长春汽车经济技术开发区第三中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试卷
注意事项：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共4页，总分100分，考试时间75分钟。
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于物理概念，下面说法正确的是( )
A. 由可知，作用在物体上的力越大，这个力做功就越多
B. 由可知，当汽车发动机输出功率一定时，其牵引力与运动速度成反比
C. 由可知，放在地面上的物体，它具有的重力势能一定为零
D. 由可知，物体速度变化时，物体的动能一定变化
2.如图所示，某同学到超市购物，用大小为、方向与水平面成角斜向上的拉力拉购物篮，以的速度在水平地面上匀速前进，则( )
A. 前进内拉力所做的功为
B. 前进内拉力的平均功率为
C. 末拉力做功的瞬时功率为
D. 前进内重力的平均功率为
3.如图所示，“渤海之眼”摩天轮位于潍坊市的北端，摩天轮悬挂透明座舱，人坐在舱内随旋转座椅一起做匀速圆周运动．以下说法正确的是( )
A. 转动过程中，人的动量不变
B. 转动一圈，人所受合力的冲量不为零
C. 转动一圈，人所受重力的冲量不为零
D. 转动到最高点时，人所受合力为零
4.一质量为的物块，在竖直方向的拉力作用下运动的图象如图所示向上为运动的正方向，取，下列说法正确的是( )
A. 前内，物块的重力势能一直增加
B. 第内，物块的重力势能不变
C. 第末物块的动能为
D. 前内，物块动能增量为
5.一粒钢球从某高度处由静止自由下落，然后陷入泥潭某一深度，若钢球在空中下落时间为，陷入泥潭中的时间为，且：：，则钢球所受重力与泥潭对钢球的平均阻力之比等于( )
A. ： B. ： C. ： D. ：
6.如图所示，两辆完全相同的平板小车、成一直线排列，静止在光滑水平面上，车上有一小孩跳到车上，他跳到车上后相对车保持静止，则此后( )
车速率为零
车速率 等于车速率
C. 车速率大于车速率
D. 车速率小于车速率
7.汽开三中的操场很精致，阳光灿烂的日子里，很多老师和学生都喜欢徜徉在那里。你瞧，师生足球联赛开始了只见郑老师一脚把静止的足球踢飞了。假设足球质量为，踢飞时的速度为，球上升的最大高度为，郑老师对足球的平均作用力是。下列说法正确的是( )
A. 郑老师对球做功为
B. 在飞的过程中先处于超重后处于失重状态
C. 球在飞行的过程中机械能守恒
D. 以最高点为零势能面，小球被踢飞时的机械能为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.下列说法错误的是( )
A. 如图，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高的点滑到同一水平面上，轨道Ⅰ、Ⅱ是光滑的，轨道Ⅲ是粗糙的，沿三条轨道滑下重力做的功不一样多
B. 一个物体的重力势能从变化到，重力势能减少了
C. 重力势能的变化，只跟重力做功有关系，和其他力做功多少无关
D. 动能不变，则物体合外力一定为零
9.如图所示，光滑圆槽静止在光滑的水平面上，圆槽左、右两边的顶端在同一水平线上。小球视为质点从圆槽左边的顶端由静止释放。下列说法正确的是( )
A. 在小球沿圆槽下滑到最低点的过程中，小球所受重力的冲量为零
B. 小球在圆槽中运动的过程中，小球和圆槽组成的系统动量守恒
C. 小球向右到达最高点时，圆槽的速度为零
D. 小球可以到达圆槽右边的顶端
10.如图所示，与轻弹簧相连的物体停放在光滑的水平面上．物体沿水平方向向右运动，跟与相连的轻弹簧相碰．在跟弹簧相碰后，对于、和轻弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A. 弹簧压缩量最大时，、的速度相同
B. 弹簧压缩量最大时，、的动能之和最小
C. 弹簧被压缩的过程中系统的总动量不断减小
D. 物体的速度最大时，弹簧的弹性势能为零
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.如图甲所示，在水平气垫导轨上放置两个滑块和，两滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，相撞后能粘在一起运动。在上固定传感器的发射器，轨道上点处固定传感器的接收器，某次实验中，让开始运动，位移传感器记录的的图像如图乙所示。测得，，则：
碰撞前，滑块的速度________；
碰撞前，滑块的动量________；
设碰撞后滑块、的总动量为，实验的相对误差，因本次实验中_______，故可认为碰撞前后、组成的系统动量守恒。保留一位有效数字
12.用如图的实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。实验中获取的一条纸带如图所示，是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有个打下的点图中未标出，打点频率为，计数点间的距离已标记在纸带上。已知，，则，所有结果均保留三位有效数字
在纸带上打下计数点时的速度______。
在打下的过程中系统动能的增量______，系统势能的减少量______。
由此得出的结论是：______；
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.（10分）如图所示，两物块、并排静置于高的光滑水平桌面上，两物块的质量均为。一颗质量为的子弹以的水平速度从左面射入，子弹射穿后接着射入并留在中，此时、都没有离开桌面。已知物块的长度为，离开桌面后，落地点到桌边的水平距离。设子弹在物块、中穿行时受到的阻力大小相等，取。平抛过程中物块可看成质点求：
物块离开桌面时速度的大小是多少；
物块离开桌面时速度的大小是多少；
14.（12分）如图甲所示，质量为的物块静止在水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数为。时刻开始对物块施加一个水平向右的推力，随时间变化的规律如图乙所示。已知物块与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取。求：
推力作用多长时间物块开始滑动；
时，物块的动能多大。
15.（18分）如图所示，冰雪滑道的点的左侧是粗糙的水平轨道，右侧是光滑的曲面轨道，两侧通过半径的极短的光滑圆弧在点平滑连接．质量的小孩从滑道顶端点静止开始下滑，经过点时被静止的质量的家长抱住后一起滑行到未画出停下．已知高度，人与水平滑道间的动摩擦因数，重力加速度求：
小孩刚到点时对圆弧的压力；
家长抱住孩子的瞬间，小孩和家长组成的系统损失的机械能；
、间的距离．
4期中考试答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
根据功的公式分析功与力的大小、位移大小的关系。功率表示做功快
慢。重力势能是相对的，是相对于参考平面的。动能大小与物体的质量与速度有
关。根据这些知识分析。
本题考查功、功率、重力势能和动能，要知道重力势能具有相对性，是相对于参考
平面而言的，动能大小只与速度的大小有关。
【解答】
A.由可知，作用在物体上的力越大，物体位移越大，这个力做功不一定
越多，还与力和位移的夹角有关，故 A错误
B.由可知，一定时与成反比，故 B正确
C.由可知，放在地面上的物体，只有以地面为零重力势能参考面，它具有的
重力势能才为零，故 C错误
D.速度为矢量，有大小和方向，动量为标量，如果只有速度方向变化，物体动能不
变，故 D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查功、平均功率以及瞬时功率的计算。由功的定义式为力的方向与位移方向的夹角、平均功率公式、瞬时功率公式为力的方向与速度方向的夹角分析即可正确求解。
【解答】
前进内拉力所做的功为
平均功率为
AB错误；
C.末拉力做功的瞬时功率为
C正确；
D.由于重力始终与位移垂直，做功为零，故前进内重力的平均功率为，D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】【分析】
动量是矢量，其计算公式是；根据动量定理可知，分析人所受合力的冲量。
本题考查了匀速圆周运动，解题的关键是明确动量、合外力的矢量性。
【解答】
A.由动量公式可知，人在舱内做匀速圆周运动，每一时刻的速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，所以动量变化，故A错误；
B.转动一圈，速度回到原来的方向；根据动量定理可知，人所受合力的冲量为零；故B错误；
C.转动一圈，人所受重力的冲量，不为零；故C正确；
D.转动到最高点时，合力提供向心力，人所受合力不为零；故D错误；
故选C。
4.【答案】
【解析】【分析】
根据图像分析物块的速度方向，判断物块的运动方向，然后根据重力做功和重力势能的关系分析物块的重力势能的变化；根据平均速度等于中间时刻的速度求第末物块的速度，根据动能公式求第末物块的动能；根据动能定理求前内物块动能增量。
本题主要考查了图像、重力做功、重力势能、动能和动能定理等的应用，难度适中。
【解答】
由图像可知前内物体一直向上运动，重力做负功，则物块的重力势能一直增加，故A正确，B错误；
C.第末物块的速度，则物块的动能为，故C错误；
D.前内，物块动能增量为，故D错误。
故选A。
5.【答案】
【解析】解：钢球下落过程中，小球受重力及阻力作用；则由动量定理可得，
；
因：：；
故；
故答案为：．
对全程分析，已知初末状态及物体的受力情况，由动量定理可求得重力及平均阻力之比．
本题考查动量定理的应用，要注意全程进行分析，由时间之比即可求得力之比．
6.【答案】
【解析】【分析】
人与车、车组成的系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，由动量守恒定律分析人与两车速率关系。
本题运用动量守恒定律分析人与两车速度关系，这个结果与人跳跃多少次没有关系，只要人最后落在车上，车的速率就大于车的速率。
【解答】
设车的质量为，小孩的质量为，取向左为正方向，
以人和两车组成的系统为研究对象，在水平方向上由动量守恒定律得：，可得，负号表示、两车运动方向相反，且，ABD错误，C正确。
故选C。
7.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查动能定理的应用，以及对机械能守恒的判断和计算。
利用动能定理即可求出郑老师对球做功；判断球的加速度，即可判断超失重；利用机械能守恒条件即可判断机械能是否守恒。
【解答】
A.由动能定理得，解得，故A错误；
B.球在飞出的过程中，先减速上升再加速下降，球的加速度一直向下，所以球一直处于失重状态，故B错误；
C.球在飞行的过程中，除了受重力外还有空气阻力的作用，球的机械能减小，故C错误；
D.以最高点为零势能面，小球被踢飞时的机械能为，代入得，故D正确。
故选D。
8.【答案】
【解析】【分析】
解答本题要掌握重力做功的特点和做功公式，正确理解是物体初末位置的高度差，重力做功只与初末位置有关，与路径无关。
重力做功，是物体初末位置的高度差，根据这个公式分析重力做功关系；重力势能是标量，其正负表示大小；重力势能的变化，只跟重力做功有关系；动能不变，合外力做功为零，但合外力不一定为零。
【解答】
A.物块分别沿三条不同的轨道由离地高的点滑到同一水平面上，重力做功都是，所以沿三条轨道滑下重力做的功一样多，故A错误；
B.重力势能是标量，则知一个物体的重力势能从变化到，重力势能增大了，故B错误；
C.根据功能关系知，重力势能的变化，只跟重力做功有关系，和其他力做功多少无关，故C正确；
D.动能不变，由动能定理可知合外力做功为零，但合外力不一定为零．如匀速圆周运动的动能不变，合外力不为零，故D错误。
本题选错误的，故选：。
9.【答案】
【解析】【分析】
根据冲量定义式分析；根据动量守恒条件判断；根据动量守恒和机械能守恒知识判断最高点速度情况及是否到达顶端。
本题考查动量与能量的综合应用，熟悉动量守恒条件与机械能守恒条件是解题的关键。
【解答】
A.在小球沿圆槽下滑到最低点的过程中，由可知小球所受重力的冲量不为零，故A错误；
B.小球在弧形槽中运动的过程中，小球和弧形槽组成的系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，故B错误；
C.小球和弧形槽组成的系统在水平方向不受外力，故系统在水平方向上动量守恒；根据动量守恒定律可知，小球向右到达最高点时，弧形槽和小球的速度均为零，故C正确；
D.根据机械能守恒定律可知，小球可以到达弧形槽右边的顶端，故D正确。
故选CD。
10.【答案】
【解析】【试题解析】
解：、滑块与弹簧接触时，弹簧发生形变，产生弹力，可知做减速运动，做加速运动，当两者速度相等时，弹簧的压缩量最大，故A正确。
B、、组成的系统动量守恒，压缩量最大时，弹性势能最大，根据能量守恒，此时、的动能之和最小，故B正确。
C、弹簧在压缩的过程中，、组成的系统动量守恒，故C不正确。
D、当两者速度相等时，弹簧的压缩量最大，然后继续做加速，继续做减速，弹簧逐渐恢复原长，当弹簧恢复原长时，的速度最大，此时弹簧的弹性势能为零，故D正确。
故选：。
解决本题的关键知道、组成的系统动量守恒，以及能够根据受力情况判断出弹簧从原长压缩到最大，再恢复原长的过程中，、的运动情况．
11.【答案】；；。
【解析】【分析】
本题考查验证动量守恒定律的实验，熟悉实验原理是解题的关键。
根据斜率的含义，结合图乙求出碰撞前滑块的速度，结合动量的定义式求出其动量；
根据图乙得出碰撞后的速度大小，结合动量的定义式求出碰撞后滑块、的总动量；结合实验相对误差公式直接求出该实验的相对误差即可填空。
【解答】
图像的斜率表示速度，由图乙知，碰撞前滑块的速度大小；
根据，碰撞前滑块的动量为；
碰撞后，滑块、一起运动，由图乙知，滑块、一起运动的速度大小，则碰撞后，滑块、的总动量为该实验的相对误差。
12.【答案】；，；在在误差允许的范围内，、组成的系统机械能守恒．
【解析】【分析】根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点时的速度大小；
根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量；
比较动能增加量和重力势能减小量之间的关系可以得出机械能是否守恒；
根据图象的物理意义可知，图象的斜率大小等于物体的重力加速度大小；
本题全面的考查了验证机械能守恒定律中的数据处理问题，要熟练掌握匀变速直线运动的规律以及功能关系，增强数据处理能力．
【解答】由于每相邻两个计数点间还有个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔，
根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第个点时的速度为：
；
在过程中系统动能的增量；
系统重力势能的减小量等于物体重力做功，故：
；
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在在误差允许的范围内，、组成的系统机械能守恒．
根据系统机械能守恒有：
则
知图线的斜率
解得．
故答案为：；，；在在误差允许的范围内，、组成的系统机械能守恒．
13.【答案】解：子弹射穿物块后，以速度沿桌面水平向右匀速运动，离开桌面后做平抛运动，由平抛运动规律得：
在竖直方向：，
代入数据解得：，
离开桌边的速度：，
设子弹射入物块后，子弹与的共同速度为，
子弹击中木块过程系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，
由动量守恒守恒定律得：，
代入数据解得：；
【解析】物块做平抛运动，据此可求出的速度大小，根据系统动量守恒可求出与子弹的速度大小。
14.【答案】解：由图乙可知：，
设时刻物块刚好要滑动，根据力的平衡有：，
解得：
设时，物块的速度大小为，从至过程，根据动量定理有：
；
由图乙可知：；
代入解得：；
时，物块的动能：。
【解析】本题考查力的平衡条件及动量定理的应用，要注意明确分析物体的运动过程，做好受力分析，根据需要选择物理规律即可求解。
根据力的平衡和图乙求出推力作用经过多长时间物块开始滑动；
由随时间变化的规律求出的冲量，然后由动量定理和动能的定义即可求出。
15.【答案】解：从最高点到最低点，根据机械能守恒定律得：
解得：
在处，，由牛顿第三定律，方向竖直向下
家长抱住小孩瞬间由动量守恒定律有
解得：
小孩和家长组成的系统损失的机械能为
小孩和家长组成的系统以共同速度向左做匀减速直线运动，由动能定理得：
解得：
【解析】本题考查机械能守恒定律、动量守恒定律和动能定理的应用。分析清楚小孩与大人的运动过程是前提，应用机械能守恒定律、动量守恒定律与动能定理即可解题。
小孩下滑过程机械能守恒，应用机械能守恒定律可以求出小孩到达点的速度，根据向心力公式求解。
大人抱住小孩过程系统动量守恒，由动量守恒定律求出两者的速度，进而求出损失的机械能；
对大人与小孩应用动能定理即可求出、间的距离。
第2页，共2页
