福建省建瓯市芝华中学2020学年高一物理下学期第一次月考试题（含解析）

福建省建瓯市芝华中学2020学年高一物理下学期第一次月考试题（含解析）

‎2020学年芝华中学高一下第一次月考物理试卷 ‎ 一、选择题(本题共12小题，每小题4分,共48分)‎ ‎1.在下列情况下机械能守恒的有（ ）‎ A. 在空气中匀速下落的降落伞 B. 起重机吊着加速上升的重物 C. 沿斜面匀速下滑的物体 D. 做自由落体运动的物体 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A：在空气中匀速下落的降落伞，动能不变，重力势能减小，机械能减小。故A项机械能不守恒。‎ B：起重机吊着加速上升的重物，动能增大，重力势能增大，机械能增大。故B项机械能不守恒。‎ C：沿斜面匀速下滑的物体，动能不变，重力势能减小，机械能减小。故C项机械能不守恒。‎ D：做自由落体运动的物体，只受重力，下落过程中只有重力做功，机械能守恒。故D项机械能守恒。‎ 本题选机械能守恒的，答案为D。‎ 点睛：机械能守恒的条件是系统除重力（弹簧弹力）外其他力做的功为零。‎ ‎2.某运动物体的动能为Ek，若将其质量和速度均变为原来的2倍，则物体的动能变为（ ）‎ A. 2Ek B. 8Ek C. 4Ek D. 16Ek ‎【答案】B ‎【解析】‎ 物体动能的表达式，若将其质量和速度均变为原来的2倍，则物体的动能变为。故B项正确，ACD三项错误。‎ ‎3.关于摩擦力做功，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功 B. 静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用，一定不做功 C. 静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功 D. 滑动摩擦力可以对物体做正功 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，可能做正功、也可能做负功或者不做功，选项A错误，D正确；静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用，可能做正功、也可能做负功或者不做功，选项B错误；静摩擦力和滑动摩擦力对物体都可能做正功、也可能做负功或者不做功，选项C错误；故选D.‎ ‎4.下列关于力做功的说法中，正确的是 ( )‎ A. 人用力F=300N将足球踢出，球在空中飞行40m，人对足球做功1200J B. 人用力推物体，但物体未被推动，人对物体做功为零 C. 物体竖直上升时，重力不做功 D. 只有恒力才能做功，变力不能做功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A．用的力踢足球后，足球不再受力的作用，因此无法计算踢足球的力做功的多少，故A错误；‎ B．物体未被推动说明物体的位移为，所以人对物体做功为零，故B正确；‎ C．物体竖直上升时，位移方向向上，重力方向向下，所以重力做负功，故C错误；‎ D．只要有力作用在物体上，并且在力的方向上有位移，力就做功，跟恒力还是变力无关，故D错误．‎ 故选：B．‎ ‎5.质量为2kg的物体从足够高处自由下落，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则第1s末重力的功率是 A. 100W B. 50W C. 200W D. 150W ‎【答案】C ‎【解析】‎ 分析：求出1s末的瞬时速度，再根据P=mgv求出1s末重力的瞬时功率．‎ 解答：解：1s末的速度v=gt=10×1m/s=10m/s．则1s末重力的瞬时功率P=mgv=10×10W=100W．故A正确，B、C、D错误．‎ 故选A．‎ ‎6.如图所示,质量为的物体放在光滑的倾角为的直角劈上,同时用力向右推劈,使与劈保持相对静止,在前进的水平位移为的过程中,劈对做的功为( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ m与楔形物体相对静止，二者必定都向右加速运动．即m的合外力方向水平向右 画出m的受力图，‎ 根据几何关系得：‎ 又劈对P只有支持力，所以支持力做的功为：‎ ‎，即为劈对P做的功，D正确；ABC错误；‎ 故选D。‎ ‎7.一小石子从高为10 m处自由下落，不计空气阻力，经一段时间后小石子的动能恰等于它的重力势能(以地面为参考平面)，g＝10 m/s2，则该时刻小石子的速度大小为(　　)‎ A. 5 m/s B. 10 m/s C. 15 m/s D. 20 m/s ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：运动的过程中小石子的机械能守恒，取地面为零势能面。‎ 设小石子在离地高度为h′时动能等于重力势能，根据机械能守恒可得：mgh=mgh′+mv2，‎ 由于动能和重力势能相等，则有：mgh′=mv2，代入数据解得：v==m/s=10m/s；‎ 故选：B。‎ 考点：机械能守恒定律；自由落体运动。‎ ‎8. 在光滑的地板上，用水平拉力分别使两个物块由静止获得相同的动能，那么可以肯定（ ）‎ A. 水平拉力相等 B. 两物块质量相等 C. 两物块速度变化相等 D. 水平拉力对两物块做功相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 根据动能定理公式W＝ΔEk 可知，分别用两个水平力由静止开始拉两个物体，使它们获得相同的动能，由于地面光滑，所以拉力即为物体受到的合外力，则可以断定两水平拉力对物体做的功一定相等，而两拉力大小、两个物体的质量、以及两物体的速度变化等都不一定相等，所以A、B、C错误，D正确．‎ 故选D ‎9.如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g. 在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A. 运动员减少的重力势能全部转化为动能 B. 运动员获得的动能为mgh C. 运动员克服摩擦力做功为mgh D. 下滑过程中系统减少的机械能为mgh ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据下降的高度分析重力势能的减少量．由牛顿第二定律可求得合外力，则可求得合力所做的功；则由动能定理可求得动能的变化量，分析人在运动过程中的受力及各力做功情况，求得摩擦力；由摩擦力做功可求得机械能的变化量．‎ ‎【详解】A．由于人下滑的加速度 a=g＜gsin30°，所以人在下滑中受重力、支持力及摩擦力的作用，由功能关系可知，运动员的重力势能转化为动能和内能，则运动员减少的重力势能大于增加的动能，故A正确；‎ B．由牛顿第二定律可知，人受到的合力 F=ma=mg，合力对运动员做的功 W=Fs=mg•2h=mgh；由动能定理可知，运动员获得的动能为mgh；故B错误；‎ C．物体合外力F=mgsin30°-Ff=mg，故摩擦力大小 Ff=mg；运动员克服摩擦力做功 ‎ Wf= mg×2h=mgh；故C错误；‎ D．运动员克服摩擦力做功等于机械能的减小量，故机械能减小了 mgh，故D正确；‎ 故选AD。‎ ‎【点睛】在理解功能关系时，应抓住：重力做功等于重力势能的变化量，阻力做功等于机械能的改变量，而合力外力做功等于动能的变化量．‎ ‎10. 如图所示，重物P放在粗糙的水平板OA上，当水平板绕O端缓慢抬高，在重物P没有滑动之前，下列说法正确的是 A. P受到的支持力不做功 B. P受到的支持力做正功 C. P受到的摩擦力不做功 D. P受到的摩擦力做负功 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：物块在上升的过程中，物块相对于木板并没有滑动，所以物块受到的摩擦力对物块做的功为零，由于重力对物块做了负功，摩擦力对物块不做功，根据动能定理可以知道，支持力对物块做正功，故B正确．‎ 考点：考查了功的计算 ‎【名师点睛】能正确的受力分析，理解做功的条件并结合动能定理分析各力的做功情况是解决此题的关键，属于中档题目．‎ ‎11.某同学将质量为m的一矿泉水瓶可看成质点竖直向上抛出，水瓶以5g/4的加速度匀减速上升，上升的最大高度为H,水瓶往返过程受到的阻力大小不变则 A. 水瓶落回地面时动能大小为mgH/4‎ B. 上升过程中水瓶的机械能减少了5mgH/4‎ C. 上升过程中水瓶的动能改变量为5mgH/4‎ D. 水瓶上升过程克服重力做功的平均功率大于下落过程重力的平均功率 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的阻力作用，故有，解得，上升过程中，根据动能定理可得，解得，A正确；克服阻力做功，等于机械能减小量，，故B错误；下降过程中有，C错误；上升和下降过程中加速度都向下，都处于失重状态，D错误；‎ 考点：考查了动能定理，失重超重 ‎【名师点睛】由牛顿第二定律可分析物体受到的合力，则可求得摩擦力；由动能定理即可求得动能的改变量；根据重力之外的力做功等于机械能的改变量可求得机械能的改变量；对下落过程由动能定理可求得动能的增加量 ‎12.质量为m的物体由固定在地面上的斜面顶端匀速滑到斜面底端，斜面倾角为θ，物体下滑速度为v，如图所示，以下说法中正确的是（ ）‎ A. 重力对物体做功的功率为mgvsinθ B. 重力对物体做功的功率为mgv C. 物体克服摩擦力做功的功率为mgvsinθ D. 物体克服摩擦力做功的功率为mgv ‎【答案】AC ‎【解析】‎ AC、重力做功的瞬时功率，故A正确，B错误；‎ CD、根据共点力平衡知，摩擦力的大小f=mgsinθ，则克服摩擦力做功的功率，故C正确，D错误；‎ 故选AC。‎ ‎【点睛】根据共点力平衡求出摩擦力的大小，结合瞬时功率的表达式得出重力做功的功率和克服摩擦力做功的功率。‎ 二、实验题(共2小题，共18分)‎ ‎13.某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：‎ ‎①摆好实验装置如图.‎ ‎②将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．‎ ‎③在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线P上．‎ ‎④释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带．‎ ‎(1)在多次重复实验得到的纸带中取出较为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：‎ ‎①第一个点到第N个点的距离为40.0 cm.‎ ‎②打下第N点时小车的速度大小为1.00 m/s.‎ 该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出拉力对小车做的功为________J，小车动能的增量为________J.（结果保留2为有效数字）‎ ‎(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学的实验操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是(至少说出一种可能)：_________________________________________‎ ‎【答案】（1）0.20，0.10，（2）小车质量没有远大于钩码质量，没有平衡摩擦力 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）从打下第一点到打下第N点拉力对小车做的功：W=mgs=0.05×9.8×0.4J=0.196J；‎ 小车的动能增量为：△EK=mv2=0.100J；‎ ‎（2）该实验产生误差的主要原因一是钩码重力大小并不等于绳子拉力的大小，设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：F=Ma，对钩码有：mg-F=ma；解得，由此可知当M＞＞m时，钩码的重力等于绳子的拉力，显然该实验中没有满足这个条件；另外该实验要进行平衡摩擦力操作，否则也会造成较大误差．操作错误：先放小车后开电源也会引起较大误差；（任选两条）‎ ‎14.如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置。现有器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。‎ ‎（1）为完成实验，还需要的器材有__________。‎ A．米尺 B．直流电源 C．秒表 D．交流电源 ‎（2）某同学用图所示装置打出的一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为，根据纸带计算出打下点时重物的速度大小为_________。（结果保留三位有效数字）‎ ‎（3）采用重物下落的方法，根据公式验证机械能守恒定律，要求重物的初速度为零，为验证和满足此要求，所选择的纸带第、‎ 点间的距离应接近____________。‎ ‎（4）该同学根据纸带算出了相应点的速度，作出图象如图所示，则图线斜率的物理意义 是__________________________________。‎ ‎【答案】 (1). AD； (2). 1.75；  (3). 重物的初速度为零； (4). 2mm； (5). 当地重力加速度的2倍 ‎【解析】‎ ‎（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表。打点计时器应该与交流电源连接。需要刻度尺测量纸带上两点间的距离。故选AD。（2）由图可知CE间的距离为：；则由平均速度公式可得，D点的速度，（3）用公式时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，打点计时器的打点频率为50Hz，打点周期为0.02s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度，所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm，（4）由机械能守恒，得，由此可知：图象的斜率。‎ ‎【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项。纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能。根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值。明确实验原理及要求，从而确定实验中应注意的问题；明确机械能守恒定律的基本规律列式，再根据图象进行分析明确图象的斜率。‎ 三、计算题(共3小题，共34分)‎ ‎15.质量为5 kg的物体静止于水平地面上，现对物体施以水平方向的恒定拉力，1 s末将拉力撤去，物体运动的vt图象如图所示，试求：‎ ‎(1) 滑动摩擦力的大小；‎ ‎(2) 滑动摩擦力在0～3 s内做的功；‎ ‎【答案】(1) f＝30 N (2)－540 J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据vt图象知，撤去拉力后物体加速度大小：a2＝＝-6 m/s2‎ 撤去拉力后，物体只受摩擦力，则f＝ma2＝30 N ‎（2）物体在3 s内的位移：s＝m＝18 m 摩擦力做的功为：Wf＝－fs＝－540 J.‎ ‎16.上海世博会期间，新能源汽车成为园区的主要交通工具，其中有几百辆氢燃料电池汽车．氢在发动机内燃烧过程中，只会排出水蒸气而无其他废气排出，因此不会产生温室效应．有一辆氢燃料电池汽车重6 t，阻力是车重的0.05倍，最大输出功率为60 kW，求：‎ ‎(1)车以a＝0.5 m/s2从静止匀加速起动，能有多长时间维持匀加速运动？‎ ‎(2)最大行驶速度为多少？‎ ‎【答案】(1)20 s　(2)20 m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设车匀加速起动时间为t，则有 F－f＝ma ①‎ P＝Fv′ ②‎ v′＝at ③‎ 由①②③解得t＝‎ 解得t＝20 s.‎ ‎（2）当速度继续增大时，F减小，a减小．当F＝f时a＝0，速度最大，‎ 所以v＝＝20 m/s.‎ ‎17.在世界锦标赛中，冰壶运动引起了人们的关注．冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图所示，运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手，此后冰壶沿AO′滑行，最后停于C点．已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m，AC＝L，CO′＝r，重力加速度为g.‎ ‎(1)求冰壶在A点的速率；‎ ‎(2)若将BO′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ，原只能滑到C点的冰壶能停于O′点，求A点与B点之间的距离．‎ ‎【答案】(1)　(2)L－4r ‎【解析】‎ ‎(1)从A到C，由动能定理有：，得到：。‎ ‎(2)从A到，由动能定理有：‎ 得：。‎ 点睛：本题的重点是对研究阶段的选取，如第二问，AB和BO段的摩擦因数不一样，故列全过程动能定理时一定要注意摩擦因数的变化，这种细节问题会决定解题的正确与否。‎