福建省华安县第一中学2020学年高一物理下学期第一次月考试题（含解析）

福建省华安县第一中学2020学年高一物理下学期第一次月考试题（含解析）

华安一中2020学年第二学期高一年月考物理试卷 ‎ 一、单项选择题：‎ ‎1.关于摩擦力做功的下列说法中正确的是 A. 摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功 B. 静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功 C. 静摩擦力起着阻碍物体相对运动趋势的作用，不做功 D. 滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 恒力做功的表达式W=FScosα，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故AD错误。恒力做功的表达式W=FScosα，静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故C正确，B错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎2.如图是质量m=3kg的质点在水平面上运动的v-t图象，以下判断正确的是 A. 在t=l.0s时，质点的加速度为零 B. 在1.0-3.0s时间内，质点的平均速度为1m/s C. 在0-2.0s时间内，合力对质点做功为零 D. 在1.0-4.0s时间内，合力对质点做功的平均功率为6W ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、速度时间图线的斜率表示加速度，在t=1.0s时，速度为零，但是斜率不为零，则加速度不为零，故A错误；‎ B、在时间内，质点的位移，根据平均速度的定义式知，质点的平均速度，故B错误；‎ C、在时间内，初末速度的大小相等，则动能的变化量为零，根据动能定理知，合力对质点做功为零，故C正确；‎ D、在时间内，动能的变化量，则合力做功为6J，合力做功的平均功率，故D错误。‎ 点睛：解决本题的关键知道速度时间图线的含义，知道图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移，知道合力做功等于动能的变化量。‎ ‎3.如图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬重力为G的物体。设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率为v逆时针转动，则（ ）‎ A. 人对重物做功功率为Gv B. 人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向右 C. 人对传送带的摩擦力对传送带不做功 D. 人对传送带做功的功率大小为Gv ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 重物没有位移，所以人对重物没有做功，功率为0，故A错误；‎ B. 根据人的重心不动，则知人处于平衡状态，摩擦力与拉力平衡，传送带对人的摩擦力方向向右，拉力等于物体的重力G，所以人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向左，故B错误；‎ CD. 在时间t内人对传送带做功消耗的能量等于人对传送带做的功，人的重心不动，绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡，而拉力又等于G.根据P=Fv，所以人对传送带做功的功率为Gv.故C错误，D正确。‎ 故选：D ‎【点睛】通过在力的方向上有无位移判断力是否做功．人的重心不动，则知人处于平衡状态，摩擦力与拉力平衡．根据恒力做功功率公式可以求得人对传送带做功功率为P=Fv．‎ ‎4.如图所示，物体A的质量大于B的质量，绳子的质量，绳与滑轮间的摩擦可不计，A、B恰好处于平衡状态，如果将悬点P靠近Q少许使系统重新平衡，则 A. 物体A的重力势能增大 B. 物体B的重力势能增大 C. 绳的张力减小 D. P处绳与竖直方向的夹角减小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ B物体对绳子的拉力不变，等于物体B的重力；动滑轮和物体A整体受重力和两个拉力，拉力大小恒定，重力恒定，故两个拉力的夹角不变，如图所示；‎ 所以物体A上升，物体B下降，所以物体A的重力势能增大，物体B的重力势能减小，故A正确；BCD错误；‎ 故选A。‎ ‎【点睛】关键抓住平衡后滑轮所受的三个拉力大小都不变．对于动滑轮，平衡时两侧绳子的拉力关于竖直方向具有对称性。‎ ‎5. 如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球所受重力为G，平衡时小球在A处．今用力F竖直向下压小球使弹簧缩短x，让小球静止在B处，则（ ）‎ A. 小球在A处时弹簧的弹力为零 B. 小球在B处时弹簧的弹力为kx C. 小球在A处时弹簧的弹性势能较大 D. 小球在B处时弹簧的弹性势能较大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：小球处于A位置时，保持静止状态，受力平衡；在B位置同样受力平衡，可根据共点力平衡条件求解力；弹簧压缩量越大，弹性势能越大．本题关键根据胡克定律和平衡条件分两次列式；同时要注意小球在A位置时，弹簧就已经有压缩量．‎ 解：A、小球处于A位置时，保持静止状态，受重力和弹力，二力平衡，故弹力等于重力，即mg=kx1 ，故A错误；‎ B、小球处于B位置时，保持静止状态，受重力、压力F和弹簧弹力，根据共点力平衡条件F+G=F弹，根据胡克定律，有F弹=k（x1+x），联立解得：F弹=G+kx，故B错误；‎ C、D、弹簧压缩量越大，弹性势能越大，故C错误，D正确；‎ 故选：D．‎ 点评：本题关键根据胡克定律和平衡条件分两次列式；同时要注意小球在A位置时，弹簧就已经有压缩量．‎ ‎6.如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点。已知重力加速度为g，若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为（ ）‎ A. mgl B. mgl C. mgl D. mgl ‎【答案】C ‎【解析】‎ 规定O点所在的水平面为零势能位置，则第一次软绳的重力势能为,第二次对折以后，软绳的重力势能为，重力势能增加，所以外力至少的做功量为 ‎,所以C正确。故选C.‎ ‎7.在体育课上，某同学练习投篮，他站在罚球线处用力将篮球从手中投出，如图所示，篮球约以1m/s的速度撞击篮筐．已知篮球质量约为0.6kg，篮筐离地高度约为3m，则该同学投篮时对篮球做的功约为(　　)‎ A. 1J B. 10J C. 30J D. 50J ‎【答案】B ‎【解析】‎ 对整个过程运用动能定理得,W−mgh= −0，‎ 代入数据解得W=mgh+=0.6×10×1.5+×0.6×1J≈10J.‎ 故选：B.‎ ‎8.如图是一汽车在平直路面上启动的速度－时间图象，在0 ~ t1段图像是直线段，t1‎ 时刻起汽车的功率保持不变。已知路面阻力不变，则由图象可知（ ）‎ A. 0 ~ t1时间内，汽车牵引力增大，加速度增大，功率不变 B. 0 ~ t1时间内，汽车牵引力不变，加速度不变，功率增大 C. t1 ~ t2时间内，汽车牵引力增大，加速度增大 D. t1 ~ t2时间内，汽车牵引力不变，加速度不变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由图可知，汽车从静止开始做匀加速直线运动，随着速度的增加，汽车的功率也要变大，当功率达到最大值之后，功率不能在增大，汽车的牵引力就要开始减小，以后就不是匀加速运动了，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值。‎ ‎【详解】（1）由图像可知，汽车在0- t1时间内做匀加速直线运动，加速度a不变，根据牛顿第二定律得：，故牵引力不变，功率，随时间逐渐增大，A错误，B正确；‎ ‎（2）汽车在t1时刻达到额定功率，之后的运动过程中，功率保持不变。根据，汽车在t1 ~ t2时间内，随着速度的增加，逐渐减小，由知，汽车将做加速度a逐渐减小的加速运动，直到t2时刻，，汽车速度达到最大，之后匀速。故C、D均错误。‎ 故本题选B。‎ 二、多项选择：‎ ‎9.如图所示，质量相等的两物体A、B(均可视为质点)处于同一高度。A自由下落，B沿固定的光滑斜面从静止开始下滑，在A、B运动到水平地面的过程中，下列说法正确的是( )‎ A. 重力对两物体做功不同 B. 重力对两物体做功的平均功率不同 C. 刚要接触地面时两物体的动能相同 D. 刚要接触地面时重力对两物体做功的瞬时功率相同 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ A、两物体下降的高度相同，根据知，质量相等，则重力做功相同，故A错误；‎ B、设斜面的高度为h，倾角为，A物体运动的时间为：，‎ 对B，加速度，根据得：，可知A、B的时间不等，则重力做功的平均功率不等，故B正确；‎ C、根据动能定理知：，解得：，故末速度大小相等，方向不同，再根据知，到达底端时重力的瞬时功率不同，故CD错误。‎ 点睛：解决本题的关键知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法，知道重力做功与路径无关，与首末位置的高度差有关。‎ ‎10.如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向左推车厢(人与车厢始终保持相对静止)，则下列说法正确的是( )‎ A. 人对车厢做正功 B. 车厢对人做负功 C. 人对车厢做负功 D. 车厢对人做正功 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 先确定人对车厢的作用力方向和力的作用点的位移方向，这里人对车厢除有手对车厢的推力F1外，还有个容易被疏忽的力：脚对车厢地板的静摩擦力F2，受力分析如图所示．其中F1做正功，F2做负功．由于F1和F2大小未知，因此这两个力的总功正负难以确定．于是将研究对象转换为受力情况较简单的人，在水平方向人受到车厢壁向右的力F1′和车厢地板对人向左的静摩擦力F2′，这两个力的合力使人产生向左加速运动的加速度，合力是动力，对人做正功，表示车厢对人做正功，由牛顿第三定律知，人对车厢的作用力向右，是阻力，所以人对车厢做负功，故CD正确．故选CD.‎ ‎11.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平地面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹簧弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则( )‎ A. t2时刻弹簧的弹性势能最大 B. t3时刻弹簧的弹性势能最大 C. t1～t3这段时间内，弹簧的弹性势能先减小后增加 D. t1～t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】小球接触弹簧后，先向下做加速度减小的加速运动，当弹簧的弹力与重力相等时，速度最大，然后做加速度逐渐增大的减速运动，到达最低点时，弹力最大，弹性势能最大，可知t2时刻弹力最大，弹性势能最大，故A正确，B错误。t1～t3这段时间内，弹簧的弹力先增大后减小，知弹性势能先增大后减小，故D正确，C错误。故选AD。‎ ‎12.如图所示，质量为的滑块在水平面上以速度v撞上劲度系数为k的轻质弹簧，当滑块将弹簧压缩了时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开。已知滑块与水平面间的动摩擦因素为，整个过程弹簧未超过弹性限度且二者未栓接，则下列判断正确的是（ ）‎ A. 滑块向右运动过程中,滑块机械能一直减小 B. 滑块与弹簧接触过程中,滑块的机械能先减小后增大 C. 滑块与弹簧接触过程中,滑块与弹簧组成的系统机械能一直减小 D. 滑块最终停在距离弹簧右端的右边处处 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ A、滑块向右运动是从弹簧压缩量最大时开始的，此时受到水平向右的弹力和向左的摩擦力，开始时弹簧的弹力大于摩擦力，但当弹簧伸长到一定程度，弹力和摩擦力大小相等，此后摩擦力大于弹力。所以滑块向右运动过程中，是先加速，后减速，即滑块的机械能先增大后减小，故A错误；‎ B、滑块向左运动与弹簧接触过程中，弹簧弹力和摩擦力对滑块做负功，滑块的机械能减小，滑块向右运动过程中由A分析知，滑块的机械能先增大后减小，故B错误；‎ C、在滑块与弹簧接触过程中，在滑块运动过程中地面对滑块的摩擦力一直对滑块做负功，故系统机械能一直在减小，故C正确；‎ D、根据动能定理，滑块运动过程中只有摩擦力对滑块做功，根据动能定理有解得：，故D正确。‎ 点睛：解决此类问题，要正确的分析物体运动的过程及物体的受力情况，并会确定运动过程中的临界点和分析在临界点上的受力，当物体接触弹簧后向右运动的过程中，开始是加速运动的，当弹力和摩擦力相等时，加速度为零，之后摩擦力要大于弹力，物体开始做减速运动，弹力和摩擦力相等时即为一个临界点。‎ 三、实验题：‎ ‎13.在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s)，那么：‎ ‎(1)纸带的________(用字母表示)端与重物相连；‎ ‎(2)打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=________；‎ ‎(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=________，此过程中物体动能的增加量△Ek=________；(g取9.8m／s2，保留两位小数)‎ ‎(4)通过计算，数值上△EP___△Ek(填“<”、“>”或“=”)，这是因为____________；‎ ‎(5)实验的结论是：___________________________________________________________.‎ ‎【答案】(1)P (2)0.98m／s (3)△Ep="0.49098J" △Ek=0.4802J (4)“>”，有机械 能损失 (5)在没有阻力的情况下，机械能守恒。‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 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；‎ 该实验的误差主要来源于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在；‎ ‎【详解】（1）与重物相连的纸带一端应该先打出点，先打出点的速度较小，距离较小，从纸带图上可以看出是P点．‎ ‎（2）利用匀变速直线运动的推论中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则：；‎ ‎（3）重力势能减小量 动能的增加量为：；‎ ‎（4）通过计算，在数值上，由于存在摩擦阻力，所以有机械能损失；‎ ‎（5）由于重力势能减小量略大于动能的增加量，在误差允许范围内，物体减少的重力势能等于增加的动能，即重物下落过程中机械能守恒。‎ ‎【点睛】纸带的问题是处理时力学实验中常见的问题，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，然后利用功能关系来判断重力势能的变化和动能的增量的关系。‎ 四、计算题：‎ ‎14.如图所示,水平地面上的物体质量为2kg,在方向与水平面成37°角、大小为10N的拉力F作用下移动2m,已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2。在这一过程中,物体受的各力做功多少?合力做功多少?(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)‎ ‎【答案】WG=WN=0　WF=16J　Wf=-5.6J　W合=10.4J ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 分清物体的受力情况，明确物体受到的所有力；再分析每个力与位移的夹角，即可根据功的定义求解。‎ ‎【详解】体受重力、支持力、拉力、摩擦力四个力作用，受力分析如图所示，其中重力和支持力与运动方向垂直，不做功，拉力做正功，摩擦力做负功。‎ 拉力F对物体做的功为：WF=F·lcos37°=10×2×0.8J=16J 摩擦力对物体做的功为：Wf=flcos180°=-μ(mg-Fsin37°)l=-0.2×(2×10-10×0.6)×2J=-5.6J 重力和支持力做的功为：WG=WN=0‎ 合力做的功为：W合=WG+WN+WF+Wf=16J-5.6 J=10.4 J ‎【点睛】本题考查功的计算，在计算中要注意克服摩擦力做功与负功的意义；同时注意各力和位移之间的夹角的分析。‎ ‎15.如图所示,质量为m=2kg的木块在倾角为370的斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为0.5,已知g=10m/s2,求:‎ ‎(1)前2s内重力做的功.‎ ‎(2)前3s内重力的平均功率.‎ ‎(3)第4s末重力的瞬时功率.‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎(1)根据牛顿第二定律,有mgsin370-µmgcos370=ma,可以得到:a=2m/s2‎ 前2s内物体走过的位移为:x=at2=4m 则重力的功为:WG=mgxsin370=48J ‎(2)前3s内物体走过的位移为: x=at2=9m ,则重力的功为: WG=mgxsin370=108J 前3s内重力的平均功率 ‎(3)第4s末物体的速度为v=at=8m/s 则瞬时功率为:P=mgvcos530=96W 点睛：此题关键是或区别瞬时功率和平均功率的求解公式：一般说用来求解平均功率，而P=Fvcosθ用来求解瞬时功率.‎ ‎16.汽车发动机的额定功率为30kW，质量为2000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，求：（g取10m/s2）‎ ‎（1）汽车在路面上能达到的最大速度 ‎（2）若以恒定功率启动，当汽车速度为10m/s时的加速度是多少？‎ ‎（3）若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，则这一过程能持续多长时间．‎ ‎【答案】(1)15m/s (2) (3)7.5s ‎【解析】‎ ‎（1）速度最大时，牵引力等于阻力：‎ ‎（2）当速度时，则 ‎（3）若汽车从静止作匀加速直线运动，则当时，匀加速结束 点睛：汽车以额定功率行驶时，当汽车的牵引力等于阻力时，速度最大，根据功率公式可求最大速度；当速度10m/s时，求出牵引力，根据牛顿第二定律可求加速度；若汽车从静止作匀加速直线运动，当达到额定功率时，匀加速结束，‎ 求出此时速度，根据速度时间关系，可求时间。‎ ‎17.游乐园中的水上滑梯可简化成如图所示的模型:倾角为θ=370斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接,起点A距水面的高度H=7.0m，BC长d=2.0m，端点C距水面的高度h=1.0m,质量m=50kg的运动员从滑道起点A无初速地自由滑下，运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.1(取重力加速度g=10m/s2，cos370=0.8，sin370=0.6，运动员在运动过程中可视为质点)求:‎ ‎(1)运动员从起点A下滑到B的过程中，重力势能减少量∆EP；‎ ‎(2)运动员从起点A下滑到端点C的过程中，摩擦力所做的功Wf；‎ ‎(3)运动员到达水面时速度的大小v.‎ ‎【答案】（1）3000J（2）-500J（3）2m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)运动员沿AB下滑时, 重力势能减少量：∆EP=mg(H-h)‎ 代入数据解得：∆EP=3000J ‎(2)运动员从A滑到C的过程中,摩擦力做功：‎ 代入数据解得：Wf=-500J ‎(3)从A点滑出至落到水面的过程中, 据动能定理得：mgH+Wf=mv2‎ 代入数据解得：v=2m/s