内容正文:
学院附中2024—2025学年高一下第一次月考试卷物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列物体运动过程中,可认为机械能守恒的是( )
A. 树叶从树枝上落下的运动 B. 氢气球拉线断了后的运动
C. 集装箱被起重机匀加速吊起的运动 D. 被投掷后的铅球在空中的运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.树叶在下落过程中,空气阻力做负功,机械能不守恒,故A错误;
B.氢气球拉线断后,气球向上飘动,浮力对气球做正功,机械能不守恒,故B错误;
C.集装箱被起重机匀加速吊起时拉力对物体做功,物体的机械能不守恒,故C错误;
D.投掷后的铅球在空中运动时,空气阻力相对重力很小,可以忽略,可认为只有重力做功,机械能守恒,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上,轨道1、2是光滑的,轨道3是粗糙的,则( )
A. 沿轨道1滑下重力做功多
B. 沿轨道2滑下重力做功多
C. 沿轨道3滑下重力做功多
D. 沿三条轨道滑下重力做的功一样多
【答案】D
【解析】
【详解】物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上,重力做功都是 W=mgh,所以沿三条轨道滑下重力做的功一样多,故D正确.ABC错误.故选D.
点睛:解答本题要掌握重力做功的特点和做功公式W=mgh,正确理解h是物体初末位置的高度差.重力做功与路程无关,与其它力是否存在无关.
3. 某同学用的力将质量为的足球踢出,足球以的初速度沿水平草坪滚出后静止,则足球在水平草坪上滚动过程中克服阻力做的功是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,足球在草坪上滚动的过程,设克服阻力做的功为,由动能定理得
解得克服阻力做的功
故选A。
4. 如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面。设小球在斜面最低点A的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失,则弹簧被压缩至C点过程中,弹簧对小球做的功为( )
A. mgh-mv2 B. mv2-mgh C. mgh+mv2 D. mgh
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】小球从A点运动到C点的过程中,重力和弹簧弹力对小球做负功,由于斜面支持力与位移方向始终垂直,则支持力对小球不做功,由动能定理可得
重力做功为
则弹簧弹力对小球做的功为
故选A。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。
每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 下列方法能使汽车的动能变为原来的2倍的是( )
A. 质量不变,速度增大到原来的2倍
B. 速度不变,质量增大到原来的2倍
C. 质量减半,速度增大到原来的2倍
D. 速度减半,质量增大到原来的2倍
【答案】BC
【解析】
【详解】根据动能公式
A.质量不变,速度增大到原来的2倍,则汽车的动能变为原来的4倍,A错误;
B.速度不变,质量增大到原来的2倍,则汽车的动能变为原来的2倍,B正确;
C.质量减半,速度增大到原来的2倍,则汽车的动能变为原来的2倍,C正确;
D.速度减半,质量增大到原来的2倍,则汽车的动能变为原来的倍,D错误。
故选BC。
6. 如图所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面,且不计空气阻力,则下列选项错误的是( )
A. 物体落到海平面时的势能为mgh
B. 重力对物体做的功为mgh
C. 物体在海平面上的动能为
D. 物体在海平面上的机械能为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若以地面为参考平面,物体落到海平面时的势能为
故A错误,符合题意;
B.此过程物体重力势能减小,重力做正功
故B正确,不符合题意;
C.不计空气阻力,只有重力做功,所以整个过程物体机械能守恒,有
在海平面上的动能为
故C错误,符合题意;
D.不计空气阻力,只有重力做功,所以整个过程物体机械能守恒。物体在地面处的机械能为,因此在海平面上的机械能也为,故D正确,不符合题意。
故选AC。
7. 用同样大小的力F作用于放在同一粗糙水平面上完全相同的木块,第一块受力方向与水平面成角斜向上,第二块受力方向与水平面成角斜向下,第三块受力方向沿水平方向,三块木块都从静止运动相同距离,则正确的说法是( )
A. 力F斜向上时,需克服的摩擦阻力较小,故力F做的功最多
B. 力F斜向下时,物体克服的摩擦力做功最多
C. 因三种情况力和位移都—样大,故力做的功一样多
D. 第一、二种情况力做的功一样多,但都小于第三种情况力做的功
【答案】BD
【解析】
【详解】B.力F斜向下时,由于F有竖直向下的分量,因此木块对水平面的压力最大,因此摩擦力最大,由于运动的距离相同,因此克服摩擦力做的功最多,故B正确;
ACD.设物体通过的距离为,力F斜向上时,摩擦力最小,则需克服摩擦阻力做功最小,力F的功为
力F斜向下时,力F做功为
力F水平时,力F做功为
对比可知第一、二种情况下力F做功相同,都小于第三种情况下力F做功,故AC错误,D正确。
故选BD。
8. 如图甲所示,质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动,推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示,物体与地面间的动摩擦因数为,g取,则( )
A. 物体先加速运动,推力撤去才开始做减速运动
B. 物体在运动中的加速度先变小后变大再不变
C. 物体在水平面上运动的最大位移是10m
D. 物体的最大速度为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.滑动摩擦力
当推力减小到小于摩擦力后,合力就与运动方向反向,物体就已经开始减速,不是撤去推力才减速,故A错误;
B.加速度大小变化过程,阶段,逐渐减小,合力逐渐减小,加速度大小逐渐减小;
阶段,F继续减小,合力继续减小,合力逐渐增大,加速度大小逐渐增大;
后,推力为0,合力恒等于摩擦力,加速度保持不变。 因此加速度大小先变小后变大再不变,故B正确。
C.对整个运动过程用动能定理,初末动能均为0,因此
图像的面积表示推力做的总功,总推力做功
解得最大位移
故C正确;
D.当时加速度为0,速度最大。由
代入得此时
对该过程用动能定理
解得
故D错误。
故选BC。
三、非选择题:共60分。考生根据要求作答。
9. 一质量为m的物块沿倾角为的斜面滑下,到达斜面时的速度大小为v,此时重力做功的瞬时功率为________,此过程重力做功的平均功率为________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]瞬时功率公式为(是力与速度方向的夹角)。
重力竖直向下,速度沿斜面向下,重力与速度的夹角为 ,因此
代入得
[2]物块从静止开始沿斜面匀加速滑下,平均速度
同理代入平均功率公式得
10. 将质量的一块石头从离地面高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中深处,不计空气阻力,取,泥对石头的平均阻力为______N。
【答案】820
【解析】
【详解】[1]重力对石头做的功为
全过程由动能定理可得
解得
11. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是______。
A.低压交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图乙所示的一条纸带,在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为、、,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量______,动能变化量______。
(3)各地大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,可能的原因是______。(本题只有一个选项正确)
A.处理纸带时,没有每隔4点取一个计数点
B.重力加速度取值偏大
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
【答案】 ①. AB##BA ②. mghB ③. ④. C
【解析】
【详解】(1)[1] 打点计时器需接交流电源,实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离,从而求出瞬时速度以及重力势能的减小量;实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等,质量可以约去,不需要用天平测量质量,故AB正确,C错误;
(2)[2][3] 从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量
△Ep=mghB
B点的瞬时速度
则动能的增加量
(3)[4] 各地大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,可能的原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响,其他的不会导致各地学生实验结果均显示重力势能的减少量大于动能的增加量,故C正确ABD错误。
故选C。
12. 附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究合外力做功与小车动能变化的关系,此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、纸带、小木块等,组装的实验装置如图甲
(1)平衡小车所受阻力的操作如下:取下钩码,把木板不带滑轮的一端垫高,接通打点计的电源,轻推小车,让小车拖着纸带运动,如果打出的纸带如图,则应适当___________(选填“增大”或“减小”)木板的倾角,直到纸带上打出的点均匀为止;
(2)某次实验正确操作后,下图是打点计时器打出的一条纸带,O、A、B、C、D为计数点,相邻两个计数点的时间间隔为T。若该组同学量出相邻记数点间的距离分别为s1、s2、s3、s4,测得钩码的总质量为m,小车的总质量为M(m远小于M),已知当地重力加速度为g。从打A点到打C点的过程中,合外力对小车做的功W=_______,小车动能变化量∆Ek=___________。
【答案】 ①. 减小 ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]由打出的纸带可知,小车做加速运动,说明木板垫的过高了,应适当减小木板的倾角,直到纸带上打出的点均匀为止。
(2)[2]由于m远小于M,可认为小车受到的合力为,则从打A点到打C点的过程中,合外力对小车做的功为
[3]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则有
,
则从打A点到打C点的过程中,小车动能变化量为
13. 以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小球。假定小球所受的空气阻力f大小不变,已知重力加速度为g,求:
(1)小球上升的最大高度;
(2)小球返回原抛出点时的速率。
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)从抛出到最高点,由动能定理
解得
(2)从抛出到回到原抛出点,由动能定理
解得
14. 如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,它经过B点的速度为v1,之后沿半圆形导轨运动,到达C点的速度为v2.重力加速度为g.求:
(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能.
(2)物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功.
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】(1)由能量守恒可知,弹簧的弹性势能转化为物体的动能,所以弹簧压缩至A点时的弹性势能
(2)对物体,B→C,由动能定理有
解得
15. 在我国经济发展的现阶段,低碳经济成为我国未来发展的主要方向,在此背景下,新能源汽车应运而生,新能源汽车具有节能减排、保护环境等多方面的优点,也代表世界汽车产业的发展方向。一辆质量的电动汽车在水平的公路上由静止启动且沿直线前行,该电动汽车运动的速度与时间的关系如图甲所示,电动汽车所受牵引力与速度倒数关系如图乙所示。设电动汽车在运动过程中所受阻力不变,在23s末汽车的速度恰好达到最大。求:
(1)电动汽车在运动过程中所受阻力大小;
(2)电动汽车的额定功率;
(3)电动汽车在0~23s内运动过程中的位移大小。
【答案】(1);(2);(3)240m
【解析】
【详解】(1)由图甲可知,汽车做匀加速直线运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
由图乙可知汽车做匀加速直线运动对应的牵引力为
联立解得电动汽车在运动过程中所受阻力大小为
(2)由图甲可知,汽车的最大速度为,此时牵引力等于阻力,则电动汽车的额定功率为
(3)汽车在的位移为
在内对电动汽车由动能定理得
解得
电动汽车在内运动过程中的位移大小为
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学院附中2024—2025学年高一下第一次月考试卷物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列物体运动过程中,可认为机械能守恒的是( )
A. 树叶从树枝上落下的运动 B. 氢气球拉线断了后的运动
C. 集装箱被起重机匀加速吊起的运动 D. 被投掷后的铅球在空中的运动
2. 如图所示,某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上,轨道1、2是光滑的,轨道3是粗糙的,则( )
A. 沿轨道1滑下重力做功多
B. 沿轨道2滑下重力做功多
C. 沿轨道3滑下重力做功多
D. 沿三条轨道滑下重力做的功一样多
3. 某同学用的力将质量为的足球踢出,足球以的初速度沿水平草坪滚出后静止,则足球在水平草坪上滚动过程中克服阻力做的功是( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面。设小球在斜面最低点A的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失,则弹簧被压缩至C点过程中,弹簧对小球做的功为( )
A. mgh-mv2 B. mv2-mgh C. mgh+mv2 D. mgh
二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。
每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 下列方法能使汽车的动能变为原来的2倍的是( )
A. 质量不变,速度增大到原来的2倍
B. 速度不变,质量增大到原来的2倍
C. 质量减半,速度增大到原来的2倍
D. 速度减半,质量增大到原来的2倍
6. 如图所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面,且不计空气阻力,则下列选项错误的是( )
A. 物体落到海平面时的势能为mgh
B. 重力对物体做的功为mgh
C. 物体在海平面上的动能为
D. 物体在海平面上的机械能为
7. 用同样大小的力F作用于放在同一粗糙水平面上完全相同的木块,第一块受力方向与水平面成角斜向上,第二块受力方向与水平面成角斜向下,第三块受力方向沿水平方向,三块木块都从静止运动相同距离,则正确的说法是( )
A. 力F斜向上时,需克服的摩擦阻力较小,故力F做的功最多
B. 力F斜向下时,物体克服的摩擦力做功最多
C. 因三种情况力和位移都—样大,故力做的功一样多
D. 第一、二种情况力做的功一样多,但都小于第三种情况力做的功
8. 如图甲所示,质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动,推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示,物体与地面间的动摩擦因数为,g取,则( )
A. 物体先加速运动,推力撤去才开始做减速运动
B. 物体在运动中的加速度先变小后变大再不变
C. 物体在水平面上运动的最大位移是10m
D. 物体的最大速度为
三、非选择题:共60分。考生根据要求作答。
9. 一质量为m的物块沿倾角为的斜面滑下,到达斜面时的速度大小为v,此时重力做功的瞬时功率为________,此过程重力做功的平均功率为________。
10. 将质量的一块石头从离地面高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中深处,不计空气阻力,取,泥对石头的平均阻力为______N。
11. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是______。
A.低压交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图乙所示的一条纸带,在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为、、,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量______,动能变化量______。
(3)各地大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,可能的原因是______。(本题只有一个选项正确)
A.处理纸带时,没有每隔4点取一个计数点
B.重力加速度取值偏大
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
12. 附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究合外力做功与小车动能变化的关系,此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、纸带、小木块等,组装的实验装置如图甲
(1)平衡小车所受阻力的操作如下:取下钩码,把木板不带滑轮的一端垫高,接通打点计的电源,轻推小车,让小车拖着纸带运动,如果打出的纸带如图,则应适当___________(选填“增大”或“减小”)木板的倾角,直到纸带上打出的点均匀为止;
(2)某次实验正确操作后,下图是打点计时器打出的一条纸带,O、A、B、C、D为计数点,相邻两个计数点的时间间隔为T。若该组同学量出相邻记数点间的距离分别为s1、s2、s3、s4,测得钩码的总质量为m,小车的总质量为M(m远小于M),已知当地重力加速度为g。从打A点到打C点的过程中,合外力对小车做的功W=_______,小车动能变化量∆Ek=___________。
13. 以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小球。假定小球所受的空气阻力f大小不变,已知重力加速度为g,求:
(1)小球上升的最大高度;
(2)小球返回原抛出点时的速率。
14. 如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,它经过B点的速度为v1,之后沿半圆形导轨运动,到达C点的速度为v2.重力加速度为g.求:
(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能.
(2)物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功.
15. 在我国经济发展的现阶段,低碳经济成为我国未来发展的主要方向,在此背景下,新能源汽车应运而生,新能源汽车具有节能减排、保护环境等多方面的优点,也代表世界汽车产业的发展方向。一辆质量的电动汽车在水平的公路上由静止启动且沿直线前行,该电动汽车运动的速度与时间的关系如图甲所示,电动汽车所受牵引力与速度倒数关系如图乙所示。设电动汽车在运动过程中所受阻力不变,在23s末汽车的速度恰好达到最大。求:
(1)电动汽车在运动过程中所受阻力大小;
(2)电动汽车的额定功率;
(3)电动汽车在0~23s内运动过程中的位移大小。
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