福建省厦门外国语学校2022-2023学年高一下学期期中模拟物理试题（解析版）

这是一份福建省厦门外国语学校2022-2023学年高一下学期期中模拟物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也。宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也。”如图所示，甲、乙两人在不同位置沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为37°和53°。已知两支箭的质量，竖直方向下落高度均相等，忽略空气阻力、箭长，壶口大小等因素的影响（sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8），下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙两人所射箭的速度变化量之比为4∶3
B. 甲、乙两人所射箭的初速度大小之比为16∶9
C. 甲、乙两人所射箭落入壶口时的速度大小之比为3∶4
D. 甲、乙两人投射位置与壶口的水平距离之比为9∶16
【答案】B
【解析】
【详解】A．箭做平抛运动，两支箭竖直方向下落高度相等，则两支箭在空中的运动时间相同，速度变化量
相同，故A错误；
B．设箭尖插入壶中时与水平面的夹角为，箭射出时的初速度为，则
即
两支箭射出的初速度大小之比为
故B正确；
C．设箭尖插入壶中时的速度大小为v，则
即
两支箭落入壶口时的速度大小之比为4:3，故C错误；
D．因两支箭在空中的运动时间相同，甲、乙两人投射位置与壶口的水平距离之比，即初速度大小之比，等于16:9，故D错误。
故选B。
2. 小球甲套在粗细均匀的光滑竖直杆上，小球乙放在光滑水平面上，两球用轻杆相连，由静止释放小球甲，在小球甲向下运动到最低点的过程中（不计小球的大小），下列说法正确的是（ ）
A. 轻杆对小球甲先做正功后做负功B. 小球甲的机械能先增大后减小
C. 小球乙的动能一直增大D. 当小球甲刚要落地时，速度最大
【答案】D
【解析】
【详解】AC．当甲球刚要落地时，甲球速度沿水平方向的分速度为零，此时小球乙的速度为零，因此小球乙沿地面向右先加速后减速，杆对乙球先施加推力后施加拉力，杆对甲球也是先施加推力后施加拉力，因此杆对小球先做负功，后做正功，故AC错误；
B．小球甲和乙组成的系统机械能守恒，小球乙的机械能先增大后减小，因此小球甲的机械能先减小后增大，故B错误；
D．当小球甲刚要落地时，小球甲减少的重力势能最大，全转化为小球甲的动能，因此此时小球甲的速度最大，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，某河流中水流速度大小恒为，A处的下游C处有个漩涡，漩涡与河岸相切于B点，漩涡的半径为r，。为使小船从A点出发以恒定的速度安全到达对岸，小船航行时在静水中速度的最小值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示
当小船在静水中的速度v2与其在河流中的速度v垂直时，小船在静水中的速度v2最小，故有
解得
故选C。
4. 如图所示，甲、乙两传送带与水平面的夹角相同，都以恒定速率v向上运动。现将一质量为m的小物体（视为质点）轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离B处竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v，已知B处离地面的高度均为H。则在小物体从A到B的过程中（ ）
A. 两种情况下因摩擦产生的热量相等
B. 两传送带对小物体做功相等
C. 小物体与甲传送带间的动摩擦因数较大
D. 两传送带消耗的电能相等
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．甲图，根据动能定理得
乙图，根据动能定理得
因为物体最终均与传送带共速，所以物体的平均速度为传送带速度的一半，其位移也是传送带位移的一半，所以物体相对传送带的位移与物体的对地位移相等，因摩擦产生的热量与摩擦力对物体做的功相等，即
所以甲图因摩擦产生的热量较多，A错误；
B．根据功能关系，传送带对物体做的功等于其机械能的增量，到传送带顶端时，小物体的机械能相等，所以传送带对物体做的功相等，B正确；
C．乙图，物体移动较小的高度即达到传送带的速度，说明移动相同的距离，物体与乙传送带的摩擦力做功多，即物体与乙传送带间的摩擦因数更大，C错误；
D．根据能量守恒，传送带消耗的电能转化为物体的机械能及系统的热能，根据A选项可知，甲图产生的热能较多，所以甲图消耗的电能较多，D错误。
故选B。
5. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可知，下列说法正确的是（ ）
A. 该物体的质量为1kg
B. 当h=0时，物体速率为10 m/s
C. 当h=2 m时，物体的动能Ek=50 J
D. 物体所受空气阻力大小为25N
【答案】BC
【解析】
【详解】A．取地面为重力势能零点，根据重力势能公式
解得
故A错误；
B．当h=0时，物体的重力势能为零，则有
解得
故B正确；
C．由图像可知当h=2m时，总功为90J，则有
故C正确；
D．从，阻力做负功，物体机械能减少，根据功能关系有
解得
故D错误。
故选BC。
6. 如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮．质量分别为M、m（M>m）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 （ ）
A. 两滑块组成系统的机械能守恒
B. 重力对M做的功等于M动能的增加
C. 轻绳对m做的功等于m机械能的增加
D. 两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
【答案】CD
【解析】
【详解】试题分析：由于“粗糙斜面ab”，故两滑块组成系统的机械能不守恒，故A错误；由动能定理得，重力、拉力、摩擦力对M做的总功等于M动能的增加，故B错误；除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，故C正确；除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，摩擦力做负功，故造成机械能损失，故D正确
考点：机械能守恒定律，动能定理的应用．
7. 如图所示，光滑水平面上静止放着长、质量为的木板，一个质量为的小物体放在木板的最右端，木板和物块之间的动摩擦因数，对木板施加一水平向右的拉力，经过时间小物体从木板上掉下来，取，在时间内（ ）
A. 拉力对木板做功为
B. 摩擦力对木板做功为
C. 摩擦力对物块做功为
D. 系统产生的热量为
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由牛顿第二定律得，物块的加速度为
木板的加速度为
由匀变速运动规律得，该过程物块的位移
木板位移
根据几何关系有
联立解得
，，
则拉力对木板做功为，故A正确；
B．摩擦力对木板做功为，故B正确；
C．摩擦力对物块做功为，故C错误；
D．系统产生热量为，故D错误。
故选AB
8. 如图甲为某型号电动平衡车，其体积小，操控新颖方便，深受年轻人的喜爱。当人站在平衡车上沿水平直轨道由静止开始运动时，其图像如图乙所示（除时间段图线为曲线外，其余时间段图线均为直线）。已知人与平衡车质量之和为，后功率恒为，且整个骑行过程中所受到的阻力不变，结合图像的信息可知（ ）
A. 时间内，牵引力做功
B. 时间内，平衡车的平均速度大小是
C. 时间内，平衡车克服摩擦力做功
D. 平衡车在第末与第末的功率之比为1∶2
【答案】AC
【解析】
【详解】A．电动平衡车最终匀速运动时，牵引力与阻力大小相等，有
代入数据，可得
在时间内，平衡车做匀加速运动，根据图像可知
根据牛顿第二定律
可得
在时间内的位移
因此时间内，牵引力做功
故A正确；
B．在时间内，平衡车做加速度逐渐减小的加速运动，因此，故B错误；
C．在时间内，根据动能定理有
结合图像得
故C正确；
D．平衡车在第末的功率
因此
故D错误。
故选AC。
二、填空题：本题共2小题，每空2分，共8分。
9. 如图是自行车传动装置的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为nr/s，则小齿轮的角速度ω＝_____，自行车前进的速度为_____。
【答案】 ① ②.
【解析】
【分析】
【详解】[1]大齿轮的角速度为
根据同皮带线速度相同，则有
解得
则小齿轮的角速度
ω＝
[2]后轮与小齿轮绕同一转轴，则有
自行车前进的速度为
10. 如图甲所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块R能在水中以速度v0=3cm/s匀速上浮，按图中所示建立坐标系。
（1）若在R从坐标原点O匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。测出某时刻R的坐标为（4，6），此时R的速度大小为______cm/s；
（2）若在R从坐标原点匀速上浮的同时，将此倒置的玻璃管安装在小车上，给小车以一定的初速度让其沿粗糙水平桌面滑行，在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是图乙中的______。
【答案】 ①. 5 ②. C
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]“研究运动的合成与分解”实验中，红蜡块R在竖直方向匀速运动有
y=v0t
解得
t=2s
在水平方向做初速度为0的匀加速直线运动有
x=at2
解得
a=2cm/s2
R的速度大小为
v==5cm/s
（2）[2]做曲线运动的物体，其轨迹夹在速度方向与合力方向之间，轨迹的凹向大致指向合力方向。红蜡块在水平方向随小车做匀减速运动，竖直方向匀速上升，合加速方向水平向左，故可判知C正确。
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共12分。
11. 用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上，钢球沿斜槽轨道滑下后从Q点飞出，落在水平挡板上、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。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有______。
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末端水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，和的水平间距相等且均为x，测得和的竖直间距分别是和，则______（选填“>”、“ ③.
【解析】
【详解】（1）[1]A．斜槽轨道不一定要光滑，只要小球到达底端时速度相等即可，选项A错误；
B．斜槽轨道末端水平，以保证小球能做平抛运动，选项B正确；
C．挡板高度不一定要等间距变化，选项C错误；
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，以保证小球到达底端时速度相等，选项D正确。
故选BD。
（2）[2]由水平间距相等，则时间等时，在竖直方向做匀变速运动，若竖直初速度为零，竖直间距的比值应该是1：3：5，而A点不是抛出点，比值应该更大，填写“>”；
[3]由
可得
12. 小华用图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。已知重物A（含挡光片）、B的质量分别为mA和mB（mB>mA），挡光片的宽度为d，重力加速度为g。按下列实验步骤操作。
①按图甲装配好定滑轮和光电门
②A、B用绳连接后跨放在定滑轮上，用手托住B
③测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
④先接通光电门的电源，后释放B
⑤记录挡光片经过光电门的时间
（1）挡光片通过光电门时的速度为_________（用题中的物理量表示）。
（2）如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为_______（用题中的物理量表示）。
（3）小华反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，记录挡光片通过光电门时间，作出图像如图乙所示，测得图线的斜率为k，则_________。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]挡光片通过光电门时的速度为
（2）[2]如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为
即
（3）[3]由题可知
即
解得
四、计算题：本题共3小题，第13题12分，第14题14分，第15题14分，共40分。
13. 如图所示，摩擦因数的水平地面静止放着质量m=1kg的木箱，用与水平方向成的恒力F作用于木箱，恒力大小F=10N，当木箱在力F作用下由静止开始运动距离S=3m时，求：（已知：g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8）
（1）此时木箱的速度大小；
（2）在这段运动过程中，拉力F的平均功率；
（3）此时撤去拉力F，木箱还能够前进的距离．
【答案】（1）6m/s （2） 24W （3） 3.6m
【解析】
【详解】（1）前进3m的过程利用动能定理
解得：v=6m/s
（2）平均功率：
又因为
解得：24W
（3）撤去外力之后，根据动能定理
解得：
14. 如图所示是一个横截面为半圆、半径为R的粗糙柱面，一根不可伸长的细线两端分别系着物体A、B，且mA=2mB，由图示位置从静止开始释放A物体，物体B能沿着柱面运动。现测得从开始到物体B达到圆柱顶点，摩擦阻力做功的大小为Wf=(π-2.5）mBgR，求∶
（1）当物体B达到圆柱顶点时，物体A速度；
（2）从开始到物体B达到圆柱顶点，绳子对A做的功。
【答案】（1）；（2）。
【解析】
【详解】（1）以A、B和绳构成的系统为研究对象，由能量守恒定律得
代入数据解得
（2）从开始到物体B达到圆柱顶点，对A根据动能定理
代入数据解得
15. 如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，弹簧处于自然状态时其右端位于B点。桌面高为h。质量为m的物块P将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块P过B点后做匀减速直线运动，从右边缘D点飞离桌面后，落到水平地面上的N点。若D、N两点之间的水平距离为s，B、D两点之间的距离亦为s，物块P与桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，物块P可视为质点，弹簧在弹性限度内，不计空气阻力，求：
(1)物块P运动到D点时速度vD的大小；
(2)物块P过B点时的速度vB的大小；
(3)若将质量为5m的物块Q（也可视为质点）将弹簧缓慢压缩到C点，释放后物块Q刚好停在B点，设两物块均用同种材料制成且表面粗糙程度相同，求B、C两点之间的距离L。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)物块P过D点后做平抛运动有，，联立解得
(2)物块P从B点运动到D点的过程中，由动能定理得
解得
(3)物块P从C点运动到B点，运用动能定理得
物块Q从C点运动到B点，运用动能定理得
解得