福建省泉州市惠安县惠南中学2023-2024学年高一下学期5月期中物理试题

这是一份福建省泉州市惠安县惠南中学2023-2024学年高一下学期5月期中物理试题，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1．如图所示，起重机的旋臂保持不动，天车吊着货物沿水平向右匀速行驶；同时启动起吊电动机，让货物沿竖直向上做匀加速运动，若分别以水平向右、竖直向上为轴、轴的正方向，取运动的起始点为坐标原点，则货物的运动轨迹是（ ）
B．
C．D．
2．如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从离地350m高的桥面一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度，在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动员重力做功为B．运动员克服阻力做功为
C．运动员的动能增加了D．运动员的机械能减少了
3．大渡河对岸敌人的碉堡是我军渡河的威胁。迫击炮手赵章成发射两炮，成功摧毁敌人的碉堡，如图所示是炮弹在空中的轨迹，C点是轨迹的最高点，A、B是轨迹上等高的两个点，若忽略炮弹在空中运动时受到的阻力，则（ ）
A．物体在C点速度为零
B．物体在A点速度与物体在B点速度大小相同
C．物体在A到C和C到B速度的变化量不同
D．若两枚炮弹的初速度的大小与方向都不同，则炮弹在空中运动的时间一定不同
4．如图所示，排球比赛时，运动员将质量为m的排球在离地面H高处以速度水平击出，排球恰好擦网而过，网高为h，取击球点所在平面为零势能参考面，不计空气阻力，则小球过网时的机械能和落地时的动能分别为（ ）

A．
B．
C．
D．
5．如图所示，某河流中水流速度大小恒为，A处的下游C处有个漩涡，漩涡与河岸相切于B点，漩涡的半径为r，。为使小船从A点出发以恒定的速度安全到达对岸，小船航行时在静水中速度的最小值为（ ）
A．B．C．D．
6．小球甲套在粗细均匀的光滑竖直杆上，小球乙放在光滑水平面上，两球用轻杆相连，由静止释放小球甲，在小球甲向下运动到最低点的过程中（不计小球的大小），下列说法正确的是（ ）
A．轻杆对小球甲先做正功后做负功B．小球甲的机械能先增大后减小
C．小球乙的动能一直增大D．当小球甲刚要落地时，速度最大
二、多选题
7．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可知，下列说法正确的是（ ）
A．该物体的质量为1kg
B．当h=0时，物体的速率为10 m/s
C．当h=2 m时，物体的动能Ek=50 J
D．物体所受空气阻力大小为25N
8．如图甲为某型号电动平衡车，其体积小，操控新颖方便，深受年轻人的喜爱。当人站在平衡车上沿水平直轨道由静止开始运动时，其图像如图乙所示（除时间段图线为曲线外，其余时间段图线均为直线）。已知人与平衡车质量之和为，后功率恒为，且整个骑行过程中所受到的阻力不变，结合图像的信息可知（ ）
A．时间内，牵引力做功
B．时间内，平衡车的平均速度大小是
C．时间内，平衡车克服摩擦力做功
D．平衡车在第末与第末的功率之比为1∶2
9．如图，某人从点对准正前方竖直靶上的点，分别将两支飞镖水平掷出，飞镖打在靶上、两点，且与竖直方向的夹角分别为与，忽略空气阻力，则（ ）
A．两飞镖离开手时，速度大小相同
B．两飞镖在空中运动时间相同
C．两飞镖击中靶的速度大小相同
D．间距为间距的倍
10．冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一、某冰滑梯的示意图如图所示，螺旋滑道的摩擦可忽略：倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数μ相同，因滑板不同μ满足。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，且滑行结束时停在水平滑道上，以下L1、L2的组合符合设计要求的是（ ）
A．，B．，
C．，D．，
三、填空题
11．如图所示，物体在大小为10N的水平推力作用下，沿倾角α=37°的固定光滑斜面向上匀速运动5m，已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，则力F做的功为 J，此过程物体的机械能 （选填“守恒或“不守恒”）
12．如图所示，汽车以速度v匀速行驶，当汽车到达P点时，绳子对水平方向的夹角为，此时物体M的速度大小为 （用v、表示），绳子的拉力 （选填：大于、等于、小于）物体M的重力。
四、实验题
13．某小组利用图甲的装置做验证机械能守恒定律实验：
（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电火花打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的计时器材是 ；
A．220V交流电源 B．4~6V交流电源 C．刻度尺
（2）某次实验中，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，如图乙所示。O点是打下的第一个点，A、B、C、D、E和F为另外6个连续打下的点。从图中读出OE两点间的距离为 cm。
（3）已知重物的质量，当地重力加速度，则从O点到E点，重物的重力势能减少量 J（结果保留3位有效数字）。打点计时器打E点时重物的动能，比较与的大小，出现这一结果的原因可能是 。
A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．接通电源前已释放了纸带
14．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，钢球沿斜槽轨道滑下后从Q点飞出，落在水平挡板上、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）下列实验条件必须满足的有 。
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末端水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，和的水平间距相等且均为x，测得和的竖直间距分别是和，则 （选填“>”、“<”或者“=”）。可求得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）。
五、解答题
15．如图所示，AB为竖直平面内光滑弧形轨道，质量m=1kg的物体，在高度h=0.8m的A点，从静止沿轨道滑下，并进入与弧形轨道平滑连接的水平轨道BC．选BC所在平面重力势能为零，g取10m/s．求：
（1）物体在A点所具有的重力势能Ep
（2）物体下滑至B点时速度的大小v；

16．在冬天，高为h＝0.8m的平台上，覆盖了一层冰，一乘雪橇的滑雪爱好者，从距平台边缘x0＝30m处以v0＝7m/s的初速度向平台边缘滑去，如图所示。已知平台上的冰面与雪橇间的动摩擦因数μ＝0.04，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）滑雪者从平台边缘离开瞬间的速度v。
（2）滑雪者在空中飞行的时间。
（3）滑雪者着地点到平台边缘的水平距离。
17．如图所示，AB为一段弯曲轨道，固定在水平桌面上，与水平桌面相切于A点，B点距桌面的高度为，A、B两点间的水平距离为，轨道边缘B处有一轻、小定滑轮，一根轻绳两端系着质量分别为与的物体P、Q，挂在定滑轮两边，P、Q可视为质点，且，。开始时P、Q均静止，P紧靠B点，P释放后沿弯曲轨道向下运动，运动到A点时轻绳突然断开，断开后P沿水平桌面滑行停止。已知P与水平桌面间的动摩擦因数，g取。求：
（1）物体P经过A点时的速度；
（2）绳子断开瞬间，物体Q的速度大小；
（3）弯曲轨道对物体P的摩擦力所做的功。

18．如图所示，在竖直平面内，斜面AB和光滑细圆管道BC平滑连接组成，图中所示为，AB与圆弧相切，C点切线沿水平方向。AB底端装有一轻质弹簧（弹簧长度很短，长度和质量不计，可以认为滑块从A点射出），某次弹簧将直径略小于管道内径的滑块弹出，滑块冲上斜面AB然后进入BC，到达C点的速度，最后从管道出口C点与竖直弹性挡板发生碰撞（碰撞过程无能量损失）。已知滑块的质量，B点的高度，圆弧BC半径，滑块与AB间的动摩擦因数，取重力加速度大小。求：
（1）滑块弹出后从A上滑到B过程中摩擦力做的功；
（2）轻质弹簧第一次对滑块做的功；
（3）最终滑块在斜面AB上运动的总路程。（计算结果保留两位小数）

参考答案：
1．C
【详解】因为加速度向上，所以合力向上，合速度向右上，则物体做曲线运动，并且轨迹向上弯曲。
故选C。
2．C
【详解】A．运动员下落h，则重力做功为
选项A错误；
B．根据
可得
则运动员克服阻力做功为
选项B错误；
C．运动员的动能增加量等于合外力做功，则
选项C正确；
D．运动员的机械能减少量等于克服阻力做功，即
选项D错误。
故选C。
3．B
【详解】A．炮弹从C到B做平抛运动，在C点具有水平初速度，竖直方向速度为零，故A错误；
B．根据斜抛运动的对称性可知，在轨迹上等高的A、B两个点速度大小相同，故B正确；
C．根据斜抛运动的对称性可知，物体在A到C和C到B的时间相同，根据
可知物体在A到C和C到B速度的变化量相同，故C错误；
D．炮弹上升到最高点的时间为
根据对称性可知炮弹在空中运动的时间为
两枚炮弹的初速度的大小与方向都不同，但可能相同，则炮弹在空中运动的时间可能相同，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】网球被击出后做平抛运动，所以机械能守恒，所以网球的机械能等于在击球点的动能即为：
网球从击球点到落地过程中利用机械能守恒有：
解得：
故应选C．
5．C
【详解】如图所示
当小船在静水中的速度v2与其在河流中的速度v垂直时，小船在静水中的速度v2最小，故有
解得
故选C。
6．D
【详解】AC．当甲球刚要落地时，甲球速度沿水平方向的分速度为零，此时小球乙的速度为零，因此小球乙沿地面向右先加速后减速，杆对乙球先施加推力后施加拉力，杆对甲球也是先施加推力后施加拉力，因此杆对小球先做负功，后做正功，故AC错误；
B．小球甲和乙组成的系统机械能守恒，小球乙的机械能先增大后减小，因此小球甲的机械能先减小后增大，故B错误；
D．当小球甲刚要落地时，小球甲减少的重力势能最大，全转化为小球甲的动能，因此此时小球甲的速度最大，故D正确。
故选D。
7．BC
【详解】A．取地面为重力势能零点，根据重力势能公式
解得
故A错误；
B．当h=0时，物体的重力势能为零，则有
解得
故B正确；
C．由图像可知当h=2m时，总功为90J，则有
故C正确；
D．从，阻力做负功，物体机械能减少，根据功能关系有
解得
故D错误。
故选BC。
8．AC
【详解】A．电动平衡车最终匀速运动时，牵引力与阻力大小相等，有
代入数据，可得
在时间内，平衡车做匀加速运动，根据图像可知
根据牛顿第二定律
可得
在时间内的位移
因此时间内，牵引力做功
故A正确；
B．在时间内，平衡车做加速度逐渐减小的加速运动，因此，故B错误；
C．在时间内，根据动能定理有
结合图像得
故C正确；
D．平衡车在第末的功率
因此
故D错误。
故选AC。
9．CD
【详解】B．平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动，则有
两飞镖在空中下落的高度不同，可知在空中运动时间不相同，B错误；
A．水平方向做匀速直线运动，根据
两飞镖在空中通过的水平位移相同，但运动时间不同，可知两飞镖离开手时，速度大小不相同，A错误；
C．根据平抛运动推论，速度方向的反向延长线过水平位移的中点可得
联立可得
C正确；
C．飞镖打在靶上点时的竖直分速度为
飞镖打在靶上点时的速度大小为
飞镖打在靶上点时的竖直分速度为
飞镖打在靶上点时的速度大小为
C正确。
故选CD。
10．CD
【详解】设斜面倾角为，游客在倾斜滑道上均减速下滑，则需满足
可得
即有
因，所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，可得
滑行结束时停在水平滑道上，即在摩擦因数去最小时能停在滑道上，由全程的动能定理有
要求进入水平滑道，因此最大的动摩擦因数能够进入水平滑道，即
综合需满足
和
故选CD。
11． 40J 不守恒
【详解】[1]力F做的功为
[2]此过程拉力做正功即除重力和系统内的弹力的其他力做了功，机械能不守恒。
12． 大于
【详解】[1]汽车参与两个分运动，分别是将小车合速度分解，沿绳子拉伸方向和垂直绳子方向的两个运动，如图
物体上升速度等于小车沿绳子拉伸方向的分速度，即
[2]当汽车向左匀速行驶时夹角在减小，则物体的速度增大，处于加速运动，绳子的拉力大于物体M的重力。
13． A 10.80 0.212 C
【详解】（1）[1]电火花打点计时器使用220V的交流电源，故选A；
（2）[2]使用刻度尺测量距离时要估读，由图可知OE两点间的距离为10.80cm；
（3）[3]从O点到E点，重物的重力势能减少量
[4]经比较可知，物体获得的动能大于其减少的重力势能，出现这一结果的原因可能是接通电源前已释放了纸带，导致在打下第一个点时，物体不是静止的，而是具有了一定的速度，故选C。
14． BD >
【详解】（1）[1]A．斜槽轨道不一定要光滑，只要小球到达底端时速度相等即可，选项A错误；
B．斜槽轨道末端水平，以保证小球能做平抛运动，选项B正确；
C．挡板高度不一定要等间距变化，选项C错误；
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，以保证小球到达底端时速度相等，选项D正确。
故选BD。
（2）[2]由水平间距相等，则时间等时，在竖直方向做匀变速运动，若竖直初速度为零，竖直间距的比值应该是1：3：5，而A点不是抛出点，比值应该更大，填写“>”；
[3]由
可得
15．(1) 8J (2)
【详解】（1）BC所在平面重力势能为零，则物体在A点的重力势能为：；
（2）根据动能定理得：，解得；
16．（1）5m/s；（2）0.4s；（3）2m
【详解】（1）滑雪者在平台上滑行过程，由动能定理
代入数据求得，滑雪者从平台边缘离开的速度为
v=5m/s
（2）（3）滑雪者离开平台后做平抛运动
竖直方向有
水平方向有
x=vt
联立计算得出
t=0.4s，x=2m
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意，物体在水平桌面上运动到停止过程中，由动能定理有
解得
（2）设P经过点时，的运动速度为，对速度分解，如图所示

则有
由几何关系有
解得
则有
（3）根据题意，设弯曲轨道对物体P的摩擦力所做的功为，对P和Q系统，由动能定理有
其中，P由到的过程中，Q上升的高度为
解得
18．（1）-3.2J；（2）7.7J；（3）2.21m
【详解】（1）滑块弹出后从A点上滑到B点过程中摩擦力做的功为
解得
（2）滑块由A点运动到C点根据动能定理得
轻质弹簧第一次对滑块做的功
解得
（3）当滑块从C点第一次返回A点和弹簧发生碰撞前，列动能定理方程得
和弹簧发生碰撞前具有的动能为
解得
滑块和弹簧发生碰撞后无能量损失，滑块以的动能再次滑上斜面，由于
，
最终滑块将停在斜面AB上的某一处，设此处距离A点为s，由动能定理得
解得
最终滑块在斜面AB上运动的总路程