精品解析：四川省成都石室中学2022-2023学年高一下学期半期考试物理试题（原卷版）

这是一份精品解析：四川省成都石室中学2022-2023学年高一下学期半期考试物理试题（原卷版），共9页。试卷主要包含了考试结束后将答题卡收回等内容，欢迎下载使用。
试卷说明：
试卷分为试题卷和答题卡两部分，试题卷由第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）组成，共4页；答题卡共2页。满分100分，考试时间90分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚，同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内。
2．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
3．考试结束后将答题卡收回。
第I卷（选择题，共44分）
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分；每小题只有一个选项符合题意。）
1. 下列说法中正确的（ ）
A. 运动物体（质量不变）所受的合力不为零，合力一定做功，物体的动能一定变化
B. 运动物体（质量不变）所受的合力为零，则物体的动能一定不变
C. 运动物体（质量不变）动能保持不变，则该物体动量一定也不变
D. 运动物体（质量不变）所受合力不为零，则该物体不一定做变速运动
2. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知( )
A. 太阳位于木星运行轨道的中心
B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
D. 火星与木星公转周期的平方之比等于它们轨道半长轴的立方之比
3. 图（a）为酒店常用的安全窗户，竖直窗框部分安装有滑轨与滑块，两者之间的弹性摩擦块固定在滑块上，截面如图（b）所示；滑块与窗户通过一金属轻杆相连，轻杆两端可绕固定点A、B自由转动，其推拉结构可简化为图（c），C为窗户下边缘一点；轻杆长L，B点到转轴的距离为2L，则（ ）
A. 开窗过程中A、B两点的速度始终相等
B. 开窗过程中B、C两点的角速度始终相等
C. 开窗状态下滑块受3个力作用
D. 该窗户能打开的最大角度为60°
4. 如图，长方体中，，将可视为质点的小球从顶点A在所在范围内（包括边界）分别沿不同方向水平抛出，落点都在范围内（包括边界）。不计空气阻力，则小球（ ）

A. 抛出速度最大时落在点
B. 抛出速度最小时落在点
C. 若小球在平面内运动，则小球通过连线时的速度方向相同
D. 从抛出到落在线段上任何一点所需时间都不相等
5. 如图所示，足够长的固定斜面的倾角为，质量为的滑块距挡板P的距离为，滑块以初速度沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为，滑块运动过程中始终受到沿着斜面向下的恒力F（较大）的作用，若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，滑块经过的总路程是（ ）

A. B.
C. D.
6. 如图所示，一质量为m的小球套在光滑的竖直杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内。将小球由A点静止释放，此弹簧恰好处于原长状态，小球下降的最低点为B，A、B高度差为h，整个过程弹簧的形变量始终在弹性限度内，，OC连线与杆垂直，重力加速度为g。则小球从A到B的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 小球的机械能一直减少B. 小球下落到C点时速度最大
C. 弹簧的弹性势能一直增大D. 弹簧弹力的瞬时功率为零的点有四个
7. 如图所示，一轻绳系一小球竖直悬挂在O点，现保持绳处于拉直状态，将小球拉至与O等高的A点，由静止自由释放小球。球运动过程中经过C点时，绳与竖直方向的夹角为，以下判断正确的是（ ）

A. 小球下摆到最低点的过程中，绳子拉力对小球做功不为0
B. 小球下摆到最低点的过程中，绳子拉力对小球冲量不为0
C. 小球运动至C点时，其加速度大小
D. 小球运动至C点时，轻绳对小球的拉力大小
8. 在光滑的水平面上，一滑块的质量，在水平方向上恒定的外力的作用下运动，如图所示给出了滑块在水平面上运动的一段轨迹，滑块过P、Q两点时速度大小均为。滑块在P点的速度方向与PQ连线夹角，，则下列说法中正确的是（ ）

A. 水平恒力F的方向与PQ连线成夹角
B. 滑块从P点到Q点做匀速圆周运动
C. 滑块从P点到Q点的过程中动能最小值为16J
D. P、Q两点间距离为16m
二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分；每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选的得0分。）
9. 一滑块在水平地面上沿直线滑行，时其速度为1m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲、乙所示，则以下说法正确的是（ ）

A. 第1s内，F对滑块做的功为2J
B. 第2s内，F对滑块做功的平均功率为4W
C. 第3s末，F对滑块做功的瞬时功率为1W
D. 前3s内，F对滑块做的总功为零
10. 如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块。现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 静摩擦力对小物块做功为B. 支持力对小物块做功为
C. 滑动摩擦力对小物块做功为D. 木板对小物块做功为
11. 如图所示，滑块以一定的初速度冲上足够长的粗糙固定斜面，取斜面底端O点为运动的起点和零势能点，并以滑块由O点出发时为时刻。在滑块运动到最高点的过程中，下列描述滑块的动能、重力势能、机械能E随位移x、时间t变化的图像中，不正确的是（ ）

A. B.
C. D.
12. 汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车的速度v与牵引力F大小倒数的图像，vm表示最大速度。已知汽车在水平路面上由静止启动，ab平行于v轴，bc反向延长过原点O。已知阻力恒定，汽车质量为2×103kg，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车从a到b持续的时间为20sB. 汽车由b到c过程做匀加速直线运动
C. 汽车额定功率为50kWD. 汽车能够获得的最大速度为12m/s
13. 如图甲所示，在时刻，一质量为1kg、可视为质点的物块冲上一足够长、倾角为的传送带底端，同时传送带顺时针匀减速转动直至停止。取平行于传送带向上为正方向，物块前1.5s内的速度一时间图像如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度g取，，。物体在传送带上向上运动到最高点的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 传送带对物体先做负功后做正功B. 传送带与物块间的动摩擦因数为0.5
C. 因摩擦产生的热量为27.5JD. 传送带对物体做的功为
第II卷（非选择题，共56分）
三、实验题（本题共2小题，14题6分，15题8分，共14分）
14. 为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：
第一步：把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把滑块通过细绳与带夹重锤跨过定滑轮相连，重锤夹后连接穿过打点计时器的纸带，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图甲所示。
第二步：保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源，释放滑块，使之从静止开始向下加速运动，打出纸带，如图乙所示，打出的纸带如图丙所示。

请回答下列问题：
（1）已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点间时间间隔为，根据纸带求滑块运动的速度，打点计时器打B点时滑块运动的速度________________________
（2）若要完成实验探究，已知重锤质量为m，纸带标出的数据、当地的重力加速度为g，还必须测出________________，若选择BE段探究动能改变与合外力做功的关系，若满足关系式________________（用m、、g、纸带标出的物理量和补充测量物理量来表示），则说明合外力做功等于动能的改变量。
15. 如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。
接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上，重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置P；
步骤2：把小球2放在斜槽末端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞；重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置M、N；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
（1）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有___________。（写出物理量及相应符号）
（2）若测得各落点痕迹到O点的距离：OM=2.68 cm，OP=8.62 cm，ON=11.50 cm，并知小球1、2的质量比为2∶1，则系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量的百分误差=___________%（结果保留一位有效数字）。
（3）完成上述实验后，实验小组成员小红对上述装置进行了改造，小红改造后的装置如图2所示。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，两球落在以斜槽末端为圆心的圆弧上，平均落点为M′、P′、N′。测量轨道末端到M′、P′、N′三点的连线与水平方向的夹角分别为α1、α2、α3，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为___________（用所测物理量的符号表示）。
四、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16. 如图所示，光滑水平面与光滑曲面平滑连接，有两个半径相同的小球A、B，质量分别为m、3m。现让A球以速度向右运动与B球发生正碰，碰后小球A静止，小球B沿曲面上升的最大高度为（未知）；如果仅仅交换小球A、B位置，让B球以速度向右运动与A球发生正碰，碰后小球A沿曲面上升的最大高度为（未知）（设两次碰撞产生的热量相同）求：
（1）小球A、B碰撞过程损失的机械能；
（2）上述过程中，小球A、B上升最大高度的比值。

17. 如图所示为一游艺系统示意图。光滑半圆轨道竖直固定，直径AB沿竖直方向，半径为，A点有一质量为的小物块处于静止状态。光滑足够长的水平平台上有一平板小车，质量为，其左端恰好与半圆轨道的B点平齐，恰能使小物块离开B点后滑上小车。在A点给物块一个水平向左的瞬时冲量I，物块以的速度滑上小车，恰停在小车右端。已知物块与小车之间的动摩擦因数为，。求
（1）在B点物块对轨道压力大小；
（2）瞬时冲量I；
（3）小车的长度。

18. 如图甲所示，某同学利用乐高拼装积木搭建一游戏轨道，其结构简图如图乙所示。该轨道由固定的竖直轨道AB，半径分别为、0.5r、1.5r的三个半圆轨道、、，半径为r的四分之一圆弧轨道，长度的水平轨道EF组成，轨道和轨道前后错开，除水平轨道EF段外其他轨道均光滑，且各处平滑连接。可视为质点的滑块从A点由静止释放，恰好可以通过轨道的最高点D，不计空气阻力。
（1）求A、C两点的高度差h；
（2）要使物块至少经过F点一次，且运动过程中始终不脱离轨道，求滑块与水平轨道EF间的动摩擦因数的范围；
（3）若半圆轨道中缺一块圆心角为圆弧积木（I、J关于对称），滑块从I飞出后恰能无碰撞从J进入轨道，求的值。