2023-2024学年福建省泉州市泉州科技中学高一（下）期中考试物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年福建省泉州市泉州科技中学高一（下）期中考试物理试卷（含答案），共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（第1-6题每题3分，第7-10题每题6分，共42分）
1.两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力F1对物体做功为4J，力F2对物体做功为3J，则力F1与F2的合力对物体做功为( )
A. 7JB. 5JC. 3.5JD. 1J
2.下列说法正确的是( )
A. 曲线运动加速度方向一定改变
B. 两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动
C. 曲线运动的速度可以保持不变
D. 曲线运动的加速度可能为零
3.小球在距地面ℎ高处，以初速度v0沿水平方向抛出一个物体，若忽略空气阻力，它运动的轨迹如图所示，那么下面说法错误的是( )
A. 物体在c点的动能比在a点时大
B. 若选抛出点为零势点，物体在a点的重力势能比在c点时小
C. 物体在a、b、c三点的机械能相等
D. 物体在a点时重力的瞬时功率比c点时小
4.质量为m的物块，由静止开始分别沿Ⅰ、Ⅱ光滑固定斜面顶端下滑，物块从顶端滑至底端过程中，下列说法正确的是( )
A. 沿路径Ⅰ重力做功多B. 沿路径Ⅱ到达底端的动能大
C. 重力做功的平均功率一样大D. 沿路径Ⅱ到达底端时重力的瞬时功率大
5.如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2，则下面说法正确的是
A. 物体做匀速运动，且v2=v1B. 物体做加速运动，且v2>v1
C. 物体做加速运动，且v26.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. 两滑块组成的系统机械能守恒
B. 重力对M做的功等于M动能的增加量
C. 轻绳对m做的功等于m势能的增加量
D. 两滑块组成系统的机械能损失量等于M克服摩擦力做的功
7.有一条可视为质点的渡船匀速横渡一条河宽为180 m的河流，小船在静水中的速度为3 m/s，水流速度为4 m/s，则该小船( )
A. 小船可能垂直河岸到达正对岸
B. 小船渡河的最短时间等于60 s
C. 小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为240 m
D. 小船以最短位移渡河时，位移大小为180 m
8.如图所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，弹簧被压缩，在此过程中，以下说法正确的是
A. 物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比
B. 物体向墙壁运动发生相同的位移，弹力做的功不相等
C. 弹簧的弹力做正功，弹性势能减小
D. 弹簧的弹力做负功，弹性势能增加
9.质量为m的物体，在某处以13g的加速度由静止开始竖直下落高度ℎ，在这个过程中( )
A. 重力做功mgℎB. 物体的重力势能减少了13mgℎ
C. 合力做功13mgℎD. 物体的动能增加了23mgℎ
10.质量为2kg的物体在x−y平面做曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像，如图所示，下列说法正确的是( )
A. 质点的初速度为5m/sB. 质点所受的合外力为3N
C. 2s末速度大小为2 10m/sD. 质点初速度的方向与合外力方向垂直
二、非选择题（共58分）
11.某研究性学习小组进行如下实验∶如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以v0=3 cm/s的速度匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动(R视为质点)
(1)图中，表示红蜡R运动轨迹示意图是∶____________。
A.B. C. D．
(2)某同学测出某时刻R的位置坐标为(4,6)cm，则从开始运动到此时，R在水平方向上做初速为零的匀加速运动，加速度大小为____________cm/s2。
12.一质量为m的同学计时跳绳，当地重力加速度为g，平均跳一下需用时间为T。每跳一下过程中，在空中的时间为t，则该同学跳绳的最大高度是 ，跳一下过程中该同学克服重力做功的平均功率的大小为 。
13.某同学通过实验对平抛运动进行研究，他记录了物体运动轨迹的一部分，以点O为原点，沿水平方向建立x轴，沿竖直方向建立y轴，如图所示。由图中所给的数据可求出：图中坐标原点O点______(填“是”或“不是”)平抛运动的抛出点，该平抛物体的初速度是______m/s。(g=10m/s2)
14.在利用自由落体验证机械能守恒定律的实验中：
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤，其中可省略或不正确的操作是______；
A.按照图1所示的装置安装器件
B.用天平测量重物和夹子的质量m
C.将电磁式打点计时器接到“6V”直流电源上
D.先接通电源后再释放纸带，打出一条纸带后，更换纸带，重复多次该步骤
E.选择一条理想的纸带，对其进行测量
(2)如图2所示是实验中测得的一条纸带，A点之后各点间距分别为x1,x2,x3,x4，各相邻点间的时间间隔为T，则B点的速度表达式为vB=______；
(3)若将B点和D点的速度用vB,vD表示，当地重力加速度为g，要验证重物从B点运动到D点的过程中机械能守恒，则需满足关系______。
(4)若实验中阻力的存在不可忽略，验证时将发现物体重力势能的减少量将______(填“大于”、“对于”或“小于”)物体动能的增加量。
15.如图所示，飞机离地面高度为H=500m，水平飞行速度为v1=100m/s，追击一辆速度为v2=20m/s同向行驶的汽车，欲使炸弹击中汽车，飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹？(g=10m/s2)
16.如图，质量为m=2kg的物体，受到F=20N的方向与水平方向成37°角的拉力作用，由静止开始沿水平面做直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.4，当物体运动t=2s后撤去外力F，则：
(1)求2s末物体的速度大小？
(2)撤去外力后，物体还能运动多远？(g=10m/s2)
17.质量为1000kg的新能源微型轿车，其发动机的额定功率为60kW，该轿车在水平公路上行驶的最大速率为30m/s。现轿车由静止开始做加速度为2m/s2的匀加速行驶，当轿车发动机的功率达到额定功率后，保持额定功率行驶。行驶过程轿车所受阻力恒定，求：
(1)轿车行驶时所受的阻力大小；
(2)轿车做匀加速运动的时间；
(3)轿车开始运动1分钟内发动机所做的功。
18.如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，其下端固定，上端连接一质量为m的物块B。此时弹簧长度为L，一质量也为m的物体A从离地2L处自由落下，与B碰撞后粘在一起，速度为A碰前的一半(碰撞瞬间A，B位置可视为不变)，同时立即对AB施加一个竖直向上拉力F，保证AB碰后一起沿竖直方向向下做匀减速直线运动，由相碰位置向下运动位移x为2mgk时，AB到最低点。求：
(1)A与B碰接过程中系统产生的内能Q；
(2)AB一起运动过程中拉力F最小的位置以及最小值Fm；
(3)若弹簧弹性势能满足Ep=12k△x2(k为劲度系数，△x为弹簧形变量)，求AB下落过程中克服F所做的功WF。
参考答案
1.A
2.B
3.B
4.D
5.C
6.D
7.BC
8.BD
9.AC
10.BC
11.(1)D ；(2)2。
12.gt28
mg2t28T

13.不是 2
14.(1)BC，(2)x1+x22T，(3)mg(x2+x3)=12mvD2−12mvB2，(4)大于。
15.解：炸弹做的是平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动：
由ℎ=12gt2可知，t= 2ℎg= 2×500m10m/s 2=10s；
在水平方向上匀速直线运动：水平方向运动时间和飞行时间相同；
则s=v0t=10s×100m/s=1000m；
在此段时间内汽车向前行驶的距离s0=10s×20m/s=200m；
故s1=s−s0=1000m−200m=800m；
答：飞机应在距离汽车的水平距离800m处投弹．
16.解：(1)根据牛顿第二定律得，物体在拉力作用下的加速度为：
a=Fcs37°−μ(mg−Fsin37°)m=20×0.8−0.4×(20−20×0.6)2=6.4m/s2．
则2s末物体的速度为：
v=at=6.4×2m/=12.8m/s，
(2)根据牛顿第二定律得，物体撤去拉力后的加速度为：
a′=μmgm=4m/s2
则物体还能滑行的距离为：x=v22a′=20.48m．
答：(1)求2s末物体的速度12.8m/s．
(2)撤去外力后，物体还能运动20.48m．
17.解：(1)当速度最大时，此时F=f。
根据P=fvm，则f=Pvm=6000030N=2000N
(2)根据牛顿第二定律有：F−f=ma。
则牵引力F=f+ma=2000N+1000×2N=4000N。
所以匀加速运动的最大速度为v=PF=600004000m/s=15m/s
匀加速直线运动的时间t=va=152s=7.5s
(3)匀加速通过的位移为x1=v2t=152×7.5m=56.25m
汽车以额定功率行驶的时间为t′=t总−t=60s−7.5s=52.5s
发动机所做的总功为W=Fx+Pt′=4000×56.25J+60000×52.5J=3.375×106J
答：(1)轿车行驶时所受的阻力大小为2000N；
(2)轿车做匀加速运动的时间为7.5s；
(3)轿车开始运动1分钟内发动机所做的功为3.375×106J
18.解：(1)设A碰前瞬间速度大小为v0，由机械能守恒可得：
mg(2L−L)=12mv02
碰后瞬间AB速度大小为v1=12v0
由能量守恒定律，可得
Q=12mv02−12⋅2mv12
解得：Q=12mgL
(2)碰前弹簧已被压缩x0，此时弹簧弹力N0=kx0=mg
碰后向下运动的过程中，以A，B为整体，由牛顿第二定律可得
F+N−2mg=2ma...①
由上式可知，弹力N越大，F越小，当弹簧压缩到最低点时弹力N最大，则F最小，
以竖直向下为正方向，由A，B匀减速运动可得，
0−v12=−2ax，其中x=2mgk
解得：a=kL8m
弹簧弹力最大值Nm=k(x0+x)=mg+2mg=3mg
由①式可解的拉力F最小值为
Fm=kL4−mg，位置在离地L−2mgk处。
(3)碰后向下运动的过程中，以A，B为整体
重力做功为WG=2mgx=4m2g2k
弹簧弹力做功为WN=−△Ep=12kx02−12k(x0+x)2=−4m2g2k
由动能定理WG+WN−WF=0−12(2m)v12
解得克服F所做的功WF=mgL2
答：(1)A与B碰接过程中系统产生的内能Q为mgL2；
(2)AB一起运动过程中拉力F最小的位置为L−2mgk以及最小值Fm为kL4−mg；
(3)AB下落过程中克服F所做的功WF为mgL2。