辽宁省铁岭市西丰县中学2022-2023学年高一下学期4月期中物理试卷(含答案)

这是一份辽宁省铁岭市西丰县中学2022-2023学年高一下学期4月期中物理试卷(含答案)，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．下列过程中人对物体做了功的是( )
A.小华用力推石头，但没有推动
B.小明举起杠铃后，在空中停留3秒的过程中
C.小红提着书包，随电梯一起匀速上升的过程中
D.小陈将冰壶推出后，冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中
2．如图所示，一个质量为m的小球以初速度水平抛出，当小球速度与水平方向夹角为53°时，重力加速度取g，，，重力的瞬时功率为( )
A.B.C.D.
3．把一小球用长为L的不可伸长的轻绳悬挂在竖直墙壁上，距离悬点O正下方钉有一根钉子，将小球拉起，使轻绳被水平拉直，如图所示.由静止释放小球，轻绳碰到钉子的瞬间前后( )
A.线速度之比为3:2B.角速度之比为3:1
C.小球的向心加速度之比为1:3D.钉子离悬点越近绳子越容易断
4．一质量为的物体，在粗糙的水平面上受水平恒定的拉力F作用做匀速直线运动。物体运动一段时间后拉力逐渐减小，当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像，重力加速度大小取，则可以求得( )
A.物体做匀速直线运动的速度为4m/s
B.整个过程拉力对物体所做的功为4J
C.整个过程摩擦力对物体所做的功为-8J
D.整个过程合外力对物体所做的功为-4J
5．如图所示绳子通过固定在天花板上的定滑轮，左端与套在固定竖直杆上的物体A连接，右端与放在水平面上的物体B相连，到达如图所示位置时，绳与水平面的夹角分别为夹角为37°、53°，两物体的速率分别为、，且此时，、，则的大小为( )
A.B.C.2m/sD.4m/s
6．甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河，河水流速为，船在静水中的速率均为v，甲、乙两船船头均与河岸成θ角，如图所示，已知甲船恰能垂直到达河正对岸的A点，乙船到达河对岸的B点，A、B之间的距离为L，则下列判断正确的是( )
A.乙船先到达对岸
B.若仅是河水流速增大，则乙船的渡河时间变长
C.不论河水流速如何改变，只要适当改变θ角，甲船总能到达正对岸的A点
D.若仅是河水流速增大，则两船到达对岸时，两船之间的距离仍然为L
7．如图所示，位于同一高度的小球分别水平抛出，都落在倾角为45°的斜面上的C点，小球B恰好垂直打到斜面上，则小球的初速度之比为( )
A.1:1B.1:2C.2:1D.
二、多选题
8．半径为r和R（）的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图所示，质量相等的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速地释放，在下滑过程中两物体( )
A.机械能均逐渐减小B.经最低点时动能相等
C.在最低点对轨道的压力相等D.在最低点的机械能相等
9．某小行星与地球围绕太阳公转的轨道如图所示，图中M、N两点为地球轨道与小行星轨道的交点，且地球与小行星均沿逆时针方向运动，已知该小行星围绕太阳公转的周期约为3年，不考虑其他天体的影响，则( )
A.该小行星公转轨道的半长轴约为地球公转半径的倍
B.地球和该小行星各自经过N点时的加速度大小相等
C.小行星在近日点的速率小于在M点的速率
D.在围绕太阳转动的过程中，地球的机械能守恒，小行星的机械能不守恒
10．如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为30°和60°，有两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A.球受到的支持力之比为B.球的向心力之比为
C.球运动的角速度之比为D.球运动的线速度之比为
三、实验题
11．用如图甲所示装置研究平抛运动.将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上.钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上.由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点.移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点.
（1）本实验必须满足的条件有____________.
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末端切线水平
C.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
D.挡板高度等间距变化
（2）如图乙所示，在描出的轨迹上取A、B、C三点，三点间的水平间距相等且均为x，竖直间距分别是和.若A点是抛出点，则=________；钢球平抛的初速度大小为________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）.
12．某同学利用图甲实验装置“探究机械能守恒定律”，气垫导轨上固定有光电门与刻度尺，通过刻度尺测得两光电门之间的距离为L，滑块右侧固定有一小滑轮，滑块上挡光片的宽度为d，滑块（含挡光片与滑轮）的质量为M，轻质细绳平行于气垫导轨绕过滑轮后一端固定于O点，另一端悬挂质量为m的钩码，重力加速度为g。
该同学的主要实验操作步骤如下：
①按图甲组装好实验器材；
②不挂钩码，调整气垫导轨的位置，轻推滑块，分别记录滑块上挡光片先后通过光电门A，B的时间；
③在细绳的下端悬挂质量为m的钩码，让滑块从气垫导轨上光电门A的左侧某位置由静止释放，分别记录滑块上的挡光片先后通过光电门的时间；
④保持光电门A的位置不变，改变光电门B的位置，使滑块多次从气垫导轨上光电门A的左侧同一位置由静止释放，记录下两光电门之间的距离L与挡光片通过光电门B的时间的多组数值。
（1）步骤②的实验目的是___________，为了达到这一实验目的，必须使__________（选填“>”、“<”或“=”）。
（2）对滑块（含挡光片与滑轮）与钩码组成的系统，其机械能守恒的表达式为______（用题干中给出的相应物理量符号和所测物理量符号表示）。
（3）该同学利用步骤④中的实验数据，作出图乙所示的图像，则滑块（含挡光片与滑轮）与钩码质量的比值_________（用四个物理量的符号表示）。
四、计算题
13．一辆家用小轿车在水平面上在静止启动，达到最大速度后做匀速运动。整个过程中，小车的牵引力随时间的变化关系如图所示。小轿车发动机的额定功率，质量，运动过程中所受阻力恒定。
（1）求小轿车匀速行驶的速度。
（2）求小轿车匀加速行驶的时间。
14．如图所示，一根长为0.5m的轻质细线，一端系着一个质量为0.8kg的小球（可视为质点），另一端固定在光滑圆锥体顶端，圆锥顶角的一半（，），g取。求：
（1）整个系统静止时，小球受到绳子的拉力与圆锥体支持力的大小；
（2）当小球随圆锥体围绕其中心轴线一起以做匀速圆周运动时，小球受到绳子的拉力与圆锥体的支持力。
15．如图所示，竖直平面内固定半径的光滑圆弧轨道，在M处与水平传送带相切传送带与左侧紧靠的水平台面等高，台面的PN部分粗糙，PN的长度，P点左侧光滑，一左端固定、水平放置的轻质弹簧处于原长状态。质量的小物块从与圆心O等高处由静止沿圆弧轨道下滑。已知传送带MN的长度，始终以速度顺时针转动，物块与台面PN部分、物块与传送带之间的动摩擦因数均为，取重力加速度，弹簧始终在弹性限度内求：
（1）物块第一次滑到圆弧轨道最低点M时对轨道的压力大小F；
（2）弹簧被压缩后具有的最大弹性势能；
（3）物块最终停止运动时的位置到P点的距离。
参考答案
1．答案：C
解析：A、小华用力推石头，但没有推动，有力但没位移，故不做功，故A错误；
B、小明举起杠铃后，在空中停留3秒的过程中，有力但没位移，故不做功，故B错误；
C、小红提着书包，随电梯一起匀速上升的过程中，有力且在力的方向上有位移，所以C选项是正确的；
D、小陈将冰壶推出后，人对冰壶没有作用力，故不做功，故D错误；
故选C。
2．答案：C
解析：设小球速度与水平方向夹角为53°时，小球的竖直分速度为，根据题意有
重力的瞬时功率为
联立代入数据解得
故ABD错误C正确。
故选C。
3．答案：C
解析：A.绳碰到钉子后的瞬间，小球的线速度不变，故A错误；
B.根据，得
解得：
故B错误；
C.根据，得
故C正确，
D.根据
得
r越小，F越大，故离悬点越远绳子越容易断，故D错误；
故选C.
4．答案：D
解析：B.图线与横轴所围区域的面积表示拉力，对物体所做的功，所以，故B错误；
C.0~2m阶段，根据平衡条件，摩擦力对物体做的功，故C错误；
D.根据功的代数法则，合外力做功，故D正确。
A.根据动能定理，解得，故A错误。
故选：D。
5．答案：A
解析：设此时绳子的速率为，将A、B的速度分别沿绳的方向和垂直绳的方向分解，可得
结合
解得
故选A。
6．答案：D
解析：A.将小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，根据分运动和合运动具有等时性可知，甲乙两船到达对岸的时间相等。渡河的时间
故A错误；
B.若仅是河水流速增大，渡河的时间
则乙船的渡河时间不变，故B错误；
C.只有甲船速度大于水流速度时，不论水流速如何改变，甲船都可能到达河的正对岸A点，故C错误；
D.若仅是河水流速增大，则两船到达对岸时间不变，根据速度的分解，船在水平方向的分速度仍不变，则两船之间的距离仍然为L，故D正确。
故选D。
7．答案：B
解析：由于落到同一点，运动时间t相同，物体A落到斜面时
整理可得
B落到斜面时
整理可得
因此
故选B。
8．答案：CD
解析：A、圆形槽光滑，两小球下滑过程中，均只有重力做功，机械能均守恒.故A错误；
B、根据机械能守恒定律，得，同理，由于，则，故B错误；
C、设在最低点时轨道对小球的支持力为，则根据牛顿第二定律，得，得到与圆形槽的半径无关.则在最低点时两球对轨道的压力相等.故C正确；
D、取圆形槽圆心所在水平面为参考平面，则在最高点时，两球机械能均为零，相等，下滑过程中机械能均守恒，则在最低点时机械能仍相等.故D正确.
故选CD.
9．答案：AB
解析：A.地球和小行星均围绕太阳转动，设地球的公转半径为，周期为，小行星公转轨道的半长轴为，周期为，由开普勒第三定律可得
因，解得
故A正确；
B.在N点，地球和小行星到太阳中心的距离相等，设为，太阳的质量为，地球的质量为，小行星的质量为，则对地球有
可得地球运动到N点时具有的加速度大小
同理可得小行星运动到N点时的加速度大小
故有
故B正确；
C.小行星从M点运动到近日点的过程中，太阳对小行星的万有引力做正功，小行星速率增大，故C错误；
D.由于地球和小行星在围绕太阳运动的过程中，只有太阳对各自的万有引力做功，故其机械能守恒，故D错误。
故选B。
10．答案：BD
解析：A.对小球A、B受力分析，受到重力和支持力，在竖直方向合力为零，则有
则有
解得
故A错误；
B.受到重力和支持力，合力提供向心力，则有
解得
故B正确；
C.小球运动轨道高度相同，则半径
根据
可得
解得
故C错误；
D.根据
可得
根据
可得
故D正确。
故选BD。
11．答案：（1）BC（2）1:3；
解析：（1）ABC、为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的。同时要让小球总是从同一位置释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点；故A错误，BC正确；
D、挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化；故D错误；
（2）如果A点是抛出点，侧在竖直方向上为初速度为零的匀加速直线运动则AB和BC的竖直间距之比为1:3；由于两段水平距离相等，故时间相等，根据可知：，则初速度为：。
12．答案：（1）保证轨道水平；=
（2）
（3）
解析：（1）为了实验研究需要保证轨道水平，则保证轨道水平，在上面做匀速直线运动，则滑块上挡光片通过光电门A和B的速度相等，由公式
可知滑块上挡光片通过光电门A和B的时间相等，即
（2）由机械能守恒定律可知
其中
则机械能守恒的表达式为
（3）由于
需要作出图像，则解得
其中
解得
13．答案：（1）（2）
解析：（1）当小轿车做匀速运动时，牵引力等于阻力，由图像可知此时有
根据
解得小轿车匀速行驶的速度为
（2）由图像可知，小轿车做匀加速运动时的牵引力为
则加速度为
小轿车做匀加速运动结束时的速度大小为
则小轿车匀加速行驶的时间为
14．答案：（1）6.4N；4.8N（2）6.76N；4.32N
解析：（1）静止时，小球受力平衡，设绳子对小球的拉力为T，圆锥体对小球的支持力为N，由平衡条件得
，
解得
，
（2）当小球与圆锥体之间的作用力为零时有
由牛顿第二定律有
解得
此时对小球分析有
则有
，
解得
，
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）小物块从圆心O等高处由静止沿圆弧轨道下滑至M，由动能定理
解得
小物块在M点，列向心力公式
解得
由牛顿第三定律可知，圆弧轨道最低点M时对轨道的压力大小
（2）小物块滑上传送带，受到向右的摩擦力，小物块向左做匀减速直线运动，列牛顿第二定律
小物块向左匀减速到速度为零时的位移
由于，所以小物块在传送带上一直做匀减速直线运动，小物块减速到传送带左端的速度为
解得
小物块滑离传送带到弹簧被压缩最短，列动能定理
解得
弹簧被压缩后具有的最大弹性势能
（3）小物块脱离弹簧时，滑上传送带时的速度，由动能定理可知
解得
此时小物块的速度小于传送带的速度，小物块将做匀加速直线运动，假设小物块可以加速到与传送带共速，则此时小物块的位移
解得
由于，所以小物块可以与传送带共速，运动至传送带的另一端，由于圆弧光滑，所以小物块下滑至传送带右端的速度依然为6m/s，小物块继续向左做匀减速直线运动，小物块向左匀减速到速度为零时的位移
由于，所以小物块在传送带上一直做匀减速直线运动，小物块减速到传送带另一端的速度为
解得
此时，小物块向左做匀减速直线运动至滑离PN，有动能定理可知
解得
小物块从PN滑离后，与弹簧相撞又返回，由于光滑所以机械能守恒，小物块重新滑上PN的速度仍为，设小物块在PN做匀减速直线运动可至速度为零，列动能定理
解得
由于，所以小物块在PN做匀减速直线运动可至速度为零，此时与P点的距离为1.5m。