2022-2023学年安徽省当涂县高一（下）期中考试物理试卷（含解析）

2022-2023学年安徽省当涂县高一（下）期中考试物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 如图甲所示，小张同学在操场上从位置运动到位置。以为坐标原点建立直角坐标系，他的运动过程与图乙对应。从到过程中该同学( )
A. 做匀速直线运动 B. 做曲线运动 C. 速度越来越大 D. 加速度恒定
2. 如图所示，为一皮带传动装置，右轮半径为，为它边缘上一点；左侧是一轮轴，大轮半径为，小轮半径为，点在小轮上，到小轮中心的距离为点和点分别位于小轮和大轮的边缘上．若传动过程中皮带不打滑，则：( )
点和点的线速度大小相等
点和点的角速度大小相等
点和点的线速度大小相等
点和点的向心加速度大小相等
A. B. C. D.
3. 某建筑工地运输装置原理图如图所示，套在竖直细杆上的环由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物相连。由于的质量较大，故在释放后，将沿杆上升，当环上升至与定滑轮的连线水平，其上升速度，若这时的速度为，则( )
A. B. C. D.
4. 如图，我国空间站建设正如火如荼地实施，年月即将发射梦天实验舱，梦天实验舱将与空间站天和核心舱和问天实验舱组合在一起形成中国第一期完整的空间站，在即将发射的梦天实验舱过程中，能将其看为质点的说法，正确的是( )
A. 观察梦天实验舱火箭喷口的转动时
B. 梦天实验舱与核心舱对接时
C. 研究梦天实验舱与空间站对接后整体绕地球飞行轨迹时
D. 梦天实验舱与运载火箭第二级分离时
5. 如图甲所示，某同学研究水平匀速拉动货物时拉力大小和方向间的关系。他以相同的速度拉动质量为的货物，拉力方向与水平方向的夹角为。已知货物所受阻力与货物对地面的压力成正比，拉力大小与的函数图像如图乙所示，重力加速度 ，下列说法正确的是( )
A. 货物受到的阻力与货物对地面压力的比值为
B. 当时，拉力大小为
C. 当与时，对应拉力大小相等
D. 当时，可能有两个角度对应拉力的功率相等
6. 如图所示，轨道动摩擦因数处处相同，其中水平，与在处平滑过渡物块经过速率不变，将一小物块从倾斜轨道上的点由静止释放，滑至水平轨道上的点停下。现调大斜面倾角，把斜面调至图中虚线位置，为使物块从斜轨上某处由静止释放后仍然在点停下，则释放处应该是( )
A. 点 B. 点
C. 点 D. 点与点之间某一点
7. 如图所示，一质点以某一速度从斜面斜面足够长底端斜向上抛出，落到斜面上时速度方向水平向左．现将该质点以的速度从斜面底端沿同样方向抛出。则质点两次落到斜面上时( )
A. 落点不同，速度方向相同 B. 落点相同，速度方向不同
C. 落点相同，速度方向相同 D. 落点不同，速度方向不同
二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）
8. 如图所示，小球在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动，则( )
A. 小球通过最高点的最小速度为
B. 小球通过最高点的速度可能为零
C. 小球通过最高点时一定受到内管壁向上的支持力
D. 小球通过最低点时一定受到外管壁向上的压力
9. 如图所示，在水平地面上点的正上方高处，将球以初速度水平向右抛出，同时在地面上点处将球以初速度竖直向上抛出，在球上升到最高点时恰与球相遇，不计空气阻力，则两球在这段过程中( )
A. 都做变加速运动 B. 速度变化量的大小相等
C. 相遇点在点上方处 D. 相遇点在点上方处
10. 如图所示，质量为的小车在水平恒力 推动下，从山坡底部处由静止起运动至高为的坡顶，获得速度为，的水平距离为。下列说法正确的是( )
A. 重力对小车所做的功是
B. 合力对小车做的功是
C. 推力对小车做的功是
D. 小车克服阻力做的功是
11. 一辆电动小汽车在水平路面上由静止启动，在时间内做匀加速直线运动，时刻达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到的阻力恒为，取重力加速度大小，则下列说法正确的是( )
A. 时间内汽车的加速度大小为
B. 时间内汽车牵引力做的功为
C. 汽车的额定功率为
D. 根据题述条件可以求得
12. 如图所示，物体，的质量相等，与地面的动摩擦因数也相等，在大小相等的力和的作用下，在水平面上移动相等的距离，则( )
A. 、所做的功相等 B. 两物体受到的摩擦力做的功相等
C. 支持力对物体做的功相等 D. 合外力对物体做的功相等
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
13. 如图，让小球从斜槽滚下，用描点的方法画出小球平抛的轨迹，回答问题：
斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端______填“竖直”或“水平”；
方木板固定：方木板必须处于______填“竖直平面内”或“同一水平面”，固定时要用重锤线检查坐标纸竖线是否竖直；
小球释放：小球每次必须从斜槽上______填“同一”或“不同”位置由静止滚下，小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜；
实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、重锤线、图钉之外，下列器材中还需要的有______；
A.秒表 坐标纸 天平 弹簧测力计
某同学用根据实验结果在坐标纸上描出了小钢球水平抛出后的后半部分运动轨迹如图所示，已知重力加速度为。
在轨迹上取、、三点，和的水平间距相等且均为，测得和的竖直间距分别是和，则______填“”或“”或“”。
小钢球平抛运动的初速度______。用、、、表示
14. 为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒，利用如图装置，不可伸长的轻绳一端系住一小球，另一端连接力传感器，小球质量为，球心到悬挂点的距离为，小球释放的位置到最低点的高度差为，实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图，其中是实验中测得的最大拉力值，重力加速度为，请回答以下问题：
小球第一次运动至最低点的过程，重力势能的减少量___________，动能的增加量__________。均用题中所给字母表示
观察图中拉力峰值随时间变化规律，试分析造成这一结果的主要原因：____________。
为减小实验误差，实验时应选用密度__________选填“较大”或“较小”的小球。
四、计算题（本大题共3小题，共34分）
15. 如图所示，质量为的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成、大小为的力拉着雪橇沿水平地面从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为，求：
内拉力对雪橇做的功是多少？
内拉力的平均功率；
末拉力的瞬时功率。
16. 如图所示，长为的轻杆一端可绕点自由转动，杆的中点和另一端分别固定小球、质量为，质量为 。让轻杆从水平位置由静止释放，不计空气阻力和转轴处的摩擦，重力加速度大小为，求：
小球运动到最低点时速度
小球转至最低点时，杆对球的拉力
在转动的过程中，杆对小球做的功
17. 如图所示，竖直面内、半径为的光滑圆弧轨道底端切线水平，与水平传送带左端靠近，传送带右端与一平台靠近，圆弧轨道底端、传送带上表面及平台位于同一水平面，圆弧所对的圆心角为，传送带长为，以的恒定速度顺时针匀速转动，一轻弹簧放在平台上，右端固定在竖直墙上，弹簧处于原长，左端与平台上点对齐，长也为，平台点右侧光滑，重力加速度为，让质量为的物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，物块第二次滑上传送带后，恰好能滑到传送带的左端点，不计物块的大小，物块与传送带间的动摩擦因数为．
求物块运动到圆弧轨道最底端时的速度大小；
求物块第二次到达点时的速度大小
物块第一次压缩弹簧，弹簧获得的最大弹性势能。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
根据轨迹图像可知做曲线运动；根据曲线运动性质判断运动情况。
本题考查曲线运动的性质，需要熟悉曲线运动的特性和条件。
【解答】
由题意可知，图乙为小张同学从到的运动轨迹，则小张同学从到做曲线运动，故A错误，B正确；
由题意可知，只知道曲线运动的运动轨迹，无法确定速度大小和加速度变化情况，故CD错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】
【分析】
共轴转动的点角速度大小相等，靠传送带传动，轮子边缘上的点线速度大小相等，结合，进行分析。
解决本题的关键知道共轴转动的点角速度大小相等，靠传送带传动，轮子边缘上的点线速度大小相等，知道线速度、角速度、向心加速度之间的关系。
【解答】
、两点靠传送带传动，线速度大小相等，、两点共轴转动，角速度相等，因为的半径大于的半径，根据知，的线速度大于的线速度，所以的线速度大于点的线速度，错；
、两点靠传送带传动，线速度大小相等，、两点共轴转动，角速度相等，因为的半径大于的半径，根据知，的角速度小于的角速度，所以的角速度大于点的角速度，错；
、两点靠传送带传动，线速度大小相等，对；
，，则，又，根据公式知，对；
故选C。
3.【答案】
【解析】
【分析】
把上升的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的速度，而沿绳子方向的速度与的速度相等。
【解答】
对进行上升速度的分解，其分速度分别是垂直于绳子方向和沿绳子方向，其中与的速度由于在同一根绳子，大小相等，当环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时
所以的速度，故选D。

4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了质点；“质点”是人们为了研究物体运动时能忽略其大小，而只考虑其质量的一个理想模型，知道能否把物体看为质点的关键是研究的问题物体大小和形状能否忽略。
【解答】
“质点”是人们为了研究物体运动时能忽略其大小，而只考虑其质量的一个理想模型。观察梦天实验舱火箭喷口转动、梦天实验舱与核心舱对接以及与运载火箭第二级分离时均不能忽略梦天实验舱自身的大小和形状，均不能将梦天实验舱看为一个点，故ABD错误；
C.研究空间站和梦天实验舱整体绕地球飞行轨迹时可忽略其形状和大小，仅考虑质量，可以看为一个质点，故C正确。
故选C。

5.【答案】
【解析】
【分析】
分析图像，接触面积、接触面粗糙程度和重力都相同，但拉力与水平面的夹角不同，结合，拉力也随之变化，根据数据即可分析。
本题考查受力分析和力的合成与分解，根据平衡关系即可求出。
【解答】
A.设货物受到的阻力与货物对地面压力的比值为，对货物根据平衡条件有 ，
解得 ，由题图乙可知，当时，有，代入上式解得，故A正确；
B.当时，拉力大小为，故B错误；
C.当时，拉力大小为，故C错误；
D.拉力的功率为，在区间内为单调函数，所以在此区间内不可能有两个角度对应拉力的功率相等，故D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】略
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了平抛运动；解决本题的关键采用逆向思维分析，知道质点逆过来看是平抛运动，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的规律，以及推论：平抛运动速度方向与水平方向夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角正切值的倍。
采用逆向思维，质点做平抛运动，抓住平抛运动速度方向与水平方向夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角正切值的倍，得出落点速度方向以及落点位置。
【解答】
采用逆向思维，质点做平抛运动；
若质点做平抛运动落在斜面上，速度方向与水平方向的夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的倍，由于位移方向不变，则速度方向不变；将该质点以的速度从斜面底端沿同样方向抛出，根据该推论知，速度方向相同，由于初速度不同，则落点位置不同；
故A正确，BCD错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了向心力、牛顿第二定律；小球在圆管中运动类型与轻杆模型相似，属于有支撑物的类型，小球到达最高点临界速度为零。
小球在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动，小球通过最高点的最小速度为零．根据小球到达最高时的速度，由牛顿第二定律分析小球通过最高点时受到的作用力方向。
【解答】
小球在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动，小球通过最高点时如果管道内侧提供的支持力与重力相等，此时小球的速度可以为零，故A错误，B正确；
C.小球通过最高点时，如果内外壁都不给力时，只有重力提供向心力，则有，解得；当时，重力不足以提供向心力，此时会受到外管壁向下的压力，故C错误；
D.小球通过最低点时，根据牛顿第二定律，解得，可知小球通过最低点时一定受到外管壁向上的压力，故D正确。

9.【答案】
【解析】
【分析】
球做的是平抛运动，解决平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。球做的是竖直上抛运动，都只受重力，加速度均为，根据分析速度变化量的关系。由相遇时位移关系列式求得相遇的时间，再求相遇时球的位移。
平抛运动在水平方向是匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。竖直上抛运动是一种匀减速直线运动，两者的加速度是一样的，都是重力加速度，要掌握它们的运动规律，并能熟练运用。
【解答】
A.由于两个球都只受到重力的作用，做的都是匀变速运动，A错误；
B.由可知，在相同时间内，它们速度变化量的大小相等，方向都竖直向下，B正确；
．球做平抛运动，竖直方向有，
球竖直上抛，到最高点速度为零，则有，，
由题意得，
解得，
所以相遇点在点上方处，C正确，D错误。
故选BC。
10.【答案】
【解析】略
11.【答案】
【解析】略
12.【答案】
【解析】
【分析】
根据受力分析比较各个力的大小，再通过，比较做功的大小，注意支持力不做功，结合合力做功的含义结合前面的分析即可判断。
本题考查恒力做功及合力做功的计算，要注意正确进行受力分析，根据功的公式分析力做功情况即可。
【解答】
A、由题意可知，两个力的大小相等，且与位移间的夹角相等，故两力做功一定相等，故A正确；
B、由于对物体有向下压的效果，而是向上提的效果，，可见地面对的支持力大于地面对的支持力，由于的摩擦因数相同，可知物体受到的摩擦力要大于受到的摩擦力；则克服摩擦力做功要多，故B错误；
C、支持力的方向与位移方向垂直，都不做功，所以支持力做功相等，故C正确；
D、由于重力与位移方向垂直，则重力对两个物体都不做功，可见合外力做功等于外力做功与摩擦力做功的代数和，由分析知，合外力对做功较少，故D错误。
13.【答案】水平；竖直平面内；同一；；，。
【解析】
【分析】
根据平抛运动的特点和规律分析即可。
【解答】
为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向。
小球做平抛运动在竖直平面内，所以方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。
为了保证小球的初速度大小相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放。
为更好的画出分析平抛轨迹实验还需坐标纸，故选B。
如果点是抛出点，则在竖直方向上为初速度为零的匀加速直线运动，则和的竖直间距之比为；但由于点不是抛出点，故在点已经具有竖直分速度，故竖直间距之比大于；
根据，，解得。

14.【答案】
有阻力做负功
较大

【解析】略
15.【答案】解：内雪橇的位移为
代入数据可得：
拉力对雪橇做的功是
代入数据可得：
内拉力的平均功率
代入数据可得：
末雪橇的速度为
代入数据可得：
末拉力的瞬时功率
代入数据可得：
答：内拉力对雪橇做的功是；
内拉力的平均功率是；
末拉力的瞬时功率是。
【解析】先计算内雪橇的位移和末的速度，再有公式计算拉力做的功；根据求平均功率；末拉力的瞬时功率。
本题考查做功和功率，涉及到位移和速度的计算。解题关键是分清平均功率和瞬时功率。属于基础简单题目。
16.【答案】运动过程中机械能守恒，有

由题意可得，、的角速度相同，则有

解得
在最低点时，对小球有

解得：
解得：

【解析】见答案
17.【答案】解：物块从点由静止释放，运动到圆弧轨道最底点的过程中，根据机械能守恒有 ，
求得
设物块第二次滑上传送带时速度大小为，则有
，
求得
由于 ，因此物块滑上传送带后先做加速运动，设物块在传送带上先加速后匀速，则加速的加速度， 解得
加速的距离 ，
因此物块以的速度从点滑上平台，
设物块与平台间的动摩擦因数为，从点到第一次向左运动到点，
根据动能定理有
求得
物块从点到第一次压缩弹簧到最大形变量过程中，根据功能关系有： ，
求得最大弹性势能

【解析】见答案
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