【物理】湖北省武汉市蔡甸区汉阳一中2019-2020学年高一下学期期中联考试题 （解析版）

【物理】湖北省武汉市蔡甸区汉阳一中2019-2020学年高一下学期期中联考试题 （解析版）

湖北省武汉市蔡甸区汉阳一中2019-2020学年高一下学期 期中联考试题 一、 选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1—8小题，只有一个选项正确，第9—12小题，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分）‎ ‎1．关于功的下列几种说法中，正确的是(　　)‎ A．人托着一个物体沿水平方向匀速前进，人对物体做了功 B．人托着一个物体沿水平方向加速前进，人对物体做了功 C．力和位移都是矢量，功也一定是矢量 D．因为功有正功和负功的区别，所以功是矢量 ‎【答案】B　‎ ‎【解析】‎ 人托着一个物体沿水平方向匀速前进时，人对物体只有支持力，垂直于运动方向不做功，A错误；若加速前进，则人对物体的摩擦力对物体做功，B正确；功虽有正功和负功之分，但功是标量，C、D均错．‎ ‎2．如图所示，突发交通事故时，车内正面的安全气囊弹出。弹出安全气囊可以（ ）‎ A．增大事故突发时人的惯性 B．减小事故突发时人的惯性 C．增大事故突发时由于撞击对人的伤害 D．减小事故突发时由于撞击对人的伤害 ‎【答案】D ‎【解析】‎ AB. 惯性是物体的固有属性，其大小只与质量有关，故安全气囊弹出不会改变人的惯性，故A项错误，B项错误；‎ CD. 安全气囊弹出后可以延长撞击时间，从而减小作用力，减小事故突发时由于撞击对人的伤害，故C项错误，D项正确。‎ ‎3．如图所示，一恒力F与水平方向夹角为θ，作用在置于光滑水平面上，质量为m的物体上，作用时间为t，则力F的冲量为（ ）‎ A．Ft B．mgt C．Fcosθt D．(mg-Fsinθ)t ‎【答案】A ‎【解析】‎ 根据冲量的定义式，得F的冲量为Ft，A对，BCD错。‎ ‎4．古时有“守株待兔”的寓言，倘若兔子受到的冲击力大小为自身体重2倍时即可导致死亡，如果兔子与树桩的作用时间为0.2s，则被撞死的兔子其奔跑速度可能是：（g=10m/s2）( )‎ A．1.5m/s B．2.5m/s C．3.5m/s D．4.5m/s ‎【答案】D ‎【解析】‎ 设兔子的速度方向为正，能使兔子致死的力F=-2mg，兔子的运动视为匀减速，说明作用力为恒力；时间为0.2s，末动量为零；则由动量定理可知：-Ft=0-mv；解得：；故只有速度大于4m/s，兔子才会死亡，故只有D符合题意；故选D．‎ ‎5.如图所示,质量为m的小球A沿高度为h,倾角为θ的光滑斜面由静止滑下,另一质量与A相同的小球B自相同高度由静止落下(不计空气阻力),下列说法正确的是( )‎ A. 从释放至落地瞬间,两球所用时间相同 B. 落地前的瞬间A球的速度大于B球的速度 C. 落地前的瞬间A球重力的瞬时功率小于B球重力的瞬时功率 D. 从释放至落地瞬间,两球重力的平均功率相同．‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、在斜面上下滑的小球沿斜面向下的加速度a=gsinθ，且沿斜面方向的位移大于竖直方向下落的位移，故可知沿斜面上运动的时间长，故A错误；‎ B、根据动能定理两球下落时都只有重力做功，两球落地时的速率相同，故B错误；‎ C、由于A、B落地时速度大小相等，根据P=mgvcosθ知，A球着地时重力的功率小于B球着地时重力的功率，故C正确；‎ D、从释放至落地瞬间,两球重力做功相同，但所用时间不同故重力做功平均功率不同，故D错误．‎ ‎6．如图所示，小明用与水平方向θ角的轻绳拉木箱，绳中张力为F，沿水平地面向右移动了一段距离l．已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，木箱质量为m，木箱受到的( )‎ A．支持力做功为 B．重力做功为 C．拉力做功为 D．滑动摩擦力做功为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 对木箱受力分析，支持力竖直向上，则支持力做功 WN=Nlcos90°=0，故A错误；重力做功 WG=mglcos90°=0，故B错误；拉力做功为 WF=Flcosθ，故C正确；木箱竖直方向受力平衡：N+Fsinθ=mg得 N=mg-Fsinθ，则摩擦力 f=μN=μ（mg-Fsinθ）；摩擦力做功Wf=-fl=-μ（mg-Fsinθ）l，故D错误；故选C.‎ ‎7．物体从某一高度处自由下落，落到直立于地面的轻弹簧上，在A点物体开始与弹簧接触，到B点物体的速度为零，物体从A下落到B的过程中，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）‎ A．物体的机械能守恒 B．物体的重力势能和动能之和一直减小 C．物体的动能是先变小后变大 D．物体在B点的速度为零，处于平衡状态 ‎【答案】B ‎【解析】‎ AB．物体从A下落到B的过程中，因为物体与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能增大，所以物体机械能减小，即物体重力势能与动能之和减小，机械能不守恒，A错误B正确 C．在到达弹力与重力相等之前，物体合力向下，向下加速，当弹力与重力相等，合力为零，加速度为零，速度达到最大，之后弹力大于重力，合力向上，物体减速，所以物体动能先增大后减小，C错误 D．结合C的分析，物体在B点速度为零，弹力大于重力，合力向上，不是平衡状态，D错误 ‎8．A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，先后撤去F1、F2后，两物体最终停下，它们的v－t图象如图所示．已知两物体与水平面间的滑动摩擦力大小相等．则下列说法正确的是(　　)‎ A．A、B质量之比为2：1‎ B．F1、F2对A、B做功之比为1：2‎ C．F1、F2大小之比为1：2‎ D．全过程中A、B克服摩擦力做功之比为2：1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 由速度与时间图象可知，两个匀减速运动的加速度之比为1：2，由牛顿第二定律可知，A、B受摩擦力大小相等，所以A、B的质量关系是2：1，由速度与时间图象可知，A、B两物体加速与减速的位移相等，且匀加速运动位移之比1：2，匀减速运动的位移之比2：1，由动能定理可得：A物体的拉力与摩擦力的关系，F1·x－f1·3x＝0－0；B物体的拉力与摩擦力的关系，F2·2x－f2·3x＝0－0，因此可得：F1＝3f1，F2＝f2，f1＝f2，所以F1＝2F2.全过程中摩擦力对A、B做功相等，F1、F2对A、B做功大小相等．故B、C、D错误，A正确．‎ ‎9．下列关于物体动量和冲量的说法正确的是(　　)‎ A．物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大 B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定要改变 C．物体动量增量的方向，就是它所受合外力的冲量的方向 D．物体所受合外力越大，它的动量变化就越快 ‎【答案】BCD　‎ ‎【解析】‎ 由Ft＝Δp知，Ft越大，Δp越大，但动量不一定大，它还与初状态的动量有关；冲量不仅与Δp大小相等，而且方向相同，由F＝知，物体所受合外力越大，动量变化越快．‎ ‎10．在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，g为当地的重力加速度．下列说法正确的是(　　)‎ A．他的重力势能减少了mgh B．他的动能减少了Fh C．他的机械能减少了Fh D．他的机械能减少(F－mg)h ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 动能变化量应等于合外力做的总功ΔEk＝－(F－mg)h，B错误．重力势能变化量应等于重力做的功ΔEp＝－mgh，A正确．机械能的变化量应等于除重力外的其他力所做功ΔE＝－Fh，C正确．‎ ‎11．如图，第一次，小球从各处粗糙程度相同的圆形轨道顶端A由静止滑下，到达底端B的速度为v1，克服摩擦力做功为W1；第二次，同一小球从底端B以v2冲上圆形轨道，恰好能到达A点，克服摩擦力做功为W2，则 A．W1一定小于W2‎ B．v1可能等于v2‎ C．小球第一次运动机械能变大了 D．小球第一次经过圆弧某点C的速率小于它第二次经过同一点C的速率 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 从A下滑到B根据动能定理可得： ；从B上滑到A根据动能定理可得 ‎，则v2>v1，故B错误；因v2>v1，故第二次小球在轨道上的平均正压力较大，摩擦力较大，故摩擦力做功较多，即W1一定小于W2，故A正确；小球第一次运动因为要克服摩擦力做功，故机械能变小了，故C错误； 小球第一次经过圆弧某点C时满足；它第二次经过同一点C的速率，则 ，则小球第一次经过圆弧某点C的速率小于它第二次经过同一点C的速率，故D正确。‎ ‎12.如图所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中(　　)‎ A．物块的机械能逐渐增加 B．软绳重力势能共减少mgl C．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和 D．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功 ‎【答案】BC　‎ ‎【解析】‎ 选物块为研究对象，细线对物块做负功，物块机械能减小，A错误；物块由静止释放后向下运动，到软绳刚好全部离开斜面，软绳的重心下降了l，软绳重力势能共减少了mgl，所以B正确；根据功和能的关系，细线对软绳做的功与软绳重力势能的减少等于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和，所以C正确，D错误．‎ 一、 实验题（本题共2小题，共12分，1每题6分、每小空2分）‎ 13、 某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示 ‎(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和　　　(选填“交流”或“直流”)电源; ‎ ‎(2)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力,则下面操作正确的是(　　)‎ A.放开小车,能够自由下滑即可 B.放开小车,能够匀速下滑即可 C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可 D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可 ‎(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是(　　)‎ A.橡皮筋处于原长状态 B.橡皮筋仍处于伸长状态 C.小车在两个铁钉的连线处 D.小车已过两个铁钉的连线 ‎【答案】(1)交流　(2)D　(3)B　‎ ‎14．(1) 某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，已有铁架台、铁夹、电源、纸带、打点计时器，还必须选取的器材有________(填字母)．‎ A．砝码 B．重锤 C．秒表 D．刻度尺 ‎ ‎ ‎(2) 实验中打点计时器接周期为T的交流电源，该同学得到的一条理想纸带如图所示，O点对应重物做自由落体运动的初始位置，从合适位置开始选取的三个连续点A、B、C到O点的距离如图所示，已知重物的质量为m，重力加速度为g.则从打下O点到B点的过程中，重物减少的重力势能为___________，重物增加的动能为_____________．‎ ‎14.【答案】BD mgh2 ‎ 三、计算题（本题共4小题，共40分。要有必要文字说明和演算步骤。有数值计算的题注明单位。）‎ ‎15（8分）．一辆平板车沿光滑平面运动，车的质量m＝18 kg，运动速度为v0＝5 m/s，求在下列情况下，车的速度变为多大？‎ ‎(1)一个质量为m′＝2 kg的沙包从5 m高处自由下落掉入车内并立刻与车共速．‎ ‎(2)将质量为m′＝2 kg的沙包，以v＝5 m/s的速度迎面水平扔入车内并立刻与车共速．‎ ‎【答案】4.5m/s 4m/s ‎【解析】‎ 解析　(1)对平板车和沙包组成的系统，由动量守恒定律得mv0＝(m′＋m)v1，（3分）‎ 所以v1＝m/s=4.5m/s. （1分）‎ (2) 对平板车和沙包组成的系统，由动量守恒定律得mv0－m′v＝(m＋m′)v2，（3分）‎ 所以v2＝m/s=4 m/s （1分）‎ ‎16．(10分)如图所示，mA＝4 kg，mB＝1 kg，A与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，B与地面间的距离s＝0.8 m，A、B原来静止，求：‎ ‎(1)B落到地面时的速度为多大？‎ ‎(2)B落地后，A在桌面上能继续滑行多远才能静止下来？(g取10 m/s2)‎ ‎【答案】(1)0.8 m/s　(2)0.16 m ‎【解析】‎ ‎(1)以A、B物体构成的系统为对象，B物体所受重力mBg做正功，A物体所受的摩擦力对系统做负功，设B落到地面时的速度为v，由动能定理得 mBgs－μmAgs＝(mA＋mB)v2－0 （3分）‎ 代入数据，解得v＝0.8 m/s. （2分）‎ ‎(2)设B物体落地后A物体能滑行的距离为s′，则根据动能定理得 ‎－μmAgs′＝0－mAv （2分）‎ 因vA＝v＝0.8 m/s，故 （1分）‎ s′＝＝ m＝0.16 m. （2分）‎ 17. ‎(10分)起重机把重物由静止开始匀加速提升了3.2 m，重物的重力势能增加了1.6×104J，‎ 动能增加了640 J(取g＝10 m/s2)．求：‎ ‎(1)重物达到3.2 m 处的速度大小；‎ ‎(2)在匀加速过程中，起重机对重物做功的最大功率；‎ ‎(3)如果保持（2）中最大功率不变，起重机提升重物的最大速度．‎ ‎17.【答案】(1)1.6 m/s　 (2)8.32×103 W (3)1.664 m/s ‎【解析】　(1)由mv2＝640 J， （1分）‎ mgh＝1.6×104 J， mg＝5 000 N. （1分）‎ 得v＝1.6 m/s， （1分） ‎ ‎（2）由动能定理得Fh－mgh＝mv2， （2分）‎ 得F＝5.2×103 N，又P＝Fv， （1分）‎ 故Pm＝8.32×103 W （1分）‎ ‎（3） 速度最大时F＝mg，又P＝Fvm， （2分）‎ 得vm＝1.664 m/s. （1分）‎ ‎18.(12分)如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接，导轨半径为R，一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处．小球从A处由静止释放被弹开后，经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能沿轨道运动到C点，求：‎ ‎(1)释放小球前弹簧的弹性势能；‎ ‎(2)小球由B到C克服阻力做的功．‎ ‎【答案】(1)mgR　(2)mgR ‎【解析】‎ 在B点由牛顿第二定律得：FN－mg＝m （2分）‎ 则mv＝mgR， （2分）‎ 而小球在B点的动能即为弹簧的弹性势能，即Ep＝mgR （2分）‎ (2) 小球恰好运动到C点，由圆周运动规律知：mg＝m，则mv＝mgR （2分）‎ 由能量守恒定律得：mv＝mg2R＋W阻＋mv （2分）‎ 则W阻＝mgR （2分）‎