2018-2019学年福建省宁德市部分一级达标中学高一下学期期中考试物理试题（解析版）

2018-2019学年福建省宁德市部分一级达标中学高一下学期期中考试物理试题（解析版）

‎2018-2019学年宁德市部分一级达标中学第二学期期中联合考试 高一物理试卷 注意事项：1．答卷前，考生务必将班级、姓名、座号填写清楚。‎ ‎2．每小题选出答案后，填入答案卷中。‎ ‎3．考试结束，考生只将答案卷交回，试卷自己保留。‎ 第Ⅰ卷（选择题，48分）‎ 一、选择题（本题包括12个小题，每小题4分，共48分。1-8题每小题只有一个正确选项；9-12题每小题有2个或2个以上正确选项，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1.如图所示，一根轻绳拴了一个物体，若整体以加速度a向上加速运动，作用在物体上各力做功的情况是 A. 重力做负功，拉力做正功，合外力做正功 B. 重力做正功，拉力做正功，合外力做正功 C. 重力做正功，拉力做负功，合外力做负功 D. 重力做负功，拉力做负功，合外力做负功 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意知，物体向上加速运动，位移的方向与重力的方向相反，故重力做负功。拉力的方向与位移的方向相同，拉力做正功。向上加速运动，拉力大于重力，合外力向上，做正功，所以A正确；B、C、D错误。‎ ‎2.如图所示，无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是 A. 动能 B. 动能、重力势能 C. 重力势能、机械能 D. 动能、重力势能、机械能 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 无人机的重力势能Ep=mgh，与高度有关；动能Ek=，与速度的平方成正比；机械能等于动能和重力势能之和．‎ ‎【详解】无人机匀速上升，所以动能保持不变，所以选项A. B. D均错误；高度不断增加，所以重力势能不断增加，机械能不断增加，所以选项C正确。‎ 故选：C ‎3.一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内 A. 速度一定在不断地改变，加速度也一定在不断地改变 B. 速度一定在不断地改变，加速度可以不变 C. 速度可以不变，加速度一定不断地改变 D. 速度可以不变，加速度也可以不变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎：做曲线运动的物体，速度一定不断变化，但加速度可能不变，如平抛运动，ACD错误、B正确。‎ ‎4.如图所示是一幅登山导图，括号中数据为该点高度，质量约为50 kg的小宋从A点出发经过0.5 小时到达C点，小宋在这过程中克服重力做功约为 A. 3.9×104J B. 7.5×104J C. 1.2×105J D. 1.5×105J ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由图知，AC两点间的高度差为h=150m，根据功的定义式可求从A到C的过程中重力做功为：WG=-mgh=-75000J，克服重力做功为75000J，所以B正确；A、C、D错误。‎ ‎5.一艘在静水中航速为5m/s的小船要渡过一条流速为3m/s，宽为160m的河，则 A. 渡河最少需要的时间是40s B. 若河水流速变快，船过河最短时间会改变 C. 若要渡河成功，则船合速度可能等于1m/s D. 当以最短航程渡河时，船头与上游河岸夹角的余弦值为0.6‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】船头垂直于河岸航行时，渡河时间最短，所以最短的渡河时间为：t=160/5=32s，所以A错误；渡河时间与河水的流速无关，所以B错误；船在静水中航速为5m/s，水流速度为3m/s，合速度最小是2 m/s，不可能是1 m/s，所以C错误；设船头与上游河岸的夹角为α时合速度垂直于河岸，此时渡河航程最短， ，所以D正确。‎ ‎6.在某一高处将三个质量相同的小球以相同的速率v0分别竖直上抛、平抛和竖直下抛，那么以下说法正确的是 A. 各球落地前瞬间，重力的瞬时功率相同 B. 从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率相等 C. 从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功相等 D. 若考虑空气阻力，从抛出到落地过程中，三球重力势能的变化将不相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设抛出时高度为h，竖直上抛和竖直下抛的两个小球落地时竖直方向的速度相同为：，平抛的小球落地时竖直方向的速度为：，落地时，根据重力的瞬时功率为可知，上抛、下抛的两个小球各球落地前瞬间，重力的瞬时功率相同，平抛的小球的与它们不同，所以A错误；由重力做功W=mgh知，重力做功相同，但运动的时间不同，重力做功的平均功率P=W/t不同，故B错误；C正确；因重力做功与空气阻力无关，若考虑空气阻力，从抛出到落地过程中，重力做功相同，由知，重力势能的变化量也相同，故D错误。‎ ‎7.如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处。将小球拉至A处时，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点速度为v，AB间的竖直高度差为h，则 A. 由A到B过程合力对小球做的功等于mgh B. 由A到B过程小球的重力势能减少 C. 由A到B过程小球克服弹力做功为mgh D. 小球到达位置B时弹簧的弹性势能为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据动能定理，可求合外力做功，，故A错误；重力做功为mgh，故重力势能减少了mgh，所以B错误；根据动能定理，，所以从A到B的过程中，弹力做功为，小球克服弹力做功为，所以C错误；再根据可知，，又，所以小球到达位置B时弹簧的弹性势能为，故D正确。‎ ‎8.质量为1 kg的物体在水平粗糙的地面上受到一水平外力F作用运动，如图甲所示，外力F做功和物体克服摩擦力做功与物体位移的关系如图乙所示，重力加速度g为10 m/s2。下列分析错误的是 A. s＝9 m时，物体速度为3 m/s B. 物体运动位移为13.5 m C. 前3 m运动过程中物体的加速度为3 m/s2‎ D. 物体与地面之间的动摩擦因数为0.2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据W-s图像的斜率表示力，由图乙可求物体受到的摩擦力大小为f=2N，设s=9m时物体的速度为 v，根据动能定理：，代入数据可求，所以A错误；设物体运动的总位移为x，由乙图知，拉力的总功为27J，根据W=fx，可求x=13.5m，所以B正确；前3m拉力F=5N，根据牛顿第二定律：F-f=ma，代入得加速度a=3m/s2，所以C正确；摩擦力f=μmg，可求摩擦因数μ=0.2，所以D正确。‎ ‎9.在高台跳水比赛中，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h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）‎ A. 他的动能减少了Fh B. 他的重力势能减少了mgh C. 他的机械能减少了Fh D. 他的机械能减少了（F﹣mg）h ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：以人为研究象，应用动能定理可得：0－Ek=(mg－f)h，故它的动能减少了fh－mgh，A不对；由于他下降了h，故其重力势能减少了mgh，B是正确的；以人运动到最低点为参考点，则运动员进水前的机械能是Ek+mgh，到最低点的机械能为0，故机械能减少了Ek+mgh=fh，故C是正确的，D不对。‎ 考点：动能定理，机械能大小的表示。‎ ‎10.一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：摩擦力恒定，物体沿斜面下滑时做初速度为零的匀变速直线运动，根据初速度为零匀变速直线运动中合力、速度、位移和机械能所时间变化特点可解答本题．‎ 解：A、物体在斜面上运动时做匀加速运动，根据牛顿第二定律可知，其合外力恒定，故A正确；‎ B、在v﹣t图象中，斜率表示加速度大小，由于物体做匀加速运动，因此其v﹣t图象斜率不变，故B错误；‎ C、物体下滑位移为：，根据数学知识可知，其位移与时间图象为抛物线，故C错误；‎ D、设开始时机械能为E总，根据功能关系可知，开始机械能减去因摩擦消耗的机械能，便是剩余机械能，即有： ，因此根据数学知识可知，机械能与时间的图象为开口向下的抛物线，故D正确．‎ 故选：AD．‎ ‎【点评】对于图象问题要明确两坐标轴、斜率的含义等，对于比较复杂的图象问题可以利用物理规律写出两个物理量的函数关系式，根据数学知识进一步判断图象性质．‎ ‎11.如图，水平传送带两端点A、B间距离L=5m，传送带以v0=2m/s的速度（始终保持不变）顺时针运转。现将一质量为m=lkg的小煤块（可视为质点）无初速度地轻放至A点处，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2。由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕。则小煤块从A运动到B的过程中 A. 运动时间是s B. 划痕长度是0.5m C. 皮带对物块的摩擦力做的功为2J D. 由于传送煤块而使电动机多输出的能量为4J ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】设煤块的加速度为a，根据牛顿第二定律：μmg=ma，可求加速度a=2 m/s2，煤块先做匀加速运动，设经时间t1，速度增大到等于传送带的速度，然后做匀速运动，再经时间t2到达B点。由匀变速直线运动的规律，v0=at1，得t1=1s，加速运动位移，匀速运动的位移x2=L-x1=4m，所以匀速运动的时间，所以煤块从A到B运动的时间为t1+t2=3s，所以A错误；划痕的长度即为煤块在加速运动阶段，与传送带的相对位移，在t1=1s的时间内传送带的为x=v0t1=2m，相对位移（即划痕的长度）为x-x1=1m，所以B错误；摩擦力对煤块做功为W=μmg x1=2J，所以C正确；由于传送煤块系统增加的能量即为电动机多做的功，系统增加的能量包含煤块的动能和产生的热量Q，所以电动机多做的功为：，所以D正确。‎ ‎12.如图所示，AC和BC是两个固定的斜面，斜面的顶端A、B在同一竖直线上。甲、乙两个小物块分别从斜面AC和BC顶端由静止下滑，质量分别为m1、m2（m1＜m2），与斜面间的动摩擦因数均为μ，若甲、乙滑至底端C 时的动能分别为Ek1、Ek2，速度大小分别为v1、v2。甲、乙下滑至底端C的过程中克服摩擦力做的功分别为W1、W2，所需时间分别为t1、t2。则 A. v1＞v2‎ B. Ek1＞Ek2‎ C. W1＜W2‎ D. t1与t2大小关系不确定 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】设AC斜面的倾角为α，BC斜面的倾角为β，两斜面对应的水平位移均为x，对甲，从滑到C，克服摩擦力做功，根据动能定理：，可求，对乙同理可求，所以v1＞v2，故A正确；，，因m1＜m2，v1＞v2，所以无法比较，故B错误；克服摩擦力做功，甲的：，对乙：，因m1＜m2，所以W1＜W2，故C正确；甲下滑的加速度：，乙下滑的加速度：，又α＞β，所以，根据匀变速直线运动的位移公式，，，，所以无法比较运动的时间大小关系，故D正确。‎ 第Ⅱ卷 (非选择题，共52分)‎ 二、实验题（本题2小题，13题6分，14题6分，共12分）‎ ‎13.“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图（甲）所示。当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W。‎ ‎(1)对于该实验，下列说法正确的是_________‎ A．必须设法算出每次橡皮筋对小车做功的具体数值 B．每次实验时，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致 C．放小车的长木板应尽量保持水平 D．先释放小车，再接通电源 ‎(2)如图（乙）所示，A、B、C、……I、J是打点计时器在纸带上打出的一系列点（电源频率为50Hz），为了测量小车获得的速度，应选用纸带上的_______部分进行测量（用纸带中字母表示）。‎ ‎(3)根椐所测得的数据可以求得小车被橡皮筋弹出后获得的最大速度为_________m/s（结果保留3位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). B (2). FJ（只要在FJ之间均为正确） (3). 1.00‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）本实验采用倍增法，让橡皮筋做的功成倍增加，测量小车的速度，从而寻找功与速度变化的关系，不需要测出橡皮筋做功的具体数值，所以A错误；需确保每次每根橡皮筋做功一样，故每次实验时，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，B正确；本实验需平衡摩擦力，所以C错误；实验时，先接通电源，后释放小车，D错误。（2）橡皮筋恢复原长后，小车做匀速运动，即为需测量的速度，所以选取纸带上等间距的部分测量，即FJ段；（3）由乙图知，FG=2cm，时间间隔为0.02s，所以小车匀速运动的速度为。‎ ‎14.某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器。实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2，重力加速度为g。为了证明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些测量和数据分析。‎ ‎(1)下列必要的测量步骤是____________‎ A．用天平测出小物体的质量m B．用秒表测出小物体通过A、B两传感器的时间Δt C．测出小物体释放时离桌面的高度H D．测出A、B两传感器之间的竖直距离h ‎(2)若该同学用d和t1、t2的比值分别来表示小物体经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足_____________________关系式，即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的。‎ ‎(3)该同学的实验设计可能会引起误差的是(请写出一种)：________________________‎ ‎【答案】 (1). B (2). (3). d太大或h测量不准 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据实验目的以及机械能守恒定律的表达式，可明确该实验需要测量的物理量；（2）写出机械能守恒的表达式，可正确解答本题．（3）本实验的误差有数据测量导致的，还有就是在该实验中用平均速度代替瞬时速度，因此若物体挡光的宽度d太大，将导致瞬时速度的测量不准确，当然还有其他因素导致的误差等．‎ ‎【详解】解：（1）A、根据机械能守恒的表达式，可知不需要测量质量，A错误；B、实验中需要测量从A到B过程中重力势能的减小量，因此需要测量AB之间的距离h，故B正确；C、测出AB之间的距离h，不需要测量小物体释放时离桌面的高度H，故C错误；D、根据机械能守恒定律的表达式，可知不需要测量小物体通过A、B两传感器的时间△t，故D错误．故选B．‎ ‎（2）本实验中利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故有：， ，根据，可得：．‎ ‎（3）本实验的误差有数据测量导致的，还有就是在该实验中用平均速度代替瞬时速度，因此若物体挡光的宽度d太大，将导致瞬时速度的测量不准确，当然还有其他因素导致的误差等．‎ ‎【点睛】对于实验不光要从理论上理解，关键是要动手实验，体会实验步骤以及数据处理的过程，加深对实验的理解．‎ 三、计算题（本题共4小题，共40分。解题时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的，最后要写出数值和单位，并将相应内容填入答题卷相应位置）‎ ‎15.如图所示，位于水平面上的物体，在斜向上的恒定拉力F作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动．已知F的大小为10N、方向与速度v的夹角为37°，物体在10s内前进了15m，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：‎ ‎(1)10s内拉力F对物体做功是多大；‎ ‎(2)10s内拉力F对物体做功的平均功率是多大。‎ ‎【答案】（1）拉力F做功为W=120J；（2）平均功率为P=12w ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)拉力F做功：W=FScos37o ‎ 代入数据解得：W=120J ‎ ‎(2)平均功率： ‎ 代入数据解得：P=12w ‎16.A、B两小球同时从距地面高h=15m处同一点抛出，初速度大小均为v0=10m/s。A球竖直向下抛出，B球水平抛出，空气阻力不计，重力加速度取g=l0m/s2。求：‎ ‎(1)A球经多长时间落地；‎ ‎(2)A球落地时，B球速度大小及速度与水平方向夹角的正切值。‎ ‎【答案】（1）A球落地时间为；（2）B球速度为，B球速度与水平方向夹角的正切值 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）A球做竖直下抛运动： ‎ 解得： ‎ ‎（2）B球做平抛运动，1s末：vy=gt=10m/s ‎ 所以， ‎ 设速度与水平发现的夹角为θ，则 ‎17.某汽车发动机的额定功率为P，质量m=2000 kg，当汽车在路面上行驶时受到的阻力为车对路面压力的0.1倍。若汽车从静止开始以a=1m/s2的加速度在水平路面上匀加速启动，t1=20s时，达到额定功率。此后汽车以额定功率运动，t2=100 s时速度达到最大值，汽车的v-t图象如图所示，取g=10 m/s2，求：‎ ‎(1)汽车的额定功率P；‎ ‎(2)汽车在t1至t2期间的位移s2；‎ ‎(3)若汽车在路面倾角为θ的斜坡路段行驶，求匀速上坡的最大速度（已知sinθ=0.1，）。‎ ‎【答案】（1）80kW；（2）2600m；（3）20m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由图像可知，汽车的最大速度为v0=40m/s 汽车F-kmg=0‎ 汽车的额定功率P=Fv0=80kW；‎ ‎（2）汽车在t2至t3期间，根据动能定理 ‎ ‎ 解得：x2=2600m；‎ ‎（3）该车匀速上坡的最大速度 F-mgsinθ-kmgcosθ=0‎ 解得：=20m/s ‎18.如图所示，一个半径为R半球形碗固定在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口光滑。一根轻质细线跨在碗口上，线的两端分别系有小球A和B，当它们处于平衡状态时，小球A与O点的连线与水平线夹角为60°。‎ ‎(1)求小球A与B的质量比：；‎ ‎(2)现将A球质量改为2m、B球质量改为m，且开始时A球位于碗口C点，由静止沿碗下滑，当A球滑到碗底时，求两球总的重力势能改变量；‎ ‎(3)在(2)条件下，当A球滑到碗底时，求B球速度大小。‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：(1) 设绳张力为T，对A球进行受力分析，有 ‎ ‎ 对B球进行受力分析，有可解得：‎ ‎(2) A球的重力势能改变量为 B两球的重力势能改变量为 所以A、B两球总的重力势能改变量为 ‎(3) 当A球滑到碗底时，设A、B两球的速度分别为、，则 ‎⑴‎ 根据A、B两球总机械能守恒，有⑵‎ 即⑶‎ 联立以上三式，解得：（或或）‎ 考点：物体的平衡；机械能守恒定律.‎ ‎ ‎ ‎ ‎