2021-2022学年福建省莆田第十五中学高一（下）期中物理试题含解析

2021-2022学年福建省莆田第十五中学高一（下）期中物理试题考试时间：75分钟；成绩：100分

注意事项：

1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2.请将答案正确填写在答题卡规定范围上

第I卷（选择题）

一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。

1. 下列关于力对物体做功的说法正确的是（　　）

A. 力越大，力对物体做功越多

B. 力对物体不做功，物体一定无位移

C. 静摩擦力不可能对物体做功

D. 力做功要有一个时间过程，所以功是过程量

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据做功的定义式可知，力越大，力对物体做功不一定多。A错误；

B．力对物体不做功可能是因为力与位移或者速度垂直，而不一定是物体无位移，比如匀速圆周运动，向心力时刻垂直于速度，不做功，但是物体的位置时刻变化，B错误；

C．静摩擦力的方向可以与位移方向相同、相反、垂直，故静摩擦力可以对物体做正功、负功、不做功，C错误；

D．功是力对空间的积累，与一段时间过程相对应，是过程量，D正确。

故选D。

2. 一质量为5kg的物块，在竖直方向的拉力作用下运动的图象如图所示（向上为运动的正方向），取，下列说法正确的是（　　）

A. 前6s内，物块的重力势能一直增加

B. 第3s内，物块的重力势能不变

C. 第1s末物块的动能为45J

D. 前6s内，物块动能增量为10J

【答案】A

【解析】

【详解】A．前6s内，物体一直向上运动，所以重力势能一直增加，故A正确；

B．前3s内，物体向上运动，所以重力势能一直增加，故B错误；

C．第1s末物块的速度为3m/s，所以动能

故C错误；

D．前6s内，物块动能增量为

故D错误。

故选A。

3. 一条小船在静水中的速度为4m/s，它要渡过一条宽为40m的长直河道，河水流速为3m/s，则（　　）

A. 这条船不可能渡过这条河

B. 这条船过河的时间可能小于10s

C. 这条船过河的最小位移为40m

D. 这条船以最短时间过河时的位移为45m

【答案】C

【解析】

【详解】A．只要船在静水中的速度方向不与河岸平行，则船一定可以渡过这条河，故A错误；

B．当船头垂直于河岸时，渡河时间最小，为

所以这条船过河的时间不可能小于10s，故B错误；

C．当船头与上游河岸成θ角，满足

此时船的合速度垂直于河岸，达到正对岸，此时位移最小为河宽40m，故C正确；

D．以最短时间过河时，船的合速度为

则这条船以最短时间过河时的位移为

故D错误。

故选C。

4. 如图，篮球由运动员手中投出后在空中飞行过程中，若不计空气阻力，篮球（　　）

A. 加速度大小和方向均不变，做匀变速曲线运动

B 加速度大小和方向均改变，做变加速曲线运动

C. 加速度大小不变，方向改变，做变加速曲线运动

D. 加速度方向不变，大小改变，做变加速曲线运动

【答案】A

【解析】

【详解】篮球由运动员手中投出后在空中飞行过程中，若不计空气阻力，只受重力作用，其加速度为重力加速度，加速度的大小和方向均不变，篮球做匀变速曲线运动。

故选A。

二、多项选择题：本题4小题，每小题6分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的但3分，有选错的得0分。

5. 运动员在体能训练时拖若轮胎在操场上以恒定速率跑了80m，关于功和能正确的是（　　）

A 支持力对轮胎做了正功

B. 摩擦力对轮胎做了负功

C. 拉力做功等于轮胎克服摩擦力做功

D. 拉力对轮胎所做的功等于轮胎动能的改变

【答案】BC

【解析】

【详解】A．支持力的方向与位移的方向相互垂直，所以不正功，故A错误；

B．摩擦力与运动方向相反，所以对轮胎做了负功 ，故B正确；

CD．对于物体来说有两个力做功，一个拉力，一个摩擦力，且速率不变，根据动能定理可知拉力做功等于轮胎克服摩擦力做功，故C正确，D错误

故选BC。

6. 如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当轻绳与水平面的夹角为时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则（　　）

A. 人拉绳行走的速度为

B. 人拉绳行走的速度为

C. 船的加速度为

D. 船的加速度为

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，根据平行四边形定则，有

A错误，B正确；

CD．对小船受力分析，则有

因此船的加速度大小为

C正确，D错误。

故选BC。

7. 在研究平抛运动的实验中，某小组所用的实验装置和采集到的频闪照片如图所示，其中A球做平抛运动，B球做自由落体运动。观察照片中A球和B球在任一时刻的高度，以及相同时间间隔内A球在水平方向的位移，可以发现（　　）

A. A球在竖直方向做自由落体运动 B. A球在竖直方向做匀速直线运动

C. A在水平方向做匀速直线运动 D. A在水平方向做匀加速直线运动

【答案】AC

【解析】

【详解】由于两球同时落地，因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，而在水平方向上做匀速直线运动，BD错误，AC正确。

故选AC。

8. 下列所述实例中，可以确定机械能守恒的是（　　）

A. 物体沿光滑斜面下滑 B. 电梯匀速上升的过程

C. 只有重力对物体做功 D. 物体所受的合外力为零

【答案】AC

【解析】

【详解】A．物体沿光滑斜面下滑，只有重力做功，则机械能守恒，选项A正确；

B．电梯匀速上升的过程，动能不变，重力势能增加，则机械能增加，选项B错误；

C．只有重力对物体做功，物体的机械能守恒，选项C正确；

D．物体所受的合外力为零，机械能不一定守恒，例如物体匀速上升时，选项D错误。

故选AC。

三、非选择题：共60分。其中9、10题为填空题，11、12题为实验题，13、14、15题为计算题。考生根据要求作答。

9. 如图，在长为L的细线下挂一个质量为m的小球，用水平恒力F由静止起拉小球，使细线偏离竖直方向角，重力加速度为g。在该过程中，小球重力势能的变化量为___________，动能的变化量为___________。

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】[1]小球重力势能的变化量为

[2]根据动能定理可知，动能的变化量为

10. 如图所示，质量为m＝1kg的光滑小钢球以的水平速度抛出，下落h＝20m时，垂直撞击一钢板，则钢板与水平面的夹角＝_______度。刚要撞击钢板时小球的动能为_______J。

【答案】    ①. 60    ②. 800

【解析】

【详解】[1]小球击中钢板时的竖直分速度大小为

根据速度的合成与分解有

解得

[2]刚要撞击钢板时小球的动能为Ek，根据动能定理有

解得

11. 如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。现有器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。

（1）为完成实验，还需要的器材有______。

A．米尺          B．直流电源       C．秒表         D．交流电源

（2）某同学用图中所示装置打出的一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为，根据纸带计算出打下点时重物的速度大小为_______（结果保留三位有效数字）。

（3）采用重物下落的方法，根据公式验证机械能守恒定律，对实验条件的要求是_______。

【答案】    ①. AD    ②. 1.75    ③. 重物的初速度为零

【解析】

【详解】（1）[1]通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，还需要米尺测量纸带上两点间的距离。

故选AD。

（2）[2] 由图可知CE间的距离为

x=19.41cm-12.40cm=7.01cm=0.0701m

则由平均速度公式可得，D点的速度等于C到E的平均速度

（3）[3]根据公式

验证机械能守恒定律，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始。

12. （1）在“研究平抛物体的运动”实验中，已备有下列器材：白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的___________。

A．秒表    B．天平    C．重垂线    D．弹簧测力计

（2）如图是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差___________。

A．斜槽轨道末端必须水平

B．斜槽轨道必须光滑

C．每次实验要平衡摩擦力

D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放

（3）如图是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为___________。

【答案】    ①. C    ②. AD    ③. 1.6

【解析】

【详解】（1）[1]除所给器材外，还需要重垂线，来确定y轴。由于实验不需要测量小球的质量、受力以及运动的时间，所以不需要天平、弹簧测力计、秒表。

故选C。

（2）[2]A．为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道末端水平，故A正确；

BD．为了保证小球每次平抛的初速度大小相等，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，故B错误，故D正确；

C．本实验中不需要平衡摩擦力，故C错误。

故选AD。

（3）[3]取题图乙可知，时，，在竖直方向有

可得小球平抛运动的时间

则小球做平抛运动的初速度

13. 如图滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图是滑板运动的轨道，AB和CD是一段光滑圆弧形轨道，BC是一段长且动摩擦因素的水平轨道。一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零。已知运动员质量50kg，，不计圆弧轨道上的摩擦。求：

（1）运动员第一次经过C点时的速度大小是多少，Q离C的竖直高度H多大？

（2）运动员最后停在BC轨道上距离B点多远处？

【答案】（1）6m/s，1.8m；（2）2m

【解析】

【详解】（1）从P到C运动过程中，根据动能定律

解得

从C到Q的过程中，根据机械能守恒定律

解得

（3）整个过程由动能定理

解得

则

所以经过两次水平轨道后又从B点运动到距B点2m的地方停下

14. 将一个小球从高处水平抛出，小球落到地面的位置与抛出点的水平距离。取，不计空气阻力。（，）求：

(1)小球抛出时速度的大小；

(2)小球落地前瞬间速度的大小和方向。

【答案】(1)；(2)12.5m/s，方向与水平方向夹角为斜向下

【解析】

详解】(1)小球做平抛运动，竖直方向上有

代入数据解得t=1s；水平方向上有

代入数据得；

(2)落地时在竖直方向上有

解得；所以落地前瞬间速度的大小

设速度方向与水平方向的夹角为，如图

所以有

所以，则速度大小为12.5m/s，方向与水平方向夹角为斜向下。

15. 如图，某同学用与水平方向成角斜向上的拉力拉动箱子由静止开始向右滑动，已知物体质量，拉力为，箱子和地面间的滑动摩擦系数为，取。求：

（1）箱子的加速度大小；

（2）时箱子的瞬时速度和内箱子的位移；

（3）内拉力做的功和摩擦力f对箱子做的功；

（4）前秒内拉力的平均功率和第秒末拉力的瞬时功率。

【答案】（1）；（2），；（3），；（4），

【解析】

【详解】（1）竖直方向根据受力平衡可得

根据牛顿第二定律可得

解得

（2）时箱子的瞬时速度为

箱子在内箱子的位移为

（3）内拉力做的功为

内摩擦力f对箱子做的功为

（4）前秒内拉力的平均功率为

第秒末拉力的瞬时功率为