河北省石家庄市辛集中学2023-2024学年高一上学期3月周测物理试题

河北辛集中学2023级高一物理3.19限时训练 一、单选题（每题4分，共40分） 1．下列关于功率的说法中正确的是（    ） A．由P=Fv知，物体运动得越快，功率越大 B．由P=知，力做的功越多，功率越大 C．由W=Pt知，功率越大，力做的功越多 D．由P=Fvcosα知，某一时刻，即使力和速度都很大，但功率不一定大 2．两个力、夹角成90°作用在同一物体上，使物体通过一段位移过程中，对物体做功3J，对物体做功，则和的合力对物体做的功W为（　　） A． B． C． D． 3．如图，桌面距地面的高度为，质量为的小球处于距地面的高度为处，重力加速度为，则（　　）    A．小球的重力势能为 B．小球的重力势能为 C．若取桌面处为零势能面，则小球的重力势能为 D．若取地面处为零势能面，则小球的重力势能为 4．高空坠物往往使落下的物体具有很大的动能，非常危险。假如一个质量为5kg的花盆，从离地面20m高的阳台由静止坠落，忽略空气阻力，g取，在花盆下落过程中重力的平均功率为（　　） A． B． C． D． 5．物体放在水平地面上，在水平拉力的作用下，沿水平方向运动，在6s内其速度与时间关系的图像和拉力的功率与时间关系的图像如图甲、乙所示，由图像可以求得物体的质量为（取10m/s2）（　　）    A．2kg B．2.5kg C．3kg D．3.5kg 6．如图甲，起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其重物的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，此过程中钢索拉力的功率P随时间t变化的图像可能是图丙中的（　　） A． B． C． D． 7．力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解变力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（　　） A．甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为×AC B．乙图中，全过程F做的总功为108J C．丙图中，绳长为R，空气阻力f大小不变，小球从A沿圆弧运动到B克服阻力做功 D．丁图中，拉力F保持水平，无论缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是 8．如图甲所示，一物块在光滑的水平面上以初速度v0=20m/s匀速运动。某时起对物块加一水平力F1=2N，经20s后将力的大小变为F2，方向相反。物块沿直线运动的速度—时间的图像如图所示乙，则（　　）    A．20至40s内力F2对物块做正功 B．在0 至20s内力F1对物块做功是-400J C．在10至20s内力F1对物块做功的平均功率是40W D．在20s末时力F1对物块做功瞬时功率40W 9．一质量为2×103kg的汽车，在倾角θ=30°的足够长斜坡底端，由静止开始以大小为0.5m/s2的恒定加速度启动后沿斜坡运动。行驶过程中汽车受到的空气和摩擦阻力之和恒为103N，汽车发动机的额定输出功率为60kW，则汽车从启动至发动机功率达到额定输出功率所用的时间为（重力加速度g取10m/s2）（　　） A．10s B．20s C．30s D．40s 10．一木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，另一端穿过滑轮用恒力F拉住保持两股绳之间的夹角θ不变，如图所示，当用力拉绳使木块前进s时，力F对木块做的功（不计绳重和摩擦）是（    ） A．Fscosθ B．Fs（1＋cosθ） C．2Fscosθ D．2Fs 二、多选题（每题6分，共24分） 11．关于力对物体做功，下列说法正确的是（　　） A．静摩擦力对物体一定不做功，滑动摩擦力对物体一定做功 B．静摩擦力对物体可能做正功 C．作用力的功与反作用力的功的代数和可能不为零 D．合外力对物体不做功，物体一定处于平衡状态 12．如图所示，将一个小球从某一高度处以初速度水平抛出，小球经时间t落地，落地前瞬间重力的功率为P，整个运动过程的平均功率为。不计空气阻力。若将小球从相同位置以的速度水平抛出，则小球（　　） A．落地的时间仍为t B．整个运动过程的平均功率仍为 C．落地前瞬间重力的瞬时功率仍为P D．落地前瞬间重力的瞬时功率变为2P 13．汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，如图所示为牵引力F与速度v的关系。加速过程在图中的N点结束，所用的时间t=8s，经历的路程s=50m。8s后汽车做匀速运动。若汽车所受阻力始终不变，则（　　） A．汽车匀速运动时的牵引力大小为2×104N B．汽车所受阻力的大小为4×104N C．汽车恒定功率为8×104W D．加速过程，牵引力做功为1.28×106W 14．一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为时，起重机的功率达到最大值P，之后起重机保持该功率不变，继续提升重物，最后重物以最大速度匀速上升，不计钢绳重力。整个过程中，下列说法正确的是（　　） A．钢绳的最大拉力为 B．重物匀加速过程的时间为 C．重物匀加速过程的加速度为 D．速度由增大至的过程中，重物的平均速度 三、解答题（15题10分，16题12分，17题14分，共36分） 15．石墨烯是一种具有超轻超高强度的新型材料。有人设想：用石墨烯制作超级缆绳（可提供拉力或支持力）连接地球赤道上的固定基地与同步空间站，利用超级缆绳承载太空电梯从地球基地向空间站运送物资。已知地球半径R，自转周期T，地球北极表面重力加速度，万有引力常量G。 （1）求地球的质量M； （2）质量为m的太空电梯（可视为质点）停在距地球表面高度为R的位置时，求超级缆绳对太空电梯的弹力大小和方向。 16．如图所示，地球的两颗卫星绕地球在同一平面内同方向旋转做匀速圆周运动，已知卫星一运行的周期为，地球的半径为，卫星一和卫星二到地球中心的距离分别为，，引力常量为G，某时刻两卫星与地心连线之间的夹角为。求：（结果均用、、G表示） （1）地球的质量M； （2）卫星二围绕地球做圆周运动的周期； （3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近。 17．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动。其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=1×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g=10m/s2，则： （1）汽车在前5s内的牵引力为多少？ （2）汽车速度为25m/s时的加速度为多少？ （3）假设汽车达到最大速度所用时间为10s，则10s内汽车牵引力所做功总和为多少？ 高一物理3.19限时训练 第1页，共3页 高一物理3.19限时训练 第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$高一物理3.19限时答题卡 姓名： 班级： 考号： 15题 go 超级缆绳 地球同步空间站 太空电梯 赤道 16题 地球下 卫皇一 卫星 1 17题 v/(m's) 20 5 t/s 2 河北辛集中学2023级高一物理3.19限时训练 参考答案： 1．D【详解】A．功率由力与速度共同决定，A错误； B．功率定义为做功与时间的比值，做功多不表示功率大，B错误； C．做功等于功率与时间的乘积，功率大不表示做功多，C错误； D．力和速度都很大，但二者夹角较大时，功率较小，即力和速度都很大，但功率不一定大，D正确。 2．C【详解】功是标量，两个力合力的功等于这两个力做功的代数和，即 3．C【详解】AB．描述一个物体重力势能需要先规定零势能面，物体重力势能是重力乘以到零势能面的竖直高度，故AB错误； C．若取桌面处为零势能面，小球到零势能面的高度为，则小球的重力势能为，故C正确； D．若取地面处为零势能面，则小球的重力势能为，故D错误。 4．B【详解】重力全过程中做的功为 下落过程中做自由落体运动，有 解得 则在花盆下落过程中重力的平均功率为 5．B【详解】由速度—时间图像可知前2s内物体加速度大小为 设此过程牵引力为F，摩擦力为f，由牛顿第二定律得 在2s末，由P=Fv得 2s以后，物体匀速直线运动，牵引力等于阻力，由 代入数据得 联立解得 6．A【详解】对重物的运动过程进行分析可知中，重物先0~时间内做匀加速直线运动，设加速度为，根据牛顿第二定律得 此时拉力的功率 可知此段时间内功率与时间成正比； 在 ~时间内重物向上做匀速直线运动，拉力 则拉力的功率 可知这段时间内拉力的功率不变，根据拉力的大小得，此时拉力的功率小于时刻拉力的功率； 在时间内重物向上做匀减速直线运动，设加速度为，根据牛顿第二定律得 此时间内拉力的功率 则可知与t是线性关系，减小，时刻拉力突然减小，功率突然减小。 综上可知BCD错误，A选项正确。 7．C【详解】A．F大小不变，根据功的定义可得物块从A到C过程中，力F做的功为 故A错误； B．乙图的面积代表功，则全过程中F做的总功为 故B错误； C．丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，可用微元法得小球从A运动到B过程中克服空气阻力做的功为 故C正确； D．图丁中，F始终保持水平，当F为恒力时将小球从P拉到Q，F做的功是 而F缓慢将小球从P拉到Q，F为水平方向的变力，F做的功不能用力乘以位移计算，故D错误； 8．D【详解】A．20s至40s内加速度为负值，则力F2为负方向，根据图乙可知20s至40s内位移为正值，所以20至40s内力F2对物块做负功，故A错误； B．在0 至20s内根据图乙可知物体运动的位移为零，所以力F1对物块做功是零，故B错误； C．在10s至20s内物块做匀加速直线运动，F1对物块做功的平均功率是 故C错误； D．在20s末时力F1对物块做功瞬时功率为 故D正确。 9．A【详解】汽车的牵引力 达到额定功率时的速度 所用的时间为 故选A。 10．B【详解】拉绳时，两股绳中的拉力都是F，它们都对物体做功，根据恒力做功的表达式：，得到：斜向右上方的拉力F做功为： 水平向右的拉力做功为： 因此其对物体做的功为 11．BC【详解】AB．静摩擦力和滑动摩擦力都可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以对物体不做功，选项A错误，B正确； C．一对作用力和反作用力分别作用在两个物体上，可能同时对物体做正功，其做功的代数和可以不为0，选项C正确； D．合外力对物体不做功，物体不一定处于平衡状态，如匀速圆周运动，选项D错误。 12．ABC【详解】A．小球做平抛运动,可将运动分解成水平方向匀速运动与竖直方向自由落体.因为高度相同，则落地时间相同，故A正确； B．整个过程中，重力所做的功 高度不变，重力所做的功不变，时间相等，则整个运动过程的平均功率仍为，故B正确； CD．竖直方向速度，竖直方向速度不变,则落地前瞬间重力的功率不变，仍为P，故C正确，D错误。 13．AD【详解】加速过程在N点结束，即此后汽车沿平直路面作匀速运动，由平衡条件和图象信息可得 汽车做匀速运动时的牵引力大小为 汽车所受的阻力大小 由图象信息得汽车的恒定功率 汽车加速运动过程，牵引力做功为 加速过程，牵引力做功为1.28×106W 14．BD【详解】A．匀加速过程物体处于超重状态，钢绳拉力最大，匀加速运动阶段钢绳的拉力为故A错误； BC．根据牛顿第二定律可知 结合，解得 故B正确，C错误； D．在速度由增大至的过程中，重物做加速度减小的变加速运动，则平均速度 故D正确。 15．（1）；（2） 【详解】（1）设质量为的物体北极地面静止，则 解得 （2）太空电梯在超级缆绳上绕地球做匀速圆周运动，其周期与地球同步空间站相同，即也为T，大于它自由绕地球做匀速圆周运动的周期，此时地球对它的万有引力大于它所需要的向心力，所以超级缆绳对太空电梯的弹力向上，设为，则有 其中 解得 16．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）对卫星一有 解得 （2）开普勒第三定律可知 解得 （3）设两卫星第一次相距最近所用时间为t，有 解得 17．（1）5×103N；（2）3m/s2；（3）7.5×105J 【详解】（1）在前5s内做匀加速直线运动，则 代入数据解得 （2）汽车的额定功率为 汽车速度为25m/s时，根据牛顿第二定律有 所以加速度的大小为 （3）根据题意可得0~10s内牵引力做功为 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$