江西省五校2022-2023學(xué)年高一（下）期中物理試卷（含解析）

第第頁江西省五校2022_2023學(xué)年高一（下）期中物理試卷（含解析）2022~2023學(xué)年江西省五校高一（下）期中物理試卷

一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）

1.在平直公路上同向行駛的甲車和乙車，其位置隨時(shí)間變化情況分別如圖中直線和曲線所示。時(shí)，，。時(shí)，直線和曲線剛好相切。已知乙車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。在過程中()

A.乙車的速度越來越大B.乙車所受合外力越來越大

C.乙車的初速度大小為D.乙車的加速度大小為

2.掛燈籠的習(xí)俗起源于多年前的西漢時(shí)期，已成為中國人喜慶的象征。如圖所示，由五根等長的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛起四個(gè)質(zhì)量相等的燈籠，中間的細(xì)繩是水平的，另外四根細(xì)繩與水平面所成的角分別和。關(guān)于和，下列關(guān)系式中正確的是()

A.B.C.D.

3.如圖所示的虛線為一簇等勢線，平行等距，且相鄰兩等勢線之間的電勢差相等，重力不可忽略的帶電粒子由點(diǎn)以平行于等勢線的速度射入電場。經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，兩點(diǎn)的連線與等勢線垂直，點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn)。已知到的過程重力做功為，電場力做功，則下列說法正確的是()

A.粒子由到的過程中粒子克服電場力做功

B.粒子在點(diǎn)的動(dòng)能比在點(diǎn)的動(dòng)能少

C.粒子在點(diǎn)的機(jī)械能比在點(diǎn)的機(jī)械能多

D.粒子在點(diǎn)具有的動(dòng)能為

4.如圖所示光滑直管傾斜固定在水平地面上，直管與水平地面間的夾角為，管口到地面的豎直高度為；在距地面高為處有一固定彈射裝置，可以沿水平方向彈出直徑略小于直管內(nèi)徑的小球。某次彈射的小球恰好無碰撞地從管口處進(jìn)入管內(nèi)，設(shè)小球彈出點(diǎn)到管口的水平距離為，彈出的初速度大小為，重力加速度取。關(guān)于和的值，下列選項(xiàng)正確的是

A.，B.，

C.，D.，

5.年月日，我國六名航天員在空間站首次“太空會師”，向世界展示了中國航天工程的卓越能力。載人空間站繞地運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知空間站距地面高度為，運(yùn)行周期為，地球半徑為。忽略地球自轉(zhuǎn)，則()

A.空間站的線速度大小為

B.地球的質(zhì)量可表示為

C.地球表面重力加速度為

D.空間站的向心加速度大小為

6.年北京冬奧會上運(yùn)行了超輛氫能源汽車，是全球最大規(guī)模的一次燃料電池汽車示范，體現(xiàn)了綠色環(huán)保理念。質(zhì)量為的氫能源汽車在平直的公路上由靜止啟動(dòng)，汽車運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖甲所示，汽車牽引力的功率與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。設(shè)汽車在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力不變，下列說法正確的是()

A.汽車所受阻力大小為

B.汽車的最大牽引力為

C.汽車車速為時(shí)，它的加速度大小為

D.汽車車速從增大到的過程中，牽引力對汽車做的功為

7.在水平力的作用下質(zhì)量為的物塊由靜止開始在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)，水平力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，取。則()

A.時(shí)物塊的動(dòng)能為零

B.時(shí)物塊離初始位置的距離最遠(yuǎn)

C.時(shí)間內(nèi)合外力對物塊所做的功為

D.時(shí)間內(nèi)水平力對物塊所做的功為

二、多選題（本大題共3小題，共12.0分）

8.如圖所示，外軌道光滑，內(nèi)軌道粗糙粗糙程度處處相同的圓環(huán)軌道固定在豎直平面內(nèi)，完全相同的小球、直徑略小于軌道間距以相同的速率從與圓心等高處分別向上、向下運(yùn)動(dòng)，兩球相遇時(shí)發(fā)生的碰撞可看作彈性碰撞，重力加速度為。下列說法中正確的是

A.當(dāng)時(shí)，小球通過最高點(diǎn)和小球通過最低點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力差為

B.當(dāng)時(shí)，第一次碰撞前瞬間，球機(jī)械能一定小于球機(jī)械能

C.當(dāng)時(shí)，第一次碰撞的位置一定在軌道的最低點(diǎn)

D.當(dāng)時(shí)，第一次碰撞后瞬間，兩球速度一定等大反向

9.如圖所示，質(zhì)量為的長木板放在光滑水平地面上，質(zhì)量為的物塊靜止在木板上，、之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為，物塊與長木板之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力?，F(xiàn)用水平向右的拉力作用在長木板上，下列說法中正確的是()

A.時(shí)，受到的摩擦力為，方向水平向右

B.時(shí)，、之間會發(fā)生相對滑動(dòng)

C.時(shí)，的加速度大小為

D.時(shí)，的加速度大小為

10.在光滑水平面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上。如圖甲所示，物體以速度向右運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，測得彈簧的最大壓縮量為，現(xiàn)讓彈簧一端連接另一質(zhì)量為的物體。如圖乙所示。物體以的速度向右壓縮彈簧，測得彈簧的最大壓縮量仍為，下列判斷正確的是()

A.乙圖所示的運(yùn)動(dòng)過程中，物體和物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B.物體的質(zhì)量為

C.彈簧壓縮量最大時(shí)物體的速度為

D.彈簧及壓縮量最大時(shí)的彈性勢能為

三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共18.0分）

11.為了“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，某學(xué)生想到用氣墊導(dǎo)軌和光電門及質(zhì)量為的小車來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖所示，他將長為、原來已調(diào)至水平的氣墊導(dǎo)軌的左端墊高，在導(dǎo)軌上的兩點(diǎn)處分別安裝光電門和，然后將小車從導(dǎo)軌上端釋放，在小車下滑過程中，小車上的擋光片經(jīng)過上、下光電門的時(shí)間分別為、，用游標(biāo)卡尺測得擋光片寬度為，重力加速度為。則：

要驗(yàn)證小車在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，還必須測出_____________。

寫出本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的原理式_____________用上面已知測量量和還必須測出的物理量符號表示。

實(shí)驗(yàn)所用滑塊的質(zhì)量，其他數(shù)據(jù)如下，，，兩個(gè)光電門間的距離為，則實(shí)驗(yàn)中重力勢能的減少量為_____________。

12.物理小組利用頻閃照相和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的試驗(yàn)。步驟如下：

用天平測出滑塊、的質(zhì)量分別為和；

安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；

向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；

把、兩滑塊放到導(dǎo)軌上，并給它們一個(gè)初速度，同時(shí)開始閃光照相，閃光的時(shí)間間隔設(shè)定為。照片如圖。該組同學(xué)結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程和圖像分析知：該圖像是閃光次攝得的照片，在這次閃光的瞬間，、兩滑塊均在刻度范圍內(nèi)；第一次閃光時(shí)，滑塊恰好通過處，滑塊恰好通過處；碰撞后有一個(gè)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。請問：

以上情況說明碰后__________選填或物體靜止，滑塊碰撞位置發(fā)生在__________處；

滑塊碰撞時(shí)間發(fā)生在第一次閃光后__________；

設(shè)向右為正方向，試分析碰撞前兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和是__________，碰撞后兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和是__________。

四、計(jì)算題（本大題共3小題，共30.0分）

13.如圖所示，粗糙水平面與豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道在點(diǎn)平滑相接，一質(zhì)量為的小滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)將彈簧壓縮至點(diǎn)后由靜止釋放，經(jīng)過點(diǎn)后恰好能通過最高點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)。已知：導(dǎo)軌半徑，小滑塊的質(zhì)量，小滑塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)，的長度，重力加速度取，求：

小滑塊對圓軌道最低處點(diǎn)的壓力大小；

彈簧壓縮至點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能。

14.如圖甲所示，以為原點(diǎn)，豎直向下為正方向建立軸。在和處分別固定電量為的正點(diǎn)電荷。、、為軸上坐標(biāo)分別為、、的點(diǎn)，之間沿軸方向電勢變化如圖乙所示?，F(xiàn)將一帶正電小球由點(diǎn)靜止釋放，小球向下運(yùn)動(dòng)。已知釋放瞬間小球加速度為，為當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋o電力常量為。求：

小球在點(diǎn)的加速度大?。?/p>

小球的比荷；

若另有一帶電小球懸停在點(diǎn)，小球仍從點(diǎn)靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，與發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間極短，且不發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，碰后恰能到達(dá)點(diǎn)，忽略兩球之間的靜電力作用，求小球與的電量之比。

15.如圖所示，質(zhì)量為、長度為且兩端帶有彈性擋板的長木板靜止在水平地面上，、為長木板左右端點(diǎn)，為中點(diǎn)，質(zhì)量為的物塊靜止在點(diǎn)，一質(zhì)量為的子彈以的速度水平飛來與發(fā)生正碰并留在其中，重力加速度大小為，求：

當(dāng)、與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，與均向左運(yùn)動(dòng)，若剛好與擋板沒有發(fā)生碰撞，則與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多少

如果地面光滑，、與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，且、整體與擋板發(fā)生彈性碰撞時(shí)剛好速度交換，則：

I.最終停在長木板上何處

Ⅱ從開始運(yùn)動(dòng)到與長木板相對靜止，物塊運(yùn)動(dòng)的總路程為多少

答案和解析

1.【答案】

【解析】A、根據(jù)圖像的斜率表示速度，由圖像可知，乙車的速度越來越小，故A錯(cuò)誤；

B、乙車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，即乙車的加速度不變，由牛頓第二定律可知，乙車所受合外力不變，故B錯(cuò)誤；

C、圖像的斜率表示速度，且時(shí)直線和曲線剛好相切，故時(shí)乙車的速度，內(nèi)乙車的位移為，由，解得乙車的初速度大小為，故C錯(cuò)誤；

D、乙車的加速度為，加速度大小為，故D正確。

故選D。

2.【答案】

【解析】

【分析】

分別對左下方燈籠的上方結(jié)點(diǎn)、左側(cè)兩個(gè)燈籠整體分析，根據(jù)平衡條件可得水平繩子上的拉力，進(jìn)行分析。

本題主要是考查了共點(diǎn)力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定研究對象、進(jìn)行受力分析、利用平行四邊形法則進(jìn)行力的合成或者是正交分解法進(jìn)行力的分解，然后在坐標(biāo)軸上建立平衡方程進(jìn)行解答。注意整體法和隔離法的應(yīng)用。

【解答】

對左下方燈籠的上方結(jié)點(diǎn)分析，受到三段細(xì)繩的拉力，其中下方細(xì)繩拉力等于燈籠的重力，受力情況如圖所示；

根據(jù)平衡條件可得水平繩子上的拉力為：；

對左側(cè)兩個(gè)燈籠整體分析，受到重力、兩邊細(xì)繩的拉力，如圖所示；

根據(jù)平衡條件可得水平繩子上的拉力為：；

聯(lián)立解得：，故D正確、ABC錯(cuò)誤。

故選：。

3.【答案】

【解析】A.豎直虛線為一簇等勢線，平行等距，相鄰兩等勢線之間的電勢差相等，結(jié)合等勢線的特點(diǎn)可知該電場為勻強(qiáng)電場，各點(diǎn)的電場強(qiáng)度是相等的；粒子沿豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)的對稱性可知，粒子上升的時(shí)間與下降的時(shí)間相等；粒子沿水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)沿水平方向的位移之比為，即與之間的水平距離是與之間的水平距離的倍；由可知，由到過程電場力做功，則沿水平方向粒子從點(diǎn)到點(diǎn)的過程中電場力做功為，故A錯(cuò)誤；

B.粒子從點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中重力做功為，電場力做功為，粒子所受外力做的總功等于，由動(dòng)能定理可知，粒子的動(dòng)能增加，所以粒子在點(diǎn)的動(dòng)能比在點(diǎn)的動(dòng)能少，故B錯(cuò)誤；

C.粒子從到電場力做功為，則粒子在點(diǎn)的機(jī)械能比在點(diǎn)的機(jī)械能多，故C正確；

D.與在同一水平線上，則粒子從到重力做的總功為零，粒子在點(diǎn)沿豎直方向的速度大于零，所以粒子在點(diǎn)的動(dòng)能大于，故D錯(cuò)誤。

故選C。

4.【答案】

【解析】由題意可知，彈出后小球做平拋運(yùn)動(dòng)，到管口時(shí)的速度方向沿直管方向，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，做平拋運(yùn)動(dòng)的物體任意時(shí)刻速度方向的反向延長線交此前水平位移于中點(diǎn)，如圖所示：

根據(jù)幾何關(guān)系得，小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，可得小球從到的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，由水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)有。

故選A。

5.【答案】

【解析】A.由題意可知，空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為，周期為，因此空間站的線速度大小為，A錯(cuò)誤；

B.由地球引力提供向心力可得，解得，B錯(cuò)誤；

C.由地球的萬有引力等于地球表面的重力可得，解得，C正確；

D.由向心加速度公式可得空間站的向心加速度大小為，D錯(cuò)誤。

故選C。

6.【答案】

【解析】解：、當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度達(dá)到最大值，由圖有：，得，故A錯(cuò)誤；

B、汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的牽引力最大，由牛頓第二定律得：，解得汽車的最大牽引力：，故B錯(cuò)誤；

C、汽車車速為時(shí)，汽車的牽引力為，由牛頓第二定律得：，解得：，故C正確；

D、汽車車速從增大到的過程中，設(shè)牽引力做功為，此過程中汽車的位移為，根據(jù)動(dòng)能定理得：，可知，故D錯(cuò)誤。

故選：。

當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度取到最大值，根據(jù)功率公式求解阻力；汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的牽引力最大，根據(jù)牛頓第二定律求解最大牽引力；根據(jù)牛頓第二定律和相結(jié)合求加速度大小；汽車車速從增大到的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理求牽引力對汽車做的功。

本題考查機(jī)車啟動(dòng)問題，要能夠熟練地進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，知道公式中指實(shí)際功率，表示牽引力，表示瞬時(shí)速度；當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，機(jī)車達(dá)到最大速度。

7.【答案】

【解析】A.物塊與地面的滑動(dòng)摩擦力為

，根據(jù)動(dòng)量定理有

代入數(shù)據(jù)解得

后水平力反向，物塊加速度為

物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

所以末速度為零，之后反向加速，物塊加速度為

末的速度為

末物塊的動(dòng)能為，故A錯(cuò)誤；

B.末速度為零，之后反向運(yùn)動(dòng)，所以時(shí)物塊離初始位置的距離最遠(yuǎn)，故B錯(cuò)誤；

C.時(shí)間內(nèi)根據(jù)動(dòng)能定理有，故C錯(cuò)誤；

D.內(nèi)位移大小為

內(nèi)位移大小為

內(nèi)位移大小為

、內(nèi)水平力做正功，內(nèi)水平力做負(fù)功，內(nèi)水平力做的功為，故D正確。

故選D。

8.【答案】

【解析】

【分析】

本題考查豎直面的圓周運(yùn)動(dòng)問題，要明確過最高點(diǎn)的臨界條件，恰好不與內(nèi)軌道接觸時(shí)，在當(dāng)前位置的速度；

內(nèi)軌道光滑時(shí)，恰好能過最高點(diǎn)時(shí)，在當(dāng)前位置的速度。結(jié)合對稱性分析小球可能的運(yùn)動(dòng)，從而解題。

根據(jù)動(dòng)能定理分析在最高點(diǎn)的速度，最低點(diǎn)的速度，根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合向心力公式分析軌道對小球的彈力。

【解答】

A.當(dāng)時(shí)，球在最高點(diǎn)所受彈力為零時(shí)，只有重力提供向心力，得

假設(shè)球上升到最高點(diǎn)過程中外軌道對球有彈力，則滿足機(jī)械能守恒：，得：

說明假設(shè)成立，根據(jù)牛頓第二定律：，得：

球到最低點(diǎn)過程，由機(jī)械能守恒和牛頓第二定律：，

得：

球通過最高點(diǎn)和球通過最低點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力差為：，故A正確；

B.使球在最高點(diǎn)彈力為零，根據(jù)機(jī)械能守恒：

小球初速度為：

當(dāng)，則，球與內(nèi)軌道存在摩擦力，機(jī)械能由損失，且球先通過最高點(diǎn)，雖然不能確定兩球相碰的位置，但是球與內(nèi)軌道接觸過程運(yùn)動(dòng)的路程更大，損失的機(jī)械能更多，所以兩球第一次相碰時(shí)球機(jī)械能一定小于球機(jī)械能，故B正確；

C.假設(shè)內(nèi)軌道光滑，使球恰好到達(dá)最高點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒：

得：

當(dāng)，則，、兩球無法到達(dá)最高點(diǎn)。因?yàn)榍蛳确祷兀缘谝淮闻鲎膊辉谧畹忘c(diǎn)，故C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)，情況與選項(xiàng)C相似，兩球在上半圓與內(nèi)軌道接觸時(shí)，相同高度的速度相同，故摩擦力等大，可知機(jī)械能損失一樣多。兩球一定是在下半圓軌道上相碰，而當(dāng)二者相碰時(shí)一定在相同高度，則此時(shí)速度等大、反向，設(shè)為。根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒：，

解得，第一次碰撞后瞬間，兩球速度等大反向，故D正確。

故選ABD。

9.【答案】

【解析】當(dāng)兩物體剛要分離時(shí)，對

對整體

A.時(shí)，整體未相對滑動(dòng)，加速度

對分析

方向水平向右，故A正確；

B.時(shí)，、之間不會發(fā)生相對滑動(dòng)，恰好相對靜止，故B錯(cuò)誤；

C.時(shí)，相對滑動(dòng)，的加速度大小為

故C正確；

D.時(shí)，的加速度大小為

故D正確。

故選ACD。

10.【答案】

【解析】A.乙圖所示的運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧被壓縮，物體、的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為彈性勢能，物體、組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；

設(shè)物體的的質(zhì)量為，甲圖中物體壓縮彈簧，最大壓縮量為時(shí)，的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，設(shè)為，則有

乙圖中物體以的速度向右壓縮彈簧過程中，、和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，當(dāng)二者共速時(shí)，彈簧達(dá)到最大壓縮量，取向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律有

水平面光滑，、和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律有

聯(lián)立解得，，

故BC正確，D錯(cuò)誤。

故選BC。

11.【答案】兩光電門間的距離；

；

【解析】很短時(shí)間內(nèi)的平均速度近似等于瞬時(shí)速度，小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度大小為，經(jīng)過光電門時(shí)的速度大小為，

設(shè)、兩光電門間的距離為，設(shè)氣墊導(dǎo)軌與水平面間的夾角為，小車從光電門運(yùn)動(dòng)到光電門的過程，由動(dòng)能定理得，由幾何知識可知，整理得，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律還需要測量的值是兩光電門間的距離；

由可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式是；

實(shí)驗(yàn)中重力勢能的減少量為。

12.【答案】，；

；

，

【解析】由圖可知，只有兩個(gè)位置有照片，則說明碰后保持靜止，故碰撞發(fā)生在第、兩次閃光時(shí)刻之間，碰撞后靜止，故碰撞發(fā)生在處；

碰撞后向左做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度為，所以，碰撞到第二次閃光時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，時(shí)間為，有，第一次閃光到發(fā)生碰撞時(shí)間為，有，解得；

設(shè)向右為正方向，碰撞前，的速度大小為，的速度，則碰撞前兩滑