精品解析：福建省莆田市莆田第三中学2023～2024学年高一下学期期中考试卷物理试题

莆田三中2023-2024学年上学期高一年段 物理期中考试卷 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 一、单项选择题（共 4 题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项符合题目要求，选对的得 4 分，选错的得 0 分，答案需填涂在答题卡中。） 1. 如图所示，两个互相垂直的力与作用在同一物体上，使物体通过一段位移的过程中，力对物体做功4J，力对物体做功3J，则力与的合力对物体做功为（　　） A. 7J B. 1J C. 5J D. 3.5J 【答案】A 【解析】 【详解】力对物体做功4J，力对物体做功3J，则力与的合力对物体做功为 故选A。 2. 如图所示，水平地面上有一质量为m的木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ，现对木箱施加一与水平方向成θ角的拉力F，使木箱从静止开始沿直线匀加速前进距离l时速度为v，则在该过程中下列说法正确的是（ ） A. 力F做功为Flsinθ B. 力F的功率一直增大 C. 木箱克服摩擦力做功为μmgl D. 力F的平均功率是Fvcosθ 【答案】B 【解析】 【详解】A．力F做功为Flcosθ，故A错误 BD．力F的瞬时功率 P = Fvcosθ 由于木箱从静止开始沿直线匀加速运动，则力F的瞬时功率一直增大，故B正确、D错误； C．木箱受到的摩擦力为 f = μFN FN = mg－Fsinθ 则木箱克服摩擦力做功为 W = μ(mg－Fsinθ)l 故C错误。 故选B。 3. 将排球竖直向上抛出，排球受到空气阻力与速率成正比，排球抛出后至最高点过程，关于排球的速度v大小随运动时间t的变化图像，动能Ek、重力势能Ep、机械能E和位移x的变化图像，比较合理的是（取抛出点为零势能面）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球上抛过程，减速的加速度大小 做加速度逐渐减小（最小为g）的减速运动，v-t图像斜率的绝对值减小，故A错误； B．Ek-x图线的斜率为合外力，而合外力为F=mg+kv，则斜率的绝对值逐渐减小，最小为mg，故B错误； C．根据 EP=mgx 可知EP-x图像为过原点的直线，选项C正确； D．E一直变小，E-x图线的斜率为阻力，斜率的绝对值减小到0，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，斜面倾角为θ，从此斜面上顶端O点以速度将一小球水平抛出，它恰能落在斜面底端B点处。现将小球以速度v从O点水平抛出，恰好落在斜面的中点A点，据此则有（ ） A. 落在A点与落在B点的时间之比为2∶1 B. C. 落在A点与落在B点的动能之比为 D. 若小球以速度从O点水平抛出，落点一定在A、B两点之间 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球做平抛运动，竖直方向，有 依题意，可得 联立，解得落在A点与落在B点的时间之比为 故A错误； B．根据 解得 可得 故B正确； C．设小球打到斜面上时速度与水平方向夹角为，则 小球先后到达斜面上时速度方向与斜面夹角之比为1∶1。落在A点与落在B点的动能之比为 故C错误； D．依题意，可得 可知若小球以速度从O点水平抛出，落点一定在A点的左边。故D错误。 故选B。 二、双项选择题（共 4 小题，每小题6分，共24分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。） 5. 质量为m的物体，由做匀速直线运动的汽车牵引，当物体上升时，汽车的速度为v，细绳与水平面间的夹角为，如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 物体做变加速直线运动 B. 此时物体的速度大小为 C. 物体的速度小于车的速度 D. 绳子的拉力等于mg 【答案】AC 【解析】 【详解】ABC．将汽车的速度沿绳子方向、垂直于绳子方向分解，此时物体的速度大小为 当物体上升时，逐渐减小，物体速度逐渐增大，且增加得越来越慢，故物体做加速度减小的加速运动，且速度小于车的速度，故AC正确，B错误； D．物体做加速运动，有向上加速度，根据牛顿第二定律有 故绳子的拉力大于mg，故D错误。 故选AC。 6. 如图所示，某运动员练习射箭时，站在同一位置先后水平射出两只相同的箭，射中箭靶上同一竖直线上两点，A箭与竖直方向的夹角为α，B箭与竖直方向的夹角为β。已知箭飞行时，箭头的指向与箭的运动方向相同，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. A、B两箭的初速度大小之比为 B. A、B两箭运动的时间之比为 C. A、B两箭下落的高度之比为 D. A、B两箭速度增量之比为 【答案】BC 【解析】 【详解】C．设水平位移大小为x，做出两靶子的速度方向的反向延长线，交于同一点，根据平抛运动规律可知，该点位于水平分位移的中点，则 联立解得 故C正确； B．由 h＝gt2 得A、B两箭运动的时间之比为 故B正确； A．由 x=vt 得A、B两箭的初速度大小之比为 故A错误； D．由 Δv=gt 两箭速度的增量之比为 故D错误； 故选BC。 7. 如图所示，两端距离为 30m 的水平传送带以 v=2m/s 的速率运行。质量为 2kg 的小物块以v0=1m/s 的水平初速度从 A 端滑上传送带，最终到达 B 端。物块与传送带间的动摩擦因数=0.2，取重力加速度 g=10m/s2.下列说法正确的是（　　） A. 传送带对物块所做的功为 3J B. 传送带与物块间的摩擦生热为 3J C 电动机因运送物块至少多消耗电能 4J D. 物块和传送带之间形成的划痕长为 0.75m 【答案】AC 【解析】 【详解】AD．根据牛顿第二定律可知 解得 物体加速至，所经过的时间为 解得 物体相对于地的位移为 传送带相对于地的位移 物体相对于传送带的位移为 物块和传送带之间形成的划痕长为0.25m，可知在物体与传送带共速之前并没有脱离传送带，传送带对物块所做的功为 解得 故A正确，D错误； B．摩擦生热为 解得 故B错误； C．电动机因运送物块至少多消耗电能等于物块动能改变量以及摩擦产生的热量，根据能量守恒可知 解得 故C正确。 故选AC。 8. 如图1所示，木板静止放在光滑的水平面上，可视为质点的小物块静置于木板左端，用的恒力拉动小物块，使小物块运动到木板右端，此过程小物块的机械能随位移变化的图像如图2所示，木板和小物块的速度随时间变化的图像如图3所示，已知木板和物块间存在摩擦，g取，下列说法正确的是（　　） A. 木板长度为2m B. 木板和小物块间的动摩擦因数为0.3 C. 木板的质量为4kg D. 系统因摩擦产生的热量为3J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图2得小物块对地位移为2m，由于此过程木板也向前运动，木板长度为小物块相对木板滑动的距离，一定小于2m，故A错误； B．由图3可知小物块t时间内获得的速度为2m/s，由图2知机械能为2J，则有 解得小物块的质量为 由动能定理 解得，故B正确； C．对小物块由牛顿第二定律得 解得 对木板由牛顿第二定律 解得，故C错误； D．对系统由能量守恒 代入，解得，故D正确。 故选BD。 二、填空题（每空1分，共6分） 9. 小船要横渡一条200m宽的河，水流速度为5m/s，船在静水中的航速是4m/s，要使小船渡河时间最短，最短渡河时间是______s。要使小船航程最短，船头与河岸的夹角为__________，最短航程是_________m。 【答案】 ①. 50 ②. ③. 【解析】 【详解】[1][2][3]当船头与河岸垂直时，垂直于河岸方向上的分速度最大，则渡河时间最短，最短时间为 因为水流速度大于船的速度，则水流速度和船速、合速度满足如图关系，位移最小 所以 最小位移 10. 力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功，那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解变力所做的功。如图，对于甲、乙、丙三种情况下求解某个力所做的功。 （1）甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为W=______； （2）乙图中，全过程F做的总功为______； （3）丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功W=______； 【答案】（1） （2）72J （3） 【解析】 【分析】 【小问1详解】 甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为。 【小问2详解】 乙图中，力与位移的图线围成的面积表示功，全过程F做的总功为。 【小问3详解】 丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，由微元法，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功为。 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 某物理兴趣小组在做“研究平抛运动”实验。 （1）在安装实验装置的过程中，必须使斜槽末端切线水平，这样做的目的是 。 A. 保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小 B. 保证小球从斜槽末端飞出时的速度水平 C. 保证小球在空中运动的时间每次都相等 D. 保证小球运动的轨迹是一条抛物线 （2）某同学记录了小球运动轨迹上的A、B、C三点，取A点为坐标原点，各点的坐标如图所示。若取重力加速度大小g=10m/s2，则小球离开斜槽末端时的初速度大小为___________m/s，小球通过B点时的速度大小为___________m/s。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）B （2） ①. 1.5 ②. 2.5 【解析】 【小问1详解】 A．小球飞出时，速度的大小与斜槽末端切线是否水平无关，A错误； B．研究平抛运动，在安装实验装置的过程中，必须使斜槽末端切线水平，这样做的目的是：保证小球从斜槽末端飞出时的速度水平，小球方能做平抛运动，B正确； C．小球在空中运动的时间与斜槽末端切线是否水平无关，C错误； D．斜槽末端切线若不是水平，小球抛出运动的轨迹也可能是一条抛物线，D错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]由题图可知，小球在水平方向做匀速直线运动，则小球从A到B，从B到C，所用时间相等，设相等时间为T，在竖直方向由推论公式可得 可得 [2]在竖直方向，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可知，B点竖直分速度大小为 可得小球通过B点时的速度大小为 12. 如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 （1）关于实验，下列说法中正确的是______； A. 释放重物时要注意纸带是否竖直 B. 重物的质量可以不测量 C. 实验中应先释放纸带，后接通电源 D. 可以利用公式来求解瞬时速度 （2）实验得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的三个点A、B、C，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，打点计时器打点周期为T。设重物质量为m，打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量=______，动能变化量=______。在实验误差范围内，与相等，则验证了机械能守恒定律。（用题中所给条件的字母表示） 【答案】（1）AB （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．为了减小阻力的影响，实验中需要在释放重物时保持纸带处于竖直方向，故A正确； B．若选择的初始位置速度为0，则有 即有 可知，质量对实验没有影响，即重物的质量可以不测量，故B正确； C．为了避免纸带上出现大量的空白段落，同时使得打第一个点的速度为0，实验中应先接通电源，后释放纸带，故C错误； D．实验中的速度应根据匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度来求解，不能够直角利用公式来求解瞬时速度，若直接采用该公式来求解，已经提前认为机械能守恒，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 [1]打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量 [2]B点的瞬时速度 动能变化量 解得 四、解答题 13. 一个质量为1kg的小球从离地面45m处以v0=10m/s水平抛出，不考虑空气阻力，取g=10m/s2，求： （1）前2s内重力做的功WG； （2）前2s内重力的功率P1； （3）落地前瞬间重力的功率P2。 【答案】（1）200J；（2）100W；（3）300W 【解析】 【详解】（1）前2s内物体下落的高度 重力做的功 WG=mgh=200J （2）前2s内重力的功率 （3）落地前瞬间竖直速度 重力的功率 P2=mgv=300W 14. 如图所示，一足够长、不可伸长柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮，绳两端各系一小球A和B，质量分别为m和2m。A球静置于地面，B球用手托住，离地高度为h，此时轻绳刚好拉紧。由静止释放B球后，B球将拉动A球上升，设B球与地面碰撞后不反弹，A球上升过程中不会碰到定滑轮（重力加速度为g，空气阻力不计），试求： （1）A球在上升过程中离地的最大高度为多大？ （2）B球下落过程中轻绳对B球做的功。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）对A、B系统由机械能守恒， 有 2mgh - mgh = 解得 又B球落地后，A球向上匀减速上升 解得 所以A球能上升的最大高度 （2）对B球，由动能定理 又 所以 15. 质量的列车，在恒定的额定功率下，沿平直的轨道由静止开始出发，在运动的过程中受到的阻力f大小恒定，经过后速度达到最大行驶速度，此时司机发现前方处的轨道旁山体塌方，便立即紧急刹车，刹车过程附加的制动力F恒为。结果列车正好到达轨道毁坏处停下。求： （1）整个行驶过程中列车所受的阻力f的大小； （2）列车的额定功率； （3）列车从出发到停下经过的总行程。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）减速阶段，根据动力学公式有 根据牛顿第二定律有 解得整个行驶过程中列车所受的阻力f的大小为 （2）列车的额定功率 （3）减速阶段，根据动能定理有 列车从出发到停下经过的总行程 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田三中2023-2024学年上学期高一年段 物理期中考试卷 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 一、单项选择题（共 4 题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项符合题目要求，选对的得 4 分，选错的得 0 分，答案需填涂在答题卡中。） 1. 如图所示，两个互相垂直的力与作用在同一物体上，使物体通过一段位移的过程中，力对物体做功4J，力对物体做功3J，则力与的合力对物体做功为（　　） A. 7J B. 1J C. 5J D. 3.5J 2. 如图所示，水平地面上有一质量为m的木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ，现对木箱施加一与水平方向成θ角的拉力F，使木箱从静止开始沿直线匀加速前进距离l时速度为v，则在该过程中下列说法正确的是（ ） A. 力F做功为Flsinθ B. 力F的功率一直增大 C. 木箱克服摩擦力做功μmgl D. 力F的平均功率是Fvcosθ 3. 将排球竖直向上抛出，排球受到空气阻力与速率成正比，排球抛出后至最高点过程，关于排球的速度v大小随运动时间t的变化图像，动能Ek、重力势能Ep、机械能E和位移x的变化图像，比较合理的是（取抛出点为零势能面）（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，斜面倾角为θ，从此斜面上顶端O点以速度将一小球水平抛出，它恰能落在斜面底端B点处。现将小球以速度v从O点水平抛出，恰好落在斜面的中点A点，据此则有（ ） A. 落在A点与落在B点的时间之比为2∶1 B. C. 落在A点与落在B点的动能之比为 D. 若小球以速度从O点水平抛出，落点一定在A、B两点之间 二、双项选择题（共 4 小题，每小题6分，共24分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。） 5. 质量为m物体，由做匀速直线运动的汽车牵引，当物体上升时，汽车的速度为v，细绳与水平面间的夹角为，如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 物体做变加速直线运动 B. 此时物体的速度大小为 C. 物体的速度小于车的速度 D. 绳子的拉力等于mg 6. 如图所示，某运动员练习射箭时，站在同一位置先后水平射出两只相同的箭，射中箭靶上同一竖直线上两点，A箭与竖直方向的夹角为α，B箭与竖直方向的夹角为β。已知箭飞行时，箭头的指向与箭的运动方向相同，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. A、B两箭的初速度大小之比为 B. A、B两箭运动的时间之比为 C. A、B两箭下落的高度之比为 D. A、B两箭速度增量之比为 7. 如图所示，两端距离为 30m 的水平传送带以 v=2m/s 的速率运行。质量为 2kg 的小物块以v0=1m/s 的水平初速度从 A 端滑上传送带，最终到达 B 端。物块与传送带间的动摩擦因数=0.2，取重力加速度 g=10m/s2.下列说法正确的是（　　） A. 传送带对物块所做的功为 3J B. 传送带与物块间的摩擦生热为 3J C. 电动机因运送物块至少多消耗电能 4J D. 物块和传送带之间形成划痕长为 0.75m 8. 如图1所示，木板静止放在光滑的水平面上，可视为质点的小物块静置于木板左端，用的恒力拉动小物块，使小物块运动到木板右端，此过程小物块的机械能随位移变化的图像如图2所示，木板和小物块的速度随时间变化的图像如图3所示，已知木板和物块间存在摩擦，g取，下列说法正确的是（　　） A. 木板长度为2m B. 木板和小物块间的动摩擦因数为0.3 C. 木板的质量为4kg D. 系统因摩擦产生的热量为3J 二、填空题（每空1分，共6分） 9. 小船要横渡一条200m宽的河，水流速度为5m/s，船在静水中的航速是4m/s，要使小船渡河时间最短，最短渡河时间是______s。要使小船航程最短，船头与河岸的夹角为__________，最短航程是_________m。 10. 力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功，那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解变力所做的功。如图，对于甲、乙、丙三种情况下求解某个力所做的功。 （1）甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为W=______； （2）乙图中，全过程F做的总功为______； （3）丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功W=______； 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 某物理兴趣小组在做“研究平抛运动”实验。 （1）在安装实验装置的过程中，必须使斜槽末端切线水平，这样做的目的是 。 A. 保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小 B. 保证小球从斜槽末端飞出时的速度水平 C. 保证小球在空中运动的时间每次都相等 D. 保证小球运动的轨迹是一条抛物线 （2）某同学记录了小球运动轨迹上A、B、C三点，取A点为坐标原点，各点的坐标如图所示。若取重力加速度大小g=10m/s2，则小球离开斜槽末端时的初速度大小为___________m/s，小球通过B点时的速度大小为___________m/s。（结果均保留两位有效数字） 12. 如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 （1）关于实验，下列说法中正确的是______； A. 释放重物时要注意纸带是否竖直 B. 重物的质量可以不测量 C. 实验中应先释放纸带，后接通电源 D. 可以利用公式来求解瞬时速度 （2）实验得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的三个点A、B、C，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，打点计时器打点周期为T。设重物质量为m，打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量=______，动能变化量=______。在实验误差范围内，与相等，则验证了机械能守恒定律。（用题中所给条件的字母表示） 四、解答题 13. 一个质量为1kg的小球从离地面45m处以v0=10m/s水平抛出，不考虑空气阻力，取g=10m/s2，求： （1）前2s内重力做功WG； （2）前2s内重力的功率P1； （3）落地前瞬间重力的功率P2。 14. 如图所示，一足够长、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮，绳两端各系一小球A和B，质量分别为m和2m。A球静置于地面，B球用手托住，离地高度为h，此时轻绳刚好拉紧。由静止释放B球后，B球将拉动A球上升，设B球与地面碰撞后不反弹，A球上升过程中不会碰到定滑轮（重力加速度为g，空气阻力不计），试求： （1）A球在上升过程中离地的最大高度为多大？ （2）B球下落过程中轻绳对B球做的功。 15. 质量的列车，在恒定的额定功率下，沿平直的轨道由静止开始出发，在运动的过程中受到的阻力f大小恒定，经过后速度达到最大行驶速度，此时司机发现前方处的轨道旁山体塌方，便立即紧急刹车，刹车过程附加的制动力F恒为。结果列车正好到达轨道毁坏处停下。求： （1）整个行驶过程中列车所受的阻力f的大小； （2）列车的额定功率； （3）列车从出发到停下经过的总行程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $