2022-2023学年福建省福州市高一（下）期中物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2022-2023学年福建省福州市高一（下）期中物理试卷一、选择题（本大题共8小题，共32分）1.在2022年卡塔尔世界杯赛场上，梅西在一次主罚定位球时，踢出的足球划出一条完美弧线，轨迹如图所示。下列关于足球在飞行过程中的说法正确的是(

)

A.在空中只受到重力的作用

B.合外力的方向与速度方向在一条直线上

C.合外力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧

D.合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向2.某人划船渡一条河，当划行速度和水流速度一定，且划行速度大于水流速度时，过河的最短时间是t1；若以最小位移过河，需时间t2。则船速v1与水速v2A.t2:t1 B.t2:3.如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，而后轮与小齿轮是绕共同的轴转动的。设大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为RA、RB和RC，其半径之比为RA:RB:RC=3:1:6，在它们的边缘分别取一点A.线速度大小之比为1:1:2 B.角速度之比为3:1:1

C.转速之比为3:2:1 D.向心加速度大小之比为1:3:184.如图所示，在倾角为θ的固定斜面顶端A以初速度v0水平抛出一个可视为质点的小球，小球最后落在斜面上的B点．从小球运动轨迹上离斜面最远处的C点作斜面的垂线，与斜面的交点为D，且CD=H，AD=x1，BD=x2，不计空阻力，下列说法正确的是A.一定有x1>x2 B.一定有x1<x2

C.x1、x2的大小关系与5.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是(

)

A.风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作

B.风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害

C.运动员下落时间与风力无关

D.运动员着地速度与风力无关6.如图甲所示，在某星球上，一轻质弹簧下端固定在倾角为θ=30∘的固定光滑斜而底部且弹簧处于原长，现将一质量为1.0kg的小物块放在弹簧的上端，由静止开始释放，小物块的加速度a与其位移x间的关系如图乙所示，则(

)

A.小物块运动过程中机械能守恒 B.该星球重力加速度大小为5m/s2

C.弹簧劲度系数为25N/m D.7.如图所示，小球P用两根长度相等、不可伸长的细线系于竖直杆上，它们随杆转动，若转动角速度ω变化时，关于细线上的拉力，下列说法中正确的是(

)

A.ω只有超过某一值时，细线AP才会对小球P有拉力作用

B.线BP的拉力随ω的增大而增大

C.无论角速度如何变化，细线BP的拉力总是等于细线AP的拉力

D.当ω增大到一定程度时，细线AP的拉力将大于细线BP的拉力8.一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下开始向上运动，如图甲所示．在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能E与位移x的关系图象如图乙所示，其中曲线上点A处的切线的斜率最大．则(

)

A.在x1处物体所受拉力最大

B.在x2处物体的速度最大

C.在0～x2过程中，物体的加速度先增大后减小

二、非选择题（68分）9.水平传送带以速度v匀速转动，一质量为m的小木块A以v0的速度滑到传送带上，若小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，如图所示，在小木块与传送带相对静止时，因传送小木块电动机多输出的能量为

。

10.如图所示，AB为光滑的水平面，BC是倾角为α的足够长的光滑斜面，斜面体固定不动，AB、BC间用一小段光滑圆弧轨道相连，一条长为L的均匀柔软链条在外力作用下静止在ABC面上，其一端D至B的距离为L−a，其中a未知，现自由释放链条，当链条的D端滑到B点时链条的速率为v，已知重力加速度g，求a=

。

11.某同学为了“验证机械能守恒定律”，采用了如图甲所示的装置，将质量相等的两个重物M用轻绳连接，放在光滑的轻质滑轮上，系统处于静止状态。该同学在左侧重物上附加一个小铁块m，使系统从静止开始运动，滑轮右侧重物拖着纸带打出一系列的点。某次实验打出的纸带如图乙所示，0是打下的第一个点，两相邻点间还有4个点未标出，交流电频率为50 Hz.用刻度尺测得点“0”到点“4”的距离为ℎ1，点“4”到点“5”的距离为ℎ2，点“5”到点“6”的距离为ℎ3，打点计时器打点5时，重物的速度大小为v。重力加速度为(1)v=_____m/s(结果保留两位有效数字)(2)依据实验装置和操作过程，下列说法正确的是_____；A.不需要测量重物的质量M和小铁块的质量mB.只需要用天平测出小铁块的质量mC.需要用天平分别测出重物的质量M和小铁块的质量mD.只需要用天平测出重物和小铁块的质量之和M+m(3)在打点计时器打点0∼5的过程中，系统动能的增加量ΔEk=__________；系统重力势能的减少量ΔEp=___________(均用题干中出现的物理量的符号表示)。系统在误差允许的范围内，系统重力势能的减少量略12.小明同学通过以下两种方式研究平抛运动的特点。(1)小明首先用如图甲所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。下列说法中正确的两项是__________A.改变小锤击打的力度，可以改变两球在空中的运动时间B.改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度大小C.如果两球总是同时落地，则A球的竖直分运动是自由落体运动D.通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点(2)小明再用如图乙所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。①取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的__________(选填“最上端”、“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时__________(选填“需要”或者“不需要”)y轴与重锤线平行；②小明不慎遗漏记录平抛轨迹的起始点，他按下述方法处理数据：如图丙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2则y1y2__________13(选填“大于”、“等于”或者“小于”)，可求得钢球平抛的初速度大小为13.两轻绳栓接质量m=0.2kg的小球(视为质点)，处于静止状态，两轻绳与竖直方向的夹角如图。轻绳b长L=0.9m，重力加速度大小g取10m/s2(1)求剪断a绳后的瞬间，轻绳b对小球的拉力大小；(2)若剪断a绳后，求小球摆到最低点时轻绳b受到的拉力大小。

14.如图所示，AB为一段弯曲轨道，固定在水平桌面上，与水平桌面相切于A点，B点距桌面的高度为ℎ=0.6m，A、B两点间的水平距离为L=0.8m，轨道边缘B处有一轻、小定滑轮，一根轻绳两端系着质量分别为m1与m2的物体P、Q，挂在定滑轮两边，P、Q可视为质点，且m1=2.0kg，m2=0.4kg。开始时P、Q均静止，P紧靠B点，P释放后沿弯曲轨道向下运动，运动到A点时轻绳突然断开，断开后P沿水平桌面滑行x=1.25m停止。已知P与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.25(1)物体P经过A点时的速度v1(2)绳子断开瞬间，物体Q的速度大小v2(3)弯曲轨道对物体P的摩擦力所做的功。

15.如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=0.5kg的小物块，它与水平台阶表面间的动摩擦因数μ=0.5，且与台阶边缘O点的距离s=5m。在台阶右侧固定了一个以O点为圆心的圆弧形挡板，现用F=5N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板。(g取10m/s(1)若小物块恰能击中挡板的上边缘P点，P点的坐标为(1.6m,0.8m)，求其离开O点时的速度大小；(2)为使小物块击中挡板，求拉力F作用的距离范围；(3)改变拉力F的作用距离，使小物块击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块速度的最小值vm和此时物块下落的高度ℎ。(结果可保留根式

16.“打水漂”是男女老少都适合体验的水上项目，将扁平的小石片在手上呈水平放置后，用力飞出，石片遇到水面后并不会直接沉入水中，而是在水面上擦水面滑行一小段距离后再弹起再飞，跳跃数次后沉入水中，即称为“打水漂”，如图所示，现在有一人从岸边离水面高度为1.8m处，以8m/s的水平初速度用力飞出一质量为20g的小石片，小石片在水面上弹跳数次后沉入水底，在水面上滑行时受到的水平阻力为0.4N。假设每次小石片接触水面相同的时间0.04s后跳起，小石片在水面上滑动后在竖直方向上跳起时的速度与此时沿水面滑动的速度之比为常数k，k=0.75；小石片在水面上速度减为零后，以0.5m/s2加速度沿竖直方向沉入深为1m

(1)小石片从开始到沉入水底的整个过程中，水对小石片做的功W=

；(2)小石片从抛出到沉入水底的总时间t=

。

答案和解析1.【答案】D

【解析】【分析】本题考查了受力分析和曲线运动的特点。

解答本题的关键是明确做曲线运动的条件，以及曲线运动的合力方向和速度方向。【解答】A、足球在空中除了受重力以外还受空气阻力作用，故A错误；

B、足球的运动轨迹是曲线，所以足球所受的合外力的方向与速度方向不在一条直线上，故B错误；

CD、做曲线运动的物体，合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向，故C错误，D正确。

2.【答案】B

【解析】【分析】

小船过河的处理：(1)当船速垂直河岸时，用时最少；(2)当船速大于水速时，合速度垂直河岸，位移最小．

小船过河问题的处理只需要将运动分解到沿河方向和垂直河岸方向，分别列式即可．注意：(1)当船速垂直河岸时，用时最少；(2)当船速大于水速时，合速度垂直河岸，位移最小．

【解答】

设河宽为ℎ

(1)最短时间过河：

t1=ℎv1

得：v1=ℎt1

(2)最小位移过河：

v合=v13.【答案】D

【解析】解：A、大齿轮与小齿轮是链条传动，边缘点线速度大小相等，故

vA：vB=1：1，

小齿轮与后轮是同轴传动，角速度相等，所以

ωB：ωC=1：1，

B、C两点的半径分别为r和6r，据v=ωr知，B、C两点的线速度之比为：

vB：vC=1：6，

故A、B、C线速度之比为vA：vB：vC=1：1：6，故A错误；

B、由于大齿轮与小齿轮半径不同，A、B的线速度相同，根据公式v=ωr可知，A、B的角速度之比为：

ωA：ωB=rB：rA

代入数据得：ωA：ωB=1：3

小齿轮与后轮是同轴传动，角速度相等

ωB：ωC=1：1

则A、B、C角速度之比为：

ωA：ωB：ωC=1：3：3，故B错误；

C、根据公式

T=2πω

ω=2πn

联立解得：T=1n，

可知转速和角速度成正比，A、B、C角速度之比为1：3：3，则A、B、C转速之比为1：3：3，故C错误；

D、A与B的线速度相等，由向心加速度公式a=v2r，则A与B的向心加速度之比为：

aA：aB=rB：rA

代入数据得：aA：aB=1：3

B与C的角速度相等，由向心加速度公式a=ω2r可知：

aA：aB=rA4.【答案】B

【解析】AB.在C点速度方向与斜面平行，tanθ=vyv0=gtv0

得从A到C的时间为：t=v0tanθg；小球从A到B的时间为t′，则tanθ=yx=12gt′2v0t′=gt′2v0，解得：t′=2v0tanθg；所以从A到C的时间与从C5.【答案】BC

【解析】【分析】运动员的运动可以分解为竖直方向和水平方向的两个分运动，两个分运动同时发生，相互独立，互不干扰。本题关键要明确合运动与分运动同时发生，互不干扰，同时合运动与分运动具有等效性，可以相互替代。【解答】运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下落和水平方向随风飘，两个分运动同时发生，相互独立；因而，水平风速越大，落地的合速度越大，造成运动员落地的冲击力越大，但落地时间不变，故BC正确，AD错误。故选BC。

6.【答案】CD

【解析】解：A.小物块运动过程中机械能不守恒，小物块与弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误；

B.由静止开始释放时，根据牛顿第二定律，可得小物块的加速度为

a=gsin30°

由图像可知，开始时小物块的加速度为

a=5m/s2

联立解得

g=10m/s2

所以该星球重力加速度大小为10m/s2，故B错误；

C.由图像可得弹簧压缩量为20cm=0.2m时，小物块的加速度为0，则有

mgsin30°=kΔx

解得

k=25N/m

故C正确；

D.根据动能定理可得

maΔx=ΔEkm

根据加速度a与其位移x图像的面积与质量的乘积表示动能的变化量，则有

ΔEkm=12×1×5×20×10−2J=0.5J

故7.【答案】AB

【解析】解：设BP绳与竖直方向的夹角为θ，AP绳与竖直方向的夹角为α，

对物体P进行受力分析，根据向心力公式则有：

TBPcosθ=mg+TAPcosα…①

TBPsinθ+TAPsinα=mω2r…②

A、当ω较小时，BP绳在水平方向的分量可以提供向心力，此时AP绳没有力，当ω增加到某值时，BP绳在水平方向的分量不足以提供向心力，此时绳子AP才有力的作用，故A正确；

B、当ω较小时，AP绳处于松弛状态没有拉力，则有：

TBPsinθ=mω2Lsinθ，可得TBP=mω2L，随着ω增大，TBP增大；

当ω较大时，AP绳伸直有拉力，此时θ=α均保持不变，由①②两式可得TBP与TAP随着ω增大同时增大，故B正确；

CD、当AP绳子没有拉直时，AP绳拉力等于零，BP绳肯定有拉力，当AP绳拉直时，θ=α，由①式可知，绳BP的张力一定大于绳子AP的张力，故CD错误；

故选：AB。

物体P的重力、绳子BP的张力及绳子AP中可能存在的张力的合力提供P8.【答案】AD

【解析】曲线上x1点处的切线的斜率最大则说明此时机械能变化最快，由

E=Fx

可以知道此时所受的拉力最大，故A正确；

x1∼x2

过程中，图象的斜率越来越小，则说明拉力越来越小;在

x2

处物体图象的斜率为零，则说明此时拉力为零;则此位置加速度不等于零，也说明此位置不是速度最大的位置，故B错误；由图象可以知道，拉力先增大后减小，直到变为零;则物体受到的合力应先增大，后减小，减小到零后，再反向增大，故C错误；在x19.【答案】

mvv−【解析】[1]根据题意，由牛顿第二定律可得，相对滑动时小木块的加速度为a=μg从放上至相对静止所用时间为t=此过程中传送带的位移x=vt=传送小木块电动机多输出的能量等于传送带克服摩擦力做的功W10.

【详解】[1]根据题意，设链条质量为

m

，可以认为始、末状态的重力势能变化是由

L−a

段下降引起的，如图所示

该部分高度减少量ℎ=该部分的质量为m由机械能守恒定律可得m联立解得a=

10.【答案】L【解析】解：设链条总质量为m，因为水平面和斜面均光滑，链条运动过程中，只有重力做功，其机械能守恒。

选AB为零势能面，由机械能守恒定律得：

−aLmg⋅a2sinα=12mv2−mg⋅11.【答案】(1)2.4；(2)C；(3)12(2M+m)v【解析】解：(1)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，则

v=ℎ2+ℎ32T=21.60+26.402×0.1×10−2m/s=2.4m/s

(2)设小铁块的下落高度为ℎ时，小铁块的速度为v，则实验中需要验证的关系式为

mgℎ=12(2M+m)v2

由此可知，实验需要测量出重物和小铁块各自的质量，故C正确，ABD错误；

故选：C。

(3)根据动能的表达式可知，ΔEk=12(2M+m)v2，系统重力势能的减小量为12.【答案】(1) BC；(2)球心；需要；大于；

x【解析】【分析】本题主要考查了平抛运动的相关应用，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合平抛运动在不同方向上的运动特点和运动学公式即可完成分析。

【解答】

(1)AB.改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度，但不改变小球距地面的高度，所以不改变空中的运动时间，故A错误，B正确；

C.小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放自由下落，A、B两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故C正确;

D.通过该实验装置不能研究平抛运动的水平分运动特点，故D错误；

(2) ①取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时需要y轴与重锤线平行;

 ②因为A、B和B、C间水平距离相等，所以A、B和B、C间对应钢球运动的时间相同，设为T，设钢球在A、B点时的竖直分速度大小分别为vAy、vBy，则

y1=vAyT+12gT2，

y2=vByT+12g13.【答案】解：(1)剪断轻绳a后的瞬间，此时小球速度为零，小球所需要的向心力为零，故沿绳子方向合力为零，则轻绳b对小球的拉力大小为

F1=mgcos60°=12×0.2×10N=1N；

(2)小球向下摆动过程中，由机械能守恒定律得

mgL(1−cos60°)=12mv2

解得小球摆到最低点时速度大小：v=3m/s

在最低点，小球受到重力和绳子拉力作用，根据牛顿第二定律得：

F2−mg=mv2L

解得：F2=mg+mv2L=0.2×10N+0.2×320.9N=4N【解析】(1)剪断轻绳a瞬间，小球速度为零，向心力为零，沿细绳方向小球受力平衡，列出平衡方程可求出轻绳b对小球的拉力大小。

(2)由机械能守恒定律求出小球摆到最低点时速度大小。小球经过最低点时，由重力和轻绳b的拉力的合力提供向心力，列出牛顿第二定律方程即可求出轻绳b的拉力大小。

圆周运动是高考的热点，要明确物体做圆周运动时向心力的来源，对物体的受力分析，各力指向圆心方向的合力提供向心力。

14.【答案】解：(1)P在水平轨道上运动过程，根据动能定理得：

−μm1gx=0−12m1v12

解得：v1=2μgx=2×0.25×10×1.25m/s=2.5m/s

(2)将速度P的速度v1进行分解如图所示。

则有v2=v1cosα

又由几何关系有sinα=ℎℎ2+L2=0.60.62+0.82=0.6，得α=37°

解得：v2=2m/s

【解析】(1)物体P在水平面上运动过程，运用动能定理求P经过A点时的速度v1；

(2)由几何关系求出P经过A点时AP段绳与水平方向的夹角，将