江苏省重点中学2022-2023学年高一下学期4月期中考试物理试题及参考答案

2022-2023学年度江苏省重点中学高一年级期中检测
物理试卷
一、选择题(包括 10小题，每小题4 分，共40分。

每小题只有一个选项符合题意。

）
A ．a 、b 两状态速度的方向相反
B ．a 、b 两状态加速度大小相等
C ．80t =秒时回到0=t 时刻的位置
D ．a 至c 过程中加速度逐渐减小
7．如图所示，质量均为m 的小球A 、B 用长为L 的细线相连，放在高为h 的光滑水平桌面上（2L h >），A 球刚好在桌边。

因微小扰动，A 求由静止下落，已知A 、B 两球落地后均不再弹起，则下列说法不正确的是(重力加速度为g)（ ）
A ．A 球落地前的加速度为2
g B ．B 球到达桌边的速度为2gh C ．A 、B 两球落地的水平距离为2h
D ．细线对B 球做的功为12mgh
8．如图所示，OB 是竖直线，OA 是水平线，B 与O 的距离为h （可调节），A 与O 的距离为x （x 已知）。

小球可以在OB 上任一点以合适的速度水平抛出，每次都能击中水平面上的A 点。

则上升到越高的地方抛出（ ）(重力加速度为g )
A ．小球水平抛出的速度越大
B ．击中A 点的速度方向与竖直夹角越大
C ．当13
h x =时，击中A 点的动能最大 D ．击中A 点前瞬时重力功率一定越大
9．现代的激光打印机都是自动进纸的，有一种进纸原理如图所示。

进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力F 压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，确保第一张纸与第二张纸发生相对滑动。

设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．滚轮与白纸之间的动摩擦因数为1μ，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为2μ，打印机内每张白纸的质量m 。

不考虑静电力的影响，重力加速度g 已知，下列说法正确的是（ ）
A ．滚轮对第一张白纸的摩擦力大小为1F μ
B ．第三、四张白纸间的摩擦力大小为()23F mg μ+
C ．白纸与纸槽底座之间的摩擦力大小为()2F mg μ+
D ．越靠近底座白纸间的摩擦力越大
10．如图所示，一轻质弹簧固定在斜面底端，t=0时刻，一物块从斜面顶端由静止释放，直至运动到最低点的过程中，物块的速度v 和加速度a 随时间t 、动能E k 和机械能E 随位移x 变化的关系图像可能正确的是（ ）
A ．
B ．
C．D．
二、非选择题:共5题，共60分。

其中第12题-第15解答时请写出必要的说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分;有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
11．(包括5小空，每空3 分，共15分)
（a）在“验证机械能守恒定律”的实验中，关于重锤的选择，下列说法正确的是( ) A．选择的重锤的体积越小越好
B．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些
C．应选用体积和质量都较小的重锤
D．选择的重锤体积应小一些，质量尽量地大一些
（b）某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律"实验，下列说法正确的是（）A．打点计时器使用的是交流电源
B．完成该实验需要秒表
C．实验时应先释放纸带，再接通电源
D．实验时必需测量物体的质量
（c）在“验证机械能守恒定律”的实验中，该同学依据纸带求得相关各点的瞬时速度，以及与此相对应的下落距离h，以v2为纵轴，以h为横轴，建立坐标系，描点后画出变化图线，从而验证机械能守恒定律，若所有操作均正确，则得到的v2-h图像应是图中的( )
A． B． C． D．
（d）某实验小组利用图示装置验证机械能守恒定律。

实验中先接通电磁打点计时器的低压交流电源，然后释放纸带。

打出的纸带如图所示，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为x0，点A、C间的距离为x1，点C、E间的距离为x2。

已知重物的质量为m，交流电的频率为f，从释放纸带到打出点C：
重物减少的重力势能表达式
ΔE p =___________，
增加的动能表达式ΔE k =______。

12．（9分）如图所示，质量为m 的小球固定在长为L 的细绳一端，绕细绳的另一端O 点在竖直平面内做圆周运动。

求：（重力加速度为g ）
（1）小球恰好能通过最高点的速度大小；
（2）在第一问的基础上求最低点的速度；
（3）己知小球在竖直面内做圆周运动，求证最低点和最高点绳中拉力
之差是一个定值，并求出这个值。

13．（12分）如图所示，质量为2kg m =的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为37θ=︒，大小20N F =的拉力作用，物体移动的距离m L 3=物体与地面间的动摩擦因数0.5μ=，g 取210m/s 。

（sin370.6︒=，cos370.8︒=）求：
（1）拉力F 所做的功1W ；
（2）摩擦力f F 所做的功2W ；
（3）m L 3=处拉力F 做功的瞬时功率t P 。

14．（12分）风洞是空气动力学研究和实验中广泛使用的工具，某研究小组设计了一个总高度024m H =的低速风洞，用来研究某物体在竖直方向上的运动特性，如图所示，风洞分成一个高度为116m H =的无风区和一个受风区，某物体质量10kg =m ，在无风区中受到空气的恒定阻力，大小为20 N ，在受风区受到空气对它竖直向上的恒定作用力。

某次实验时该物体从风洞顶端由静止释放，且运动到风洞底端时速度恰好为0，求在本次实验中： （1）该物体的最大速度；
（2）该物体在受风区受到空气对它的作用力大小；
（3）该物体第一次从风洞底端上升的最大距离。

15．（12分）如图所示，两个质量均为m 的小环A 、B 用长为L 的轻绳连接，分别套在水平细杆OM 和竖直细杆ON 上，OM 与ON 在O 点平滑相连，且ON 足够长．初始时刻，B 环距离O 点1
2L ，一水平外力F 作用于A 环，使系统处于静止状态，撤去水平外力后，两环将从静止开始运动，重力加速度为g ，不计一切摩擦，求：
（1）水平外力F 的大小；
（2）A 环运动到O 点时的速度v A ；
（3）两环相碰前瞬间B 环的速度v B ；
答案解析
一、选择题(包括 10小题，每小题4 分，共40分。

每小题只有一个选项符合题意。

） 1．下列关于电场强度的叙述正确的是（ ）
A ．电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力
B ．电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比
C ．电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向
D ．电场中某点的场强与该点有无检验电荷有关
【答案】A
【详解】A ．由电场强度的定义式F E q
得电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力，故A 正确；
B ．电场中某点的场强大小由电场本身决定，与检验电荷无关，故B 错误；
C ．物理学中规定，电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同，故C 错误；
D ．电场中某点的场强表示电场本身的强弱与方向，与检验电荷的有无无关，故D 错误。

故选A 。

2．真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A 和B （可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F 。

用一个不带电的同样金属球C 先后与A 、B 球接触，然后移开球C ，此时A 、B 球间的静电力为（ ）
A ．8
F B ．4F C ．38F D ．2F 【答案】C
【详解】两个相同的带等量的同种电荷的金属小球A 和B ，
设它们的电荷量都为Q ，原来它们之间的库仑力为 F=k 2
2Q r
BD ．将一小物块轻轻放在匀速运动的传送带上，小物块相对于传送带运动，传送带对小物块的滑动摩擦力充当动力，即滑动摩擦力做正功，静摩擦力可以做正功、负功或不做功，例如粮仓送粮食的传送带对粮食的静摩擦力对粮食做正功，随转盘一起转动的物体，静摩擦力提供向心力，不做功，B 错误，D 正确；
C ．举重运动员举着杠铃在头的上方停留10s ，运动员对杠铃有力的作用，但没有在力的方向上发生位移，故运动员对杠铃没有做功，C 错误。

故选D 。

6．用速度传感器记录电动车直线运动过程的运动信息，其速度随时间变化的规律如图所示，由图像可知电动车（ ）
A ．a 、b 两状态速度的方向相反
B ．a 、b 两状态加速度大小相等
C ．80t =秒时回到0=t 时刻的位置
D ．a 至c 过程中加速度逐渐减小
【答案】D
【详解】A ．a 、b 两状态速度均为正值，则速度方向均为正方向，故A 错误；
B ．速度—时间图像斜率表示加速度，由图知，a 、b 两状态加速度大小不等，故B 错误；
C ．电动车在运动过程速度一直为正，运动方向不变，80t =秒时没有回到0=t 时刻的位置，故C 错误；
D ．速度—时间图像斜率表示加速度，a 至c 过程中加速度逐渐减小，故D 正确。

故选D 。

7．如图所示，质量均为m 的小球A 、B 用长为L 的细线相连，放在高为h 的光滑水平桌面上（2L h >），A 球刚好在桌边。

因微小扰动，A 求由静止下落，已知A 、B 两球落地后均不再弹起，则下列说法不正确的是(重力加速度为g)（ ）
A ．A 球落地前的加速度为2
g B ．B 球到达桌边的速度为2gh C ．A 、B 两球落地的水平距离为2h
D ．细线对B 球做的功为12mgh 【答案】B
【详解】A ．A 球落地前以两球整体为研究对象，根据牛顿第二定律有 2mg ma = 求得加速度为2
g ，故A 正确； BC ．从初始到A 球落地的过程，根据机械能守恒，有 2122
mgh mv =⨯ 解得B 球到达桌边的速度 v gh =
由运动学公式可得，B 球下落到地面的时间 2h t g
= 两球落地后均不再弹起，所以A 、B 两球落地的水平距离为 2s vt h L ∆==< 故B 错误，C 正确；
D ．细线对B 球做的功等于B 球到达桌边时获得的动能 21122
W mv mgh =
= 故D 正确。

故选B 。

8．如图所示，OB 是竖直线，OA 是水平线，B 与O 的距离为h （可调节），A 与O 的距离为x （x 已知）。

小球可以在OB 上任一点以合适的速度水平抛出，每次都能击中水平面上的A 点。

则上升到越高的地方抛出（ ）(重力加速度为g )
A ．小球水平抛出的速度越大
B ．击中A 点的速度方向与竖直夹角越大
C ．当13h x =
时，击中A 点的动能最大
D ．击中A 点前瞬时重力功率一定越大 【答案】D
【详解】A ．设初速度为v ，由平抛运动规律 212
h gt = 得 2h t g
=
又 x vt = 得 2g v x
h
= 由题意知：x 、g 不变，所以h 越大，v 越小，故A 错误； B ．竖直分速度 22h
v gt g
gh g
'=== A 点速度与竖直方向夹角为θ，则 tan 2v x v h
θ=
=' 所以h 越大，θ越小，故B 错误； C ．A 点动能 ()222'2
kA
A 11122222gx E mv m v v m gh h ⎛⎫==+=+ ⎪⎝⎭
当2
22gx gh h
+有最小值，即2x h =时，A 点动能最小，没有极大值 ，故C 错误；
D ．重力的瞬时功率
A cos 2P mgv mgv mg gh θ'===
所以h 越大，P 越大，故D 正确。

故选D 。

9．现代的激光打印机都是自动进纸的，有一种进纸原理如图所示。

进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力F 压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，确保第一张纸与第二张纸发生相对滑动。

设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．滚轮与白纸之间的动摩擦因数为1μ，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为2μ，打印机内每张白纸的质量m 。

不考虑静电力的影响，重力加速度g 已知，下列说法正确的是（ ）
A ．滚轮对第一张白纸的摩擦力大小为1F μ
B ．第三、四张白纸间的摩擦力大小为()23F mg μ+
C ．白纸与纸槽底座之间的摩擦力大小为()2F mg μ+
D ．越靠近底座白纸间的摩擦力越大 【答案】C
【详解】A ．滚轮对第一张白纸的摩擦力为静摩擦力，对第一张纸受力可知滚轮对第一张白纸的摩擦力等于第二张纸对第一张纸的滑动摩擦力，因此 2)(f F mg μ=+
故A 错误；
BCD ．除最上面第一张白纸外，向下白纸处于静止状态，以第2张和第3张白纸整体、第2张到最底下白纸整体为研究对象，根据平衡条件可知第三、四张白纸之间、白纸与纸槽底座的摩擦力大小都等于第一张白纸对第二张白纸的滑动摩擦力大小，故B 错误，C 正确，D 错误； 故选C 。

10．如图所示，一轻质弹簧固定在斜面底端，t=0时刻，一物块从斜面顶端由静止释放，直至运动到最低点的过程中，物块的速度v 和加速度a 随时间t 、动能E k 和机械能E 随位移x 变化的关系图像可能正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
单位.
11．(包括5小空，每空3 分，共15分)
（a）在“验证机械能守恒定律”的实验中，关于重锤的选择，下列说法正确的是( ) A．选择的重锤的体积越小越好
B．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些
C．应选用体积和质量都较小的重锤
D．选择的重锤体积应小一些，质量尽量地大一些
（b）某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律"实验，下列说法正确的是（）A．打点计时器使用的是交流电源
B．完成该实验需要秒表
C．实验时应先释放纸带，再接通电源
D．实验时必需测量物体的质量
（c）在“验证机械能守恒定律”的实验中，该同学依据纸带求得相关各点的瞬时速度，以及与此相对应的下落距离h，以v2为纵轴，以h为横轴，建立坐标系，描点后画出变化图线，从而验证机械能守恒定律，若所有操作均正确，则得到的v2-h图像应是图中的( )
A． B． C． D．
（d）某实验小组利用图示装置验证机械能守恒定律。

实验中先接通电磁打点计时器的低压交流电源，然后释放纸带。

打出的纸带如图所示，
选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，
测出A点距起点O的距离为x0，点A、C间的距
离为x1，点C、E间的距离为x2。

已知重物的质
量为m，交流电的频率为f，从释放纸带到打出点
C：
重物减少的重力势能表达式ΔE p=___________，
增加的动能表达式ΔE k=______。

【答案】 D A C
()01mg x x + ()2
21232
mf x x + 【详解】（a ）选择重锤时既要考虑减小空气阻力，又要考虑实验的方便、可操作，即实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少阻力的影响。

故选D 。

（b ）A ．打点计时器应接交流电源，A 正确；
B ．我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，B 错误；
C ．开始记录时，应先给打点计时器通电打点然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，因为重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，C 错误；
D ．根据减小的重力势能转化为动能的增加，则有 212
mgh mv = 等式两边的质量m 可约去，D 错误。

故选A 。

（c ）在误差允许范围内可认为重物的机械能守恒，即 212
mgh mv = 解得 22v gh =
所以得到的v 2-h 图像应是过原点的倾斜直线。

故选C 。

（d ）从释放纸带到打出点C ，重物减少的重力势能 ΔEp=()01mg x x + 增加的动能为
()
2
2
12221211()422
32
k C mf x x x x E mv m f
++∆===
12．（9分）如图所示，质量为m 的小球固定在长为L 的细绳一端，绕细绳的另一端O 点在竖直平面内做圆周运动。

求：（重力加速度为g ） （1）小球恰好能通过最高点的速度大小；
（2）在第一问的基础上求最低点的速度；
（3）己知小球在竖直面内做圆周运动，求证最低点和最高点绳中拉力之差是一个定值，并求出这个值。

【答案】（1）gL v A =
；
（2）gL v 5=；（3）mg F 6= 【详解】（1）小球恰好能在竖直平面内做圆周运动，小球在最高点A 时，绳的拉力为0，此时重力提供向心力，即
L
v
m mg A 2
= 解得 gL v A =
（2）全过程小球机械能守恒，由最高点到最低点
22
2
1221mv L mg mv A =⋅+ 解得 gL v 5= 小球过最低点时有L
v m mg F 2
=-，解得 mg F 6=
最低点和最高点绳中拉力之差 mg F F 6==∆
13．（12分）如图所示，质量为2kg m =的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为
37θ=︒，大小20N F =的拉力作用，物体移动的距离m L 3=物体与地面间的动摩擦因数
0.5μ=，g 取210m/s 。

（sin370.6︒=，cos370.8︒=）求：
（1）拉力F 所做的功1W ； （2）摩擦力f F 所做的功2W ；
（3）m L 3=处拉力F 做功的瞬时功率t P 。

【答案】（1）48J ；（2）12J ；（3）72W
【详解】（1）根据题意，由公式cos W Fx θ=可得，拉力做功为
J FL W 4837cos 1=︒=
（2）根据题意，由平衡条件有 N sin 37F F mg +︒=
又有
f N F F μ=
由公式cos W Fx θ=可得，摩擦力做功为
L F W f =2
联立代入数据解得
J W 122=
（3）根据题意，由牛顿第二定律有 f cos F F ma θ-=
又有 22v aL =
拉力F 做功的瞬时功率为 t cos37P Fv =︒
联立代入数据解得
W P 72=
14．（12分）风洞是空气动力学研究和实验中广泛使用的工具，某研究小组设计了一个总高度024m H =的低速风洞，用来研究某物体在竖直方向上的运动特性，如图所示，风洞分成一个高度为116m H =的无风区和一个受风区，某物体质量10kg =m ，在无风区中受到空气的恒定阻力，大小为20 N ，在受风区受到空气对它竖直向上的恒定作用力。

某次实验时该物体从风洞顶端由静止释放，且运动到风洞底端时速度恰好为0，求在本次实验中： （1）该物体的最大速度；
（2）该物体在受风区受到空气对它的作用力大小； （3）该物体第一次从风洞底端上升的最大距离。

【答案】（1）3F mg =；（2）A v gL = ；（3）vB ＝gL
【详解】（1）以B 为研究对象，由几何关系可知，细线与竖直方向的夹角=60θ 竖直方向 cos T mg θ=
以A 为研究对象，水平方向 sin F T θ= 解得 tan 3F mg mg θ==
（2）当A 运动到O 点时，B 速度为零，系统机械能守恒，有 2
122
L mg mv ⨯= 得 A v gL =
（3）B 做自由落体运动，A 做初速度为vA 的匀加速直线运动，设经时间t 相撞， 有 221122
A v t gt L gt +
=+ 对B 有 B v gt = 解得 B v gL。