[物理][期中]福建省泉州市2023-2024学年高一下学期期中考试试卷(解析版)

这是一份[物理][期中]福建省泉州市2023-2024学年高一下学期期中考试试卷(解析版)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1. 关于功，下列说法正确的是（ ）
A. 因为功有正负，所以功是矢量B. 重力做功与路径无关
C. 摩擦力只能做负功D. 功仅由力决定，力越大，这个力做的功越多
【答案】B
【解析】A．功是标量，只有大小没有方向，故A错误；
B．重力做功与始末位置的高度差有关，与路径无关，故B正确；
C．摩擦力可以做正功，例如将小物块轻轻放在匀速运动水平传送带上，传送带对小物块的摩擦力做正功，故C错误；
D．力和力方向上的位移的乘积表示力对物体做的功的大小，故功由力和力的方向上的位移共同决定，故D错误。
故选B。
2. 下列图中实线为河岸，河水的流动方向用箭头表示，虚线为小船从河岸驶向对岸的实际航线，则其中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A．因存在水流速度，根据平行四边形定则知，合速度的方向不可能与船头方向相同，A错误；
B．当船头始终垂直于河岸时，由于水流速度和船速的合速度的方向偏向下游，因此船的航线不可能垂直于河岸，B错误；
C．船头始终垂直于河岸时，合速度的方向偏向下游，且过河时间最短，C正确；
D．根据平行四边形定则知，静水中船速度的方向与水流速度的合速度的方向会偏向下游，船不可能向上游航行，D错误。
故选C。
3. 如图所示，水平路面上有一辆小汽车，车厢中人正用力向前推车厢，人与车相对静止一起向前做匀减速运动。下列说法正确的是（ ）
A. 人对车做正功
B. 人对车做的功为零
C. 车对人做的功为零
D. 人对车做的功的绝对值大于车对人做的功的绝对值
【答案】A
【解析】ABC．车和人匀减速向左运动，故对人分析可知，人受到的合外力向右；由于人向左运动，故车厢对人做负功；对车分析可知，人对车的作用力向左；则人对车的作用力与运动方向相同，故人对车厢做正功，故意A正确，BC错误。
D．人对车的作用力与车对人的作用力等大反向，且人和车的位移相等，可知人对车做的功的绝对值等于车对人做的功的绝对值，选项D错误。
故选A。
4. 拖车提升重物的情景如图所示，重物通过轻绳绕过固定的光滑定滑轮与拖车相连，拖车以大小为的速度沿平直路面向右做匀速直线运动。当轻绳与水平方向的夹角为时，重物的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】绳连接的两个物体在沿绳方向的速度相等，则重物的速度
故选D。
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
5. 关于某一物体（质量不变）的动能，下列说法正确的是（ ）
A. 物体的速度不变，其动能一定不变
B. 物体的动能不变，其速度一定不变
C. 物体所受的合力不为零，其动能一定变化
D. 物体所受的合力做了功，其动能一定变化
【答案】AD
【解析】A．如果物体的速度不变，根据
可知，动能不变，故A正确；
B．物体的动能不变，则说明其速度大小一定不变，但方向可以变化，故B错误；
C．物体所受的合外力不为零，但如果合外力不做功，其动能不变，例如匀速圆周运动，故C错误；
D．根据动能定理可知，物体所受合力做了功，其动能一定变化，故D正确。
故选AD。
6. 如图所示，在水平地面上方某一高度处，两个完全相同的小球甲、乙，以相同大小的初速度分别水平抛出和竖直向下抛出。将小球视为质点，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 小球甲落地时的速度较大
B. 小球甲在空中运动时间较长
C. 从开始运动至落地，重力对小球甲做功的平均功率较大
D. 两小球落地时，小球乙所受重力做功的瞬时功率较大
【答案】BD
【解析】A．两个小球完全相同，下落高度相同，则重力做功
相同，由动能定理知，两个小球落地过程动能的变化量
相同，而两个小球的初动能相同，则两个小球落地时的动能相同，即两个小球落地的速度大小相等，选项A错误；
B．小球甲竖直方向做自由落体运动，小球乙做竖直下抛运动，竖直高度相同，则甲小球落地时间较长，选项B正确；
C．根据
可知，重力对小球乙做功的平均功率较大，选项C错误；
D．根据
小球乙落地时竖直分速度较大，则落地时小球乙所受重力做功的瞬时功率较大，故D正确。
故选BD。
7. 如图所示，轻绳跨过定滑轮悬挂两物体P和Q，其质量关系为，轻绳及定滑轮的质量、摩擦力及空气阻力均不计，则在系统由静止开始运动到Q刚要碰到滑轮的过程中（ ）
A. P减少的重力势能大于Q增加的机械能
B. P减少的重力势能小于Q增加的机械能
C. P增加的动能大于Q增加的动能
D. P增加的动能小于Q增加的动能
【答案】AC
【解析】AB．PQ组成的系统机械能守恒，P减少的重力势能等于Q增加的机械能与P增加的动能之和，故P减少的重力势能大于Q增加的机械能，故A正确，B错误；
CD．PQ速度大小始终相等，由于，P增加的动能大于Q增加的动能，故C正确，D错误。
8. 武装直升机在斜坡上方从左向右沿水平方向匀速飞行，先后发射两枚炮弹，击中斜坡上同一目标，如图所示。若第一发炮弹水平发射，第二发炮弹斜向下发射，发射炮弹的速率相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 第二发炮弹在空中运动的加速度大于第一发炮弹在空中运动的加速度
B. 第二发炮弹在空中运动的位移大于第一发炮弹在空中运动的位移
C. 两发炮弹在空中运动的时间可能相等
D. 落在斜坡上时，第一发炮弹的速度方向与竖直方向的夹角大于第二发炮弹的速度方向与竖直方向的夹角
【答案】D
【解析】A．两发炮弹在空中运动的加速度相同，均为重力加速度，选项A错误；
B．根据题意可知，第一发炮弹在空中运动的位移大于第二发炮弹在空中运动的位移，选项B错误；
C．第一发炮弹做平抛运动，第二发炮弹做斜下抛运动，竖直位移相等，而第二发炮弹有竖直向下的初速度，因此第一发炮弹在空中运动的时间大于第二发炮弹在空中运动的时间，选项C错误；
D．设炮弹在竖直方向上的位移大小为h，第一发炮弹与第二发炮弹落到斜坡上时，其速度方向与竖直方向的夹角分别为、，炮弹的初速度大小为，第二发炮弹的初速度方向与水平方向的夹角为，有
、
可得
故
选项D正确。
故选D。
三、填空题：本大题共3小题，共12分。
9. 如图所示，一小球（视为质点）从A点下落到水平地面上的B点。在小球从A点运动到B点的过程中，小球所受的重力做___________（填“正”或“负”）功，小球所受的重力做功的功率___________（填“增大”“减小”或“不变”）；若小球所受的重力大小为G，A点距桌面的高度为h1，B点距地面的高度为h2，以水平桌面为重力势能的参考平面，则小球在B点时的重力势能为___________。
【答案】正 增大
【解析】小球从A到B，重力方向与位移方向相同，做正功，下落过程中速度增大，根据
PG=mgv
则重力的功率增大。
以水平桌面为重力势能的参考平面，小球在B点时重力势能为
10. 如图所示，从水平地面上同一点射出的甲、乙两发炮弹的飞行路径分别为曲线1和曲线2，且两曲线的最高点等高。不计空气阻力。甲的初速度的水平分量________乙的初速度的水平分量，甲在空中飞行的时间________乙在空中飞行的时间，甲的落地速度________乙的落地速度。（均填“大于”“小于”或“等于”）
【答案】小于 等于 小于
【解析】两者上升最大高度h相等，则根据
结合运动的对称性，可知甲在空中飞行的时间等于乙在空中飞行的时间，甲的水平位移小，则根据
可知甲的初速度的水平分量小于乙的初速度的水平分量；
根据
可知两者落地时的竖直速度相同，根据
可知甲的落地速度小于乙的落地速度。
11. 如图所示，一轻弹簧的上端与物块连接在一起，并从高处由静止开始释放，弹簧一直在弹性限度内，不计空气阻力。在弹簧接触水平地面后直至物块运动到最低点的过程中，物块的速度___________，弹簧的弹性势能___________，物块的机械能___________。（均填“增大”“减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”）
【答案】先增大后减小 增大 减小
【解析】在弹簧接触水平地面后直至物块运动到最低点的过程中，开始时物块的重力大于向上的弹力，物块做加速运动，当物块重力与弹簧弹力相等时，速度最大，之后弹簧弹力继续增大，物块开始做减速运动，故物块的速度先增大后减小；
弹簧被压缩的形变量一直变大，则弹簧的弹性势能增大；
弹簧弹力一直对物块做负功，故物块机械能减小。
四、实验题：本大题共2小题，共18分。
12. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图，实验前，应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。取重力加速度大小，计算结果均保留三位有效数字。
（1）实验过程中，每次让小球从同一位置由静止释放，其目的是___________。
（2）图乙是根据实验数据所得的平抛运动的曲线，其中O为抛出点，则小球做平抛运动的初速度大小v=___________m/s。
（3）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每小格的边长L=4.90cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示。可知该小球做平抛运动的初速度大小v0=___________m/s。
【答案】（1）使小球做平抛运动的初速度相同 （2）1.60 （3）1.47
【解析】
【小问1详解】
实验过程中，每次让小球从同一位置由静止释放，其目的是使小球做平抛运动的初速度相同；
【小问2详解】
竖直方向
水平方向
解得
【小问3详解】
竖直方向
水平方向
解得
13. 某物理兴趣小组用落体法验证机械能守恒定律，装置如图甲所示。实验中打出的一条纸带如图乙所示，O为打出的第一个点。打点计时器所接交流电源的频率为f，当地的重力加速度大小为g。
（1）张同学在离O点较远处，取打出的三个连续的点A、B、C，测得A、C两点的距离为x1，打点计时器打B点时，重物的速度大小为___________；测得O、B两点的距离为x2，若在误差允许的范围内，关系式x2=___________成立，则重物下落过程中机械能守恒。
（2）李同学测出打点计时器打出多个点时重物的速度大小v及对应重物下落的高度h，作出的v2-h图像如图丙所示。若重物下落过程中所受阻力可忽略，则v2-h图线的斜率为___________。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1详解】
相邻两点的时间间隔为
根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻速度可知
根据机械能守恒定律有
整理可得
【小问2详解】
若重物下落过程中所受阻力可忽略，则下落的加速度为g，则有
所以图线的斜率为2g。
五、计算题：本大题共3小题，共30分。
14. 飞镖是一种集竞技、健身及娱乐于一体的运动。一名运动员在距离一竖直木板墙壁前的位置，将一质量的飞镖（视为质点）以的速度水平投出。取重力加速度大小。
（1）若不计空气阻力，求飞镖插在墙壁上的位置与抛掷点的竖直距离h。
（2）若飞镖投出后，受到大小的恒定水平空气阻力（不计竖直方向的空气阻力），要使飞镖仍插在墙壁原来的位置，求飞镖水平投出时的速度大小v。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据题意可知，飞镖投出后在空中做平抛运动，其飞行时间
飞镖在竖直方向上的位移大小
解得
（2）飞镖投出后在水平方向上做匀减速运动，其加速度大小
经分析可知
解得
15. 电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，因此电动汽车的前景非常好。某质量为m的电动汽车，其发动机的额定功率为P，它在平直公路上行驶时所受阻力大小为kmg（其中g为重力加速度大小）。
（1）求该汽车所能达到的最大速度；
（2）若该汽车从静止开始以大小为a的加速度匀加速行驶，求此过程能维持的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）当该汽车合力为0时，速度达到最大，此时它所受的牵引力大小
又
解得
（2）设该汽车匀加速行驶时所受的牵引力大小为，根据牛顿第二定律有
设该汽车的瞬时功率刚达到额定功率时的速度大小为v，有
又
解得
16. 如图所示，一倾角的光滑斜面（足够长）固定在水平面上，斜面下端有一与斜面垂直的固定挡板，用手将一质量的木板放置在斜面上，木板的上端有一质量也为的小物块（视为质点），物块和木板间的动摩擦因数，初始时木板下端与挡板的距离。现将手拿开，同时由静止释放物块和木板，物块和木板一起沿斜面下滑。木板与挡板碰撞的时间极短，且碰撞后木板的速度大小不变，方向与碰撞前的速度方向相反，物块恰好未滑离木板。取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）木板第一次与挡板碰撞前瞬间，物块的速度大小；
（2）从拿开手到木板第二次与挡板碰撞前瞬间，物块相对木板的位移大小；
（3）木板的长度以及从拿开手到木板和物块都静止的过程中，物块与木板间因摩擦产生的热量。
【答案】（1） ；（2）；（3），
【解析】（1）从拿开手到木板第一次与挡板碰撞前，对物块与木板整体，根据动能定理有
解得
（2）木板第一次与挡板碰撞后，木板的加速度方向沿斜面向下，设加速度大小为，根据牛顿第二定律有
解得
木板第一次与挡板碰撞后，物块的加速度方向沿斜面向上，设加速度大小为，根据牛顿第二定律有
解得
以沿斜面向下为正方向，设从木板第一次与挡板碰撞后，经时间木板和物块达到共同速度，对木板和物块，根据匀变速直线运动的规律分别有
，
解得
为正值，表示的方向沿斜面向下
设从木板第一次与挡板碰撞后到物块与木板达到共同速度的过程中，木板沿斜面向上运动的位移大小为，根据匀变速直线运动的规律有
解得
设该过程中物块沿斜面向下运动的位移大小为，根据匀变速直线运动的规律有
解得
又
解得
（3）经分析可知，当木板和物块都静止时，木板的下端以及物块均与挡板接触，从拿开手到木板和物块都静止的过程中，根据能量转化与守恒定律有
又
解得
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