2023-2024学年福建省泉州市泉州科技中学高一（下）期中考试物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力对物体做功为，力对物体做功为，则力与的合力对物体做功为( )
A. B. C. D.
2.下列说法正确的是( )
A. 曲线运动加速度方向一定改变
B. 两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动
C. 曲线运动的速度可以保持不变
D. 曲线运动的加速度可能为零
3.小球在距地面高处，以初速度沿水平方向抛出一个物体，若忽略空气阻力，它运动的轨迹如图所示，那么下面说法错误的是( )
A. 物体在点的动能比在点时大
B. 若选抛出点为零势点，物体在点的重力势能比在点时小
C. 物体在、、三点的机械能相等
D. 物体在点时重力的瞬时功率比点时小
4.质量为的物块，由静止开始分别沿Ⅰ、Ⅱ光滑固定斜面顶端下滑，物块从顶端滑至底端过程中，下列说法正确的是( )
A. 沿路径Ⅰ重力做功多 B. 沿路径Ⅱ到达底端的动能大
C. 重力做功的平均功率一样大 D. 沿路径Ⅱ到达底端时重力的瞬时功率大
5.如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为和，则下面说法正确的是
A. 物体做匀速运动，且1 B. 物体做加速运动，且1
C. 物体做加速运动，且1 D. 物体做减速运动，且
6.如图所示，楔形木块固定在水平面上，粗糙斜面和光滑斜面与水平面的夹角相同，顶角处安装一定滑轮。质量分别为、的滑块、通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( )
A. 两滑块组成的系统机械能守恒
B. 重力对做的功等于动能的增加量
C. 轻绳对做的功等于势能的增加量
D. 两滑块组成系统的机械能损失量等于克服摩擦力做的功
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
7.有一条可视为质点的渡船匀速横渡一条河宽为的河流，小船在静水中的速度为，水流速度为，则该小船( )
A. 小船可能垂直河岸到达正对岸
B. 小船渡河的最短时间等于
C. 小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为
D. 小船以最短位移渡河时，位移大小为
8.如图所示，一个物体以速度冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，弹簧被压缩，在此过程中，以下说法正确的是
A. 物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比
B. 物体向墙壁运动发生相同的位移，弹力做的功不相等
C. 弹簧的弹力做正功，弹性势能减小
D. 弹簧的弹力做负功，弹性势能增加
9.质量为的物体，在某处以的加速度由静止开始竖直下落高度，在这个过程中( )
A. 重力做功 B. 物体的重力势能减少了
C. 合力做功 D. 物体的动能增加了
10.质量为的物体在平面做曲线运动，在方向的速度图像和方向的位移图像，如图所示，下列说法正确的是( )
A. 质点的初速度为 B. 质点所受的合外力为
C. 末速度大小为 D. 质点初速度的方向与合外力方向垂直
三、填空实验题：本大题共3小题，共16分。
11.一质量为的同学计时跳绳，当地重力加速度为，平均跳一下需用时间为。每跳一下过程中，在空中的时间为，则该同学跳绳的最大高度是 ，跳一下过程中该同学克服重力做功的平均功率的大小为 。
12.某研究性学习小组进行如下实验如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与轴重合，在从坐标原点以的速度匀速上浮的同时，玻璃管沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动视为质点
图中，表示红蜡运动轨迹示意图是____________。
A.B. C. ．
某同学测出某时刻的位置坐标为，则从开始运动到此时，在水平方向上做初速为零的匀加速运动，加速度大小为____________。
13.某同学通过实验对平抛运动进行研究，他记录了物体运动轨迹的一部分，以点为原点，沿水平方向建立轴，沿竖直方向建立轴，如图所示。由图中所给的数据可求出：图中坐标原点点______填“是”或“不是”平抛运动的抛出点，该平抛物体的初速度是______。
14.在利用自由落体验证机械能守恒定律的实验中：
下面列举了该实验的几个操作步骤，其中可省略或不正确的操作是______；
A.按照图所示的装置安装器件
B.用天平测量重物和夹子的质量
C.将电磁式打点计时器接到“”直流电源上
D.先接通电源后再释放纸带，打出一条纸带后，更换纸带，重复多次该步骤
E.选择一条理想的纸带，对其进行测量
如图所示是实验中测得的一条纸带，点之后各点间距分别为，各相邻点间的时间间隔为，则点的速度表达式为______；
若将点和点的速度用表示，当地重力加速度为，要验证重物从点运动到点的过程中机械能守恒，则需满足关系______。
若实验中阻力的存在不可忽略，验证时将发现物体重力势能的减少量将______填“大于”、“对于”或“小于”物体动能的增加量。
四、计算题：本大题共4小题，共36分。
15.如图，质量为的物体，受到的方向与水平方向成角的拉力作用，由静止开始沿水平面做直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为，当物体运动后撤去外力，则：
求末物体的速度大小？
撤去外力后，物体还能运动多远？
16.如图所示，飞机离地面高度为，水平飞行速度为，追击一辆速度为同向行驶的汽车，欲使炸弹击中汽车，飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹？
17.质量为的新能源微型轿车，其发动机的额定功率为，该轿车在水平公路上行驶的最大速率为。现轿车由静止开始做加速度为的匀加速行驶，当轿车发动机的功率达到额定功率后，保持额定功率行驶。行驶过程轿车所受阻力恒定，求：
轿车行驶时所受的阻力大小；
轿车做匀加速运动的时间；
轿车开始运动分钟内发动机所做的功。
18.如图所示，一劲度系数为的轻弹簧竖直放置，其下端固定，上端连接一质量为的物块。此时弹簧长度为，一质量也为的物体从离地处自由落下，与碰撞后粘在一起，速度为碰前的一半碰撞瞬间，位置可视为不变，同时立即对施加一个竖直向上拉力，保证碰后一起沿竖直方向向下做匀减速直线运动，由相碰位置向下运动位移为时，到最低点。求：
与碰接过程中系统产生的内能；
一起运动过程中拉力最小的位置以及最小值；
若弹簧弹性势能满足为劲度系数，为弹簧形变量，求下落过程中克服所做的功。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和，
由于力对物体做功，力对物体做功，
所以与的合力对物体做的总功就为，
故选：。
2.【答案】
【解析】解：、物体做曲线运动的条件时合力的方向和速度方向不共线，力可以是恒力也可以是变力，故运动可以是匀加速曲线运动，故A错误；
B、若两个互成角度的匀变速直线运动，若两个方向的分加速度合成后方向与两个分速度的合速度方向共线，合运动是直线运动，故B正确；
C、曲线运动速度的方向时刻改变，故曲线运动的速度时刻在改变，故C错误；
D、物体的加速度为，物体处于静止或者匀速直线运动状态，故不会做曲线运动，故D错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】A.沿水平方向抛出的物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，只有重力做功，机械能守恒。物体的高度不断下降，重力势能不断减小，所以物体在点时的动能比在点时大，故A正确；
B.因点位置高于点，故无论选择何处为参考点物体在点时的重力势能都比在点时的大，故B错误；
C.沿水平方向抛出的物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，只有重力做功，机械能守恒，所以物体在、、三点具有的机械能相等，故C正确；
D.重力的瞬时功率
由以上分析知，物体在点时重力方向上的分速度 比在点时小，故物体在点时重力的瞬时功率比点时小，故D正确。
故选B。
4.【答案】
【解析】解：、重力做功与路径无关，而两路径的高度差相同，则重力做功相等；故A错误。
B、两斜面光滑，而都只有重力做功，由动能定理，则两路径到达斜面底端的速度大小相等，到达斜面底端的动能相等；故B错误。
C.设斜面倾角为，则物体沿斜面的位移为，沿斜面运动的加速度为，由可知，路径Ⅰ的倾角小则运动时间长，根据平均功率的定义式，可得沿路径的重力做功平均功率小；故C错误。
D.根据瞬时功率的定义式，因路径Ⅰ的倾角小而瞬时速度大小相等，则沿路径到达底端时重力的瞬时功率小；故D正确。
故选：。
5.【答案】
【解析】小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，设两段绳子夹角为，由几何关系可得：，所以，而逐渐变大，故逐渐变大，物体有向上的加速度，是加速运动；故C正确，ABD错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】A.与斜面有摩擦，两滑块组成的系统机械能减小，A错误；
B.沿斜面下滑过程中，绳子拉力及摩擦力均对做负功，由能量守恒可知重力对做的功大于动能的增加量，B错误；
C.因为面光滑，所以轻绳对做的功等于机械能的增加量，C错误；
D.由能量守恒与转化知，两滑块组成系统的机械能损失等于克服摩擦力做的功，D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】A.因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形定则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸到达正对岸，故A错误；
B.当船在静水中的速度垂直河岸渡河时时间最短，最短时间，故B正确；
C.船以最短时间渡河时沿水流方向的位移，故C正确；
D.如图所示，小船以最短位移渡河时，与垂直，由三角形的相似得，得最短位移为，故D错误。
故选BC。
8.【答案】
【解析】A.弹簧弹力，力做功表达式，可见物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量平方成正比，故A错误；
B.物体向墙壁运动相同的位移，弹力大小不同，故弹力做功不相等，B正确；
物体向左运动，弹力方向向右，故弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，故C错误，D正确。
故选BD。
9.【答案】
【解析】物体下落高度为，重力做正功，大小为，则重力势能减少，故A正确、B错误。
C.因物体的加速度为，物体的合力为，合力做功为：，由动能定理可得动能的增加量为：，故C正确，D错误。
故选AC。
10.【答案】
【解析】在轴方向上的初速度为，在轴方向上的速度为。则初速度：，故A错误；
B.质点在轴方向上的加速度为，轴方向上的加速度为零，则合加速度为，所以合力为故B正确；
C.末在轴方向上的速度为，在轴方向上的速度为，则合速度：，故C正确；
D.质点合力的方向沿轴方向，初速度的方向与合力的方向不垂直，故D错误。
故选：。
根据速度图象判断物体在轴方向做匀加速直线运动，轴做匀速直线运动．根据位移图象的斜率求出轴方向的速度，再将两个方向的合成，求出初速度．质点的合力一定，做匀变速运动．轴的合力为零．根据斜率求出轴方向的合力，即为质点的合力．合力沿轴方向，而初速度方向既不在轴，也不在轴方向，质点初速度的方向与合外力方向不垂直．
本题考查运用运动合成与分解的方法处理实际问题的能力，类似平抛运动．解决本题的关键理清方向和方向上的运动规律，结合平行四边形定则进行分析．
11.【答案】
【解析】在空中的时间为 ，则下落时间 ，该同学跳绳的最大高度是；
跳一下过程中该同学克服重力做功的平均功率的大小为。
12.【答案】 ；。
【解析】因合外力沿轴，由合外力指向曲线弯曲的内侧。故选D。
小圆柱体在轴竖直方向做匀速运动，有，则有，在轴水平方向做初速为的匀加速直线运动，有，解得。
13.【答案】不是
【解析】解：在竖直方向上，根据得：相等的时间间隔：，
则平抛运动的初速度：；
图中距离点竖直位移为的点的竖直分速度：，
该点与抛出点的竖直位移：，可知原点不是抛出点。
故答案为：不是，。
根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出物体平抛运动的初速度；根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，结合速度位移公式求出抛出点到该点的竖直位移，从而判断原点是否是抛出点。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，难度不大。
14.【答案】，，，大于。
【解析】验证重物重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，质量可以约去，不需要测量重物和夹子的质量，故B步骤不需要；
电磁打点计时器使用交流电源，故C不正确。
本题选可省略或不正确的操作步骤，故选：；
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，点的速度表达式为：；
重物从点运动到点，重力势能的减小量为：，动能的增加量为：，当，机械能守恒；
若实验中阻力不可忽略，根据能量守恒知，重力势能的减小量转化为动能的增加量和内能，则重力势能的减小量大于物体动能的增加量。
故答案为：，，，大于。
15.解：根据牛顿第二定律得，物体在拉力作用下的加速度为：
．
则末物体的速度为：
，
根据牛顿第二定律得，物体撤去拉力后的加速度为：
则物体还能滑行的距离为：．
答：求末物体的速度．
撤去外力后，物体还能运动．
16.解：炸弹做的是平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动：
由可知，；
在水平方向上匀速直线运动：水平方向运动时间和飞行时间相同；
则；
在此段时间内汽车向前行驶的距离；
故；
答：飞机应在距离汽车的水平距离处投弹．
17.解：当速度最大时，此时。
根据，则
根据牛顿第二定律有：。
则牵引力。
所以匀加速运动的最大速度为
匀加速直线运动的时间
匀加速通过的位移为
汽车以额定功率行驶的时间为
发动机所做的总功为
答：轿车行驶时所受的阻力大小为；
轿车做匀加速运动的时间为；
轿车开始运动分钟内发动机所做的功为
18.解：设碰前瞬间速度大小为，由机械能守恒可得：
碰后瞬间速度大小为
由能量守恒定律，可得
解得：
碰前弹簧已被压缩，此时弹簧弹力
碰后向下运动的过程中，以，为整体，由牛顿第二定律可得
由上式可知，弹力越大，越小，当弹簧压缩到最低点时弹力最大，则最小，
以竖直向下为正方向，由，匀减速运动可得，
，其中
解得：
弹簧弹力最大值
由式可解的拉力最小值为
，位置在离地处。
碰后向下运动的过程中，以，为整体
重力做功为
弹簧弹力做功为
由动能定理
解得克服所做的功
答：与碰接过程中系统产生的内能为；
一起运动过程中拉力最小的位置为以及最小值为；
下落过程中克服所做的功为。
