[物理]福建省四地五校联考2023-2024学年高一下学期4月期中试题(解析版)

这是一份[物理]福建省四地五校联考2023-2024学年高一下学期4月期中试题(解析版)，共16页。试卷主要包含了选择题，填空，计算题等内容，欢迎下载使用。

考试时间：90分钟 满分：100分
试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、选择题（本题共10题，每题4分，共40分。每小题给出的四个选项中，第1-6题是只有一个选项是符合要求的，第7-10题有多个选项是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）
1. 下列运动过程中，物体机械能守恒的是（ ）
A. 子弹射穿木块
B. 雨滴在空中匀速降落
C. 滑块沿固定光滑斜面自由下滑
D. 汽车关闭发动机后沿水平路面减速滑行
【答案】C
【解析】A．子弹射穿木块过程，木块对子弹的作用力对子弹做负功，则子弹机械能减小，子弹对木块的作用力对木块做正功，木块机械能增加，故A错误；
B．雨滴在空中匀速降落过程中，雨滴的动能不变，重力势能减小，则机械能减小，故B错误；
C．滑块沿固定光滑斜面自由下滑过程中，只有重力对滑块做功，则滑块机械能守恒，故C正确；
D．汽车关闭发动机后沿水平路面减速滑行过程中，只有阻力对汽车做负功，汽车机械能减小，故D错误。
故选C。
2. “套圈”是老少皆宜的游戏。如图所示，将A、B两个套圈分别以速度、水平抛出，都能套中地面上的同一玩具，已知套圈A、B抛出时距玩具的水平距离相等，设套圈A、B在空中运动时间分别为、，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）

A. 等于B. 小于
C. 大于D. 与相等
【答案】C
【解析】AB．套圈A、B竖直方向有
可知
故AB错误；
CD．套圈A、B的水平速度为
水平位移相等，可知
故C正确，D错误。
故选C。
3. 磕头虫有一种特殊技能，当它遇到危险时撞击地面，利用地面的反作用力瞬间跳起，快速逃离险境。若磕头虫离开地面后的运动视为竖直上抛运动，测得其跳起的最大高度约为40cm，则其离开地面时的速度大小约为（ ）
A. 2m/sB. 20m/sC. 2.8m/sD. 28m/s
【答案】C
【解析】磕头虫做竖直上抛运动，根据速度－位移公式可知，其中h=40cm=0.4m，解得
故选C。
4. 如图所示，质量为m的小球A沿高度为h、倾角为的光滑斜面由静止滑下，另一质量与A相同的小球B自相同高度同时由静止落下。下列说法正确的是（ ）
A. 落地前瞬间A球与B球速度相同
B. 两球重力的平均功率相等
C. 落地前的瞬间A球与B球的重力瞬时功率相同
D. 落地前的瞬间A球的重力瞬时功率比B球的瞬时功率小
【答案】D
【解析】A．对小球A进行受力分析，得到小球A的加速度为，小球A沿斜面方向的位移为，根据运动学公式
可求出A球到达斜面底部的速度大小
同理可求出B球落地的速度大小
A、B落地时速度大小相等，但速度方向不同，一个沿斜面向下，一个竖直向下，故A错误；
B．两球均做初速度为0的匀变速直线运动，运动时间
两球落地速度大小相等，由于
可得
整个过程中A、B所受重力做功相同，根据平均功率
可以得出B球重力的平均功率大于A球重力的平均功率，故B错误；
CD．两球落地时速度大小相等，重力的瞬时功率等于重力乘以重力方向上的分速度，则
故
故C错误，D正确。
故选D。
5. 如图所示，汽车在岸上用轻绳拉船，若汽车行进速度为v，当拉船的绳与水平方向的夹角为30°时船的速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】将小船的速度沿着绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示
沿着绳子的分速度等于汽车拉绳子的速度，即
所以
故选C。
6. 如图，两小球、从同一高度分别以和的初速度水平抛出，都落在了倾角的斜面上的点，其中小球垂直打到斜面上，已知，．则、大小之比为（ ）

A. B. C. D.
【答案】D
【解析】两小球抛出后都做平抛运动，两球从同一高度抛出落到同一点，他们在竖直方向上的位移相等，小球在竖直方向上都做自由落体运动，由于
可知，他们的运动时间相等，对Q球
解得
球P垂直打在斜面上，则有
所以
ABC错误，D正确。
7. 质量为的物体，由静止开始下落，其下落的加速度为，在其下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物体重力做的功为B. 物体所受阻力做功为
C. 物体重力势能减少了D. 物体所受合力做功为
【答案】AD
【解析】AC．物体重力做的功为
则物体重力势能减少了，故A正确，C错误；
BD．根据牛顿第二定律可得
解得
物体所受阻力做功为
物体所受合力做功为
故C错误，D正确。
故选AD。
8. 小船在静水中的速度为4m/s，河宽为200m，水流速度为3m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 小船过河的最短时间为50s
B. 小船以最短时间过河，其位移为200m
C. 船头垂直河岸过河，水速越大，过河时间越长
D. 小船过河的实际速度可以垂直于河岸
【答案】AD
【解析】A．当船头垂直河岸时，船沿着垂直于河岸方向的分速度最大，此时过河的时间最短，且与水速无关，为
故A正确，C错误；
B．小船以最短时间过河，其位移为
故B错误；
D．因为静水船速大于水流速度，则合速度方向可能垂直于河岸，即小船过河的实际速度可以垂直于河岸，故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，甲、乙两个小球从同一固定斜面的顶端0点水平抛出，分别落到斜面上的A、B两点，A点为OB的中点，不计空气阻力．以下说法正确的是（ ）
A. 甲、乙两球接触斜面前的瞬间，速度的方向相同
B. 甲、乙两球接触斜面前的瞬间，速度大小之比为1：2
C. 甲、乙两球做平抛运动的时间之比为1：
D. 甲、乙两球做平抛运动的初速度大小之比为1：2
【答案】AC
【解析】设小球落在斜面上时，速度与水平方向的夹角为α，位移与水平方向的夹角为θ，则 ， ，可知tanα=2tanθ，因为小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为定值，可知，两球接触斜面的瞬间，速度方向相同，故A正确；因为两球下落的高度之比为1：2，根据 ，解得：，可知甲乙两球运动的时间之比为1：，则竖直分速度之比为，因为两球落在斜面上时速度方向相同，根据平行四边形定则知，两球接触斜面的瞬间，速度大小之比为1：，故B错误，C正确．
D、因为两球平抛运动的水平位移为1：2，时间之比为1：，则初速度之比为1：，故D错误．所以AC正确，BD错误．
10. 如图所示，水平传送带以5m/s速率顺时针运转，AB间距为4m，质量为1kg物块（可视为质点）轻放在传送带的A端，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10m/s2，则物块从A到B的过程中（ ）
A. 物块做匀加速直线运动B. 摩擦产生的热量为12.5J
C. 传送带对物块做功为20JD. 传送带克服摩擦力做功为25J
【答案】BD
【解析】A．小物块先做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为
物块速度增加至与皮带速度相同时所用时间为
匀加速直线运动位移为
然后物块相对传送带静止一起做匀速直线运动，故A错误；
B．物块匀加速运动过程，传送带的位移为
物块相对于传送带运动的位移大小为
则摩擦产生的热量为
故B正确；
C．小物块运动到皮带右端时速度为v=5m/s，根据动能定理得传送带对小物块做功
故C错误；
D．传送带克服摩擦力做功等于物块增加的动能和摩擦产生的热量之和即为
故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
二、填空、实验题（本题共4题，第11、12题各4分，第13题6分，第14题10分，花24分）
11. 如图，质量为30kg同学荡秋千，该同学从空中某点荡到秋千支架的正下方，重心下降0.2m，此过程重力做的功为__________J；该同学荡到正下方时重力瞬时功率为_________W。（取g=10m/s2）。
【答案】60 0
【解析】重力做的功
由于在最下方时，速度沿水平方向，而重力沿竖直方向，两者相互垂直，因此重力的瞬时功率为0。
12. 小球从地面以v0=25m/s 的初速度斜向上抛出，抛出时速度与水平方向成37°角，则，小球上升的最大高度是 ______m，小球落地时水平位移是______m。
【答案】11.25 60
【解析】根据
解得
根据
，
解得
13. 用如图（a）所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在硬板上。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，在如图（b）所示的白纸上建立以抛出点为坐标原点、水平方向为ｘ轴、竖直方向为ｙ轴的坐标系。

（1）下列实验操作说法正确的是_________（填正确答案标号）。
A．斜槽轨道必须光滑
B．需调节斜槽保证其末端水平
C．钢球每次要从斜槽不同位置由静止释放
（2）根据图（b）记录的点可求得钢球平抛的初速度大小为_________m/s（g取10结果保留2位有效数字）
（3）图（c）是实验中钢球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的钢球在斜槽上释放的位置_________（选填“较低”或 “较高”）。

【答案】（1） B （2）1.0 （3）较高
【解析】（1）A．斜槽轨道不一定必须光滑，只要到达底端时速度相同即可，选项A错误；
B．需调节斜槽保证其末端水平，从而保证小球做平抛运动，选项B正确；
C．钢球每次要从斜槽相同位置由静止释放，以保证小球到达底端时的速度相同，选项C错误。
故选B。
（2）根据平抛运动规律可得
，
可得钢球平抛的初速度大小为
（3）图线①所对应的钢球水平射程较大，则初速度较大，在斜槽上释放的位置较高。
14. 用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。细绳跨过定滑轮，两端与m1、m2相连。先接通电源，再将m2从静止释放，获得如图乙所示的纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出）。已知m1= 50g，m2= 150g，重力加速度g取9.8m/s2，电源频率为50Hz，则：

（1）打点计时器在纸带上打出计数点5时，m1的速度v = ______m/s（保留三位有效数字）；
（2）从起点0到打下计数点5的过程中系统动能的增加量Ek= ______J，系统重力势能的减少量Ep= ______J（以上计算结果均保留三位有效数字）；
（3）通过计算可知，在数值上Ek______Ep（选填“ > ”、“ < ”或“ = ”），这是因为_________________。
【答案】（1）2.40 （2）0.576 0.588 （3）< 空气阻力、纸带与限位孔摩擦、滑轮粗糙、滑轮有质量
【解析】（1）计数点间有4个点没有画出去，计数点间的时间间隔
T = 0.02 × 5s = 0.1s
做匀变速直线运动物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打第5个点时的速度为
（2）物体的初速度为零，所以动能的增加量为
系统减少的重力势能
（3）通过以上计算可知，在数值上Ek < Ep。
其原因可能为，空气阻力、纸带与限位孔摩擦、滑轮粗糙、滑轮有质量。
三、计算题（本题共4题，第15题6分，第16题9分，第17题9分，第18题12分，共36分。解答题需写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后的答案不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位）
15. 如图所示，质量m=2.0kg的物体静止于粗糙水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.25，在水平拉力F=10N作用下开始向右运动5m。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。在此过程中求：
(1)拉力做的功W；
(2)物体的末速度v。
【答案】(1)50J；(2)，方向水平向右
【解析】(1)拉力做的功为
(2)由动能定理得
解得
方向水平向右。
16. 某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0=2m/s的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个质量m=0.1kg的小球。此时无人机到水平地面的距离h=5m，空气阻力不计，重力加速度g取，求：
（1）小球下落的时间；
（2）小球释放点与落地点之间的水平距离；
（3）小球落地时的动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据可得，小球下落时间为
（2）根据可得
（3）根据动能定理有
得
17. 新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题一辆试验用的小型电动汽车质量在水平的公路上由静止开始匀加速启动，当功率达到后保持功率恒定，匀加速持续的时间是，该车运动的速度与时间的关系如图所示，汽车在运动过程中所受阻力不变，重力加速度取，求：
（1）该车在运动过程中所受阻力大小；
（2）该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小；
（3）从静止开始到18s末该车所受牵引力所做的功。
【答案】（1）720N；（2）；（3）
【解析】（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，则有
可得该车在运动过程中所受阻力大小为
（2）根据图像可知，匀加速阶段加速度大小为
根据牛顿第二定律有
可得该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小
（3）内汽车匀加速运动的位移为
牵引力做的功为
变加速过程中，即内，汽车牵引力的功率恒为，所以该过程中牵引力做的功为
则从静止开始到末该车所受牵引力所做的功
18. 图甲为新兴滑草娱乐活动场所，其横截面简化示意图如图乙。倾斜草坪AB长，倾角，水平草坪BC长，防护草堆横截面是半径的四分之一圆弧，C点为圆弧圆心，C点正下方的点E为圆弧最低点。运动员乘滑草车从点A沿倾斜草坪无初速下滑，滑到底端B点时速度大小不变而方向变为水平，再滑过BC段后从C点水平滑出，最后落在草堆圆弧DE上。选择不同的滑草车可以改变滑草车与草坪之间的动摩擦因数，同一滑草车与AB、BC的动摩擦因数相同，载人滑草车在运动过程中可看成质点，不计空气阻力，（，，）取）。
（1）滑草车和草坪间的动摩擦因数，求滑草车从A点滑到B点所用时间；
（2）滑草车从A点滑下后，恰好停在C处，求该滑草车和草坪间的动摩擦因数；
（3）载人滑草车的总质量，他乘坐不同的滑草车将以不同的速度离开C点并落到圆弧上的不同位置，求载人滑草车落到草堆时的动能最小值。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）运动员从A点滑到B点做初速度为零的匀加速直线运动，有
①
②
由①②得
（2）运动员从A点滑到点的过程，由动能定理得
③
解得
（3）运动员离开C点后做平抛运动，速度为，落到草堆上时水平位移和竖直位移大小分别为x和y，有
④
⑤
⑥
由动能定理得：
⑦
由④⑤⑥⑦得其落到草堆DE时的动能
⑧
可知当，即
动能有最小值，为