河南省济源市济源高级中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷（含解析）

济源高级中学2022-2023学年高一下学期期中考试
物理
一．选择题（共8小题）
1．用力F使质量为10kg的物体从静止开始，以2m/s2的加速度匀加速上升，不计空气阻力，g取10m/s2，那么2s内F做功（　　）
A．80J B．200J C．400J D．480J
2．关于功率，下列说法正确的是（　　）
A．功率大说明物体做功多
B．功率小说明物体做功慢
C．功率大说明物体所受的力大
D．功率小说明物体位移小
3．如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，当整个装置沿水平面以速度v匀速运动时，以下说法中正确的是（　　）
A．小球的重力不做功 B．斜面对球的弹力不做功
C．挡板对球的弹力不做功 D．以上三种说法都正确
4．如图所示，劈a放在光滑的水平面上，斜面光滑，把b物体放在斜面的顶端由静止开始滑下，则在下滑过程中，a对b的弹力对b对物体做的功为W1，b对a劈的弹力对a做的功为W2，下列关系中正确的是（　　）
A．W1＝0，W2＝0 B．W1＞0，W2＞0 C．W1＜0，W2＜0 D．W1＜0，W2＞0
5．长l的细绳一端固定，另一端系一个小球，使球在竖直平面内做圆周运动，那么（　　）
A．小球通过圆周上顶点时的速度最小可以等于零
B．小球通过圆周上顶点时的速度最小不能小于
C．小球通过圆周上最高点时，小球需要的向心力最大
D．小球通过最低点时绳的拉力最小
6．如图所示，汽车以恒定的速率驶过AB间的圆弧形拱形路面的过程中（　　）
A．汽车牵引力F的大小不变
B．汽车对路面的压力大小不变
C．汽车的加速度为零
D．汽车所受合外力大小不变
7．如图所示为一皮带传送装置，a、b分别是两轮边缘上的两点，c处在O1轮上，且有ra＝2rb＝2rc，则下列关系正确的有（　　）
A．Va＝2Vb B．Vb＝Vc C．ωb＝2ωa D．ωb＝ωc
8．一小石块从空中a点自由落下，先后经过b点和c点，不计空气阻力。经过b点时速度为v，经过c点时速度为3v，则ab段与ac段位移之比为（　　）
A．1：3 B．1：5 C．1：8 D．1：9
二．多选题（共4小题）
（多选）9．在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，v﹣t图象如图．设汽车的牵引力为F，摩擦力为Ff，全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则（　　）
A．F：Ff＝4：1 B．F：Ff＝5：1 C．W1：W2＝1：1 D．W1：W2＝1：3
（多选）10．神舟七号载人飞船进入预定轨道后，经过2天20小时20分，绕地球飞行了四十五圈，期间我国航天员首次进行空间出舱活动（如图所示）．已知万有引力常量G，地球表面的重力加速度g，地球的半径R．神舟七号飞船太空飞行近似为圆周运动．则下列论述正确的是（　　）
A．可以计算神舟七号飞船绕地球太空飞行离地球表面的高度h
B．可以计算神舟七号飞般绕地球太空飞行的加速度
C．飞船返回舱打开减速伞下降的过程中，飞船中的宇航员处于失重状态
D．神舟七号飞船绕地球的太空飞行速度比月球绕地球运行的速度要小
（多选）11．下列关于曲线运动的说法正确的是（　　）
A．做曲线运动的物体速度方向必定变化
B．速度变化的运动必定是曲线运动
C．曲线运动的加速度一定在变化
D．曲线运动的速度方向沿曲线在这一点的切线方向
（多选）12．水平面上的甲、乙两物体，在某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下逐渐停下来，图中，a、b分别表示甲、乙的动能E和位移s的图象，下列说法正确的是（　　）
A．若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙大
B．若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙小
C．若甲和乙的质量相等，则甲和地面的动摩擦因数和乙相等
D．若甲和乙的质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙大
三．实验题（共2小题）
13．某研究性学习小组分别用如图甲所示的装置进行以下实验：“探究加速度与合外力的关系”。装置中，小车质量为M，砂桶和砂子的总质量为m，通过改变m来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出。现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值（F为弹簧秤的示数）。
（1）为了减小实验误差，下列做法正确的是 　 　
A．需平衡小车的摩擦力
B．砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量
C．滑轮摩擦足够小，绳的质量要足够轻
D．先释放小车，后接通打点计时器的电源
（2）某同学根据实验数据画出了图2所示的一条过坐标原点的斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小，横轴应为 　 　；
A．
B．
C．mg
D．F
（3）当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线 　 　（填选项前的字母）
A．逐渐偏向纵轴
B．逐渐偏向横轴
C．仍保持原方向不变
（4）图3为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，测得AB＝2.0cm、AC＝8.0cm、AE＝32.0cm，打点计时器的频率为50Hz，则小车的加速度 　 　m/s2。
14．在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：　 　
A、通过调节使斜槽的末端保持水平
B、每次释放小球的位置必须不同
C、每次必须由静止释放小球
D、小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
（2）在该实验中，某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么A、B两点的时间间隔是　 　，小球平抛的初速度为　 　。（g＝10m/s2）
四．解答题（共4小题）
15．2009年花样滑冰世锦赛双人滑比赛中，张丹、张昊连续第二年获得亚军，如图所示．张昊（男）以自己为转轴拉着张丹（女）做匀速圆周运动，转速为30r/min．张丹的脚到转轴的距离为1.6m．求：
（1）张丹做匀速圆周运动的角速度；
（2）张丹的脚运动速度的大小．
16．如图所示，长为R的不可伸长轻绳上端固定在O点，下端连接一小球，小球与地面间的距离可以忽略（但小球不受地面支持力）且处于静止状态．在最低点给小球一沿水平方向的初速度，此时绳子恰好没断，小球在竖直平面内做圆周运动．假设小球到达最高点时由于绳子碰到正下方P处的钉子恰好断裂，最后小球落在距初始位置水平距离为4R的地面上，重力加速度为g．试求：
（1）绳突然断开时小球的速度v；
（2）竖直方向上O与P的距离L．
17．滑板是年轻人十分喜爱的极限运动，现有一场地规格如图所示，由钢质材料制成，阻力非常小，可以忽略．
（1）年轻人小张以6m/s的速度从4m的高台滑下，到2m高台处其速度为多少？
（2）他所能到达的最大离地高度为多少？
（3）若他从2m高台开始下滑，为能到达4m高台，他下滑的最小速度为多少？
18．某高速公路转弯处，弯道半径R＝100m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数为μ＝0.8，路面要向圆心处倾斜，汽车若以v＝15m/s的速度行驶时．
（1）在弯道上没有左右滑动趋势，则路面的设计倾角θ应为多大（求出θ的某个三角函数值即可）？
（2）若θ＝37°，汽车的质量为2000kg，当汽车的速度为30m/s时车并没有发生侧向滑动，求此时地面对汽车的侧向摩擦力的大小和方向．（g＝10m/s2，sin37°＝0.6）
参考答案
一．选择题（共8小题）
1．【答案】D
【解答】解：由F﹣mg＝ma可得：
F＝10×2+10×10＝120N；
2s内物体的位移为：L＝at2＝×2×4＝4m；
则拉力的功为：W＝FL＝120×4J＝480J。
故选：D。
2．【答案】B
【解答】解：A、由公式W＝Pt知做功多少取决于功率与做功时间的乘积，功率大，但如果时间极短，做功较少，故A错误。
B、功率是描述物体做功快慢的物理量，功率小则做功慢，故B正确。
C、W＝Fxcosθ可知，功率大，力不一定大，还根位移及两者之间的夹角有关，故C错误。
D、W＝Fxcosθ可知，功率小，位移不一定小，还根力及两者之间的夹角有关，故D错误。
故选：B。
3．【答案】A
【解答】解：对小球进行受力分析：小球受到竖直向下的重力，斜面对它垂直斜面向上的弹力，挡板对它水平向左的弹力，
而小球位移方向水平向左，所以只有重力方向与位移方向垂直，其他力都不垂直，故只有重力不做功，其它两个力都做功，所以只有A正确。
故选：A。
4．【答案】D
【解答】解：滑块受重力、支持力，斜面受重力、支持力和压力；
滑块和斜面体系统机械能守恒，总动量也守恒；
根据动量守恒可知，b向左下滑时，a具有向右的速度，向右运动，
对斜面体a，受到的压力垂直斜面向下，水平向右方向有分力，a向右有位移，由W＝FScosθ知。压力做正功，故W2＞0；
滑块和斜面体系统机械能守恒，故斜面体a增加的机械能等于滑块b减小的机械能，故支持力对滑块b做负功，即W1＜0；
故选：D。
5．【答案】B
【解答】解：A、在最高点的临界情况是绳子的拉力为零，根据牛顿第二定律得，mg＝m，解得最高点的最小速度v＝．故A错误，B正确。
C、小球通过最高点的速度最小，根据知，小球在最高点需要的向心力最小。故C错误。
D、小球在最低点速度最大，向心力最大，根据F﹣mg＝m知，在最低点绳的拉力最大。故D错误。
故选：B。
6．【答案】D
【解答】解：A、汽车做匀速圆周运动，受到的重力和支持力及牵引力的合力提供向心力，由向心力公式Fn＝m可知，向心力大小不变，由于支持力方向与大小不断变化，所以汽车牵引力F的大小与方向也不断变化，故A、B错误；D正确；
C、由向心加速度公式an＝，可知向心加速度的大小不变，而方向不断变化，故C错误；
故选：D。
7．【答案】C
【解答】解：A、点a与b点是两轮边缘上的两点，故va＝vb，故A错误；
B、点a与点b是两轮的边缘点，故va＝vb，由于a、b的半径之比为2：1，根据公式v＝ωr得：ωa：ωb＝1：2，
点a与点c是同轴传动，角速度相等，ωa：ωb：ωc＝1：2：1，
b、c两点半径相等，根据v＝ωr得：Vb：Vc＝2：1，故BD错误，C正确；
故选：C。
8．【答案】D
【解答】解：物体做自由落体运动，
2ahab＝v2①
2ahac＝（3v）2②
由①②得：
＝，故D答案正确。
故选：D。
二．多选题（共4小题）
9．【答案】AC
【解答】解：由图可知，物体先做匀加速直线运动，1s末速度为v，由动能定理可知：
（F﹣f）L1＝mv2；
减速过程中，只有阻力做功：
fL2＝0﹣mv2；
则可得：（F﹣f）L1＝fL2；
由图象可知，L1：L2＝1：3；
解得：
F：f＝4：1；
对全程由动能定理得：
W1﹣W2＝0
故W1：W2＝1：1
故选：AC。
10．【答案】AB
【解答】解：A 由已知条件可先求得周期T，由GM＝gR2，可求r，则高度为r﹣h．故A正确。
B 由GM＝gR2，结合a＝，可求得加速度。故B正确。
C 飞船返回舱打开减速伞下降的过程中，有向上的加速度，处于超重状态。故C错误。
D 神舟七号飞船绕地球的轨道半径小于月球的轨道半径。则其速度大于月球的速度。故D错误
故选：AB。
11．【答案】AD
【解答】解：A、D做曲线运动的物体速度方向是该点的切线方向，时刻在变化。故AD正确。
B、速度变化的运动可能是曲线运动，也可能是直线运动。故B错误。
C、曲线运动的加速度不一定变化，比如平抛运动的加速度不变。故C错误。
故选：AD。
12．【答案】AD
【解答】解：根据动能定理，得
﹣μmgs＝0﹣E0
即μmgs＝E0，可知图线斜率大小等于μmg
由图μamag＞μbmbg
A、B 当μ相同时，ma＞mb，即甲的质量一定比乙大。故A正确，B错误。
C、D、当m相等时，μa＞μb，故C错误，D正确。
故选：AD。
三．实验题（共2小题）
13．【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）A、实验前需要配合摩擦力，使小车受到的合力等于绳子的拉力，故A正确；
B、小车受到的拉力可以由弹簧测力计测出，砂桶和砂的总质量不需要远小于小车的质量，故B错误；
C、滑轮的摩擦和绳子的质量会影响示数，所以要求滑轮摩擦足够小，绳的质量足够轻，减小实验误差，故C正确；
D、应先接通打点计时器的电源，再释放小车，故D错误。故选AC。
（2）探究加速度与合外力的关系实验要控制小车质量M不变，由牛顿第二定律得：a＝F，M一定时a与F成正比，应作出a﹣F图象，故选D；
（3）因为弹簧秤直接测出了拉力大小，与砂桶和砂的总质量无关，当砂桶和砂的总质量较大时a较大，小车受到的拉力不受砂和砂桶质量的影响，a﹣F图象仍保持原方向不变，仍然是一条直线，故选C；
（4）每两点间还有四个计时点未画出，计数点间的时间间隔：t＝0.02×5＝0.1s，
由匀变速直线运动的推论△x＝at2可知，加速度：a＝＝＝4m/s2；
故答案为：（1）AC；（2）D；（3）C；（4）4。
14．【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）只有斜槽的末端保持水平，小球才具有水平初速度，其运动才是平抛运动；每次由静止释放小球，是为了使小球有相同的初速度；如果小球在运动过程中与木板上的白纸相接触就会改变它的运动轨迹，使其不是平抛运动，故A、C、D选项正确，B选项中，每次释放小球的位置必须相同，以保证小球有相同的水平初速度；
故选为ACD
（2）A、B、C是平抛运动轨迹上的三个点，由水平位移可知：三个点时间间隔相等。
竖直方向：自由落体运动，因时间相等，由△h＝gt2可得：t＝＝
＝1×10﹣1s
水平方向：匀速运动，则v0＝＝m/s＝1m/s
所以初速度v0＝1m/s
故答案为：0.1s；1m/s。
四．解答题（共4小题）
15．【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）已知转动转速
n＝30 r/min＝0.5 r/s
由公式：ω＝2π n
解得：ω＝πrad/s
（2）已知张丹的脚做圆周运动的半径r＝1.6 m，
因为线速度v＝ωr
解得：v＝5.0 m/s
答：（1）张丹做匀速圆周运动的角速度πrad/s；
（2）张丹的脚运动速度的大小5.0 m/s．
16．【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）绳突然断开后，小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由h＝得：
t＝
小球水平方向做匀速直线运动，由x＝vt得：v＝
（2）从最低点到最高点的过程中，根据动能定理得：
解得：
在最低点有：
T﹣mg＝m
解得：T＝9mg
所以绳子最大承受力为9mg，
在最高点由：
mg+T＝m
解得：r＝
所以竖直方向上O与P的距离L＝r＝
答：（1）绳突然断开时小球的速度v为；
（2）竖直方向上O与P的距离L为．
17．【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）对小张的运动过程运用动能定理得：
解得：v＝m/s
（2）从4m处运动到最高点的过程中，运用动能定理得：
0﹣
解得：△h＝1.8m
所以他所能到达的最大离地高度为4+1.8＝5.8m
（3）当他到达4m高台速度为零时，初速度最小，根据动能定理得：
0﹣
解得：v0＝2m/s
答：（1）年轻人小张以6m/s的速度从4m的高台滑下，到2m高台处其速度为m/s；
（2）他所能到达的最大离地高度为5.8m；
（3）若他从2m高台开始下滑，为能到达4m高台，他下滑的最小速度为2m/s．
18．【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）汽车转弯时由牛顿第二定律得：mgtanθ＝m
得tanθ＝＝0.225
（2）若汽车所受侧向摩擦力沿斜面向里，对汽车进行受力分析，如图所示：
由正交分解得
f+mgsinθ＝macosθ
a＝＝9m/s2
解方程得f＝2400N，说明侧向摩擦力沿斜面向里．
答：（1）在弯道上没有左右滑动趋势，则路面的设计倾角θ应为tanθ＝0.225（求出θ的某个三角函数值即可）；
（2）此时地面对汽车的侧向摩擦力的大小为2400N，方向沿斜面向里．