福建省厦门市2024-2025学年高一（下）期中模拟物理试卷（含解析）

福建省厦门市2024-2025学年高一（下）期中模拟物理试卷
一、单选题：本大题共4小题，共16分。
1.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
2.如图所示，光滑斜面置于光滑水平地面上，现有一物体从斜面顶端由静止释放，在物体下滑过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 物体的重力势能减少，动能增加，机械能守恒
B. 斜面对物体的支持力垂直于接触面，不对物体做功
C. 物体对斜面的压力要做功，斜面的机械能不守恒
D. 物体和斜面组成的系统机械能不守恒
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.年月日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，发射取得圆满成功。在神舟十六号载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后，神舟十五号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十六号航天员乘组入驻“天宫”，两个航天员乘组拍下如图所示的“全家福”，共同向牵挂他们的全国人民报平安。若空间站绕地球运行的轨道可视为圆轨道，则下列说法正确的是( )
A. 长征二号遥十六运载火箭加速发射的过程中，宇航员处于失重状态
B. 空间站在轨运行时，宇航员不受重力的作用
C. 空间站在轨运行的速度小于第一宇宙速度
D. 从空间站舱外脱落的螺丝，会在万有引力作用下径直落向地面
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
5.如图所示，质量为的长木板在光滑的水平地面上，在其右端放一质量为的小木块，，给、以大小相等、方向相反的初速度，使开始向左运动，开始向右运动，但最后没有滑离板．在和相互作用的过程中，它们之间的摩擦力做功的情况是( )
A. 摩擦力对一直做负功 B. 摩擦力对先做负功后做正功
C. 摩擦力对一直做负功 D. 摩擦力对先做负功后做正功
6.如图所示为某一开有小孔的容器，其横截面积远大于小孔的面积，水流稳定后较短时间内可认为容器中水面高度不变。从小孔中流出的水速与小孔距液面的高度的关系为，为重力加速度，忽略空气阻力，则下列选项正确的是
A. 小孔离容器底部越近，水流的水平射程越大
B. 若，则水流有最大水平射程
C. 所有离容器底部高度为的小孔，射出水的水平射程都相等
D. 水流落地速度的大小与小孔位置无关
7.年月日上午，国内首款具备空投功能的大型无人运输机成功首飞。某次无人机测试时，通过传感器获得无人机在水平方向上的加速度一时间图像和在竖直方向上的速度一时间图像分别如图甲、乙所示，已知时刻无人机在水平方向上的速度大小为，方向与水平方向加速度方向相同。下列说法正确的是( )
A. 内无人机在做直线运动 B. 内无人机在做曲线运动
C. 第末无人机的速度大小为 D. 第末无人机的速度大小为
8.如图所示，质量为的小球沿高度为倾角为的光滑斜面以初速滑下．另一质量与相同的小球自相同高度由静止落下，结果两球同时落地．下列说法正确的是( )
A. 重力对两球做的功相同
B. 落地前的瞬间球的速度大于球的速度
C. 落地前的瞬间球重力的瞬时功率大于球重力的瞬时功率
D. 两球重力的平均功率相同
三、填空题：本大题共4小题，共15分。
9.在“金庸作品”的电视剧里，我们经常看到这样的画面：屋外刺客向屋里投来两只飞镖，落在墙上，如图所示。现设飞镖是从同一位置做平抛运动平动射出来的，飞镖与竖直墙壁成角，为角，落点相距为，则刺客离墙壁的水平距离为______。
10.如图所示，倾斜传送带以恒定速率沿逆时针方向运行，物块以大小为、方向平行于传送带向下的初速度在传送带上运动，一段时间后物块转为做匀速直线运动，已知。物块做匀速直线运动前受到的摩擦力______；物块做匀速直线运动时受到的摩擦力______，传送带对物块的支持力______。均填“做正功”“做负功”或“不做功”
11.有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒定为的大河。小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间比值为，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为______________________，若船速为，请用作矢量图的方式讨论航程最短的至少两种情况。
12.一个学生在做平抛运动的实验中只描出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上任取水平距离相等的三点，、，量得，又量得它们之间的竖直距离分别为，，取 ，利用这些数据可以求出：
物体被抛出时的初速度为______
物体经过点时的竖直速度为______．
四、实验题：本大题共1小题，共6分。
13.利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。
除带夹子的重物、纸带、铁架台含铁夹、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，不需要的器材是
A.交流电源 刻度尺 天平含砝码
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了 ，动能变化了 。
很多实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，你认为原因是 。
五、计算题：本大题共3小题，共39分。
14.如图所示，倾角的斜面固定在水平地面上，从斜面底端点的正上方点处以大小方向水平向右的初速度抛出小球视为质点，小球落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角也为，取重力加速度大小，，，不计空气阻力。求：
小球落在斜面上时的速度大小；
小球从被抛出至落到斜面的水平位移大小；
、两点间的距离。
15.如图甲所示，质量为的物体置于倾角为的固定斜面上，斜面足够长。现对物体施以平行于斜面向上的拉力，末将拉力撤去，物体运动的图像如图乙所示，取，，。求：
物体与斜面间的动摩擦因数；
拉力在第内的平均功率。
16.新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题。新能源汽车是指采用非常规的燃料作为动力来源的汽车。新能源汽车的使用将把人类带入清洁能源时代。下面是某品牌新能源汽车介绍中的一段文字：“将近米的超长车身设计，使得整车车顶集成的太阳能芯片面积达到了平方米左右。极富流线型的整车造型，隐藏式的轮毂设计，纤细的摄像头式后视镜，使整车风阻大幅下降。全车采用铝合金框架并结合碳纤维车身，整车质量仅千克，这一轻量化设计使整车能耗极低。”
设上述新能源汽车采用混合动力设计，发动机最大输出功率为，在厂区内的实验路段上行驶时所受总阻力约为车和驾驶员总重的倍。试估算的工程师驾驶这种汽车在实验路段上行驶的最高车速；
为进一步测试这种汽车的性能，该工程师在上述实验路段上以某种方式行驶，通过计算机采集实验数据，绘出了汽车牵引力与车速倒数间的关系图线，如图所示，线段平行于横轴，线段延长线过坐标原点。请根据图线判断汽车做什么运动，并求点时发动机的输出功率；
已知太阳辐射的总功率，太阳到地球的距离，太阳光传播到达地面的过程中大约有的能量损失。目前，制作太阳能电池的最好的材料为砷化镓，其将光能转化为电能的效率可达到。试通过计算分析，这种汽车只采用纯太阳能驱动，且能保持最大输出功率不变的可行性。
答案和解析
1.【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。
2.【答案】
【解析】物体下滑时，重力做正功，物体的重力势能减小，动能增加。由于地面光滑，斜面将向右后退，所以斜面对物体的支持力对物体做负功，所以物体的机械能减小，故AB错误；
C.物体对斜面的压力对斜面做正功，所以斜面的机械能增加，故C正确；
D.在整个运动过程中，只有重力做功，物体和斜面组成的系统机械能守恒，故D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】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】A.火箭加速发射的过程中，加速度竖直向上，宇航员处于超重状态，故A错误；
B.空间站在轨运行时，宇航员只受到重力作用，故B错误；
C.第一宇宙速度是卫星在绕地圆形轨道上的最大运行速度，则空间站在轨运行的速度小于第一宇宙速度，故C正确；
D.由于惯性，螺丝脱离空间站的瞬间具有与空间站相同的瞬时速度，在万有引力作用下会沿原轨道运动，故D错误。
5.【答案】
【解析】由于最后没有滑离板，说明最后两者速度大小相等方向相反，而由于，故最后两者速度方向都向右。
则对分析，其一直向右减速，而对，先向左减速后向右加速，根据相对运动，可知受到的摩擦力方向始终向右，受到的摩擦力方向向左，故摩擦力对一直做负功，对先做负功后做正功，故BC正确，AD错误。
6.【答案】
【解析】取小孔处的一小水珠为研究对象，其做平抛运动小水珠的飞行时间为，由得，
小水珠的水平射程，由基本不等式可知，当时，水平射程有最大值，故A错误，B正确
设距液面高度为的另一小孔水流的水平射程与处小孔水流的水平射程相同，则，解得，故C正确
小水珠的落地速度，，解得，故D正确。
7.【答案】
【解析】由图甲可知，时间内无人机水平方向做匀加速直线运动，由图乙可知时间内无人机竖直方向做匀加速直线运动，加速度等于，由于水平方向与竖直方向初速度之比与加速度之比相等，即，所以初速度与加速度在同一方向上，无人机做匀加速直线运动，故A正确，B错误；
第一秒末，根据，合加速度等于，合初速度等于，可得，故C正确，D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】、根据知，重力对两球做功相同．故A正确．
B、对球，根据动能定理得，，对球，根据动能定理得，，知故B正确．
C、两球都做匀变速直线运动，运动时间相等，，，落地前的瞬间球的瞬时功率：，球的瞬时功率的瞬时功率不一定大于的瞬时功率．故C错误．
D、两球重力做功相等，时间相等，根据知，重力的平均功率相等．故D正确．
故选：．
9.【答案】
【解析】设水平距离为，根据平抛运动的推论：速度方向的反向延长线过此刻水平位移的中点，
设飞镖的下降高度为，据推论有：，
设飞镖的下降高度为，同理得：，且，
联立解得：；
故答案为：；
10.【答案】做正功 做负功 不做功
【解析】开始阶段，物块受力分析如图：
物块受到摩擦力沿斜面向上，摩擦力与位移方向相同，摩擦力做正功。
当物块速度达到与传送带共速时，与传送带一起做匀速运动，受力分析如图：
摩擦力与物体位移方向相反，摩擦力做负功。
支持力方向垂直斜面向上，与物块位移方向垂直，传送带对物块支持力不做功。
故答案为：做正功；做负功；不做功。
11.【答案】；
【解析】设船在静水中渡河时的速度为当船头指向始终与河岸垂直，则有：，
当回程时行驶路线与河岸垂直，则有：，
而回头时的船的合速度为：，
由于去程与回程所用时间的比值为，所以小船在静水中的速度大小为：。
当静水速大于水流速，即时，合速度方向可以垂直于河岸，渡河位移最短，最小位移就是河的宽度即，
当静水速小于水流速，即时，合速度方向不可能垂直于河岸，即不可能垂直渡河，当合速度的方向与静水速的方向垂直时，渡河位移最短．
如图
12.【答案】；
【解析】由图可知，物体由和由所用的时间相等，且有：
，解得：
，将，代入解得：，
竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：
故答案为：、
13.【答案】
存在空气阻力和摩擦阻力的影响
【解析】 打点计时器需要用到交流电源，在测量纸带上两点间的长度需要刻度尺，由公式，可得质量可以约掉，所以不需要测量重物的质量，故C不需要；
从点到点重物的重力势能减少了
由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于平均速度可得打点时的速度
则打点时，重物的动能的增加量为；
实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响。
14.【解析】小球做平抛运动，将小球落在斜面上时的速度分解，如图所示。
则
小球落在斜面上时的速度
由得
则小球从被抛出至落到斜面的水平位移大小为
；
小球平抛运动下落的高度为
、两点间的距离
解得
答：小球落在斜面上时的速度大小为；
小球从被抛出至落到斜面的水平位移大小为；
15.【解析】由图像可知，撤去拉力前，物体的加速度大小为
由牛顿第二定律得：
撤出拉力后，物体的加速度大小为
由牛顿第二定律得：
代入数据得： ，
物体在第内发生的位移为图像与时间轴围成的三角形的面积，故
拉力在第内做功为
拉力在第内的平均功率为
代入数据可得。
16.【解析】当汽车的牵引力与阻力相等时，汽车的行驶速度最大
则
根据，解得
图中段不变，可知汽车受合力不变，汽车做匀加速运动；
图中段与成正比例关系，即为定值，根据可知汽车在恒定功率下做加速运动，也就是做加速度逐渐减小的加速运动。
因此
设能够使汽车保持输出功率的太阳能芯片面积为，则
解得
的值远大于车顶太阳能芯片的面积，不符合实际情况，可见这种汽车采用纯太阳能驱动保持输出功率是不可行的。
答：汽车在实验路段上行驶的最高车速为；
汽车先做匀加速运动后做加速度逐渐减小的加速运动直至匀速；点时发动机的输出功率为；
这种汽车采用纯太阳能驱动保持输出功率是不可行的。
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