精品解析：福建省泉州科技中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题（解析版）

泉州科技中学2022-2023学年下学期期中考试高一物理试卷

考试时间75分钟满分100分

一、单选题（本大题共4小题，共16.0分）

1. 如图所示，与水平方向成角的恒力作用在行李箱上，在力做功为的过程中，行李箱沿水平方向移动的距离为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设行李箱沿水平方向移动的距离为，则有

解得

故选C。

2. 如图所示，在地面上以速度抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是（　　）

A. 物体落到海平面时的重力势能为mgh

B. 重力对物体做的功为

C. 物体在海平面上的动能为

D. 物体在海平面上的动能为

【答案】C

【解析】

【详解】A．以地面为参考平面，物体落到海平面时重力势能为，故A错误；

B．重力对物体做的功为

故B错误

CD．由动能定理得

则得在海平面上的动能为

故C正确，D错误。

故选C。

3. 如图甲所示，一个质量 m＝2 kg 的物块静止放置在粗糙水平地面 O 处，物块与水平面间的动摩擦因数 μ＝0.5，在水平拉力 F 作用下物块由静止开始向右运动，经过一段时间后，物块回到出发点 O 处，取水平向右为速度的正方向，物块运动过程中其速度 v 随时间 t 变化规律如图乙所示，g 取 10 m/s2。则（　　）

A. 物块经过 4 s 时间到出发点

B. 0~5 s 内物块所受合力的平均功率为 1.8 W

C. 0~5 s 内摩擦力对物块先做负功，后做正功， 总功为零

D. 4.5 s 时水平力 F 的瞬时功率为 20 W

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图像可知，在4s内一直向右运动，因此物块经过4s距离出发点最远，A错误；

B．0～5s内物块所受合力做的功等于动能增加量

平均功率为

B正确；

C．滑动摩擦力始终与物体的运动方向相反，始终做负功，C错误；

D．4到5s，物体做加速运动，加速度大小为

由牛顿第二定律可得

解得

4.5s时，物体的速度大小为

此时力F的功率为

P=Fv=16×1.5W=24W

D错误。

故选B。

4. 如图，一固定斜面倾角为，一质量为的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小；物块上升的最大高度为，则此过程中，物块的（　　）

A. 动能损失了 B. 动能损失了

C. 机械能损失了 D. 机械能损失了

【答案】A

【解析】

【详解】AB．物块上滑的位移为，已知物体上滑的加速度大小为，由动能定理得：动能的损失等于物体克服合外力做功为

即动能损失了，故A正确，B错误；

CD．设摩擦力的大小为，根据牛顿第二定律得

得

则物块克服摩擦力做功为

根据功能关系可知机械能损失了，故CD错误。

故选A。

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

5. 如图所示，物体A、B质量相同,与地面的动摩擦因数也相同，在大小相等的F1和F2的作用下，在水平面上移动相同的距离l，则（ ）

A. F1和F2所做的功相同

B. 两物体受到的摩擦力做的功相同

C. 支持力对物体做的功相同

D. 合外力对物体做的功相同

【答案】AC

【解析】

【详解】可知两种情况下，力F做功相同，A对；由，第一种情况摩擦力大，摩擦力做功多，B错；两种情况支持力均不做功，C错；第二种情况克服摩擦力做功较小，合外力做功较多，D错

6. 小球放在竖直固定在地面上的弹簧上，并把小球往下按至A的位置。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置，途中经过位置B时弹簧正好处于原长状态。弹簧的质量和空气的阻力均可忽略。则下列说法中正确的是（　　）

A. 由A到B，小球的动能一直增大

B. 由A到B，小球的机械能一直增大

C. 由A到C，小球和弹簧组成的系统的机械能一直增大

D. 由A到C，小球和弹簧组成的系统的机械能保持不变

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由A到B，弹簧弹力小于重力时小球速度减小，小球的动能减小，故A错误；

B．由A到B，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧弹性势能减小，小球的机械能一直增大，故B正确；

CD．由A到，小球和弹簧组成的系统的机械能保持不变，故D正确，C错误。

故选BD。

7. 蹦床是少年儿童喜欢的一种体育运动，如图，蹦床的中心由弹性网组成，若少年儿童从最高点落下至最低点的过程中，空气阻力大小恒定，则少年儿童（　　）

A. 机械能一直减小

B. 刚接触网面时，动能最大

C. 重力势能的减少量大于克服空气阻力做的功

D. 重力势能的减少量等于弹性势能的增加量

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．运动员从最高点落下直至最低点的过程中，弹簧弹力以及空气阻力一直做负功，因此其机械能一直减小，故A正确；

B．运动员和弹性网接触的过程中先加速然后减速，故开始动能并非最大，故B错误；

CD．根据功能关系可知，重力做功等于克服空气阻力和弹簧弹力做功的代数和，则重力势能的减少量大于弹性势能的增加量，重力做功大于克服空气阻力做功，故C正确，故D错误；

故选：AC。

8. 如图所示，可看做质点的物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，A、B质量分别为m和3m。初始时A静止于水平地面上，B悬于空中距离地面高为h。开始时细绳绷直用手托住B由静止释放。直至B恰好将和地面接触。空气阻力不计。则（　　）

A. 物体B落地时速度为

B. 物体A的机械能增加1.5mgh

C. 物块A的机械能增加是由于绳子拉力做正功

D. 物体B的重力势能减少量大于重力对它做的功

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．对物块A和B及轻绳的系统，两者沿绳的速度大小相等，由动能定理有

解得物体B落地时速度为

故A正确；

BC．对A上升的过程，由动能定理有

解得绳对A做功为

即除重力做功之外绳的拉力对A做了正功，A的机械能增加，故BC正确；

D．由功能关系可知，重力做多少功其重力势能就减少多少，则物体B的重力势能减少量等于重力对它做的功，故D错误；

故选ABC。

三、填空题（本大题共2小题，共8.0分）

9. 质量为的小球从离地面高处开始自由下落，不计空气阻力，则在第末重力的功率是___________，在下落的第内重力做功的平均功率是___________W。（）

【答案】    ①. 10    ②. 15

【解析】

【详解】[1]小球从高处落下后做自由落体运动，其第1s末的速度为

小球在第1s末重力的功率为

[2]小球从高处下落后做自由落体运动，其前1s的位移为

其前2s的位移为

所以小球下落第2秒内的位移为

小球在下落第2秒重力做功为

小球在下落的第2秒内重力做功的平均功率

10. 一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值P以后，起重机保持功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升为止，则整个过程中，钢绳的最大拉力为_____，重物做匀加速运动的时间为_____．

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由P＝Fv得：

速度达到最大时，F＝f=mg，由P＝Fv得：，

由牛顿第二定律得：，

四、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

11. 用图甲的方案做“探究合力做功与小车动能变化的关系”实验．为简化实验,认为小车受到的合力等于细绳的拉力,并且细绳的拉力等于钩码的重力．用M表示小车的质量、m表示钩码的质量,打点计时器使用50Hz的交流电源．

(1)把长木板右端垫高,在不挂钩码且_______的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明小车受到的合力等于细绳的拉力．

A.计时器不打点      B.计时器打点

(2)为使细绳的拉力近似等于钩码的重力，M与m应满足的关系是_______；图乙是实验中得到的一条纸带,纸带上各点是打出的计时点，其中O点为打出的第一个点,则B点的瞬时速度大小为______________m/s．若 M=200.0g, m=40.0g,则从O点到B点,小车动能的变化量是_______，绳的拉力对小车做的功是_________J．(结果保留两位有效数字, 取g=10m/s2)

【答案】    ①. B    ②.     ③. 0.65    ④. 0.042    ⑤. 0.047

【解析】

【详解】(1)[1]由于小车与木板间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦，平衡摩擦力时，把长木板右端垫高，在不挂钩码且计时器打点的情况下轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．故选B.

(2)[2][3][4][5]根据牛顿第二定律

故当M≫m时，绳中拉力近似等于钩码的重力.中点时刻的速度等于该段时间内的平均速度，所以B点的速度等于AC段的平均速度，即

;

则O点到B点的动能变化量为

钩码对小车做的功为

12. 某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示。实验中测出重物自由下落的高度及对应的瞬时速度，计算出重物减少的重力势能和增加的动能，然后进行比较，如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒。请根据实验原理和步骤完成下列问题：

（1）关于上述实验，下列说法中正确的是___________。

A.重物最好选择密度较小的木块

B.重物的质量可以不测量

C实验中应先接通电源，后释放纸带

D.可以利用公式求解瞬时速度

（2）如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的点是起始点，选取纸带上连续的计时点分别标为、、、、、，并测出各计时点到点的距离依次为、、、、、。已知打点计时器所用的电源是频率为的交流电，重物的质量为，则从打点计时器打下点到打下点的过程中，重物减少的重力势能___________J；重物增加的动能___________J，两者不完全相等的原因可能是___________。重力加速度g取，计算结果保留三位有效数字

（3）实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计时点、、、、、各点的瞬时速度，以各计时点到点的距离为横轴，为纵轴作出图像，如图丙所示，根据作出的图线，求得重力加速g=___________m/s2.对比当地的重力加速标准值，从而验证自由下落的物体机械能守恒。

【答案】    ①. BC    ②. 2.14    ③. 2.12    ④. 重物下落过程中受到阻力作用    ⑤. 9.76

【解析】

【详解】（1）[1]A．重物最好选择密度较大的铁块，受到的阻力影响较小，故A错误；

B．“用落体法验证机械能守恒定律”是比较减少的重力势能和增加的动能，故m可约去比较，重物的质量可以不测量，故B正确；

C．实验中应先接通电源，后释放纸带，保证纸带长度不浪费且打下第一个点的重物的初速度的为零，故C正确；

D．不能利用公式求解瞬时速度，否则体现不了实验验证，故D错误；

故选BC。

（2）[2]重物减少的重力势能

[3]打点计时器打下D点时重物的瞬时速度

重物增加的动能

[4]两者不完全相等的原因可能是重物下落过程中受到阻力作用，使增加的动能小于减少的重力势能；

（3）[5]根据作出的图线知图线的斜率效率表示重力加速度

五、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

13. 一条河宽s=100m，水流速度v1=3m/s，船在静水速度v2=5m/s，，。求：

（1）船到达对岸最短时间t；

（2）船要以最短距离到达对岸，船与河岸的夹角θ；

（3）船以最短距离过河的时间为多少？

【答案】（1）20s（2）（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）最短时间

（2）以最短距离过河，即合速度与岸垂直，设船头与河岸夹角为，则有

解得

则

（3）以最短距离过河时，合速度

船以最短距离过河的时间为

14. 某汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车质量为5 t，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。（g取10 m/s2）

(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到最大速度是多少？

(2)当汽车速度达到5 m/s时，其加速度是多少？

(3)若汽车以恒定加速度0.5 m/s2启动，则其匀加速过程能维持多长时间？

【答案】(1)12m/s；(2)；(3)16s

【解析】

【分析】(1)当牵引力等于阻力时，速度最大，根据求出最大速度。

(2)根据求出速度为5m/s时的牵引力，通过牛顿第二定律求出加速度的大小。

(3)根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，从而根据求出匀加速直线运动的末速度，结合速度时间公式求出匀加速直线运动维持的时间。

【详解】(1)汽车以额定功率启动，当a=0时，v达到最大值。则

。

(2)当速度为5m/s时，牵引力

则加速度

(3)由得

则

匀加速直线运动时间

15. 如图所示，质量均为的物体A和B（均视为质点）分别系在一根轻质细绳的两端.细绳跨过固定在倾角的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上。开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度。若斜面足够长，物体B与斜面、细绳、滑轮间的摩擦均不计，从静止开始放手让它们运动。取重力加速度大小，。

（1）求物体A着地前瞬间的速度大小v1；

（2）若物体A着地前瞬间物体B与细绳断开，求从此时刻起物体B又回到斜面底端时的速度大小和所需的时间t。

【答案】（1）；（2），0.9s

【解析】

【详解】（1）以A、B为系统，物体A从释放到刚着地过程由机械能守恒定律有

解得

（2）该过程由机械能守恒定律有

所以

设物体B在斜面上运动的加速度大小为a，有

解得

方向沿斜面向下，又

解得