江西省五校2022-2023学年高一（下）期中物理试卷（含解析）

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一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.在平直公路上同向行驶的甲车和乙车，其位置随时间变化情况分别如图中直线和曲线所示。时，，。时，直线和曲线刚好相切。已知乙车做匀变速直线运动。在过程中()

A.乙车的速度越来越大B.乙车所受合外力越来越大

C.乙车的初速度大小为D.乙车的加速度大小为

2.挂灯笼的习俗起源于多年前的西汉时期，已成为中国人喜庆的象征。如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，中间的细绳是水平的，另外四根细绳与水平面所成的角分别和。关于和，下列关系式中正确的是()

A.B.C.D.

3.如图所示的虚线为一簇等势线，平行等距，且相邻两等势线之间的电势差相等，重力不可忽略的带电粒子由点以平行于等势线的速度射入电场。经过一段时间运动到点，两点的连线与等势线垂直，点为轨迹的最高点。已知到的过程重力做功为，电场力做功，则下列说法正确的是()

A.粒子由到的过程中粒子克服电场力做功

B.粒子在点的动能比在点的动能少

C.粒子在点的机械能比在点的机械能多

D.粒子在点具有的动能为

4.如图所示光滑直管倾斜固定在水平地面上，直管与水平地面间的夹角为，管口到地面的竖直高度为；在距地面高为处有一固定弹射装置，可以沿水平方向弹出直径略小于直管内径的小球。某次弹射的小球恰好无碰撞地从管口处进入管内，设小球弹出点到管口的水平距离为，弹出的初速度大小为，重力加速度取。关于和的值，下列选项正确的是

A.，B.，

C.，D.，

5.年月日，我国六名航天员在空间站首次“太空会师”，向世界展示了中国航天工程的卓越能力。载人空间站绕地运动可视为匀速圆周运动，已知空间站距地面高度为，运行周期为，地球半径为。忽略地球自转，则()

A.空间站的线速度大小为

B.地球的质量可表示为

C.地球表面重力加速度为

D.空间站的向心加速度大小为

6.年北京冬奥会上运行了超辆氢能源汽车，是全球最大规模的一次燃料电池汽车示范，体现了绿色环保理念。质量为的氢能源汽车在平直的公路上由静止启动，汽车运动的速度与时间的关系图像如图甲所示，汽车牵引力的功率与时间的关系如图乙所示。设汽车在运动过程中所受阻力不变，下列说法正确的是()

A.汽车所受阻力大小为

B.汽车的最大牵引力为

C.汽车车速为时，它的加速度大小为

D.汽车车速从增大到的过程中，牵引力对汽车做的功为

7.在水平力的作用下质量为的物块由静止开始在水平地面上做直线运动，水平力随时间变化的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为，取。则()

A.时物块的动能为零

B.时物块离初始位置的距离最远

C.时间内合外力对物块所做的功为

D.时间内水平力对物块所做的功为

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

8.如图所示，外轨道光滑，内轨道粗糙粗糙程度处处相同的圆环轨道固定在竖直平面内，完全相同的小球、直径略小于轨道间距以相同的速率从与圆心等高处分别向上、向下运动，两球相遇时发生的碰撞可看作弹性碰撞，重力加速度为。下列说法中正确的是

A.当时，小球通过最高点和小球通过最低点时对轨道的压力差为

B.当时，第一次碰撞前瞬间，球机械能一定小于球机械能

C.当时，第一次碰撞的位置一定在轨道的最低点

D.当时，第一次碰撞后瞬间，两球速度一定等大反向

9.如图所示，质量为的长木板放在光滑水平地面上，质量为的物块静止在木板上，、之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的拉力作用在长木板上，下列说法中正确的是()

A.时，受到的摩擦力为，方向水平向右

B.时，、之间会发生相对滑动

C.时，的加速度大小为

D.时，的加速度大小为

10.在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定在墙上。如图甲所示，物体以速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为，现让弹簧一端连接另一质量为的物体。如图乙所示。物体以的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为，下列判断正确的是()

A.乙图所示的运动过程中，物体和物体组成的系统机械能守恒

B.物体的质量为

C.弹簧压缩量最大时物体的速度为

D.弹簧及压缩量最大时的弹性势能为

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

11.为了“验证机械能守恒定律”，某学生想到用气垫导轨和光电门及质量为的小车来进行实验，如图所示，他将长为、原来已调至水平的气垫导轨的左端垫高，在导轨上的两点处分别安装光电门和，然后将小车从导轨上端释放，在小车下滑过程中，小车上的挡光片经过上、下光电门的时间分别为、，用游标卡尺测得挡光片宽度为，重力加速度为。则：

要验证小车在运动过程中机械能守恒，还必须测出_____________。

写出本实验验证机械能守恒定律的原理式_____________用上面已知测量量和还必须测出的物理量符号表示。

实验所用滑块的质量，其他数据如下，，，两个光电门间的距离为，则实验中重力势能的减少量为_____________。

12.物理小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的试验。步骤如下：

用天平测出滑块、的质量分别为和；

安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

向气垫导轨通入压缩空气；

把、两滑块放到导轨上，并给它们一个初速度，同时开始闪光照相，闪光的时间间隔设定为。照片如图。该组同学结合实验过程和图像分析知：该图像是闪光次摄得的照片，在这次闪光的瞬间，、两滑块均在刻度范围内；第一次闪光时，滑块恰好通过处，滑块恰好通过处；碰撞后有一个物体处于静止状态。请问：

以上情况说明碰后__________选填或物体静止，滑块碰撞位置发生在__________处；

滑块碰撞时间发生在第一次闪光后__________；

设向右为正方向，试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是__________，碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是__________。

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

13.如图所示，粗糙水平面与竖直面内的光滑半圆形轨道在点平滑相接，一质量为的小滑块可视为质点将弹簧压缩至点后由静止释放，经过点后恰好能通过最高点做平抛运动。已知：导轨半径，小滑块的质量，小滑块与轨道间的动摩擦因数，的长度，重力加速度取，求：

小滑块对圆轨道最低处点的压力大小；

弹簧压缩至点时弹簧的弹性势能。

14.如图甲所示，以为原点，竖直向下为正方向建立轴。在和处分别固定电量为的正点电荷。、、为轴上坐标分别为、、的点，之间沿轴方向电势变化如图乙所示。现将一带正电小球由点静止释放，小球向下运动。已知释放瞬间小球加速度为，为当地重力加速度，静电力常量为。求：

小球在点的加速度大小；

小球的比荷；

若另有一带电小球悬停在点，小球仍从点静止释放，运动到点时，与发生弹性碰撞，碰撞时间极短，且不发生电荷转移，碰后恰能到达点，忽略两球之间的静电力作用，求小球与的电量之比。

15.如图所示，质量为、长度为且两端带有弹性挡板的长木板静止在水平地面上，、为长木板左右端点，为中点，质量为的物块静止在点，一质量为的子弹以的速度水平飞来与发生正碰并留在其中，重力加速度大小为，求：

当、与长木板之间的动摩擦因数时，与均向左运动，若刚好与挡板没有发生碰撞，则与地面之间的动摩擦因数为多少

如果地面光滑，、与长木板之间的动摩擦因数，且、整体与挡板发生弹性碰撞时刚好速度交换，则：

I.最终停在长木板上何处

Ⅱ从开始运动到与长木板相对静止，物块运动的总路程为多少

答案和解析

1.【答案】

【解析】A、根据图像的斜率表示速度，由图像可知，乙车的速度越来越小，故A错误；

B、乙车做匀变速直线运动，即乙车的加速度不变，由牛顿第二定律可知，乙车所受合外力不变，故B错误；

C、图像的斜率表示速度，且时直线和曲线刚好相切，故时乙车的速度，内乙车的位移为，由，解得乙车的初速度大小为，故C错误；

D、乙车的加速度为，加速度大小为，故D正确。

故选D。

2.【答案】

【解析】

【分析】

分别对左下方灯笼的上方结点、左侧两个灯笼整体分析，根据平衡条件可得水平绳子上的拉力，进行分析。

本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。注意整体法和隔离法的应用。

【解答】

对左下方灯笼的上方结点分析，受到三段细绳的拉力，其中下方细绳拉力等于灯笼的重力，受力情况如图所示；

根据平衡条件可得水平绳子上的拉力为：；

对左侧两个灯笼整体分析，受到重力、两边细绳的拉力，如图所示；

根据平衡条件可得水平绳子上的拉力为：；

联立解得：，故D正确、ABC错误。

故选：。

3.【答案】

【解析】A.竖直虚线为一簇等势线，平行等距，相邻两等势线之间的电势差相等，结合等势线的特点可知该电场为匀强电场，各点的电场强度是相等的；粒子沿竖直方向做竖直上抛运动，由运动的对称性可知，粒子上升的时间与下降的时间相等；粒子沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，在连续相等的时间内沿水平方向的位移之比为，即与之间的水平距离是与之间的水平距离的倍；由可知，由到过程电场力做功，则沿水平方向粒子从点到点的过程中电场力做功为，故A错误；

B.粒子从点到点的运动过程中重力做功为，电场力做功为，粒子所受外力做的总功等于，由动能定理可知，粒子的动能增加，所以粒子在点的动能比在点的动能少，故B错误；

C.粒子从到电场力做功为，则粒子在点的机械能比在点的机械能多，故C正确；

D.与在同一水平线上，则粒子从到重力做的总功为零，粒子在点沿竖直方向的速度大于零，所以粒子在点的动能大于，故D错误。

故选C。

4.【答案】

【解析】由题意可知，弹出后小球做平抛运动，到管口时的速度方向沿直管方向，根据平抛运动特点，做平抛运动的物体任意时刻速度方向的反向延长线交此前水平位移于中点，如图所示：

根据几何关系得，小球在竖直方向做自由落体运动，可得小球从到的运动时间为，由水平方向做匀速运动有。

故选A。

5.【答案】

【解析】A.由题意可知，空间站绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为，周期为，因此空间站的线速度大小为，A错误；

B.由地球引力提供向心力可得，解得，B错误；

C.由地球的万有引力等于地球表面的重力可得，解得，C正确；

D.由向心加速度公式可得空间站的向心加速度大小为，D错误。

故选C。

6.【答案】

【解析】解：、当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，由图有：，得，故A错误；

B、汽车做匀加速运动的牵引力最大，由牛顿第二定律得：，解得汽车的最大牵引力：，故B错误；

C、汽车车速为时，汽车的牵引力为，由牛顿第二定律得：，解得：，故C正确；

D、汽车车速从增大到的过程中，设牵引力做功为，此过程中汽车的位移为，根据动能定理得：，可知，故D错误。

故选：。

当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，根据功率公式求解阻力；汽车做匀加速运动的牵引力最大，根据牛顿第二定律求解最大牵引力；根据牛顿第二定律和相结合求加速度大小；汽车车速从增大到的过程中，根据动能定理求牵引力对汽车做的功。

本题考查机车启动问题，要能够熟练地进行受力分析与运动状态分析，知道公式中指实际功率，表示牵引力，表示瞬时速度；当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度。

7.【答案】

【解析】A.物块与地面的滑动摩擦力为

，根据动量定理有

代入数据解得

后水平力反向，物块加速度为

物块做匀减速运动，运动时间为

所以末速度为零，之后反向加速，物块加速度为

末的速度为

末物块的动能为，故A错误；

B.末速度为零，之后反向运动，所以时物块离初始位置的距离最远，故B错误；

C.时间内根据动能定理有，故C错误；

D.内位移大小为

内位移大小为

内位移大小为

、内水平力做正功，内水平力做负功，内水平力做的功为，故D正确。

故选D。

8.【答案】

【解析】

【分析】

本题考查竖直面的圆周运动问题，要明确过最高点的临界条件，恰好不与内轨道接触时，在当前位置的速度；

内轨道光滑时，恰好能过最高点时，在当前位置的速度。结合对称性分析小球可能的运动，从而解题。

根据动能定理分析在最高点的速度，最低点的速度，根据牛顿第二定律结合向心力公式分析轨道对小球的弹力。

【解答】

A.当时，球在最高点所受弹力为零时，只有重力提供向心力，得

假设球上升到最高点过程中外轨道对球有弹力，则满足机械能守恒：，得：

说明假设成立，根据牛顿第二定律：，得：

球到最低点过程，由机械能守恒和牛顿第二定律：，

得：

球通过最高点和球通过最低点时对轨道的压力差为：，故A正确；

B.使球在最高点弹力为零，根据机械能守恒：

小球初速度为：

当，则，球与内轨道存在摩擦力，机械能由损失，且球先通过最高点，虽然不能确定两球相碰的位置，但是球与内轨道接触过程运动的路程更大，损失的机械能更多，所以两球第一次相碰时球机械能一定小于球机械能，故B正确；

C.假设内轨道光滑，使球恰好到达最高点，根据机械能守恒：

得：

当，则，、两球无法到达最高点。因为球先返回，所以第一次碰撞不在最低点，故C错误；

D.当，情况与选项C相似，两球在上半圆与内轨道接触时，相同高度的速度相同，故摩擦力等大，可知机械能损失一样多。两球一定是在下半圆轨道上相碰，而当二者相碰时一定在相同高度，则此时速度等大、反向，设为。根据动量守恒和机械能守恒：，

解得，第一次碰撞后瞬间，两球速度等大反向，故D正确。

故选ABD。

9.【答案】

【解析】当两物体刚要分离时，对

对整体

A.时，整体未相对滑动，加速度

对分析

方向水平向右，故A正确；

B.时，、之间不会发生相对滑动，恰好相对静止，故B错误；

C.时，相对滑动，的加速度大小为

故C正确；

D.时，的加速度大小为

故D正确。

故选ACD。

10.【答案】

【解析】A.乙图所示的运动过程中，弹簧被压缩，物体、的机械能一部分转化为弹性势能，物体、组成的系统机械能不守恒，故A错误；

设物体的的质量为，甲图中物体压缩弹簧，最大压缩量为时，的动能全部转化为弹簧的弹性势能，设为，则有

乙图中物体以的速度向右压缩弹簧过程中，、和弹簧组成的系统动量守恒，当二者共速时，弹簧达到最大压缩量，取向右为正方向，由动量守恒定律有

水平面光滑，、和弹簧组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律有

联立解得，，

故BC正确，D错误。

故选BC。

11.【答案】两光电门间的距离；

；

【解析】很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度，小车经过光电门时的速度大小为，经过光电门时的速度大小为，

设、两光电门间的距离为，设气垫导轨与水平面间的夹角为，小车从光电门运动到光电门的过程，由动能定理得，由几何知识可知，整理得，验证机械能守恒定律还需要测量的值是两光电门间的距离；

由可知，实验需要验证的表达式是；

实验中重力势能的减少量为。

12.【答案】，；

；

，

【解析】由图可知，只有两个位置有照片，则说明碰后保持静止，故碰撞发生在第、两次闪光时刻之间，碰撞后静止，故碰撞发生在处；

碰撞后向左做匀速运动，设其速度为，所以，碰撞到第二次闪光时向左运动，时间为，有，第一次闪光到发生碰撞时间为，有，解得；

设向右为正方向，碰撞前，的速度大小为，的速度，则碰撞前两滑