四川省成都市简阳实验名校（成都石室阳安名校）2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

四川省成都市简阳实验名校（成都石室阳安名校）2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、本题包括7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．现代健身人群，常控制卡路里（cal）的摄入来达到健身效果。已知1cal=4.A．kg⋅m2⋅s−2 B．N⋅m⋅s 2．对于下列物理量，其数值中的正负号表示大小的是（）A．加速度 B．重力势能 C．速度 D．功3．小红同学在校本课程中体验糕点制作“裱花”环节时，她在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸（20cm）的蛋糕，在蛋糕边缘每隔4s均匀“点”一次奶油，蛋糕转动一周正好均匀“点”上15点奶油。下列说法正确的是（）A．圆盘转动的转速约为2r/minB．圆盘转动的角速度大小为πC．蛋糕边缘的线速度大小约πD．蛋糕边缘的向心加速度约为90m/s24．如图所示，质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，假设在打开伞之前受大小为0.1mg的恒定阻力作用，在运动员下落高度为h的过程中，下列说法正确的是（）A．运动员克服阻力所做的功为0.9mghB．运动员的机械能减少了0.9mghC．运动员的重力势能减小了mghD．运动员的动能减少了0.9mgh5．如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙，一件小衣物（可理想化为质点）的质量为m，滚筒半径为R，周期为T，重力加速度为g，a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置。下列说法正确的是（）A．衣物所受合力的大小始终为mB．衣物转到b位置时的脱水效果最好C．脱水过程中衣物上的水做向心运动D．衣物在a位置和b位置对滚筒壁的压力都大于mg6．我校第31届艺体节于2024年4月17号——18号成功举行，并圆满完成各项比赛。在田径比赛男子立定跳远中，前六名成绩如下表。假设刘同学从位置②起跳，到位置⑤落地，位置③是他在空中的最高点，以下说法正确的是（）班级2941911124姓名周扬鑫龚艺凡张嘉乐刘潇涵杨磊曾毅成绩2.87m283m2.83m2.80m2.78m2.77m名次第一名第二名第二名第四名第五名第六名A．刘同学下蹲过程中对地面的压力先大于重力后小于重力B．刘同学起跳过程中支持力对他做正功C．刘同学从②位置到③位置比从③位置⑤位置过程中速度变化慢D．刘同学在最高点③位置时重力的瞬时功率为07．一台额定功率为P的起重机从静止开始提升质量为m的重物，重物运动的v-t图像如图所示，图中线段除AB段是曲线外，其余线段都是直线，已知在t1时刻拉力的功率达到额定功率，之后功率保持不变。下列说法正确的是（）A．图像中曲线AB段起重机的加速度越来越大B．图像中直线OA段起重机的功率保持不变C．在t1时刻，起重机的拉力最大且为PD．在t2时刻，起重机的拉力最大且为P二、本题包括3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，少选得3分，错选得0分。8．如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（）A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B．乙图中，物体B沿固定斜面匀速下滑，物体B机械能守恒C．丙图中，不计滑轮质量和任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒9．如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OOA．b一定比a先开始滑动B．a、b所受的摩擦力始终相等C．当ω=2kgD．ω=kg10．如图甲所示，小物块（可以看成质点）以一定的初速度从倾角为30°的斜面底端A点沿斜面向上运动。选择地面为参考平面，上滑过程中，物块的机械能E随物块离A点距离s的变化关系如图乙所示。小物块上滑时离A最远距离为4m，重力加速度大小g取10m/s2，则（）A．物体的质量m=2kgB．物体与斜面间的动摩擦因数μ=0C．物体上滑过程中的加速度大小a=10m/D．物体回到斜面底端时的速度为4m/s三、实验题（14分）11．用如图所示的演示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，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内小球也随着做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的弹力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，请回答相关问题：（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是____。（填正确答案标号）A．微元法 B．等效替代法C．控制变量法 D．理想化模型法（2）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，匀速转动手柄，观察左右标尺露出的刻度，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（2）的实验中，其他条件不变，若减小手柄匀速转动的速度，则下列符合实验实际的是____。（填正确答案标号）A．左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大B．左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小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小，两标尺示数的比值不变12．如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量△EP=J；重物的动能增加量△Ek=J（结果均保留三位有效数字）。（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是△Ep△Ek（选填“大于”、“等于”或“小于”）。（3）甲同学多次实验，以重物的速度平方v2为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的v2—h图像，则当地的重力加速度g=m/s2。（结果保留3位有效数字）四、计算题（请写出必要的文字叙述，解答过程，共40分）13．如图甲所示，一质量为m=2kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t=0时刻开始，物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用并向右运动，第3s末物块运动到B点时速度刚好为0，第5s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ=0.15（g取10m/s2），求：（1）A与B间的距离；（2）水平力F在5s内对物块所做的功。14．质量为2kg的物体A和质量为1kg的B分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上。开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度为1.6m，如图所示。若不计一切阻力和摩擦，从静止开始放手让它们运动。（斜面足够长，g取10m/s（1）物体A着地时的速度；（2）绳的拉力对物体A做的功；（3）物体A着地后，物体B还能沿斜面上滑的距离。15．如图所示，在光滑的平台上有一轻弹簧，其左端固定不动，右端位于P点时轻弹簧处于原长状态。现用一质量为1kg可视为质点的小物块向左将弹簧压缩至右端位于Q点，然后由静止释放，小物块从A点以4m/s的速度离开平台，在平台的右侧有一固定在竖直平面内的圆弧轨道BC，圆弧的半径为4m，圆心角θ=37°。在圆弧轨道的右侧有一质量为2kg的长木板静止在光滑的水平面上，长木板的左端挨着圆弧轨道，其上表面与过圆弧轨道C点的切线平齐。小物块离开平台后恰好沿B点的切线方向进入圆弧轨道运动，从B到C的过程中小物块克服摩擦力做功2.5J。小物块离开C点后滑上长木板的左端继续运动，最终小物块与长木板速度相等一起向右运动。已知小物块和长木板间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）小物块在Q点时弹簧具有的弹性势能；（2）小物块运动到C点时对轨道的压力；（3）小物块与长木板之间产生的热量。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】根据

W=Fx

以及

F=ma

可知1J=1N⋅m=1kg⋅m/故答案为：A。【分析】根据物理公式以及七个基本单位求解卡路里的单位。2．【答案】B【解析】【解答】A．加速度的正负号表示方向与规定的正方向相同还是相反，故A错误；

B．重力势能的正负号表示大小，故B正确；

C．速度的正负号表示方向与规定的正方向相同还是相反，故C错误；

D．功为标量，正负不代表大小，表明力的效果，正功说明是动力做功，负功说明阻力做功，故D错误。

故答案为：B。

【分析】矢量前面的正负号表示方向，功的正负不代表大小，表明力的效果。3．【答案】B【解析】【解答】A．圆盘转一圈所需的时间为15×4=60s故转速为1r/min，故A错误；B．由角速度与周期的关系可得ω=故B正确；C．蛋糕边缘的奶油线速度大小为v=ωr=故C错误；D．蛋糕边缘的向心加速度为a故D错误。故答案为：B。【分析】4s均匀“点”一次奶油，蛋糕转动一周正好均匀“点”上15点奶油，所以周期为60s，结合圆周运动相关定义求解各个物理量。4．【答案】C【解析】【解答】AB．若只有重力做功则运动员机械能守恒，而该过程中除了重力做功，还有阻力做负功，则可知，机械能的减少量等于克服阻力所做的功，即为0.1mgh，故AB错误；C．重力做正功重力势能减小，重力做负功重力势能增加，即有

WG=−ΔEp

该过程中重力做正功，则可知运动员的重力势能减小了mgh，故C正确。

D．根据动能定理有故答案为：C。【分析】重力做正功，阻力做负功，动能变化等于合力做功，机械能减少量等于阻力做功。5．【答案】B【解析】【解答】A．衣物做匀速圆周运动，由所受外力的合力提供向心力，可知，衣物所受合力的大小始终为F=m故A错误；B．衣物经过的最高位置a和最低位置b时，分别对衣物进行分析有mg+N则有N由于水滴与衣物之间的作用力的最大值一定，可知衣物转到b位置时的脱水效果最好，故B正确；C．脱水过程中衣物上的水脱离衣物向外运动，可知，脱水过程中衣物上的水做离心运动，故C错误；D．根据牛顿第三定律定律有NN结合上述解得NN可知，衣物在b位置对滚筒壁的压力大于mg，衣物在a位置对滚筒壁的压力不一定大于mg，故D错误。故答案为：B。【分析】脱水过程中衣物上的水做离心运动，衣物在b位置对滚筒壁的压力一定大于mg，衣物做匀速圆周运动，由所受外力的合力提供向心力。6．【答案】D【解析】【解答】A．刘同学下蹲过程中先向下加速后向下减速，加速度方向先向下，后向上，先失重后超重，故刘同学下蹲过程中对地面的压力先小于重力后大于重力，故A错误；B．刘同学起跳过程中支持力的作用点在脚底相对地面没有位移，故支持力对他不做功，故B错误；C．不忽略空气阻力的情况下，竖直方向刘同学从②位置到③位置有mg+从③位置⑤位置有mg−故上升过程加速度更大，速度变化较快，故C错误；D．刘同学在最高点③位置时重力与速度方向垂直，故重力的瞬时功率为0，故D正确。故答案为：D。【分析】超重，具有向上加速度，压力大于重力；失重，具有向下加速度，压力小于重力，脚底相对地面没有位移，故支持力对他不做功。7．【答案】C【解析】【解答】A．v-t图像斜率表示加速度，图像中曲线AB段，加速度越来越小，故A错误；B．图像中直线OA段重物匀加速上升，起重机的牵引力不变，速度增大，功率增大，故B错误；CD.0～t1时间内，起重机做匀加速直线运动，拉力为定值，t1时刻达到额定功率

P=Fv1

此后速度增加，功率不变，拉力减小，故在t1时刻，起重机的拉力最大且为故答案为：C。【分析】v-t图像斜率表示加速度，物体先做匀加速运动，然后做加速度减小但功率恒定的运动。8．【答案】C,D【解析】【解答】A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，弹簧弹力对A做负功，A机械能不守恒，物体A与弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误；

B．乙图中，物体B沿固定斜面匀速下滑，说明B受到摩擦力的作用，物体B机械能在减少，故B错误；

C．丙图中，不计任何阻力和定滑轮质量时A加速下落，B加速上升过程中，A、B系统只有重力和弹力做功，A、B系统机械能守恒，故C正确；

D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的动能和势能都不变，故机械能守恒，故D正确。

故答案为：CD。

【分析】只有重力或者弹力做功，其它力不做功，或者做功的代数和为零，则机械能守恒。9．【答案】A,D【解析】【解答】AB、木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可知

fa=mω2l

fb=mω2·2l

故

fb>fa

a、b未发生相对滑动前摩擦力不等，因为两个木块的最大静摩擦力相等，未发生相对滑动时fb>fa，所以b先达到最大静摩擦，b先滑动，故A正确，B错误；

C．当ω=2kg3l时，a所受摩擦力的大小为

fa=m10．【答案】A,D【解析】【解答】A．上升到最高点时物体的机械能等于重力势能，则E解得m=故A正确；B．机械能的变化量等于除重力外的其它所做的功，故满足ΔE=μmg其中ΔE=64J−40J=24J解得μ=故B错误；C．上滑过程中由牛顿第二定律可得mg解得a=g故C错误；D．下滑过程中由牛顿第二定律可得mg解得a由运动学公式可得v解得v故D正确。故答案为：AD。【分析】上升到最高点时物体速度等于零，物体的机械能等于重力势能，机械能的变化量等于除重力外的其它所做的功，由牛顿第二定律求解加速度，由运动学公式求解速度大小。11．【答案】（1）C（2）2（3）D【解析】【解答】（1）在探究向心力大小F与半径r、质量m、角速度ω的关系时，需要先控制某些量不变，探究其中的两个物理量的关系，即用控制变量法。故答案为：C。（2）由F=m可知，两球的向心力之比为1:4，两球的质量相等，转动半径相同，则有转动的角速度之比为v=ωr可知，左、右塔轮半径之比为2:（3）其他条件不变，若减小手柄转动的速度，则有两钢球所需的向心力都减小，左右两标尺的示数将变小，可是向心力之比不变，即两标尺示数的比值不变。故答案为：D。【分析】（1）物理学中对于多因素(多变量)的问题常常采用控制因素(变量)的办法，即把多因素的问题转化为多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综合解决。

（2）两球的质量相等，转动半径相同，皮带连接的左、右塔轮，轮缘的线速度大小相等，左、右塔轮半径之比等于角速度反比；

（3）若减小手柄匀速转动的速度，两钢球所需的向心力都减小，两标尺示数的比值根据向心力公式知道等于角速度之比的平方。12．【答案】（1）1.82；1.71（2）系统；大于（3）9.67【解析】【解答】（1）在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量△打B点时的速度v重物的动能增加量△（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的系统误差。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是△Ep大于△Ek。（3）根据v结合图像可知2g=解得g=9.67m/s2【分析】（1）重物重力势能的减少量等于重力乘以下落高度，求出速度大小，结合动能表达式求解重物的动能增加量；

（2）系统误差是指由于测量原理以及测量仪器不够精密导致的误差；

（3）2g等于图像的斜率，求出斜率即求出重力加速度大小。13．【答案】（1）解：在3s~5s物块在水平恒力F作用下由B点匀加速直线运动到A点，设加速度为a，AB间的距离为s，则F−μmg=maa=x=（2）解：设整个过程中F所做功为WF，物块回到A点的速度为vA，由动能定理得Wv联立解得WF=2μmgx＋max=7J【解析】【分析】（1）由牛顿运动定律求解加速度大小，根据位移时间关系求解位移大小；

（2）根据运动学公式求解速度，根据动能定理合力做功等于动能变化求解水平力F在5s内