精品解析：河南省三门峡市渑池县第二高级中学2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题

渑池二高2023-2024学年下学期期中考试试题 高一物理 注意事项：1.考试时间为75分钟，满分100分。 2.把答案做在答题卷上 第Ⅰ卷（选择题：共46分） 一、单项选择题（本题共7小题。每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意） 1. 关于动能的理解，下列说法正确的是（　　） A. 中的v必须是相对于地面的速度 B. 动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关 C. 物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等、方向相反 D. 当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化 2. 如图，在大小为的方向向右的水平恒力作用下，受到滑动摩擦力大小为。物体向右发生位移为的过程中，以下说法不正确的是（　　） A. 恒力F对物体做功50J B. 滑动摩擦力f对物体做功30J C. 合力对物体做功20J D. 物体克服f做功30J 3. 如图所示，质量为m的物体（视为质点）从固定光滑斜面的顶端由静止开始下滑，最终滑至斜面底端。斜面的高度为h，倾角为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 该过程中物体所受重力不做功 B. 该过程中物体克服重力做的功为 C. 物体经过斜面底端时，所受重力做功的瞬时功率为 D. 物体经过斜面底端时，所受重力做功的瞬时功率为 4. 如图所示，质量为m的小球从距桌面高 H 处的A点静止释放，之后落到地面上的 B点，桌面离地面高度为h，选择 A 点所在水平面为参考平面，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球（　　） A. 在A 点时的重力势能为 mg（H h） B. 在B 点时重力势能为 0 C. 在B 点时的动能为 mg（H h） D. 落到B 点时的机械能为 mg（H h） 5. 如图所示，小球自高h处以初速度v0竖直下抛，正好落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起，弹簧质量不计，空气阻力不计，则（　　） A. 小球落到弹簧上后立即做减速运动，动能不断减少，但动能与弹性势能的总和保持不变 B. 在碰到弹簧后的下落过程中，系统的弹性势能与重力势能之和先变小后变大 C. 在碰到弹簧后的下落过程中，重力势能与动能之和先变小后变大 D. 小球被弹起后，最高点仍是出发点 6. 如图所示，一不可伸长的柔软轻绳跨过光滑的定滑轮，绳两端各系一小球a和b。a球质量为m，静止于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b，则当b刚落地时a的速度为（　　） A. B. C. D. 7. 质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为（重力加速度大小为g）（　　） A B. C. D. 二、多项选择题（本题共3小题。每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意。全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选的得0分） 8. 许多小朋友喜爱荡秋千运动。图是荡秋千示意图，当秋千从P点向右运动到Q点的过程中（　　） A. 重力势能先减小后增大 B. 重力势能一直减小 C. 动能先增大后减小 D. 动能一直增大 9. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（　　） A. 重力做功mgR B. 机械能减少mgR C. 合外力做功mgR D. 克服摩擦力做功mgR 10. 如图甲，足够长的光滑斜面倾角为，时质量为的物块在沿斜面方向的力作用下由静止开始运动，设沿斜面向上为力的正方向，力随时间的变化关系如图乙。取物块的初始位置为零势能位置，重力加速度取，则物块（　　） A. 在时间内合外力的功率为 B. 在时动能为 C. 在时机械能为 D. 在时速度大小为 第Ⅱ卷（非选择题：共54分） 三、实验题（本题8个空，每空2分，共16分） 11. 利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面器材中，必须使用的还有_______。（选填器材前的字母） A. 大小合适铁质重锤 B. 体积较大的木质重锤 C. 刻度尺 D. 天平 E. 秒表 （2）图2是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点A、B、C、D、E，测得A、B、C三点到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp=________，动能的增加量ΔEk=_________。 （3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是_____。 A. 释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直 B. 做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带 C. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度 D. 用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度 12. 现利用如图所示装置验证机械能守恒定律。图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出。让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10-2 s、2.00×10-2 s。已知滑块质量为2.00 kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm，光电门1和2之间的距离为0.54 m，g取9.80 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度（计算结果保留三位有效数字）。 (1)滑块经过光电门1时的速度v1=___________ m/s，通过光电门2时的速度v2=___________ m/s。 (2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为___________ J，重力势能的减少量为___________ J。 四、解答题（本题共3小题，38分，写出必要的解题步骤及方程式，只有答案不得分） 13. 质量为kg的汽车，在水平路面上由静止开始运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2000N，汽车发动机的额定输出功率为W，开始时以的加速度做匀加速运动，取重力加速度。求： （1）汽车所能达到的最大速率； （2）汽车做匀加速运动时间。 14. 如图所示，粗糙斜面导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内。一质量为m的小滑块从导轨上距地面高为h=3R的D处由静止下滑进入圆环轨道。小滑块恰好能从圆环最高点C水平飞出，不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）滑块运动到圆环最高点C时的速度大小； （2）滑块运动到圆环最低点A时，圆弧轨道对其支持力的大小； （3）滑块在斜面轨道上从D点运动到A点过程中克服摩擦力做的功。 15. 如图所示，光滑固定斜面AB倾角，BC为水平面，BC长度lBC=1.1m，CD为光滑的圆弧，半径R=0.6m。一个质量m=2kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，物体与水平面BC间的动摩擦因数，轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时，继续竖直向上运动，最高点距离D点的高度h=0.2m。不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2。求： （1）物体运动到C点时的速度大小； （2）A点距离水平面的高度H； （3）物体最终停止的位置到C点的距离s。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 渑池二高2023-2024学年下学期期中考试试题 高一物理 注意事项：1.考试时间为75分钟，满分100分。 2.把答案做在答题卷上 第Ⅰ卷（选择题：共46分） 一、单项选择题（本题共7小题。每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意） 1. 关于动能的理解，下列说法正确的是（　　） A. 中v必须是相对于地面的速度 B. 动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关 C. 物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等、方向相反 D. 当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化 【答案】B 【解析】 【详解】A．中的v是相对于参考系的速度，故A错误； B．动能是标量，动能大小与速度方向无关，与速度大小和物体质量有关。故B正确； C．动能与物体的运动方向无关，物体以相同的速率向东和向西运动，动能是相同的。故C错误的； D．只要速率不变，则物体的动能就不会改变。故D错误。 2. 如图，在大小为的方向向右的水平恒力作用下，受到滑动摩擦力大小为。物体向右发生位移为的过程中，以下说法不正确的是（　　） A. 恒力F对物体做功50J B. 滑动摩擦力f对物体做功30J C. 合力对物体做功20J D. 物体克服f做功30J 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，由做功公式可得，恒力F对物体做功 故A正确； BD．根据题意，由做功公式可得，滑动摩擦力f对物体做功 则物体克服f做功，故B错误，D正确； C．合力对物体做功 故C正确。 本题选不正确的，故选B。 3. 如图所示，质量为m的物体（视为质点）从固定光滑斜面的顶端由静止开始下滑，最终滑至斜面底端。斜面的高度为h，倾角为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 该过程中物体所受重力不做功 B. 该过程中物体克服重力做的功为 C. 物体经过斜面底端时，所受重力做功的瞬时功率为 D. 物体经过斜面底端时，所受重力做功的瞬时功率为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．该过程中物体所受重力做正功，为，故AB错误； CD．根据机械能守恒定律可得 解得物体经过斜面底端时速度 物体经过斜面底端时竖直方向分速度 重力做功的瞬时功率为 故D正确，C错误。 故选D。 4. 如图所示，质量为m小球从距桌面高 H 处的A点静止释放，之后落到地面上的 B点，桌面离地面高度为h，选择 A 点所在水平面为参考平面，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球（　　） A. 在A 点时的重力势能为 mg（H h） B. 在B 点时重力势能为 0 C. 在B 点时的动能为 mg（H h） D. 落到B 点时的机械能为 mg（H h） 【答案】C 【解析】 【详解】A．选择 A 点所在水平面为参考平面，则在A 点时的重力势能为０，故A错误； B．选择 A 点所在水平面为参考平面，在B 点时重力势能为 故B错误； C．Ａ点的速度为零，由动能定理可知 则在B 点时的动能为 mg（H h），故C正确； D．落到B 点时的机械能为 故D错误； 故选C。 5. 如图所示，小球自高h处以初速度v0竖直下抛，正好落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起，弹簧质量不计，空气阻力不计，则（　　） A. 小球落到弹簧上后立即做减速运动，动能不断减少，但动能与弹性势能的总和保持不变 B. 在碰到弹簧后的下落过程中，系统的弹性势能与重力势能之和先变小后变大 C. 在碰到弹簧后的下落过程中，重力势能与动能之和先变小后变大 D. 小球被弹起后，最高点仍是出发点 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于没有空气阻力做功，小球、弹簧、地球三者组成的系统机械能守恒，小球运动过程中，动能、重力势能与弹性势能之和保持不变，当小球碰到弹簧后，开始时弹力小于重力，合力方向向下，小球加速向下运动，动能增加，重力势能减少，弹性势能增加，所以动能与弹性势能的总和增大，故A错误； BC．当弹簧弹力增大到与重力相等时，小球的加速度为零，速度达到最大，动能达到最大，之后弹簧弹力大于重力，小球速度减小，动能减小，根据系统机械能守恒可知，在碰到弹簧后的下落过程中，系统的弹性势能与重力势能之和先变小后变大，重力势能与动能之和一直减少，故B正确、C错误； D．小球从最低点反弹后，动能、重力势能、弹性势能经历了相反的变化过程，最后离开弹簧回到出发点时，由系统机械能守恒可知，小球具有方向向上、大小为v0的速度，从而继续上升到最高点，即最高点高于出发点，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，一不可伸长的柔软轻绳跨过光滑的定滑轮，绳两端各系一小球a和b。a球质量为m，静止于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b，则当b刚落地时a的速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】a、b两球组成的系统机械能守恒，设b刚落地时的速度大小为v，则整个过程动能增加量 ΔEk增＝（m＋3m）v2＝2mv2 重力势能的减少量 ΔEp减＝3mgh－mgh＝2mgh 由机械能守恒得 ΔEk增＝ΔEp减 所以 2mv2＝2mgh 解得 v＝ 故选A。 7. 质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为（重力加速度大小为g）（　　） A. B. C D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据功的定义式可知物体克服摩擦力做功为 由动能定理可得 联立可得物体克服弹簧弹力所做功为 故选A。 二、多项选择题（本题共3小题。每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意。全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选的得0分） 8. 许多小朋友喜爱荡秋千运动。图是荡秋千示意图，当秋千从P点向右运动到Q点的过程中（　　） A. 重力势能先减小后增大 B. 重力势能一直减小 C. 动能先增大后减小 D. 动能一直增大 【答案】AC 【解析】 【详解】从P至Q，物体重力先做正功后做负功，所以从P到最低点的过程，重力势能减小，动能增加，再由最低点到Q点，重力做负功，动能减少，重力势能增大。故AC正确，BD错误。 故选AC。 9. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（　　） A. 重力做功mgR B. 机械能减少mgR C. 合外力做功mgR D. 克服摩擦力做功mgR 【答案】AD 【解析】 【详解】A．重力做功 A正确； BCD．最高点B时，根据 解得 根据动能定理得 解得 所以克服摩擦力做功为，机械能减小，BC错误D正确。 故选AD。 10. 如图甲，足够长的光滑斜面倾角为，时质量为的物块在沿斜面方向的力作用下由静止开始运动，设沿斜面向上为力的正方向，力随时间的变化关系如图乙。取物块的初始位置为零势能位置，重力加速度取，则物块（　　） A. 在时间内合外力的功率为 B. 在时动能为 C. 在时机械能为 D. 在时速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．时间内，由于 故物块沿斜面上滑，由牛顿第二定律可得 解得 物块内上滑的位移 内合外力做功为 在时间内合外力的功率为，A错误； B．末物块的速度为 末物块的动能 B正确； C．，物块不受外力，只有重力对物块做功，所以该过程物块的机械能守恒，由于物块的出发的位置重力势能为0，0时刻物块动能也为0，所以0时刻物块的机械能为0，由于物块机械能增加了 所以，包括末物块的机械能为，C正确。 D．内由牛顿第二定律有 解得 末物块的速度为 内由牛顿第二定律有 解得 方向沿斜面向下，在时速度大小为 D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题：共54分） 三、实验题（本题8个空，每空2分，共16分） 11. 利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有_______。（选填器材前的字母） A. 大小合适的铁质重锤 B. 体积较大的木质重锤 C. 刻度尺 D. 天平 E. 秒表 （2）图2是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点A、B、C、D、E，测得A、B、C三点到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp=________，动能的增加量ΔEk=_________。 （3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是_____。 A. 释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直 B. 做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带 C. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度 D. 用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度 【答案】（1）AC （2） ①. mghB ②. （3）ABD 【解析】 【小问1详解】 在下面的器材中，必须使用的还有大小合适的铁质重锤和刻度尺。 故选AC。 【小问2详解】 [1]从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量 ΔEp = mghB [2]动能的增加量 又 联立，解得 【小问3详解】 A．释放重锤前，使纸带保持竖直，以减小纸带和打点计时器间的摩擦，故A正确； B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤，故B正确； C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度，要用中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度求解，根据公式 计算瞬时速度相当变相运用了机械能守恒定律，故C错误； D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度，故D正确。 故选ABD。 12. 现利用如图所示装置验证机械能守恒定律。图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出。让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10-2 s、2.00×10-2 s。已知滑块质量为2.00 kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm，光电门1和2之间的距离为0.54 m，g取9.80 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度（计算结果保留三位有效数字）。 (1)滑块经过光电门1时的速度v1=___________ m/s，通过光电门2时的速度v2=___________ m/s。 (2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为___________ J，重力势能的减少量为___________ J。 【答案】 ①. 1.00 ②. 2.50 ③. 5.25 ④. 5.29 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1] 光电门1时的速度 [2]光电门2时的速度 (2)动能增加量 重力势能的减少量 四、解答题（本题共3小题，38分，写出必要的解题步骤及方程式，只有答案不得分） 13. 质量为kg的汽车，在水平路面上由静止开始运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2000N，汽车发动机的额定输出功率为W，开始时以的加速度做匀加速运动，取重力加速度。求： （1）汽车所能达到的最大速率； （2）汽车做匀加速运动的时间。 【答案】（1）15m/s；（2）10s 【解析】 【详解】（1）汽车达到最大速度时，加速度为零，此时牵引力等于阻力，故所能达到的最大速度 （1）根据牛顿第二定律有 解得 汽车匀加速能达到的最大速度 解得匀加速运动的时间为 14. 如图所示，粗糙斜面导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内。一质量为m的小滑块从导轨上距地面高为h=3R的D处由静止下滑进入圆环轨道。小滑块恰好能从圆环最高点C水平飞出，不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）滑块运动到圆环最高点C时的速度大小； （2）滑块运动到圆环最低点A时，圆弧轨道对其支持力的大小； （3）滑块在斜面轨道上从D点运动到A点过程中克服摩擦力做的功。 【答案】（1）；（2）6mg；（3）mgR 【解析】 【详解】（1）小滑块恰能从从圆环最高点C水平飞出，则在C点小滑块对轨道压力为零，重力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 （2）由机械能守恒定律得 解得 在最低点A处，由牛顿第二定律 解得 （3）从D到最低点过程中，由动能定理得 又 h=3R 解得 15. 如图所示，光滑固定斜面AB的倾角，BC为水平面，BC长度lBC=1.1m，CD为光滑的圆弧，半径R=0.6m。一个质量m=2kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，物体与水平面BC间的动摩擦因数，轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时，继续竖直向上运动，最高点距离D点的高度h=0.2m。不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2。求： （1）物体运动到C点时的速度大小； （2）A点距离水平面的高度H； （3）物体最终停止的位置到C点的距离s。 【答案】（1）4m/s；（2）1.02m；（3）0.4m 【解析】 【详解】（1）物体由C点运动到最高点，根据动能定理得 代入数据解得 （2）物体由A点运动到C点，根据动能定理得 代入数据解得 H=1.02m （3）从物体开始下滑到最终停止，根据动能定理得 代入数据，解得 由于 所以物体最终停止的位置到C点的距离为0.4m位置。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$