福建省莆田市莆田第三中学2024-2025学年高一下学期第一次月考阶段测试物理试卷

莆田第三中学 2024-2025 学年下学期第一次月考阶段测试 高一年级物理学科 考试时间：75 分钟 卷面分值：100 分 命题人：陈锋 审核人：方福举 一、单项选择题(每题 4 分，共 4 题，共 16 分） 1．如图所示，某同学正在参加跳绳比赛，若该同学的体重为 40kg，一分钟跳 绳 120次，若每次跳绳该同学的重心上升的高度均为 5cm，重力加速度为 210m/s 则该同学跳绳克服重力做功的平均功率为（ ） A．30W B．40W C．45W D．50W 1【答案】B 【详解】一分钟内克服重力做功 120W mgh 平均功率为 120 120 40 10 0.05 W 40W 60 W mghP t t        故选 B。 2．下面的实例中，机械能守恒的是（ ） A．小球做自由落体运动 B．拉着物体沿光滑的斜面匀速上升 C．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降 D．汽车关闭发动机后在水平路上滑行 2【答案】A 【详解】A．小球做自由落体运动，只有重力做功，小球机械能守恒，A 正确； B．拉着物体沿光滑的斜面匀速上升，除重力以外，拉力也做功了，物体机械能增加，故 B 错误； C．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降，除重力以外，空气阻力做负功，物体机械能减 少，故 C 错误； D．汽车关闭发动机后在水平路上滑行，阻力做负功，汽车机械能减少，故 D 错误。 故选 A。 3．如图所示，物体在与水平方向成 60°角斜向上的 500N 拉力作用下，沿水平面向右前进了 10m，撤去拉力后，物体又前进了 20m 才停下来，此过程中拉力做的功为（ ） A．5000J B．2500J C．5000 3J D． 2500 3J 3【答案】B 【详解】根据恒力做功公式得 WF＝Fscos60°＝500×10× 1 2 J＝2500J 故选 B。 4．如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为 2R，bc是半径为 R的四分之 一的圆弧，与 ab相切于 b点。一质量为 m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的 作用，自 a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为 g。则小球运动到 c点的速度大小 为（ ） A． 4gR B． 3gR C． 2gR D． gR 4【答案】A 【详解】设小球运动到 c点的速度大小为 v，小球由 a到 c的过程，由动能定理得 21(2 ) 2 F R R mgR mv    ， F mg 联立可得 4v gR 故选 A。 二、双项选择题（每题 6 分，全对得 6 分，少选得 3 分，错选得 0 分，共 4 题，共 24 分） 5．质量为 1kg 的物体从距地面高 0.8m 处由静止下落至地面，重力加速度 g取 210m/s 。下列 说法正确的是（ ） A．重力对物体做功为 8J B．物体重力势能减少了 8J C．物体克服重力做功 8J D．物体重力势能增加了 8J 5【答案】AB 【详解】由题意，可知重力对物体做功为 G 1 10 0.8 8JW mgh     根据重力做功与重力势能改变量的关系 G pW E  可得物体重力势能的改变量为 p 8JE   即物体重力势能减少了 8J。 故选 AB。 6．如图所示，一个质量为 m 的物体以某一速度从 A 点冲上倾角为 30°的斜面，其运动的加 速度大小为 g，这物体在斜面上上升的最大高度为 h，则在这一过程中（） A．重力势能增加了 mgh B．机械能损失了 mgh C．动能损失了 mgh D．合外力对物体做功为-mgh 6【答案】AB 【详解】A 项：物体上升高度 h，所以重力势能增加了mgh，故 A 正确； B 项：由于物体的加速度大小为 g，由牛顿第二定律得： sin 30 omg fg m   ，解得： 1 2 f mg ， 机械能损失 1 2 sin 30o hE fs mg mgh     ，故 B 正确； C 项：由动能定理得： kmgh mgh E    ，解得： 2kE mgh   ，故 C 错误； D项：由 C 项分析可知，合外力对物体做功为 2mgh ，故 D 错误． 7．一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， 之后保持额定功率运动，其 —v t 图像如下图所示。已知汽车的质量为 32 10 kgm   ，汽车 受到地面的阻力为车重的 0.1 倍，g取 210m/s ，则（ ） A．汽车在前 5s 内的牵引力为 34 10 N B．汽车在前 5s 内的牵引力为 36 10 N C．汽车的额定功率为180kW D．汽车的最大速度为30m/s 7【答案】BD 【详解】A．汽车匀加速启动，在前 5s 内匀加速运动，牵引力恒定，由图可知，在匀加速运 动阶段加速度 2 210m/s 2m/s 5 a   根据牛顿第二定律 F f ma  又 0.1f mg 代数解得 36 10 NF   故 A 错误，B 正确； C．在 5s 末，汽车达到额定功率，根据 P Fv 代数可得，汽车的额定功率为 60kWP  故 C 错误； D．当达到额定功率后，功率不再变化，速度继续增加，故牵引力减小，当牵引力减小到等 于阻力时，汽车达到最大速度 maxP Fv 且 F f 解得 max 30m/sv  故 D 正确。 故选 BD。 8．如图所示，劲度系数为 k的弹性绳一端系于 P点，绕过Q处的光滑小滑轮，另一端与质 量为m、套在光滑竖直固定杆 A处的圆环（视为质点）相连，P、Q、A三点等高，弹性绳 的原长恰好等于 P、Q间的距离，A、Q间的距离为 L。将圆环从 A点由静止释放，重力加 速度大小为 g，弹性绳始终处于弹性限度内，弹性绳的弹性势能 2p 1 2 E kx ，其中 x为弹性 绳的伸长量，下列说法正确的是（ ） A．圆环向下运动的过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减小 B．圆环向下运动的最大距离为 2mg k C．圆环最大动能为 2 2 2 m g k D．圆环运动过程中的最大加速度为 2 2 2 2 4k m gL m k  8【答案】BC 【详解】A．根据题意可知，圆环向下运动的过程中，弹性绳的拉伸量逐渐增大，则弹性绳 的弹性势能一直增大，故 A 错误； B．圆环向下运动至最低点过程，根据能量转化与守恒  22 2 2max max1 12 2mgh k h L kL   解得 max 2mgh k  故 B 正确； C．圆环动能达到最大时，速度最大，此时圆环加速度为 0，令此时绳与竖直方向夹角为， 弹性绳的拉伸量为 x，则有 sin L x   此时，对圆环进行分析有 coskx mg  根据能量转化与守恒有 2 2 2 2 kmax 1 1 2 2 mg x L kx kL E    解得 2 2 kmax 22 m gE k  故 C 正确； D．对圆环进行分析，开始释放的加速度为重力加速度 g，随后加速度先减小，后增大，令 在 C点的加速度为 a，此时弹性绳与竖直方向夹角为 ，结合上述有 max tan L h   则有 max 2 2 max cos h L h    根据牛顿第二定律有 2 2max cosk L h mg ma   结合上述解得 a g 即圆环运动过程中的最大加速度为 g，故 D错误。 故选 BC。 三、填空题（第 9、10 题每空 1 分，第 11、12、13 题每空 2 分，共 22 分） 9．（每空 1 分）如图所示，桌面高为 h，质量为 m的小球从离桌面高 H处自由落下，假设 释放时的重力势能为 0，重力加速度为 g，不计空气阻力，则小球落到地面前瞬间的动能 为 ，重力势能为 ，机械能为 。 9【答案】 ( )mg H h ( )mg H h  0 【详解】[1]小球下落过程中，只有重力做功，根据动能定理得 k( )mg H h E  [2]根据题意可知，参考平面是小球释放时所在的水平面，则小球落地时相对参考平面的高 度为 ( )H h  ，则小球落到地面前瞬间的重力势能为 p ( )E mg H h   [3]小球落到地面前瞬间的机械能为 E，因为小球下落过程中只有重力做功，小球下落过程满 足机械能守恒，由机械能守恒定律得 0E E 由题意可知 0 0E  联立解得 0E  10．（每空 1 分）如图所示，两个质量相同的小球 A、B 分别用细线悬在等高的 O1、O2点， A 球的悬线比 B 球的悬线长，把两球的悬线拉至水平后无初速释放，则经过最低点时，A 球 的机械能 （选填“大于”“小于”“等于”，下同）B 球的机械能，A 球的动能 B 球的 动能，重力对 A 球的瞬时功率 重力对 B 球的瞬时功率。 【答案】 等于 大于 等于 【详解】[1]由于两球质量相等，初始时处于同一高度，且处于静止状态，所以两球机械能 相等，而释放后只有重力做功，小球机械能守恒，所以经过最低点时两球机械能相等； [2]球由静止释放到运动到最低点，根据机械能守恒定理可得 2 k 1 2 mgL E mv  A 球的悬线比 B 球的悬线长，所以重力对 A 球做功多，A 球的动能较大； [3]A、B 球的重力的瞬时功率均为 G cos90 0P mgv   所以两球重力的瞬时功率相等； 11．一辆家用小轿车在水平路而上由静止启动，达到最大速度后做匀速运动。整个过程中， 小车的牵引力随时间的变化关系如图所示。小轿车发动机的额定功率 P=60kW，质量 M=1.5×10³kg。运动过程中所受阻力恒定。则小车匀加速运动的时间是 s，小车能 获得的最大速度为 m/s；若小车的速度是 30m/s 时，小车的加速度大小为 m/s²。 11【答案】 7.5 60 2 3 【详解】[1]在 10 t 时间段内，牵引力不变，则 F f Ma  在 1t 时，达到额定功率，速度继续增大，牵引力减小，当牵引力等于阻力时，速度达到最大 值，做匀速运动，则 31 10 Nf   此时 34 10 NF   ，代入数据，解得加速度为 22m/sa  则在 1t 时，功率为 1P Fv 此时的小轿车的速率为 1 1v at 联立，解得 1 7.5st  [2]小轿车能获得的最大速度为 max min 60m/sP Pv F f    [3]小轿车匀加速直线运动的最大速度为 1 1 15m/sv at  此后，随着速度的增加，汽车牵引力减小，以恒定功率加速，则当小车的速度为 30m/sv  时， 则牵引力为 32 10 NPF v     根据牛顿第二定律 F f Ma   代入数据，解得加速度为 22 m/s 3 a  12．如图所示，质量为 m的均匀链条长为 L，开始时放在光滑的水平桌面上，其中有一半悬 在桌边缘。松手后，链条开始滑动，则链条刚好全部滑离桌面时的速度大小为 （重力 加速度大小为 g）。 12【答案】 3 2 gL 【详解】根据机械能守恒定律有 21 1 1 2 2 4 2 m g L L mv      解得 3 2 gL v  13．如图 1 所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时 器通以 50Hz 的交流电。 (1)甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图 2 所示，其中 O 点为打点计时器 打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm， 在计数点 A 和 B、B 和 C 之间还各有一个点。已知重物的质量为 1.00kg，取 g=9.80m/s2、在 OB 段运动过程中，重物重力势能的减少量△EP= J；重物的动能增加量△Ek= J（结果均保留三位有效数字）。 (2)该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的 误差（选填“偶然”或“系统”）。 (3)甲同学多次实验，以重物的速度平方 v2为纵轴， 以重物下落的高度 h 为横轴，作出如图 所示的 v2—h 图像， 则当地的重力加速度 g= m/s2。（结果保留 3 位有效数字） 13【答案】(1) 1.82 1.71 (2)系统 (3)9.67 【详解】（1）[1]由题可知 p OB= 1 9.8 0.1860J=1.82JE mgh    [2]根据动能的定义可知 2 k B 1 2 E mv  而B点的瞬时速度 -2 AC B (27.21-12.41) 10 m/s=1.85m/s 4 4 0.02 xv T     所以 k 1.71JE  （2）由于实验过程中，摩檫力是真实存在的，不可避免，故属于系统误差。 （3）根据机械能守恒定律可知 p k=E E  21 2 mgh mv 即有 2 2 vg h  所以 2v h 图像中，其斜率即为重力加速度的两倍，所以 2 21 1 5.8 m/s 9.67m/s 2 2 0.3 g k    四、解答题（第 14 题 12 分，第 15 题 12 分，第 16 题 14 分，共 38 分） 14．用 100NF  的水平恒力拉质量 20kgm  的小木箱，使木箱在水平地面上由静止开始做 匀加速直线运动，如图所示。已知木箱与地面之间的动摩擦因数 0.40  ，取重力加速度 210m / sg  。求： （1）木箱2s内通过的位移 x的大小； （2）2s内木箱克服摩擦力做的功； （3）2s末拉力 F 的功率。 14【答案】（1） 2mx  ；（2）160J；（3） 200WP  【详解】（1）对木箱受力分析如图所示 根据牛顿第二定律可得 F f ma  其中 f mg 联立解得 21m / sa  木箱由静止开始做匀加速直线运动， 2.0st  内位移为 21 2 x at 解得 2mx  （2）摩擦力 f 对木箱做的功为 fW fx  解得 f 160JW   故 2s内木箱克服摩擦力做功为160J。 （3）2.0s末木箱的速度为 v at 2.0s末拉力的瞬时功率为 P Fv 联立解得 200WP  15．如图所示，粗糙斜面 AB的倾角 37  ， AB与光滑的水平面BC平滑连接，在C处利 用挡板固定一个水平轻弹簧，一个质量 2kgm  的物体（可视为质点）自斜面上的A点由静 止释放，经1s到达斜面底端 B点时的速度大小 2.0m / sv  ，取 sin37 0.6° ， cos37 0.8° ， 重力加速度 210m/sg  。求： （1）A点距水平面的高度 h； （2）物体与斜面之间的动摩擦因数  ； （3）在物体与弹簧第一次作用的过程中，当弹簧具有的弹性势能 PE =3J 时物体的速度为多 少？ 15【答案】（1）0.6m；（2）0.5；（3）4J 【详解】（1）根据运动学公式可得 0 0 2 1m 1m 2 2AB vx t      A点距水平面的高度为 sin 0.6mABh x    （2 物体从A到 B的过程，根据动能定理可得 21cos 0 2AB mgh mg x mv     解得 0.5  （3）物体从 B点到向右压缩弹簧使弹簧的形变量最大的过程，根据系统机械能守恒可得 2 P 1 4J 2 E mv  16．图甲为游乐场中的水滑梯，其简化示意图如图乙，可视为由倾斜的光滑轨道 AB和水平 阻力轨道 BC平滑连接组成。倾斜轨道的起点 A到水平地面的竖直高度 h=5m，人在水平轨 道上受到的平均阻力大小是重力的 1 5 ，重力加速度大小 g=10m/s2。 （1）游客从起点 A滑下，刚滑到水平轨道 B时的速度多大？ （2）出于安全考虑，要求人不能碰撞水平轨道的末端 C，则水平轨道至少要多长？ （3）儿童乘坐水滑梯时，需在倾斜轨道上设置阻力障碍，在同样起点 A滑下，质量为 40kg 的儿童在水平轨道上滑了 5m 就可以停下，则在倾斜轨道上阻力做了多少功？ 16【答案】(1)10m/s；(2)25m；(3)-1600J 【详解】(1)从 A运动到 B的过程中，由动能定理可知 2 2 G 0 1 1 2 2 W mgh mv mv   可得 10m/sv  (2)假设人滑到 C端刚好停下，根据动能定理，则有 2 2 G f 0 1 1 2 2 W W mv mv   由于初末速度都是 0，则可知 G f 0W W mgh f x     由于 1 5 f mg 联立可知 5 25mx h  (3)设在倾斜轨道上阻力做功为 f0W ，根据动能定理 2 2 G f f0 0 1 1 2 2 W W W mv mv    由于初末速度为 0， 1 5mx  ，公式可化简为 1 f0 0mgh f x W    代入数据可知 f0 1600JW   莆田第三中学 2024-2025 学年下学期第一次月考阶段测试 高一年级物理学科 考试时间：75 分钟 卷面分值：100 分 命题人：陈锋 审核人：方福举 一、单项选择题（共 4 题，每小题 4 分，共 16 分。） 1．如图所示，某同学正在参加跳绳比赛，若该同学的体重为40kg，一分钟跳绳120次，若每次跳绳该同学的重心上升的高度均为5cm，重力加速度为，则该同学跳绳克服重力做功的平均功率为（　　） A．30W B．40W C．45W D．50W 2．下面的实例中，机械能守恒的是（　　） A．小球做自由落体运动 B．拉着物体沿光滑的斜面匀速上升 C．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降 D．汽车关闭发动机后在水平路上滑行 3．如图所示，物体在与水平方向成60°角斜向上的500N拉力作用下，沿水平面向右前进了10m，撤去拉力后，物体又前进了20m才停下来，此过程中拉力做的功为（　　） A．5000J B．2500J C． D． 4．如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R，bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。则小球运动到c点的速度大小为（　　） A． B． C． D． 二、双项选择题（每题 6 分，全对得 6 分，少选得 3 分，错选得 0 分，共 4 题，共 24 分 5．质量为1kg的物体从距地面高0.8m处由静止下落至地面，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A．重力对物体做功为8J B．物体重力势能减少了8J C．物体克服重力做功8J D．物体重力势能增加了8J 6．如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面，其运动的加速度大小为g，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这一过程中（） A．重力势能增加了mgh B．机械能损失了mgh C．动能损失了mgh D．合外力对物体做功为-mgh 7．一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，之后保持额定功率运动，其图像如下图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取，则（　　） A．汽车在前5s内的牵引力为 B．汽车在前5s内的牵引力为 C．汽车的额定功率为 D．汽车的最大速度为 8．如图所示，劲度系数为的弹性绳一端系于点，绕过处的光滑小滑轮，另一端与质量为、套在光滑竖直固定杆A处的圆环（视为质点）相连，P、Q、A三点等高，弹性绳的原长恰好等于P、Q间的距离，A、Q间的距离为。将圆环从A点由静止释放，重力加速度大小为，弹性绳始终处于弹性限度内，弹性绳的弹性势能，其中为弹性绳的伸长量，下列说法正确的是（　　） A．圆环向下运动的过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减小 B．圆环向下运动的最大距离为 C．圆环最大动能为 D．圆环运动过程中的最大加速度为 三、填空题（第 9、10 题每空 1 分，第 11、12、13 题每空 2 分，共 22 分） 9．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，假设释放时的重力势能为0，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球落到地面前瞬间的动能为______，重力势能为______，机械能为______。 10．如图所示，两个质量相同的小球A、B分别用细线悬在等高的O1、O2点，A球的悬线比B球的悬线长，把两球的悬线拉至水平后无初速释放，则经过最低点时，A球的机械能________（选填“大于”“小于”“等于”，下同）B球的机械能，A球的动能____B球的动能，重力对A球的瞬时功率_____重力对B球的瞬时功率。 11．一辆家用小轿车在水平路而上由静止启动，达到最大速度后做匀速运动。整个过程中，小车的牵引力随时间的变化关系如图所示。小轿车发动机的额定功率P=60kW，质量M=1.5×10³kg。运动过程中所受阻力恒定。则小车匀加速运动的时间是_________s，小车能获得的最大速度为_______m/s；若小车的速度是30m/s时，小车的加速度大小为______ m/s²。 12．如图所示，质量为m的均匀链条长为L，开始时放在光滑的水平桌面上，其中有一半悬在桌边缘。松手后，链条开始滑动，则链条刚好全部滑离桌面时的速度大小为______（重力加速度大小为g）。 13．如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。 (1)甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量△EP=_________J；重物的动能增加量△Ek=_________J（结果均保留三位有效数字）。 (2)该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的_________误差（选填“偶然”或“系统”）。 (3)甲同学多次实验，以重物的速度平方v2为纵轴， 以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的v2—h图像， 则当地的重力加速度g= _________m/s2。（结果保留3位有效数字） 四、解答题（第 14 题 12 分，第 15 题 12 分，第 16 题 14 分，共 38 分） 14．用的水平恒力拉质量的小木箱，使木箱在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，如图所示。已知木箱与地面之间的动摩擦因数，取重力加速度。求： （1）木箱内通过的位移的大小； （2）内木箱克服摩擦力做的功； （3）末拉力的功率。 15． 如图所示，粗糙斜面的倾角，与光滑的水平面平滑连接，在处利用挡板固定一个水平轻弹簧，一个质量的物体（可视为质点）自斜面上的A点由静止释放，经到达斜面底端点时的速度大小v=2.0m/s，取，，重力加速度。求： （1）A 点距水平面的高度h ； （2）物体与斜面之间的动摩擦因数； （3）在物体与弹簧第一次作用的过程中，弹簧具有的最大弹性势能EP =3J 时物体的速度为多少？ 16．图甲为游乐场中的水滑梯，其简化示意图如图乙，可视为由倾斜的光滑轨道AB和水平阻力轨道BC平滑连接组成。倾斜轨道的起点A到水平地面的竖直高度h=5m，人在水平轨道上受到的平均阻力大小是重力的，重力加速度大小g=10m/s2。 （1）游客从起点A滑下，刚滑到水平轨道B时的速度多大？ （2）出于安全考虑，要求人不能碰撞水平轨道的末端C，则水平轨道至少要多长？ （3）儿童乘坐水滑梯时，需在倾斜轨道上设置阻力障碍，在同样起点A滑下，质量为40kg的儿童在水平轨道上滑了5m就可以停下，则在倾斜轨道上克服阻力做了多少功？ 学科网（北京）股份有限公司 $$