【物理】天津市静海区第一中学2019-2020学年高一下学期3月学业能力调研试题 （解析版）

【物理】天津市静海区第一中学2019-2020学年高一下学期3月学业能力调研试题 （解析版）

天津市静海区第一中学2019-2020学年高一下学期3月 学业能力调研试题 一、选择题：（每小题4分，共40分。1-7题每小题只有一个正确选项。8-10题每小题有多个选项正确，漏选得2分，错选不得分。）‎ ‎1.在国际单位制中，功率的单位“瓦”是导出单位，用基本单位表示是（ ）‎ A. J/s B. kg·m2/s‎3 ‎C. kg·m2/s2 D. N·m/s ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据功率的定义式知，1瓦=1焦/秒．由功的公式W=Fl知，1焦=1牛•米，根据牛顿第二定律F=ma知，1牛=‎1千克•米/秒2，联立解得：1瓦=千克•米2/秒3，故D正确.故选D.‎ ‎2.关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 重力势能的大小只由物体本身决定 B. 重力势能恒大于零 C. 在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 D. 重力势能是物体和地球所共有的 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】重力势能取决于物体的重力和高度；故A错误；重力势能的大小与零势能面的选取有关，若物体在零势能面下方，则重力势能为负值；故B错误；重力势能的大小与零势能面的选取有关；若选取地面以上为零势能面，则地面上的物体重力势能为负；若选地面以下，则为正；故C错误；重力势能是由物体和地球共有的；故D正确；故选D．‎ ‎3.如图所示，光滑斜面放在水平面上，斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的重球．当整个装置沿水平面向左匀速运动的过程中，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 重力做负功 B. 斜面对球的弹力和挡板对球的弹力的合力做正功 C. 斜面对球的弹力做正功 D. 挡板对球的弹力做正功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、根据功的公式可知，重力与运动方向相互垂直，故重力不做功，故A错误；‎ B、C、斜面对球的弹力与运动方向夹角为锐角，故斜面对球的弹力FN做正功，故B错误，C正确；‎ D、挡板对球的弹力向右，与运动方向相反，挡板对球的弹力做负功，故D错误.‎ ‎4.物体沿直线运动的v-t关系图象如图所示，已知在第1秒内合外力对物体所做的功为W，则（　　）‎ A. 从第1秒末到第3秒末合外力做功为4 W ‎ B. 从第3秒末到第4秒末合外力做功为－0.75W C. 从第5秒末到第7秒末合外力做功为0‎ D. 从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2 W ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体在第1秒末到第3秒末做匀速直线运动，合力为零，做功为零，故A错误；‎ B．从第3秒末到第4秒末动能变化量是负值，速度大小变化为第1秒的一半，则动能变化大小等于第1秒内动能的变化量的，因第1秒内合外力对物体所做的功为W，则第3秒末到第4秒末合力做功为-0.75W，故B正确；‎ C．从第5秒末到第7秒末动能变化量与第1秒内动能的变化量相同，合力做功相同，即为W，故C错误；‎ D．从第3秒末到第5秒末动能的变化量与第1秒内动能的变化量相反，合力的功相反，等于-W，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎5.如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平拉力的作用，与时间的关系如图乙所示。设物块与地面间的最大静摩擦力的大小与滑动摩擦力大小相等。则（　　）‎ A. 时刻物块A的动能最大 B. 时刻物块A的速度最大 C. ~时间内对物体做正功 D. ~时间内对物块A先做正功后做负功 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．当推力小于最大静摩擦力时，物体静止不动，静摩擦力与推力二力平衡，当推力大于最大静摩擦力时，物体开始加速，即t1时刻开始运动，当推力重新小于最大静摩擦力时，物体由于惯性继续减速运动；加速度为零时速度最大，故t3时刻物块A的速度最大，动能最大；故A正确，B错误；‎ C．0～t1时间内F不做功，因为没有位移；故C错误；‎ D．t1时刻前，合力为零，物体静止不动，t1到t3时刻，推力均大于最大静摩擦力，合力向前，物体加速前进，t3之后合力向后，物体减速前进，则~时间内对物块A都做正功，故D错误。‎ ‎6.质量为m，速度为v的子弹，能射入固定的木板L深．设阻力不变，要使子弹射入木板‎3L深，子弹的速度应变为原来的（ ）‎ A. 3倍 B. 6倍 C. 3/2倍 D. 倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】当射入深度为v时，根据动能定理可得，设要使子弹射入木板‎3L深，子弹的速度应变为．根据动能定理得，联立解得，D正确．‎ ‎7.以下说法正确的是（　　）‎ A. 一个物体所受的合外力为零，它的机械能一定守恒 B. 一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒 C. 一个物体所受的合外力不为零，它的机械能可能守恒 D. 除了重力以外其余力对物体做功为零，它的机械能不可能守恒 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．一个物体所受合外力为零时，物体机械能也可能变化，做匀速运动，机械能也可能变化，如匀速上升的物体，合力为零，机械能增加，故A错误，B错误；‎ C．机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，所以物体的合外力肯定不为零，所以合外力不为零，它的机械能可能守恒，如自由下落的物体，只受重力，机械能守恒，故C正确；‎ D．机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，所以除了重力以外其余力对物体做功为零，机械能一定守恒，故D错误。‎ ‎8.某人用手将‎1Kg物体由静止向上提起‎1m，这时物体的速度为‎2m/s（g取‎10m/s2），则下列说法正确的是（ ）‎ A. 手对物体做功12J B. 合外力做功2J C. 合外力做功12J D. 物体克服重力做功2J ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】分析物体的运动的情况可知，物体的初速度的大小为0，位移的大小为‎1m，末速度的大小为‎2m/s，由导出公式：v2-v02=2ax可得，加速度a=‎2m/s2，由牛顿第二定律可得，F-mg=ma，所以F=mg+ma=12N，手对物体做功W=FL=12×1J=12J，故A正确；合力的大小为ma=2N，所以合力做的功为2×1=2J，所以合外力做功为2J，故B正确，C错误；重力做的功为WG=mgh=-10×1=-10J，所以物体克服重力做功10J，故D错误；故选AB．‎ ‎9.将质量均为m的两个小球从相同高度以相同大小的速度抛出，一个小球竖直下抛，另一个小球沿光滑斜面向下抛出，不计空气阻力。由抛出到落地的过程中，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 重力对两球做的功相等 B. 重力的平均功率相等 C. 落地时两球的机械能相等 D. 落地时重力的瞬时功率相等 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．两球在下落过程中均只有重力做功，且下落高度相同，故两球下落过程中重力做功相同；故A正确；‎ B．因为下落过程中竖直下抛的物体加速度较大，故下落时间短，又因为重力做功相同，故重力的平均功率不相等，故B错误；‎ C．因为最高点处机械能相同，且下落过程机械能守恒，故落地时两球的机械能相等，故C正确；‎ C．由机械能守恒定律可以知道，落地时瞬时速度大小相等，由方向不同，则由 ‎，可以知道重力的瞬时功率不相等，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎10.质量不同而具有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平面上滑行到停止，则（　　）‎ A. 质量大的滑行的距离大 B. 质量大的滑行的时间短 C. 它们克服阻力做功一样大 D. 质量小物体运动的加速度大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设质量为m的物体，滑行距离为S，由动能定理得，‎ 所以有，因为、相同，则质量m越大，S越小，故A错误；‎ BD．根据牛顿第二定律得，得，可以知道加速度相等；物体运动的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，则有，可得，因此质量大的滑行的距离短，滑行的时间也短，故B正确，D错误；‎ C．根据功能关系可知克服阻力做的功，所以克服阻力做的功相等，故C正确。‎ 故选BC。‎ 二、填空题（本题共2小题，每空4分，共16分）‎ ‎11.如图所示，质量为m的小物体由静止开始从A点下滑，经斜面的最低点B ‎，再沿水平面到C点停止。已知A与B的高度差为h，A与C的水平距离为s，物体与斜面间及水平面间的滑动摩擦系数相同，则物体由A到C过程中，摩擦力对物体做功是______，动摩擦因数是________。‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]从A到C过程，由动能定理可得 计算得出摩擦力对物体做的功 ‎[2]设斜面的长度为L，水平面的长度为L'，斜面倾角为θ，摩擦力做的功为 所以 解得动摩擦因数 ‎12.甲、乙两物体质量之比m1∶m2=1∶2，它们与水平桌面间的动摩擦因数相同，在水平桌面上运动时因受摩擦力作用而停止。‎ ‎(1)若它们的初速度相同，则运动位移之比为__________________；‎ ‎(2)若它们的初动能相同，则运动位移之比为__________________。‎ ‎【答案】 (1). 1：1 (2). 2：1‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)若初速度相等，因为且 它们与水平面间的摩擦因数相同，由 可得 根据匀变速运动位移与速度的关系有 可知与物体的质量无关，所以 ‎(2)若它们的初动能相同，则根据动能定理得 所以 三、解答题（本大题共2小题，13题14分，14题12分）‎ ‎13.解决变力和恒力做功两个小题，然后回答问题：‎ ‎(1)如图所示，一质量为m小球用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点缓慢地移动，当悬线偏离竖直方向θ角时，则水平力所做的功为多少？‎ ‎(2)如上题中，用恒力F将小球从平衡位置由静止开始运动，当悬线偏离竖直方向θ角时，小球获得的速度为多少？‎ ‎(3)通过该题的解答总结求力做功方法：恒力做功的求解方法。变力做功的求解方法（至少写出两种方法）。‎ ‎【答案】（1）；（2）；‎ ‎（3）见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球在缓慢移动的过程中，水平力F是变力，不能通过功的公式求解功的大小，根据动能定理得 所以水平力F所做的功为 ‎(2)根据做功的定义和几何关系有 根据动能定理可知 联立可得 ‎(3)求恒力做功可以直接根据功的定义式求解，也可以根据动能定理求解；变力做功可以利用动能定理求解，也可以根据求平均作用力的方法求解，或者利用功率求解。‎ ‎14.水平路面上运动汽车的额定功率为60kW，若其总质量为5t ‎，在水平路面上所受的阻力为车重的0.1倍，试求：‎ ‎(1)汽车所能达到的最大速度；‎ ‎(2)若汽车以‎0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，则这一过程能维持多长时间；‎ ‎(3)若汽车以额定功率启动，则汽车车速为v′=‎2m/s时其加速度多大。‎ ‎【答案】(1)； (2) 16s； (3) 。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当汽车速度达到最大时，牵引力，则由 得汽车所能达到的最大速度为 ‎(2)汽车以恒定的加速度a做匀加速运动，匀加速能够达到的最大速度为v，则有 可得 由 可得这一过程维持的时间为 ‎(3)当汽车以额定功率起动达到v′=‎2m/s的速度时，牵引力为 由牛顿第二定律得汽车的加速度为 答：(1)汽车所能达到的最大速度为；‎ ‎(2)若汽车以‎0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，则这一过程能维持16s时间；‎ ‎(3)若汽车以额定功率启动，则汽车车速为v′=‎2m/s时其加速度为。‎ ‎15.仔细观察下图，回答相关问题。‎ ‎(1)让小球从斜轨道由静止自由滚下，当h=2R时小球能过圆轨道的最高点吗？为什么？（写出小球通过最高点的条件）‎ ‎(2)小球从斜轨道上h至少为多大的位置自由滚下才能通过圆轨道的最高点？（试用动能定理和机械能守恒定律分别求解）‎ ‎(3)现使竖直圆轨道不光滑，将小球的释放高度升高至h=4R，试讨论：若小球不脱离圆轨道，则小球在竖直圆轨道上运动时，克服阻力做功应满足的条件。‎ ‎【答案】（1）不能，见解析；（2）2.5R；（3）或。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球恰好通过圆轨道最高点，即在最高点重力恰好全部提供向心力，有 可得 即小球通过最高点的条件为在最高点的速度 而当小球从h=2R处静止滚下时，根据机械能守恒可知小球如果到达最高点时速度为零，不满足小球能够通过最高点的条件，故小球不能通过最高点；‎ ‎(2)由(1)可知小球能够通过最高点，在最高点的最小速度为，根据动能定理可知 解得h=2.5R；‎ 此过程中设轨道最低点为零势能面，也可以根据机械能守恒定律可得 解得h=2.5R；‎ ‎(3)要使小球不脱离轨道则要么能够通过圆轨道，要么小球在到达和圆心等高处或之前速度减为零，小球能够沿轨道返回。当小球恰能够通过圆轨道时，根据动能定理有 解得 所以要能通过圆弧最高点应满足 当小球恰好到达与圆心等高处时速度为零，根据动能定理有 解得 所以此种情况小球能够返回需满足 综上分析可知，要使小球不脱离轨道克服阻力做功应满足或。‎