2022-2023学年安徽省当涂县高一（下）期中考试物理试题（含解析）

2022-2023学年安徽省当涂县高一（下）期中考试
物理试题
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1. 关于质点做直线运动的速度、速度的变化量和加速度的关系，下列说法中正确的是( )
A. 质点速度变化率越大，则速度增加得越快
B. 速度越来越小，加速度一定越来越小
C. 质点的加速度方向为负值，一定做减速运动
D. 速度变化的方向为正，加速度的方向也为正
2. 长的轻杆两端分别固定有质量为的小铁球，杆的三等分点处有光滑的水平转动轴。用手将该装置固定在杆恰好水平的位置，然后由静止释放，当杆到达竖直位置时，则轴对杆的作用力 的大小和方向为( )
A. ，竖直向下 B. ，竖直向上
C. ，竖直向下 D. ，竖直向上
3. 如图，排球比赛中运动员将排球从点水平击出，排球飞到点时，被对方运动员击出，排球又斜向上飞经点后落到点正下方的点，点与点等高，轨迹的最高点与等高，不计空气阻力。下列说法正确的有( )
A. 排球由点到点，和由点到点两次飞行过程中加速度不同
B. 排球离开点的速率与经过点的速率相等
C. 排球到达点时重力的瞬时功率和离开点时重力的瞬时功率大小相等
D. 排球由点到点，和由点到两次飞行过程中重力对排球做的功相等
4. 在第二次“天宫课堂”中，中国航天员王亚平老师给同学们演示了很多实验，其中一个是把冰墩墩水平抛出，在空间站视角看来是做近似匀速直线运动，如图所示。从站在地球上的人的角度来观察，下列说法正确的是( )
A. 抛出后的冰墩墩不受外力作用 B. 抛出后的冰墩墩处于受力平衡状态
C. 抛出后的冰墩墩做匀速直线运动 D. 抛出后的冰墩墩随空间站一起做曲线运动
5. 与地面成一定角度的喷泉喷出的水如图所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A. 水在最高点时的速度为
B. 水在向上运动过程与在向下运动过程经过同一高度时的速度大小相等
C. 水做的是变加速曲线运动
D. 水在运动过程中受到的合力方向总与其速度方向垂直
6. 如图所示，倾角为、长度为的光滑斜面，一质量为的物体从斜面顶端由静止开始下滑，取，则( )
A. 整个过程中重力做功
B. 整个过程中合外力做功
C. 整个过程中重力做功的平均功率是
D. 物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是
7. 一个的球从的高处落到一个水平板上又弹回到的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是( )
A. 重力做功为 B. 重力做了的负功
C. 物体的重力势能一定减少 D. 物体的重力势能一定增加
二、多选题（本大题共4小题，共16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. 关于两个运动的合成，下列说法正确的是( )
A. 两个直线运动的合运动一定也是直线运动
B. 不共线的两个匀速直线运动的合运动一定不是匀速直线运动
C. 小船渡河的运动中，小船对岸的速度可以小于水流速度
D. 小船渡河的运动中，小船渡河所需时间与水流速度大小无关
10. 多选如图所示，某人把一个质量的小球从高处以角斜向上抛出，初速度，不计空气阻力，重力加速度，取地面为零势能面。则下列说法正确的是( )
A. 抛出过程中，人对小球做的功是
B. 小球落地时速度大小为
C. 小球抛出后会继续上升，故从抛出到落地过程中重力对小球所做的功大于
D. 小球到达最高点的重力势能为
11. 如图所示，物体、用足够长细线通过轻定滑轮连接悬于空中。现将、同时由静止开始释放，下降，上升，忽略滑轮摩擦及一切阻力，则在、运动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 物体机械能减小 B. 物体机械能守恒
C. 细线对物体做正功 D. 和整体机械能守恒
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共18分）
12. 小明、李雷、小梅三位同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验。
小明选用图甲所示的装置，他想说明平抛运动的什么规律___________；
李雷选用图乙所示的装置，他想说明平抛运动的什么规律___________；
小梅选用图丙所示的装置得到了小球做平抛运动的部分轨迹如图丁所示，图中小方格边长为，根据丁图可以求得该平抛运动的初速度___________，图丁中点竖直方向的分速度___________。结果均保留位有效数字已知重力加速度，
13. 利用图装置做“验证机械能守恒定律”实验．
为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_____．
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量和势能变化量
C.速度变化量和高度变化量
实验中，先接通电源，再释放重物，得到图所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点的距离分别为、、．
已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为设重物的质量为从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量_____，动能变化量_____．
四、计算题（本大题共3小题，共38分）
14. 年月日时分，“神舟十四号”载人飞船成功发射。在火箭发射过程中，首先由火箭第一级助推器提供推力，待火箭上升到离地高为的高空时速度为，此时第一级助推器脱落，然后飞船在第二级助推器的推动下继续上升直至第二级助推器分离。飞船经过调整与空间站对接，在离地高为的圆形轨道上运行。已知地球半径为，地球表面的重力加速度为。
若火箭在第一级助推器作用下看成初速度为零的匀加速直线运动，求该过程持续的时间；
求飞船与空间站组合体在轨运行的周期。
15. 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
16. 如图所示，在水平面的上方有一固定的水平运输带，在运输带的最左端处用一小段光滑的圆弧轨道与一光滑的斜面平滑衔接，该运输带在电动机的带动下以恒定的向左的速度运动。将一可以视为质点的质量为的滑块由斜面上的点无初速度释放，其经点滑上运输带，经过一段时间滑块从运输带最右端的点离开，经点时对圆弧轨道的压力为，从点离开的速度。已知点与点的高度差为，点与水平面的高度差为，取。
求圆弧轨道半径
如果仅将点与点的高度差变为，且当滑块刚好运动到点时，撤走斜面，求滑块落在水平面上时的速度大小
在第问情况下滑块在整个运动过程中因摩擦而产生的热量有多少
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.质点的速度变化率越大，速度变化越快，但不一定是增加快，故A错误；
B.速度越来越小，说明物体的速度方向与加速度方向相反，但加速度可能在增大，故B错误；
C.质点的加速度方向为负，只能代表加速度方向跟规定正方向相反，与速度方向相同时做加速运动，反之才是减速，故C错误；
D.加速度方向与速度变化量的方向相同，速度变化方向为正，加速度方向为正，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】设竖直位置时，杆子的角速度为。
对整个系统，根据机械能守恒有
当杆运动到竖直位置时，顶端的小球向心力为
底端的小球向心力为
由牛顿第三定律和力的平衡条件得，轴对杆的作用力的大小
联立各式，解得，方向竖直向上。
故选B。
3.【答案】
4.【答案】
【解析】
从站在地球上的人的角度观察，抛出后的冰墩墩仍受地球的引力作用，随空间站一起做曲线运动，则不是受力平衡状态；
故ABC错误，D正确。
5.【答案】
【解析】A.地面成一定角度的喷泉喷出的水做斜抛运动，则最高点具有水平速度，选项A错误；
B.根据抛体运动的对称性，水在向上运动过程与在向下运动过程经过同一高度时的速度大小一定相等，方向不同，B正确；
C.地面成一定角度的喷泉喷出的水做斜抛运动，不计空气阻力，则只受重力，加速度为重力加速度，则做匀变速曲线运动，C错误；
D.水在运动过程中受到的合力是重力，只有最高点时合力方向总与其速度方向垂直，其余合力方向与速度方向不垂直，D错误。
故选B。

6.【答案】
【解析】A.重力做功为，故A错误；
B.整个过程中只有重力做功，故合外力做功为，故B错误；
C.下滑过程中加速度为，所需时间，重力平均功率为，故C正确；
D.下滑到斜面底端时的速度为，故，故D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】整个过程中，物体的高度下降了；则重力对物体做正功为：；而重力做功多少等于重力势能的减小量，故小球的重力势能一定减少，故C正确，ABD错误。
故选：。
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】
10.【答案】
【解析】A.人对球做的功全部转化球的动能，即有，故A正确；
B.小球整个运动过程中，由动能定理可得
代入数据，解得，故B正确；
C.根据重力做功的特点，可知，小球从抛出到落地过程中重力对小球所做的功，故C错误。
D.根据速度的分解得出抛出时竖直方向的速度为：，故斜上抛上升的高度为
故到达最高点的重力势能为，故D错误；
故选AB。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了机械能守恒的判断，知道机械能守恒的条件是只有重力做功或系统内弹力做功。
根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，根据除重力外其他力做的功等于机械能的变化，根据功正负的判断判断做功情况。
【解答】
在下落过程中，绳子拉力向上做负功，故A的机械能减小，故A正确，B错误；
C.在上升过程中，绳子拉力向上做正功，故C正确；
D.对和的整体分析，只有重力做功，故系统机械能守恒，故D正确。
故选ACD。
12.【答案】平抛运动在竖直方向是自由落体运动；
平抛运动在水平方向是匀速直线运动；
； 。
【解析】小明选用图甲所示的装置，他想说明平抛运动的竖直方向的运动规律，由、两球在竖直方向运动规律相同，得出平抛运动在竖直方向是自由落体运动。
李雷选用图乙所示的装置，他想说明平抛运动的水平方向运动规律，由、两球最终相撞得平抛运动在水平方向是匀速直线运动。
由竖直方向做自由落体运动，从点到点
解得时间间隔为
由水平方向是匀速直线运动
解得
由平均速度得 点竖直方向的分速度为。

13.【答案】； ；
【解析】验证机械能守恒定律原理是看减少的重力势能和增加的动能是否相等，所以需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量，故A正确．
从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量；
点的速度：，动能变化量为：．

14.【答案】火箭在第一级助推器作用下看成初速度为零的匀加速直线运动，此过程上升的高度为，末速度为，根据运动学公式有
解得该过程持续的时间为；
飞船与空间站组合体绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
物体在地球表面受到的万有引力等于重力，则有
联立解得飞船与空间站组合体在轨运行的周期为。

【解析】本题主要考查了万有引力定律的相关应用，理解万有引力与重力的关系，结合牛顿第二定律和运动学公式即可完成分析。
15.【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：

16.【答案】解：从到，机械能守恒：，
在点：，
代入数据解得：。
设滑块滑至运输带的右端速度为，
滑块由处由静止开始下滑到运输带，在滑到运输带右端过程中，摩擦力对滑块做功大小为，由功能关系得
，
解得。
由于，则滑块由处开始下滑到运输带，在滑到运输带右端前滑块的速度就应减为零，然后滑块要向左运动，设滑块由处静止开始下滑到运输带，在到达运输带左端的速度为，则
解得
因为，故滑块向左运动的过程中，先加速至与运输带速度相同，后匀速运动至运输带左端作平抛运动，设滑块从运输带左端抛出落地时的速度大小为，根据机械能守恒定律得
解得
设滑块与运输带间的动摩擦因数为，滑块由处静止开始下滑到运输带，在运输带上滑到速度为零的过程中，滑块运动的时间为，滑块与运输带摩擦所产生的热量为，则有
又对滑块，由动能定理得
设滑块后来又向运输带左端运动的过程中，滑块加速至的时间为，滑块与运输带摩擦所产生的热量为，则
对滑块，由动能定理得，
则滑块自释放至落地全过程中滑块与运输带摩擦所产生的热量
解得。