福建省福州外国语学校2022-2023学年高一下学期期中物理试题（解析版）

这是一份福建省福州外国语学校2022-2023学年高一下学期期中物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了单选选择题，多项选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选选择题（每小题有四个选项，只有有一个是正确的，请将正确答案填入答题卡中．每小题4分，共8小题，计32分）
1. 物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角α的正切值随时间t变化的图像是下列选项图中的（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】平抛运动水平方向上的速度不变，为v0，在竖直方向上的分速度为
则
g与v0为定值，所以与t成正比。
故选B。
2. 如图所示,质量为的物体放在光滑的倾角为的直角劈上,同时用力向右推劈,使与劈保持相对静止,在前进的水平位移为的过程中,劈对做的功为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】m与楔形物体相对静止，二者必定都向右加速运动．即m的合外力方向水平向右
画出m的受力图，
根据几何关系得：
又劈对P只有支持力，所以支持力做的功为：，即为劈对P做的功，D正确；ABC错误；
故选D．
3. 一质量为2 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4 m/s，在这段时间里水平力所做的功为（ ）
A. 32 JB. 16 JC. 8 JD. 0
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】由动能定理得
故D正确，ABC错误。
故选D。
4. 如图所示，斜面上有a、b、c、d四个点，ab=bc=cd。从a点正上方的O点以速度v水平抛出一个小球，它落在斜面上b点。若小球从O点以速度2v水平抛出，不计空气阻力，则它落在斜面上的（ ）
A. b与c之间某一点B. c点C. c与d之间某一点D. d点
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
过c点做一水平面，以速度v水平抛出时，落在b点，以速度2v抛出时，若是下降高度相同，则水平位移是原来的2倍，会落在c点正下方的e点，故它落在斜面上时会落在b与c之间某一点，A正确。
故选A。
5. 物体从A处开始沿光滑斜面AO下滑，又在粗糙水平面上滑动，最终停在B处．已知A距水平面OB的高度为h，物体的质量为m，现将物体m从B点沿原路送回至AO的中点C处，需外力做的功至少应为（ ）
A. mghB. mghC. mgh D. 2mgh
【答案】C
【解析】
【详解】物体从A到B全程应用动能定理可得
mgh-Wf=0-0
由B返回C处过程，由动能定理得
WF−Wf−mgh＝0−0
联立可得
WF＝mgh
故选C。
6. 一物体静止在光滑水平面，先对它施加一水平向右的恒力F1，经时间t后撤去该力，并立即再对它施加一水平向左的恒力F2，又经时间t后物体回到出发点，则在此过程中，F1、F2分别对物体做的功的大小W1、W2的关系是（ ）
A. W1=W2B. W2=2W1C. W2=3W1D. W2=5W1
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】根据两段运动位移大小相等可得
计算可得
又因为
所以
因为
所以可得
故选C
7. 如图所示，一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动，当物体从M点运动到N点时，其速度方向恰好改变了90°，则物体从M点到N点的运动过程中，物体的速度将（ ）
A. 不断增大B. 不断减小
C. 先增大后减小D. 先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】其速度方向恰好改变了90°，可以判断恒力方向应为右下方，与初速度的方向夹角要大于90°小于180°才能出现末速度与初速度垂直的情况，因此恒力先做负功，当达到速度与恒力方向垂直后，恒力做正功，动能先减小后增大。
故选D。
8. 所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A。汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，关于物块A，下列说法正确的是（ ）
A. 将竖直向上做匀速运动B. 将处于超重状态
C. 将处于失重状态D. 将竖直向上先加速后减速
【答案】B
【解析】
【详解】对汽车的速度v沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行正交分解，如图所示：
根据三角形关系有
v2=vcsθ
物块A上升的速度大小等于v2，可知汽车匀速向右运动，θ角变小，所以v2增大，物块向上做加速运动，加速度向上，物块处于超重状态，故ACD错误，B正确；
故选B。
二、多项选择题（每小题有四个选项，至少有一个是正确的，请将正确答案填入答题卡中．每小题4分，漏选2分，多选、错选0分．共4小题，计16分）
9. 质量为m的物体，从地面以g的加速度由静止竖直向上做匀加速直线运动，上升高度为h的过程中，下面说法中正确的是
A. 物体的动能增加了mgh
B. 物体的机械能增加了mgh
C. 物体的重力势能增加了mgh
D. 物体克服重力做功mgh
【答案】AD
【解析】
【详解】物体从静止开始以的加速度沿竖直方向匀加速上升，由牛顿第二定律得，解得，由动能定理得，解得，物体重力势能增加量mgh，动能增加了，故机械能增加量，A正确B错误；重力做功为-mgh，物体上升，克服重力做功mgh，物体重力势能增加了mgh，C错误D正确．
10. 如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时的动能分别为Ek1和Ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则 （ ）
A. Ek1＞Ek2B. Ek1＜Ek2 C. W1＝W2 D. W1 ＞W2
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】设斜面的倾角为θ，滑动摩擦力大小为
则物体克服摩擦力所做的功为
而scsθ相同，所以克服摩擦力做功相等。根据动能定理得
在AC斜面上滑动时重力做功多，克服摩擦力做功相等，则在AC面上滑到底端的动能大于在BC面上滑到底端的动能，即
故AC正确，BD错误。
故选AC。
11. 一快艇要从岸边某不确定位置处到达河中离岸100 m远的一浮标处，已知快艇在静水中的速度vx图像和流水的速度vy图像如图甲､乙所示，则（ ）
A. 快艇的运动轨迹为直线
B. 快艇的运动轨迹为曲线
C. 能找到某一位置使最快到达浮标处时间为20 s
D. 最快到达浮标处经过的位移为100 m
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．艇沿河岸方向的匀速运动与垂直河岸的匀加速运动的合运动是类平抛性质的曲线运动，选项A错误，B正确；
CD．最快到达浮标处的方式是使垂直河岸的速度vx保持图甲所示的加速度a=0.5m/s2的匀加速运动，则
at2=x
代入x=100 m有
t=20 s
但实际位移为
选项C正确，D错误。
故选BC。
12. 如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点的过程中（ ）
A. 小球的机械能保持不变
B. 小球受的合力对小球不做功
C. 水平拉力F的瞬时功率逐渐减小
D. 小球克服重力做功的瞬时功率逐渐增大
【答案】BD
【解析】
【详解】试题分析：由于以恒定速率从A到B，说明动能没变，由于重力做负功，拉力不做功，所以外力F应做正功．因此机械能不守恒A错，B对．因为小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T三者的合力必是沿绳子指向O点．设绳子与竖直方向夹角是θ，则 （F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上）得 而水平拉力F的方向与速度V的方向夹角也是θ，所以水平力F的瞬时功率是即显然，从A到B的过程中，θ是不断增大的，所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的，C错D对．
考点：动能定理、功率
点评：本题考查了动能定理，通过功率公式分析瞬时功率的大小问题，本题综合程度较高，属于难题
三、填空题（包含实验，图像等内容．共4小题，每小空2分，计18分。）
13. 用如图所示实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。
（1）下面列举了该实验几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先释放纸带，再接通电源，打出一条纸带；
E．用秒表测出重锤下落的时间；
F．测量纸带上某些点间的距离；
G．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是：______（填选项）
其中操作错误的步骤是：______（填选项），应改为______；______（填选项）应改为______。
（2）实验打出的纸带，如图所示，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A距起始点O的距离为，点AC间的距离为，点CE间的距离为，打点周期为T。若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，重锤的质量用m表示，实验要验证从O点到C点机械能守恒，只需验证______即可。（要求用题（2）中给出的符号填写表达式）
【答案】 ①. CE##EC ②. B ③. 接到电源的“交流输出”上 ④. D ⑤. 先接通电源后释放纸带 ⑥.
【解析】
【详解】（1）[1]因为我们是比较和的大小关系，质量可以约去，不需要天平测质量；打点计时器本身就是计时的工具，不需要秒表计时。
故选CE。
[2][3]打点计时器使用时应接到电源的“交流输出”上，故B错误。
[4][5]打点计时器在使用时应先接通电源后释放纸带，故D错误。
（2）[6]实验要验证从点到的重力势能等于重力与下落高度的乘积
C点的速度等于AE段的平均速度，所以
则
要验证从O点到C点机械能守恒，只需验证
14. 如图所示，木板质量为M，长为L，放在光滑水平面上，一细绳通过定滑轮将木板与质量为m小木块相连，M与m之间的动摩擦因数为μ，现用水平向右的力F将小木块从木板的最左端拉到最右端，拉力至少要做的功是___________。
【答案】
【解析】
【详解】匀速运动时，拉力做功最少，对物块
对木板
拉力做功为
得
15. 如图所示，人拉着细绳的一端由A走到B，使质量为m的物体匀速上升。A、B两点间的水平距离为s，细线与水平方向的夹角已在图中标出，不计滑轮的摩擦，人的拉力所做的功为______。
【答案】
【解析】
【详解】匀速上升说明物体的动能不变，根据几何关系可知，A位置处定滑轮右侧绳长为，B位置处定滑轮右侧绳长为，故物体上升高度为
根据动能定理可知
解得人的拉力所做的功为
16. 用水平拉力拉着滑块沿半径为r的水平圆轨道匀速率运动一周，滑块的质量为m，滑块与轨道间的动摩擦因数为μ．此过程中拉力所做的功________。
【答案】
【解析】
【详解】[1]把圆轨道分成无穷多个微元段s1，s2，s3sn，摩擦力在每一段上可认为是恒力，则每一段上摩擦力做的功分别为
摩擦力滑动一周所做的功
W=W1+W2+W3++Wn=
根据动能定理
则此过程中拉力所做的功为。
四、计算题（共34分，写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题目，答案必须明确写出数值和单位。）
17. 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角α=53°的光滑斜面顶端，并沿光滑斜面下滑而不反弹。已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6，问：
（1）小球水平抛出的初速度v0是多少？
（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？
（3）若斜面顶端高H=20.8m，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端？
【答案】（1）3m/s；（2）1.2m；（3）2.4s
【解析】
【详解】（1）由题意可知：小球落到斜面上并且速度方向与斜面平行，所以有
vy=v0tan53°
根据速度位移公式
vy2=2gh
代入数据解得
vy=4m/s
v0=3m/s
所以小球的初速度为3m/s；
（2）根据
vy=gt1
可得
t1=0.4s
斜面顶端与平台边缘的水平距离
s=v0t1=3×0.4m=1.2m
（3）小球沿光滑斜面做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，有
解得加速度为
a=8m/s2
到达斜面顶端的初速度为
根据位移时间公式，有
代入数据解得
t2=2s
（舍去）
所以小球离开平台后到达斜面底端的时间为
t=t1+t2=0.4s+2s=2.4s
18. 电动机通过一绳吊起一质量为8kg的物体，绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不能超过1200W。求：
（1）电动机吊升该物体的最大速度；
（2）吊升该物体允许的最大加速度；
（3）电动机将该物体由静止吊升90m所需的最短时间（已知该物体上升90m前已达最大速度），取。
【答案】（1）15m/s；（2）5m/s2；（3）7.75s
【解析】
【详解】（1）当牵引力等于重力时速度达到最大，则有
（2）物体先以最大加速度向上加速，根据牛顿第二定律有
解得最大加速度为
（3）物体加速阶段达到的最大速度为
所以匀加速时间为
运动的位移为
额定功率下根据动能定理可得
解得
t2=5.75s
故经历总时间
t=t1+t2=7.75s
19. 如图，质量为的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩．开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上升一质量为的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少？（已知重力加速度为g。）
【答案】
【解析】
【详解】画出未放A时弹簧的原长状态和挂C后刚好使B离开地面的状态.
以上两个状态弹簧的压缩量和伸长量分别为
和
该过程A上升的高度和C下降的高度都是x1+x2，且A、C的初速度、末速度都为零，设该过程弹性势能的增量为，由系统机械能守恒
m1g(x1+x2)-m3g(x1+x2)+=0
将C换成D后，A上升x1+x2过程系统机械能守恒
m1g(x1+x2)-2m3g(x1+x2)++=0
由以上两个方程消去ΔE，得