精品解析：福建莆田第五中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

莆田五中2024-2025学年高一下学期3月月考试卷 物理试题 本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。 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. 物体在下列运动中机械能守恒的是（　　） A. 水平方向上的匀变速直线运动 B. 自由落体运动 C. 竖直方向上的匀速直线运动 D. 物体在斜面上匀速下滑 2. 雨滴在空中运动时所受空气阻力大小与其速度的平方成正比，若有两个雨滴从高空中竖直下落，质量分别为m1、m2，落地之前均已做匀速运动，则它们匀速运动时重力的功率之比为P1：P2为（　　） A. B. C. D. 3. 小明和小强在操场上一起踢足球，足球质量为m，如图所示，小明将足球以速度v从地面上的A点踢起，当足球到达离地面高度为h的B点位置时，取B处为零势能参考面，不计空气阻力。则下列说法中正确的是（       ） A. 小明对足球做的功等于 B. 小明对足球做的功等于mgh C. 足球在A点处的机械能为 D. 足球在B点处的动能为 4. 如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取，下列判断正确的是（ ） A. 物块的质量为1kg B. 物块上滑过程克服摩擦力做功为5J C. 物块在最高点时重力势能为30J D. 物块所受摩擦力 二、双项选择题∶本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，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. 如图所示，小球自高h处以初速度竖直下抛，正好落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起，弹簧质量不计，空气阻力不计。则（ ） A. 小球落到弹簧上后立即做减速运动 B. 小球碰到弹簧后的下落过程中，弹簧弹性势能一直增加 C. 小球碰到弹簧后的下落过程中，弹簧弹性势能与小球重力势能之和先变小后变大 D. 小球被弹起后，最高点仍是出发点 6. 如图，在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。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，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 他的动能减少了Fh B. 他的重力势能减小了mgh C. 他的机械能减少了Fh D. 他的机械能减少了 7. 一滑块在粗糙水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化关系如图甲所示，速度v随时间t变化关系如图乙所示、重力加速度g取10m/s2，则（　　） A. 第6 s末滑块所受摩擦力f的大小为4 N B. 滑块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4 C. 1~4 s内，力F对滑块做功为48 J D. 4~6s内，合外力对滑块做功为64 J 8. 一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后又返回到斜面底端．已知小物块的初动能为E,它返回到斜面地端时速度为v，克服摩擦力做功为E/2,若小物块一2E的动能冲上斜面，则有（ ） A. 返回斜面底端时的动能为3E/2 B. 返回斜面底端时的动能为E C. 返回斜面底端时的动速度为 D. 小物块两次往返克服摩擦力做功相同 三、填空题：本大题共3小题，每题3分，共9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重力势能为_______，机械能为_______． 10. 质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为，在物体下落h的过程中，物体重力做的功的大小为_________；物体所受阻力做功为_________。 11. 新疆达坂城风口的风速约为，设该地空气的密度为，把通过横截面积的风能转化为电能（转化效率），利用上述已知量推导计算电功率的公式为___________，代入数据得到电功率的大小为___________。 四、实验题：本大题共2小题，共12分 12. 某校物理兴趣小组利用如图甲所示装置探究合力做功与动能变化的关系。在滑块上安装一遮光条，系轻细绳处安装一拉力传感器（可显示出轻细绳中的拉力），把滑块放在水平气垫导轨上A处，细绳通过定滑轮与钩码相连。光电门安装在B处，A、B之间的距离为L，气垫导轨充气，将滑块从A位置由静止释放后，拉力传感器记录的读数为F，光电门记录的时间为t。 （1）若已测滑块和遮光条总质量m、遮光条的宽度d，则滑块通过光电门的速度为_________； （2）请写出本实验合力做功和动能变化关系的数学表达式_________（用测得的已知量的物理量字母表示）。 13. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器： （1）下列关于该实验说法正确的是（　　） A. 必须在接通电源的同时释放纸带 B. 利用本装置验证机械能守恒定律，可以不测量重物的质量 C. 为了验证机械能守恒定律，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点 （2）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，重锤质量为500g，当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量______J，重锤重力势能的减少量______J（结果均保留三位有效数字）。 （3）该同学进一步求出纸带上其它点的速度大小v，然后作出相应的图像，画出的图线是一条通过坐标原点的直线。该同学认为：只要图线通过坐标原点，就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析______（选填“合理”或“不合理”）。 五、解答题（本题共3小题，第14题10分，第15题13分，第16题16分，共40分。解写出必要的文字说明、公式和步骤，只写最后答案的不给分） 14. 汽车发动机的额定功率P0=150kW，汽车的质量m=5.0×103kg，汽车在水平路面上行驶驶时，阻力是车重的k=0.10倍，重力加速度g=10m/s2 （1）若汽车保持额定功率不变从静止启动，当车速为v=10m/s时，其加速度a是多大？ （2）若汽车从静止开始，保持以a=1m/s2的加速度做匀加速直线运动，维持这一过程的时间t是多长？ 15. 如图滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图是滑板运动的轨道，AB和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长7m的水平轨道。一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零。已知运动员的质量50kg，h=1.4m，H=1.8m，不计圆弧轨道上的摩擦。求：（g=10m/s2） （1）运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少? （2）运动员与BC轨道的动摩擦因数? （3）运动员最后停在BC轨道上何处？ 16. 如图所示，P是倾角为的光沿固定斜面，物块B停靠于固定在斜面底端的挡板上。劲度系数为k的轻弹簧一端与物块B相连，另一端与质量为m的物块A相连接。细绳的一端系在A上，另一端跨过光滑定滑轮系-个不计质量的小挂钩，小挂钩不挂物体时，A处于静止状态，细绳与斜面平行。在小挂钩上轻轻挂上一个质量也为m的物块C后，A沿斜面向上运动，当A的速度最大时B恰好离开挡板。斜面足够长，运动过程中C始终未接触地面，已知当地重力加速度为g。求： （1）物块A的速度达到最大时弹簧的形变量 （2）物块B的质量 （3）物块A的最大速度v 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田五中2024-2025学年高一下学期3月月考试卷 物理试题 本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。 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. 物体在下列运动中机械能守恒的是（　　） A. 水平方向上的匀变速直线运动 B. 自由落体运动 C. 竖直方向上的匀速直线运动 D. 物体在斜面上匀速下滑 【答案】B 【解析】 【详解】A．水平方向上做匀变速直线运动的物体，重力势能不变，动能不断变化，则机械能不断变化，选项A错误； B．自由落体运动的物体只有重力做功，机械能守恒，选项B正确； C．竖直方向上的匀速直线运动的物体，动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，选项C错误； D．物体在斜面上匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项D错误。 故选B。 2. 雨滴在空中运动时所受空气阻力大小与其速度的平方成正比，若有两个雨滴从高空中竖直下落，质量分别为m1、m2，落地之前均已做匀速运动，则它们匀速运动时重力的功率之比为P1：P2为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】雨滴在空中运动时所受空气阻力大小与其速度的平方成正比，即 落地之前做匀速运动，合外力为零 重力的功率为 即，所以 故选D。 3. 小明和小强在操场上一起踢足球，足球质量为m，如图所示，小明将足球以速度v从地面上的A点踢起，当足球到达离地面高度为h的B点位置时，取B处为零势能参考面，不计空气阻力。则下列说法中正确的是（       ） A. 小明对足球做的功等于 B. 小明对足球做的功等于mgh C. 足球在A点处的机械能为 D. 足球在B点处的动能为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．分析知，当足球被踢出时，小明不再对足球做功，根据动能定理小明对足球做功为，与选项不符。AB错误； C．点是零势能参考面，点重力势能为 动能为 因此机械能，C错误； D．从到的过程中用动能定理，D正确。 故选D。 4. 如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取，下列判断正确的是（ ） A. 物块的质量为1kg B. 物块上滑过程克服摩擦力做功为5J C. 物块在最高点时重力势能为30J D. 物块所受摩擦力 【答案】B 【解析】 【详解】AD．设物块的初动能，在沿斜面上滑过程中由动能定理得 整理得 ① 沿斜面下滑过程中由动能定理得 整理得 ② 由①②再结合图（b）中的斜率得 解得物块的质量和所受摩擦力 故AD错误； B．物块上滑过程克服摩擦力做功 故B正确； C．由能量守恒定律得，物块在最高点时重力势能 故C错误； 故选B。 二、双项选择题∶本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，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. 如图所示，小球自高h处以初速度竖直下抛，正好落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起，弹簧质量不计，空气阻力不计。则（ ） A. 小球落到弹簧上后立即做减速运动 B. 小球碰到弹簧后的下落过程中，弹簧弹性势能一直增加 C. 小球碰到弹簧后的下落过程中，弹簧弹性势能与小球重力势能之和先变小后变大 D. 小球被弹起后，最高点仍是出发点 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当小球碰到弹簧后，开始时弹力小于重力，合力方向向下，小球加速向下运动，后弹力大于重力，合力方向向上，做减速运动，故A错误； B．小球碰到弹簧后的下落过程中，弹簧压缩量逐渐增大，弹簧弹性势能一直增加，故B正确； C．由上述分析可知，小球碰到弹簧后的下落过程中，小球的动能先变大后变小，根据系统机械能守恒可知，弹簧弹性势能与小球重力势能之和先变小后变大，故C正确； D．小球从最低点反弹后，动能、重力势能、弹性势能经历了相反的变化过程，最后离开弹簧回到出发点时，由系统机械能守恒可知，小球具有方向向上、大小为的速度，从而继续上升到最高点，即最高点高于出发点，故D错误。 故选BC。 6. 如图，在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。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，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 他的动能减少了Fh B. 他的重力势能减小了mgh C. 他的机械能减少了Fh D. 他的机械能减少了 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据功能关系，动能的变化等于合外力做的功，所以他的动能减少了，故A错误； B．根据功能关系，重力势能的减少量等于重力做的功，所以他的重力势能减小了mgh，故B正确； CD．根据功能关系，非重力做的功等于机械能的变化，所以他的机械能减少了Fh，故C正确，D错误。 故选BC。 7. 一滑块在粗糙水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化关系如图甲所示，速度v随时间t变化关系如图乙所示、重力加速度g取10m/s2，则（　　） A. 第6 s末滑块所受摩擦力f的大小为4 N B. 滑块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4 C. 1~4 s内，力F对滑块做功为48 J D. 4~6s内，合外力对滑块做功为64 J 【答案】BC 【解析】 【详解】A．6s末滑块做匀速运动，摩擦力等于拉力8N，故A错误。 B．由图可知2-4s，加速度等于 由 4s后匀速，则 解得 m=2kg μ=0.4 故B正确。 C．1-4s 内，物体位移为 故 故C正确。 D．4-6s物体做匀速直线运动，合外力做功为零，故D错误。 故选BC。 8. 一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后又返回到斜面底端．已知小物块的初动能为E,它返回到斜面地端时速度为v，克服摩擦力做功为E/2,若小物块一2E的动能冲上斜面，则有（ ） A. 返回斜面底端时的动能为3E/2 B. 返回斜面底端时的动能为E C. 返回斜面底端时的动速度为 D. 小物块两次往返克服摩擦力做功相同 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．以初动能为E冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得： mv2-E=- ①； 设以初动能为E冲上斜面的初速度为v0，则以初动能为2E冲上斜面时，初速度为v0，加速度相同，根据2ax=v2-v02可知第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍，所以上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，整个上升返回过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，即为E．以初动能为2E冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得： mv′2-2E=-E② 所以返回斜面底端时的动能为E，故A错误，B正确； C．由①②得：v′=v，故C正确， D．第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍，所以上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，整个上升返回过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，故D错误． 故选BC． 【点睛】本题考查功能关系．该题考查了动能定理的直接应用，注意以不同的初动能冲上斜面时，运动的位移不同，摩擦力做的功也不同． 三、填空题：本大题共3小题，每题3分，共9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重力势能为_______，机械能为_______． 【答案】 ①. ②. 0 【解析】 【详解】[1]假设释放时的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为 [2]因为小球下落过程满足机械能守恒，所以小球落到地面前瞬间的机械能为 10. 质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为，在物体下落h的过程中，物体重力做的功的大小为_________；物体所受阻力做功为_________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]重力做功只与重力和下落高度差有关，公式为 代入重力、下落高度，得重力做功 [2]根据牛顿第二定律 代入，解得阻力 阻力方向与位移方向相反，因此阻力做功 11. 新疆达坂城风口的风速约为，设该地空气的密度为，把通过横截面积的风能转化为电能（转化效率），利用上述已知量推导计算电功率的公式为___________，代入数据得到电功率的大小为___________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]设时间t内通过横截面积的风能为 电功率为 [2]代入数据得到电功率的大小为 四、实验题：本大题共2小题，共12分 12. 某校物理兴趣小组利用如图甲所示装置探究合力做功与动能变化的关系。在滑块上安装一遮光条，系轻细绳处安装一拉力传感器（可显示出轻细绳中的拉力），把滑块放在水平气垫导轨上A处，细绳通过定滑轮与钩码相连。光电门安装在B处，A、B之间的距离为L，气垫导轨充气，将滑块从A位置由静止释放后，拉力传感器记录的读数为F，光电门记录的时间为t。 （1）若已测滑块和遮光条总质量m、遮光条的宽度d，则滑块通过光电门的速度为_________； （2）请写出本实验合力做功和动能变化关系的数学表达式_________（用测得的已知量的物理量字母表示）。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】（1）[1]滑块通过光电门的速度为 （2）[2]本实验合力做功和动能变化关系的数学表达式 13. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器： （1）下列关于该实验说法正确的是（　　） A. 必须在接通电源的同时释放纸带 B. 利用本装置验证机械能守恒定律，可以不测量重物的质量 C. 为了验证机械能守恒定律，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点 （2）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，重锤质量为500g，当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量______J，重锤重力势能的减少量______J（结果均保留三位有效数字）。 （3）该同学进一步求出纸带上其它点的速度大小v，然后作出相应的图像，画出的图线是一条通过坐标原点的直线。该同学认为：只要图线通过坐标原点，就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析______（选填“合理”或“不合理”）。 【答案】（1）B （2） ①. 1.00 ②. 1.07 （3）不合理 【解析】 【小问1详解】 A．为了充分利用纸带，应先接通电源再释放纸带，故A错误； B．利用本装置验证机械能守恒定律，由于验证机械能守恒的表达式中，质量可以约去，所以可以不测量重物的质量，故B正确； C．验证机械能守恒的表达式为 为了验证机械能守恒，不一定需要选择纸带上打出的第一个点作为起点，故C错误； 故选B。 【小问2详解】 [1]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，则打C点时的瞬时速度为 在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为 [2]在打O点到C点的这段时间内，重锤重力势能的减少量为 【小问3详解】 根据机械能守恒定律，从起始点开始，若机械能守恒应满足 消去重锤的质量可得，做出的图像，若图像过原点，且其斜率等于当地的重力加速度，才可判定重锤下落过程机械能守恒；因此，若只满足图像过坐标原点，并不能判定重锤下落过程中机械能守恒，因此该同学的分析不合理。 五、解答题（本题共3小题，第14题10分，第15题13分，第16题16分，共40分。解写出必要的文字说明、公式和步骤，只写最后答案的不给分） 14. 汽车发动机的额定功率P0=150kW，汽车的质量m=5.0×103kg，汽车在水平路面上行驶驶时，阻力是车重的k=0.10倍，重力加速度g=10m/s2 （1）若汽车保持额定功率不变从静止启动，当车速为v=10m/s时，其加速度a是多大？ （2）若汽车从静止开始，保持以a=1m/s2的加速度做匀加速直线运动，维持这一过程的时间t是多长？ 【答案】（1）；（2）15s 【解析】 【详解】（1）汽车运动中所受的阻力大小为 当汽车的速度为时，牵引力大小为 根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 （2）若汽车从静止开始，保持以的加速度做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得 解得牵引力大小为 当汽车功率达到额定功率时，匀加速运动过程结束，此时的速度大小为 则匀加速直线运动过程所维持的时间为 15. 如图滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图是滑板运动的轨道，AB和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长7m的水平轨道。一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零。已知运动员的质量50kg，h=1.4m，H=1.8m，不计圆弧轨道上的摩擦。求：（g=10m/s2） （1）运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少? （2）运动员与BC轨道的动摩擦因数? （3）运动员最后停在BC轨道上何处？ 【答案】（1）8m/s；6m/s；（2）0.2；（3）见解析 【解析】 【详解】以水平轨道为零势能面 （1）根据机械能守恒定律 mvp2+mgh=mvB2 解得 vB=8m/s 根据机械能守恒定律 mvc2=mgH 解得 vc=6m/s （2）由动能定理 -μmgs=mvC2-mvB2 解得 =0.2 （3）由动能定理 -μmgs总=0-(mvp2+mgh)=0-mvB2 解得 s总=16m 所以经过两次水平轨道后又从B点运动到距B点2m的地方停下或距C点5m的地方。 16. 如图所示，P是倾角为的光沿固定斜面，物块B停靠于固定在斜面底端的挡板上。劲度系数为k的轻弹簧一端与物块B相连，另一端与质量为m的物块A相连接。细绳的一端系在A上，另一端跨过光滑定滑轮系-个不计质量的小挂钩，小挂钩不挂物体时，A处于静止状态，细绳与斜面平行。在小挂钩上轻轻挂上一个质量也为m的物块C后，A沿斜面向上运动，当A的速度最大时B恰好离开挡板。斜面足够长，运动过程中C始终未接触地面，已知当地重力加速度为g。求： （1）物块A的速度达到最大时弹簧的形变量 （2）物块B的质量 （3）物块A的最大速度v 【答案】（1）；（2）m；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）A的速度最大时合力为零，此时对A有 对C有 可得 即弹簧伸长了 （2）当A的速度最大时B恰好离开挡板，所以 解得 （3）刚开始时弹簧的压力大小为，弹簧的压缩量为 即与速度最大时弹簧的形变量相同，弹性势能相同，速度最大的时候AC速度相等，物块C下降的高度 根据能量守恒 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $