水平位移为： sA=vAt=vA=4R   sB=vBt=vB=R   ∴sA﹣sB=3R           即a、b两球落地点间的距离为3R． 【考点】牛顿第二定律；平抛运动；向心力． 【分析】对两个球分别受力分析，根据合力提供向心力，求出速度，此后球做平抛运动，正交分解后，根据运动学公式列式求解即可． 18. 如图所示，质点甲以8m/s的速度从O点沿x轴正方向运动，同时质点乙从点Q（0m，60m）处由静止开始做匀加速直线运动。要使甲、乙在开始运动10s后在x轴上的P点相遇， 求：（1）乙的加速度。 （