2021-2022学年陕西省铜川市第一中学高一（下）期中物理试题含解析

铜川市一中2021-2022学年度第二学期高一年级（2024届）期中考试

物理试题

第I卷（共48分）

一、选择题（本大题共12小题，共48分。1-8题每题只有一个选项正确，9-12题每题有多个选项正确，选对得4分，漏选得2分，有错选得0分.）

1. 若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则(  )

A. 物体的动能不可能总是不变的 B. 物体的加速度一定变化

C. 物体的速度方向一定变化 D. 物体所受合外力做的功可能为零

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】AD．物体在运动过程中所受到的合外力不为零，若合力总与速度垂直，合力不做功，由动能定理得知物体的动能不变，比如匀速圆周运动．故A错误，故D正确;

B．物体在运动过程中所受到的合外力不为零，合力可能不变，也可能变，则加速度可能不变，也可能变,故B错误;

C．力是改变物体速度的原因，合力不为零，物体的速度一定改变，但方向不一定改变,故C错误;

故选D。

2. 在越野赛车时，一辆赛车在水平公路上减速转弯，从俯视图中可以看到赛车沿曲线由M向N行驶．下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】赛车做的是曲线运动，赛车受到的合力应该指向轨迹弯曲的内侧，由于赛车是从M向N运动的，并且速度在减小，所以合力与赛车的速度方向的夹角大于，故C正确．

3. 如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（　　）

A. 摆球A受重力、拉力和向心力的作用 B. 摆球A受拉力和向心力的作用

C. 摆球A受拉力和重力的作用 D. 摆球A受重力和向心力的作用

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】摆球受重力、拉力两个力作用，这两个力的合力提供向心力。

故选C。

4. 关于做功和物体动能变化的关系，不正确的是（　　　）．

A. 只有动力对物体做功时，物体的动能增加

B. 只有物体克服阻力做功时，它的动能减少

C. 外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差

D. 动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化

【答案】D

【解析】

【详解】A.根据动能定理得W总=Ek，合力做功量度动能的变化．动力对物体做正功，只有动力对物体做功时，W总0，物体的动能增加，故选项A不合题意；

B.物体克服阻力做功，阻力做负功，只有物体克服阻力做功时，W总0，物体的动能减少，故选项B不合题意；

C.根据动能定理内容知道，外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差，故选项C不合题意；
D.动力和阻力都对物体做功，物体受各个力做功的代数和可能为零，所以物体的动能可能不变，故选项D符合题意．

5. 如图所示，从地面上同一位置同时抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N两点，两球运动的最大高度相同，空气阻力不计，则下列说法错误的是（　　）

A. A、B的飞行时间相等

B. A、B在空中不可能相遇

C. B在最高点的速度与A在最高点的速度相等

D. B在落地时的速度比A在落地时的大

【答案】C

【解析】

【详解】A．斜抛运动可分解为水平方向的直线运动和竖直方向a=g的匀变速直线运动，由于两球运动的最大高度相同，它们上升时间和下落时间均相等，则两物体飞行的时间相等，选项A正确，不符合题意；

B．两物体同时抛出，两物体到达两轨迹的交点位置时所用的时间不相等，可知A、B在空中不可能相遇，选项B正确，不符合题意；

C．在最高点时，小球的竖直分速度为零，只有水平分速度，由水平位移

x=vxt

且

xB>xA

知B的水平分速度大于A的水平分速度，则B在最高点的速度比A在最高点的大，选项C错误，符合题意；

D．由于高度相同，则由

vy2=2gh

知：A、B球落地的竖直分速度vy相同，故落地的速度由

得落地时B球速度大于A球，故D项正确，不符合题意

故选C。

6. 如图所示，利用倾角为的传送带把一个质量为m的木箱匀速传送L距离，这时木箱升高h，木箱和传送带始终保持相对静止。关于此过程，下列说法正确的是（　　）

A 木箱克服摩擦力做功mgh

B. 摩擦力对木箱做功为零

C. 摩擦力对木箱做功为，其中为动摩擦因数

D. 摩擦力对木箱做功为mgh

【答案】D

【解析】

【详解】木箱和皮带间的摩擦力为静摩擦力，对木箱做正功，木箱匀速运动，根据功能原理，摩擦力对木箱做的功等于木箱克服重力做的功；该摩擦力为静摩擦力，静摩擦力为

所以摩擦力对木箱做功为

故ABC错误，D正确。

故选D。

7. 如图是摩托车比赛转弯时的情形.转弯处路面常是外高内低,摩托车转弯有一个最大安全速度,若超过此速度,摩托车将发生滑动.对于摩托车滑动的问题,下列论述正确的是（  ）

A. 摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用

B. 摩托车所受外力的合力小于所需的向心力

C. 摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去

D. 摩托车将沿其半径方向沿直线滑去

【答案】B

【解析】

【详解】本题考查圆周运动的规律和离心现象．摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，A项错误；摩托车正常转弯时可看做是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，说明提供的向心力即合力小于需要的向心力，B项正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做离心曲线运动，C、D项错误．

8. 如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。 在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点。 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是（　　）

A. 逐渐增大 B. 逐渐减小

C. 先增大，后减小 D. 先减小，后增大

【答案】A

【解析】

【详解】试题分析：因为小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T三者的合力必是沿绳子指向O点．设绳子与竖直方向夹角是，则（F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上），解得，而水平拉力F的方向与速度v的方向夹角也是，所以水平力F的瞬时功率是，则，故从A到B的过程中，是不断增大的，所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的，故A正确

考点：考查了功率的计算

【名师点睛】根据小球做圆周运动，合力提供向心力，即合力指向圆心，求出水平拉力和重力的关系，根据得出拉力瞬时功率的表达式，从而判断出拉力瞬时功率的变化

9. 在一光滑水平面内建立平面直角坐标系xoy，一物体从t=0时刻起，由坐标原点O（0，0）开始运动，其沿x轴和y轴方向运动的速度-时间图象如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A. 前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动

B. 4s末物体坐标为（4m，4m）

C. 4s末物体坐标为（6m，2m）

D. 后2s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向

【答案】AC

【解析】

【详解】A．前2s内物体沿x轴方向做匀加速直线运动，y轴方向速度为零，因此前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动，A正确；

B．速度-时间图像中速度图线与时间轴围成图形的面积表示物体走过的位移，4s末物体沿x轴的位移

4s末物体沿y轴的位移

4s末物体坐标为（6m，2m），B错误；

C．由B项分析可知，C正确；

D．后2s内物体x轴方向做匀速直线运动，但加速度y轴方向，物体做匀变速曲线运动，D错误．

故选AC。

10. 铁路在弯道处的内、外轨道高度是不同的，已知内、外轨道平面与水平面的夹角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为，若质量为的火车转弯时速度大于，则（　　）。

A. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B. 外轨对外侧车轮轮缘有挤压

C. 这时铁轨对火车的支持力大于 D. 这时铁轨对火车的支持力等于

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，根据牛顿第二定律可得

解得此时火车的速度正好是

当火车转弯速度大于，需要的向心力增大，而重力与支持力的合力不变，所以此时外轨对外侧车轮轮缘有挤压。故A错误，B正确；
CD．火车以速度行驶时，铁轨对火车在垂直于轨道平面的支持力为FN，根据平衡条件可得

FNcosθ=mg

若火车转弯时速度大于时，由于外侧铁轨对外侧车轮有斜向下的压力，则此时火车对铁轨的压力大于，即铁轨对火车的支持力大于，故C正确，D错误。

故选BC。

11. 一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用．下列判断正确的是（    ）

A. 0～2s内外力的平均功率是W

B. 第2秒内外力所做的功是J

C. 第2秒末外力的瞬时功率最大

D. 第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由动量定理Ft=mv2﹣mv1求出1s末、2s末速度分别为

v1=2m/s、v2=3m/s

由动能定理可知合力做功为

故0～2s内功率是

故A正确；

C．1s末、2s末功率分别为

P1=F1v1=4W

P2=F2v2=3W

故C错误；

BD．第1秒内与第2秒动能增加量分别为

故第2s内外力所做的功为2.5J，B错误；而动能增加量的比值为4：5，故D正确；

故选AD。

12. 质量为、的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为的人站在上用恒力拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为和，位移分别为和，如图所示，则这段时间内此人所做的功的大小等于（ ）

A.

B.

C.

D.

【答案】BC

【解析】

【详解】根据功能转化关系知道：人做的功都转化成了系统的能量，即m1、m2和人的动能，所以C答案正确；或者利用动能定理得绳子上的拉力对m1、m2做功的和为他们动能的增量，C答案正确．根据恒力做功的计算方法绳子上的力也为F，由恒力做功公式W=FS得：W=F（S1+S2），所以B正确．故选BC．

【点睛】这是一道全面考查恒力做功计算的题目，定义法求功和间接计算能量是等效的，虽然答案的形式不同但功能相当；欲求人做的功不外乎两个方法：1、根据做功的定义由恒力做功公式求出；2、利用功能关系或动能定理求出增加的能量即为功的多少．

第II卷（共52分）

二、实验题（第1小题每空2分，第2小题4分，共12分）

13. （1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹：

A．通过调节使斜槽的末端保持______；

B．每次释放小球的位置必须______（选填“相同”或“不同”）；

C．每次必须由______（选填“运动”或“静止”）释放小球；

D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触；

E．将小球的位置记录在白纸上后，取下白纸，将点连成______（选填“折线”“直线”或“光滑曲线”）．

（2）为探究平抛运动的规律，小明利用了频闪照相法，如图所示，背景方格纸的小方格边长L为2.5cm，A、B、C、D是实验中获得的同一小球在某段时间内先后经过的四个连续的点，g=10m/s2，则下列说法正确的是______

A．小球在A点时，速度沿水平方向

B．小球经过相邻两点的时间间隔为0.02s

C．小球水平抛出的初速度为1.5m/s

D．小球经过B点时其竖直分速度大小为1.5m/s

【答案】    ①. 水平    ②. 相同    ③. 静止    ④. 光滑曲线    ⑤. C

【解析】

【详解】（1）为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需调节水平；为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，即释放位置相同；将小球的位置记录在白纸上后，取下白纸，将点连成光滑曲线．

（2）在竖直方向上，根据△y=L=gT2得，T=，平抛运动的初速度，B点的竖直分速度，A点的竖直分速度，可知A点的速度方向不沿水平方向，故A、B、D错误，C正确．

三、计算题（本大题共4小题，共40分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

14. 小明将铅球以初速度v0=10m/s平抛出，铅球落地时速度方向与水平方向成θ=45°角，不计空气阻力，重力加速度为g=10m/s2 ． 则：   

（1）铅球的抛出点离地面的高度；   

（2）铅球的水平位移．   

（3）铅球的运动时间．

【答案】（1）5m（2）10m（3）1s

【解析】

【详解】（1）根据平行四边形定则知: 

则解得

所以下落的高度为

（2）水平方向做匀速运动则

（3）根据速度的偏向角可知

解得：

【点睛】根据平抛运动规律求出小球落地过程的时间，再利用水平方向匀速，竖直方向自由落体求出水平位移和竖直高度．

15. 在高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h，汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的（g取10m/s2）

（1）如果汽车在这种高速公路的弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？

（2）如果高速公路上设计了圆弧拱形立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱形立交桥的半径至少是多少？

【答案】（1）150m；（2）90m

【解析】

【分析】

【详解】（1）设汽车质量为m，汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力由车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有

Fmax＝mg＝m

由速度

v=108km/h=30m/s

得弯道半径

rmin=150m

（2）汽车过圆弧拱桥，可看做在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有

mg－FN=m

为了保证安全通过，车与路面间的弹力FN必须大于等于零，即有

mg≥m

代入

v=108km/h=30m/s

得

R≥90m

故半径至少是90m。

16. 小球自的高度由静止释放，与地面碰撞后反弹的高度为。设碰撞时没有动能的损失，且小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变，求：

（1）小球受到的空气阻力是重力的几倍？

（2）小球从开始到停止运动的过程中运动的总路程。

【答案】（1）倍；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）设小球的质量为m，所受阻力大小为Ff，小球从h处释放时速度为零，与地面碰撞反弹到时，速度也为零，由动能定理得：

解得

（2）设小球运动的总路程为s，且最后小球静止在地面上，对于小球整个过程，由动能定理可得

代入相关数据，解得

17. 汽车在水平直线公路上行驶，额定功率为，汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103N，汽车的质量m=2.5×103kg。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为a=1.0m/s2，汽车达到额定功率后，保持额定功率不变继续行驶。求：

（1）汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度；

（2）20s时汽车的瞬时功率；

（3）当汽车的速度为5m/s时的瞬时功率；

（4）当汽车的速度为20m/s时的加速度。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）根据题意可知，当牵引力与阻力平衡时汽车达到最大速度，根据可求得

（2）根据牛顿第二定律汽车匀加速时

匀加速运动的牵引力

汽车匀加速的最大速度

匀加速的时间

20s时汽车的瞬时功率为额定功率

（3）汽车5m/s处于匀加速运动阶段，此时的牵引力，此时汽车瞬时功率

（4）当汽车的速度为20m/s时，此时汽车额定功率，汽车牵引力

根据牛顿第二定律