福州重点中学2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试卷
(满分:100分;考试时间:75分钟)
一、单项选择题(本大题共4小题,每小题4分,共16分)
1.单位为J/m的物理量是( )
A.力 B.功 C.动能 D.功率
2.质量m=5kg的行李箱,受到与水平方向成37°角斜向右上方、大小为10N的拉力F的作用,在水平地面向右移动的距离s=2m,行李箱与地面间的摩擦力f=4N。取,,,下列说法正确的是( )
A.拉力F做功为20J B.重力做功为100J C.摩擦力做功为8J D.合外力做功为8J
3.如图所示质量为m的小球,从离桌面高h处由静止下落,桌面离地面高为H,若以桌面为零势能参考平面,空气阻力不计,小球刚要落到地面时的机械能为( )
A.mgH B.mgh C. D.
4.福建平潭长江澳风力发电场如图所示,每台风力发电机的叶片转动时可形成半径为r的圆面,风向可视为垂直于圆面。强风季节的风速为v,空气密度为,发电机将风的动能转化为电能,效率为,则( )
A.发电机的电功率表达式为
B.若半径变为原来的2倍时,功率变为原来的4倍
C.若风速变为原来的2倍时,功率变为原来的4倍
D.若一年中强风时间延长到2倍,发电量增加到4倍
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)
5.下列关于功和能的说法中正确的是( )
A.功和能都只有大小没有方向,是标量
B.合外力对物体做正功时,物体的动能可能保持不变
C.动车外形被设计成流线型,是为了减小阻力,提高最大行驶速度
D.物体的机械能守恒时,一定只受重力作用
6.如图所示,汽车保持速率v不变通过路面abcd,其中ab段为平直上坡路面,bc段为水平路面,cd段为平直下坡路面。整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小不变。下列说法正确的是( )
A.在ab段汽车重力的功率为0 B.在bc段汽车重力的功率为0
C.汽车在ab段的输出功率比bc段的大 D.汽车在cd段的输出功率比bc段的大
7.荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动。若秋千绳的长度l=2m,荡到最高点时秋千绳与竖直方向的夹角。取重力加速度。忽略阻力及秋千绳的质量,且人在秋千上的姿势可视为不变,则以人和秋千座椅组成的系统为研究对象并将其视为质点( )
A.机械能守恒 B.机械能不守恒
C.荡到最低点时的速度大小约6.3m/s D.荡到最低点时的速度大小约4.5m/s
8.“福建舰”在海面上由静止开始航行,其发动机功率与速度大小的关系图像如图所示。在无风浪的海况下,当速度达到后,发动机的功率保持额定功率不变,能达到的最大速度为。设舰体质量为m,运动过程中所受阻力恒为f。下列说法正确的是( )
A.先做匀加速运动,紧接着做匀速运动
B.额定功率为
C.当油轮速度为时,其加速度大小为
D.若油轮速度达到的过程中位移为x,则经过的时间为
三、填空实验题(本大题共4小题,每空2分,共20分)
9.一位游客正在体验蹦极,绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下,不考虑一切阻力。游客从跳台下落直到最低点过程中,弹性势能______,动能______。(选填“一直增大”、“一直减小”、“先增大后减小”、“先减小后增大”)
10.你用最快速度跑上一段楼梯,若要估算此过程中克服重力所做功的平均功率,你已经知道自己的体重,还需要测量______和______。
11.如图所示,可视为质点的两物块A、B的质量分别为M、m。A放在光滑水平桌面上,一不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮,两端分别与A、B相连接,A和滑轮间的轻绳与桌面平行。现将A从静止释放,不计空气阻力,重力加速度为g。A、B组成的系统机械能______(选填“守恒”或“不守恒”);写出B下落h时的速度大小表达式v=______。(此时还未与地面或滑轮碰撞)
12.在“验证机械能守恒定律”实验中
(1)用到的器材有______(多选)
(2)某同学选用一质量为m=0.40kg的重锤,按照正确的操作选得纸带如图所示,其中O是起始点,量得连续五个计时点A、B、C、D、E到O点的距离,打点频率为50Hz,已知当地重力加速度为,则打下D点时重锤的速度大小是______m/s,O点到D点的这段时间内重锤重力势能的减少量为______J(结果均保留两位有效数字)
(3)该同学用两个质量分别为、的重物P和Q分别进行实验,多次记录下落高度h和相应的速度大小v,作出的图像如图所示。对比图像分析正确的是______。(多选)
A.阻力可能为零 B.阻力不可能为零 C.一定大于 D.可能等于
四、计算题(本大题共3小题,共40分)
13.(12分)如图所示,一辆汽车正以的速度匀速直线行驶,司机发现在前方150m处停有一故障车辆,马上进行刹车操作。设司机的反应时间,刹车时汽车受到的阻力为重力的。取重力加速度。
请计算从发现故障车至停下,汽车在这段时间内发生的位移,据此判断这两辆车是否会相撞。
14.(12分)如图所示,质量为m的物体,以初速度从A点向下在轨道中运动,不考虑一切阻力,
(1)物体通过B点时的动能;
(2)物体离开C点后还能上升的高度?
15.(16分)某根弹簧的弹力大小与它的总长度关系如图所示,其中弹簧原长为。某实验小组用这根弹簧制作了一个弹射器,将小球向左压缩弹簧(未超过限度)后释放即可弹射出小球。已知装置OA段和BC段光滑,BC段是半径为R=10cm的四分之一圆弧,AB段长度为3R、摩擦系数,钢球质量m=0.1kg。取重力加速度,求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)第一次弹出后小球恰好能到达C点,弹射过程弹力做了多少功;
(3)再换质量为的钢球,将弹簧压缩到5cm处释放弹射,钢球往返运动后停在何处?最后一次压缩弹簧到多长?