福建省莆田第十五中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题（解析版）

2023-2024学年莆田十五中高一下学期高一物理期中考试卷（考试时间：75分钟试卷满分：100分）注意事项：1.考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名”与考生本人填写的准考证号、姓名是否一致。2.选择题用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。非选择题答案用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上相应位置书写作答，在试卷上答题无效。3.如无特殊说明，取。第Ⅰ卷—选择题（共40分）一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题所给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。1.如图所示，一儿童坐在雪橇上，雪橇在与水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离，此过程中拉力F对雪橇做的功为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】根据功的定义式，功等于力乘以在力的方向上运动的位移，有故选D。2.一质点做曲线运动的轨迹如图所示，如果用带箭头的线段表示质点所受的合力。质点在图中四个位置所受合力可能正确的是（）A.P B.Q C.M D.N【答案】A【解析】【详解】根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，故图中四个位置所受合力可能正确的是P。故选A。3.如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（）A.F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动B.F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动CF突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心D.F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动【答案】D【解析】【详解】A．小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，拉力等于向心力，当F突然变大，拉力大于所需的向心力，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心，A错误；BC．当F突然变小，拉力小于所需的向心力，小球将沿轨迹Pb做离心运动，BC错误；D．F突然消失，小球将沿轨迹切线方向抛出，所以小球将沿轨迹Pa做离心运动，D正确。故选D。4.如图所示，旋转秋千中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上，不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（）A.A的速度比B的大B.A与B向心加速度大小相等C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小【答案】D【解析】【分析】根据A、B座椅同轴转动可推知它们转动的角速度相等，结合v=ωr可推知A、B速度的关系，再根据a=ωr2及A、B圆周运动半径关系可推知向心加速度的大小关系，由F向=ma向及拉力与重力、向心力的关系可推知A、B缆绳的拉力大小。【详解】A．因为两座椅A、B均绕着圆盘轴做圆周运动，故角速度ωA=ωB，假设圆盘转动的角速度很大，则A、B均会被甩起来，由于绳长相等，可知A做圆周运动的半径小于B的半径，由v=ωr可知A的速度比B的小，故A错误；B．又由a=ω2r知，A的向心加速度一定小于B的向心加速度，故B错误；C．由F向=ma向，可知FA向＜FB向，对座椅进行受力分析，如图所示拉力和重力的合力提供A、B做圆周运动的向心力，则有F向=mgtanθ可知悬挂A缆绳与竖直方向的夹角比B小，故C错误；D．再由可知悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。5.如图所示，汽车以速度v通过一弧形的拱桥顶端时，关于汽车受力的说法中正确的是（）A.汽车的向心力就是它所受的重力B.汽车的向心力是它所受的重力与支持力的合力，方向指向圆心C.汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用D.汽车受到的支持力比重力小【答案】BD【解析】【详解】ABC．汽车受重力、支持力、牵引力和摩擦力的作用，向心力只是效果力；汽车的向心力是它所受的重力与支持力的合力，方向指向圆心，故AC错误，B正确；D．根据牛顿第二定律可得解得汽车受到的支持力大小为可知汽车受到的支持力比重力小，故D正确。故选BD。6.如图所示，在2010年2月温哥华冬奥会自由式滑雪比赛中，我国某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，如图所示，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，则（）A.如果不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同B.不论多大，该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的C.运动员落到雪坡时的速度大小是D.运动员在空中经历的时间是【答案】BD【解析】【分析】【详解】D．设在空中飞行时间为t，运动员在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；运动员竖直位移与水平位移之比则有飞行的时间故D正确；C．竖直方向的速度大小为运动员落回雪坡时的速度大小故C错误；AB．设运动员落到雪坡时的速度方向与水平方向夹角为α，则由此可知，运动员落到雪坡时的速度方向与初速度方向无关，初速度不同，运动员落到雪坡时的速度方向相同，故B正确，A错误。故选BD。7.在如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是。若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的关系是（）A.线速度大小之比为1:1:2 B.角速度之比为1:2:2C.周期之比为1:2:2 D.转速之比为2:1:2【答案】AB【解析】【详解】A．a、b两点通过皮带带动，线速度大小相等，即有b、c两点是同轴转动，角速度相等，即有根据角速度与线速度的关系有，则有解得故A正确；B．根据角速度与线速度的关系有结合上述解得故B正确；C．根据角速度与周期的关系有，，结合上述解得故C错误；D．转速之比等于频率之比，则有，，结合上述解得故D错误。故选AB。8.如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平N位置，已知AO与竖直杆成θ角，则（）A.刚开始时B的速度为 B.A匀速上升时，重物B也匀速下降C.重物B下降过程，绳对B的拉力大于B的重力 D.A运动到位置N时，B的速度为零【答案】CD【解析】【分析】【详解】AD．对于A，它的速度如图中标出的v，这个速度看成是A的合速度，其分速度分别是va、vb，其中va就是B的速度vB(同一根绳子，大小相同)，刚开始时B的速度为当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时所以B的速度故A错误D正确；BC．因A匀速上升时，由公式当A上升时，夹角θ增大，因此B做减速运动，由牛顿第二定律，可知，绳对B的拉力大于B的重力，故B错误C正确。故选CD。第Ⅱ卷—非选择题（共60分）三、非选择题：共60分。其中9小题为填空题，10、11、12小题为实验题，13~15小题为计算题。考生根据要求在答题卡的非选择区域内作答。9.一辆质量为103kg的汽车，其额定功率为104W，在水平公路上行驶时所受阻力恒为500N。当汽车以额定功率启动，随着车速增大，牵引力会______（填“增大”“减小”或“不变”），汽车能达到的最大速度vm=_______m/s；当加速度为1.5m/s2时，车速v=_______m/s。【答案】①.减小②.20③.5【解析】【详解】[1]当汽车以额定功率启动，根据可知随着车速增大，牵引力会减小；[2]当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大，则有[3]当加速度为1.5m/s2时，根据牛顿第二定律可得解得此时牵引力大小为则车速为10.如图所示，如图为在实验室中“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。让重物拉着纸带从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，通过对纸带上的点迹进行测量、分析即可验证机械能守恒定律。（1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点，测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量_______，动能增加量ΔEk=_______。（2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。A.利用公式计算重物速度B.利用公式v=C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响D.没有采用多次实验取平均值的方法（3）该同学继续应用纸带上各点到起始点O的距离h，计算出相应点对应的速度v，以h为横轴、为纵轴作出了如图所示的图线，当地重力加速度为g，该图线的斜率应_______。（填写正确答案的选项符号）A.略小于g B.等于g C.略小于 D.等于【答案】（1）①②.（2）C（3）C【解析】【小问1详解】[1]重力势能变化量可以由重力做功的多少来表示，则[2]先计算B点瞬时速度代入动能表达式可得【小问2详解】在实验过程中，存在空气阻力和各种摩擦阻力，会导致重力势能减少量略大于动能增加量。故选C。【小问3详解】根据动能定理可知可得由此可知，在图像中，斜率为，因此小于2g。故选C。11.某兴趣小组在“研究小球平抛运动”的实验中：（1）在如图甲所示的演示实验中，当用不同的力向右敲打弹簧片时，发现A、B两球总是同时落地，这说明______（填标号）。A.平抛运动的轨迹是一条抛物线B.平抛运动的飞行时间与抛出速度有关C.平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动D.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动（2）如图乙，将两个相同的斜槽固定在同一竖直平面内，末端均水平，斜槽2与光滑水平板平滑衔接，将两个相同的小钢球从斜槽上相同高度处同时由静止释放，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，这说明______（填标号）。A.平抛运动是匀变速运动B.平抛运动的飞行时间与高度无关C.平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动D.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动（3）该小组同学利用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的频闪照片如图丙所示，图中背景正方形小方格的实际边长为，a、b、c、d是小球运动过程中的四个位置，重力加速度大小取，则由照片可得小球做平抛运动的初速度大小为______m/s，小球经过b点时的速度大小为______m/s。【答案】（1）D（2）C（3）①.2②.2.5【解析】【小问1详解】A、B两球总是同时落地，说明在竖直方向小球B与自由下落的小球A同步，因此可以说明平抛的小球B在竖直方向做自由落体运动。故选D【小问2详解】将两个相同的小钢球从斜槽的同一高度同时由静止释放，到达轨道末端的速度相同，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，即在水平方向平抛的小球与在水平面匀速运动的小球同步，说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。故选C。【小问3详解】[1][2]由平抛运动的规律得竖直方向有得水平方向有竖直方向b点的瞬时速度等于ac两点的平均速度，则则小球经过b点时的速度大小为12.用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮左塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：（1）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与的关系；A.质量m B.角速度 C.半径r（2）在（1）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为_______；（3）在（1）的实验中，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则下列符合实验实际的是（）A.左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小B.左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值不变C.左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小D.左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大【答案】（1）B（2）2：1（3）B【解析】【小问1详解】因两球的质量和半径相同，所以比较的是向心力的大小和角速度的关系。故选B。【小问2详解】由向心力计算公式F=m2r，向心力之比1：4，则角速度之比1：2，又因皮带连接的左、右塔轮线速度相同，由v=r可知，左右塔轮半径之比2：1。【小问3详解】若增大手柄转动的速度，由F=m2r可知向心力增大，但比值不变。故选B。13.如图所示，一个人用与水平方向成角的力拉一个木箱，在水平地面上沿直线匀速前进了，求：（1）拉力对木箱所做的功；（2）木箱克服摩擦力对所做的功；【答案】（1）160J；（2）160J【解析】【详解】（1）拉力对木箱所做的功为（2）根据平衡条件，摩擦力大小为木箱克服摩擦力对所做的功14.水平地面上有一高h＝4.2m的竖直墙，现将一小球以v0＝6.0m/s的速度，从离地面高H＝5.0m的A点水平抛出，球以大小为10m/s速度正好撞到墙上的B点,不计空气阻力，不计墙的厚度．取重力加速度g＝10m/s2,求:(1)小球从A到B所用的时间t；(2)小