河北省张家口市宣化第一中学2019-2020学年高一下学期5月物理试题

河北省张家口市宣化第一中学2019-2020学年高一下学期5月物理试题

物理试卷（5月份）‎ 一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）‎ ‎1. 汽车以额定功率从水平路面上坡时，司机换挡目的是（ ）‎ A. 增大速度，增大牵引力 B. 减小速度，减小牵引力 C. 增大速度，减小牵引力 D. 减小速度，增大牵引力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 汽车上坡时，与在水平路面上行驶相比，需要多克服重力的下滑分力做功，故需要增加牵引力；根据功率与速度关系公式P=Fv，功率一定的情况下，增加牵引力需要减小速度；‎ 故选D．‎ ‎2.如图所示，下列说法正确的是（所有情况均不计摩擦、空气阻力以及滑轮质量）（　　）‎ A. 甲图中，火箭升空的过程中，若匀速升空，机械能守恒，若加速升空，机械能不守恒 B. 乙图中，物块在外力F的作用下匀速上滑，物块的机械能守恒 C. 丙图中，物块A以一定的初速度将弹簧压缩的过程中，物块A的机械能守恒 D. 丁图中，物块A加速下落，物块B加速上升的过程中，A、B系统机械能守恒 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．甲图中，不论是匀速还是加速，由于推力对火箭做正功，火箭的机械能增加，A错误；‎ B．物体匀速上滑，动能不变，重力势能增加，则机械能必定增加，B错误；‎ C．在物体A压缩弹簧的过程中，由于弹簧的弹力对物体做负功，A的机械能减小，C错误；‎ D．对A、B组成的系统，不计空气阻力，只有重力做功，A、B组成的系统机械能守恒，D正确。‎ 故选D。‎ ‎3.城市化发展建造了许多高楼大厦。高楼抛物致人损害人事件时有发生，高楼抛物是一种极不文明的行为，必须受到有效的惩罚。某小区宣传窗有报道：“XX 大厦发生高空抛物不文明行为，一老太太被抛下的西瓜皮砸伤”。被抛下的西瓜皮在下落过程中大小可能逐渐增大的物理量是（　　）‎ A 重力势能 B. 动能 C. 机械能 D. 加速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．西瓜皮在下落过程中重力势能转化为动能，速度不断增大，所以重力势能逐渐减小，动能不断增大，A错误，B正确；‎ C．下落过程中克服空气阻力做功，机械能减小，C错误；‎ D．下落过程中合力不可能增加，故加速度不可能增加，D错误。‎ 故选B。‎ ‎4.图示为儿童蹦极的照片，儿童绑上安全带，在两根弹性绳的牵引下上下运动．在儿童从最高点下降到最低点的过程中 A. 重力对儿童做负功 B. 合力对儿童做正功 C. 儿童重力功率一直减小 D. 儿童的重力势能减少 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】儿童高度下降，因此重力对儿童做正功，儿童的重力势能减小，故A错误，D正确；由于儿童初末位置时的速度均为零，则由动能定理可知，合力对儿童做功为零，故B错误；儿童的速度先增加后减小，根据P=Gv可知，重力的功率先增加后减小，选项C错误；故选D．‎ ‎【点睛】该题考查物体的动能、重力势能与弹性势能之间的相互转化，要注意分析人在下落过程中的能量转化情况以及速度变化情况，明确功能关系即可正确求解．‎ ‎5.如图所示，一物体分别沿aO、bO轨道由静止滑下至底端，物体与轨道间的动摩擦因数相同。物体克服摩擦力做功分别是和，则（　　）‎ A. B. C. D. 无法比较 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设斜面的倾角为，滑动摩擦力大小为 则物体克服摩擦力所做的功为 ‎ ‎ 由几何关系可知 水平距离相同，所以克服摩擦力做功相等，故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎6.质量m=‎1kg的物体在光滑水平面上由静止开始沿直线运动，所受水平外力F与运动距离x的关系如图所示．对图示的全过程进行研究，下列叙述正确的是（ ）‎ A. 外力做的功为28J B. 物体的运动时间为5s C. 外力做功的平均功率约为5.7W D. 物体运动到x=‎5m处时，外力做功的瞬时功率为25W ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）可利用F-x图像的面积的物理意义表示功，来计算某过程中外力做的功；‎ ‎（2）根据动能定理可计算出处和处物体运动的瞬时速度，进而可根据匀变速直线运动速度和时间的关系，计算运动时间；‎ ‎（3）根据功率来计算平均功率；‎ ‎（4）根据计算瞬时功率．‎ ‎【详解】A、通过计算F-x图像的面积可知，图示的全过程中外力做的功，故A错误；‎ B、由动能定理，计算得到处速度为；处的速度为．由牛顿第二定律可知，物体匀加速过程的加速度大小为，匀减速过程的加速度大小为；设匀加速和匀减速的所用的时间分别为和，则，解得；，解得，故物体运动的总时间为，B错误；‎ C、全过程中外力做功的平均功率为，C正确；‎ D、物体运动到x=‎5m处时，外力做功的瞬时功率为，D错误．‎ 故本题选C．‎ ‎【点睛】本题关键是分析物体的受力情况和运动情况，考查F-x图像的物理意义和动能定理，会根据运动学公式计算时间，会计算平均功率和瞬时功率．‎ ‎7.绿化工人驾驶洒水车在一段平直的道路上给绿化带浇水，若洒水车所受阻力与车重成正比，洒水车从开始浇水到罐体里的水全部用完过程中始终保持匀速行驶，则在以上过程中 A. 洒水车受到的牵引力保持不变 B. 洒水车受到的牵引力逐渐增大 C. 洒水车发送机输出功率保持不变 D. 洒水车发动机的输出功率逐渐减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 洒水车所受阻力与车重成正比，即阻力f=kG，开始洒水后，车重G减小，故阻力f减小，洒水车匀速行驶，则牵引力F的大小等于阻力f，开始洒水后阻力减小，因此洒水车受到的牵引力逐渐减小，故AB错误；洒水车发动机的输出功率 P=Fv，开始洒水后牵引力F逐渐减小，速度v不变，则洒水车的洒水车发动机的输出功率不断减小，故C错误，D正确；故选D.‎ ‎【点睛】洒水车在竖直方向上受力平衡，水平方向上受到牵引力和阻力，根据平衡条件可知牵引力大小等于阻力大小，通过判断阻力的变化，来判断牵引力的变化，再根据输出功率P=Fv判断输出功率的变化．‎ ‎8.质量为m的物体从高h处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法正确的是（　　）‎ A. 物体的机械能守恒 B. 物体的重力势能减小 C. 物体的动能增加 D. 重力做功为﹣mgh ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】物体在下落过程中加速度为‎2g/3小于g，可知物体受到向上的力的作用，该力在物体下落的过程中做负功，所以机械能不守恒．故A错误；物体在下落过程中，重力做正功为mgh，则重力势能减小也为mgh．故BD错误；由动能定理得：EK＝mah＝mgh，故C正确；故选C．‎ ‎【点睛】功是能量转化的量度，重力做功导致重力势能变化；合力做功导致动能变化；除重力外其他力做功导致机械能变化；弹力做功导致弹性势能的变化．‎ ‎9.‎2019年1月3日，我国成功发射的“嫦娥四号”探测器在月球背面着陆，开启了人类探测月球的新篇章．若月球的质量是地球的、半径是地球的，“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的半径为月球半径的q倍，地球的第一宇宙速度为v1，则下列说法正确的是（　　）‎ A. “嫦娥四号”的发射速度小于v1‎ B. 月球表面和地球表面的重力加速度大小之比为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. “嫦娥四号”绕月球运行的速度大小为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卫星发射后要克服地球的引力减速，故发射速度越大卫星飞的越远，第一宇宙速度是刚好能让卫星升空的最小速度，故“嫦娥四号”的发射速度一定大于第一宇宙速度；‎ 故A错误.‎ B．根据星球表面的万有引力等于重力，可得，故有；故B错误.‎ C．贴着星球表面转的卫星的线速度即为第一宇宙速度，而星球表面的万有引力提供向心力，，可得，则有，；故C错误.‎ D．“嫦娥四号”绕月球转动由万有引力提供向心力，，可；故D正确.‎ ‎10.高中物理课本上有一个小实验，其截图如图：‎ 实验时，某同学将小纸帽压到桌面上，从放手到小纸帽刚脱离弹簧的运动过程中 假定小纸帽运动中只发生竖直方向移动，不计空气阻力，下列说法正确的是　　‎ A. 小纸帽向上弹起过程中，一直处于超重状态 B. 小纸帽刚离开弹簧时的动能最大 C. 小纸帽向上弹起过程中，弹簧对小纸帽的作用力大于小纸帽对弹簧的作用力 D. 小纸帽弹起到脱离的过程中机械能一直增加 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 明确纸帽的运动状态，根据超重和失重的定义分析是否超重；机械能守恒的条件是只有重力做功；分析小纸帽的受力情况，判断其运动情况，确定何时动能最大．‎ ‎【详解】A.小纸帽在上升过程中，受到重力和弹簧的弹力，弹力先大于重力，后小于重力，小纸帽先加速后减速，故先超重后失重，A错误；‎ B.小纸帽在上升过程中，受到重力和弹簧的弹力，弹力先大于重力，后小于重力，小纸帽先加速后减速，当弹簧的弹力等于重力时速度最大，此时弹簧处于压缩状态，所以小纸帽刚脱离弹簧时的动能不是最大，B错误；‎ C.小纸帽向上弹起过程中，弹簧对小纸帽的作用力和小纸帽对弹簧的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误；‎ D.小纸帽弹起到脱离的过程中，由于弹力对小纸帽做正功，其机械能增加，D正确．‎ ‎【点睛】解题的关键是分析小纸帽的受力情况来确定小纸帽的运动情况．要注意明确物理过程，知道当小纸帽合力为零时速度达最大，同时明确机械能守恒的条件，并能根据功能关系进行分析．‎ 二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）‎ ‎11.如图所示，小孩与雪橇的总质量为m，大人用与水平面成θ角的恒定拉力F将雪橇沿水平地面向右匀速移动了一段距离L．已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，则关于各力对雪橇做功的说法正确的是 A. 拉力对雪橇做功为 B. 滑动摩擦力对雪橇做功为 C. 支持力对雪橇做功为 D. 雪橇受到的各力对雪橇做的总功为零 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 雪橇所受的各力都是恒力，可根据恒力F做功的计算公式：W=FLcosθ，θ为F与S之间的夹角，来分析计算各力做的功；根据动能定理可分析合力的功的大小．‎ ‎【详解】对雪橇受力分析，如图：‎ 拉力做功为 WF=FLcosθ，故A正确；雪橇竖直方向受力平衡，有：N+Fsinθ=mg得：N=mg-Fsinθ；则摩擦力为：f=μN=μ（mg-Fsinθ）；摩擦力做功为：Wf=-fl=-μ（mg-Fsinθ）L，故B错误；支持力做功为：WN=NLcos90°=0，故C错误；由于雪橇做匀速运动，根据动能定理可知，合力的功为零，故D正确．故选AD．‎ ‎【点睛】本题考查功的计算，要明确恒力F做功的计算公式：W=FLcosθ，θ为F与S之间的夹角．注意功的公式只适用于恒力做功．‎ ‎12.如图所示，质量为m的书包放在水平地面上，其上端连接一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧的上端点为P，开始时，弹簧处于原长状态，现在P点施加竖直向上的拉力，使P点缓慢上移，直到书包离开地面的高度h，此过程中 A. P点上升的高度为 B. 书包的重力势能增加了 C. 弹簧的弹性势能增加了 D. 拉力做的功为 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 书包离开地面的高度h时，弹簧的伸长量为，由几何关系知P点上升的高度为 H=h+，故A正确；书包克服重力做功mgh，则书包的重力势能增加了mgh，故B正确．弹簧的弹性势能增加了kx2=，与mgh没有直接关系．故C错误．根据功能原理可知，拉力做的功为 W=mgh+kx2=mgh+，故D正确；故选ABD.‎ 点睛：解决本题的关键是知道克服重力做功多少，重力势能就增加多少，通过重力做功判断重力势能的变化．要注意弹簧是伸长的，物体上升的高度与P上升的高度不同的．‎ ‎13.蹦极是一项非常刺激的娱乐运动．如图所示，游客站在平台上，用橡皮绳固定住身体后由静止下落．选择起跳点所在平面为零势能面，竖直向下为正方向．设游客下落的时间为t，位移为x，速度为v，加速度为a，重力势能为，机械能为若不计空气阻力，游客从开始下落至最低点的过程中，下列图象正确的有　　‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对人进行受力分析，根据牛顿第二定律得出加速度的方向，当加速度的方向与速度同向，做加速运动，当加速度的方向与速度反向，做减速运动，根据加速度方向与速度方向的关系，判断其运动规律，即可判断出势能和机械能的变化．‎ ‎【详解】当人从静止开始下落到高度等于橡皮绳达到原长时，做自由落体运动，加速度为g，此后橡皮绳开始伸长，开始时重力大于弹力，向下做加速度减小的加速运动，当重力与弹力相等时，加速度为零，速度最大，然后重力小于弹力，做加速度增大的减速运动，当人到达最低点时，加速度最大，速度为零．故A正确，B错误；在下落过程中，选择起跳点所在平面为零势能面，故重力时能，故C正确；在下落过程中，橡皮绳的弹力始终做负功，故人的机械能减小，故D错误；故选AC．‎ ‎【点睛】解决本题的关键会根据牛顿第二定律判断加速度的方向，会根据加速度方向和速度方向的关系，判断物体的运动即可判断出势能和机械能的变化．‎ ‎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，起重机达到额定功率P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度匀速上升为止，物体上升的高度为h，则整个过程中（　　）‎ A. 钢绳的最大拉力为 B. 钢绳的最大拉力为 C. 钢绳对重做的功为 D. 重物匀加速运动的加速度为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．加速过程物体处于超重状态，钢索拉力较大，重物做匀加速运动的末速度为，此时的拉力为 B错误，A正确；‎ C．重物上升的整个过程中，由动能定理可得 可得钢绳对重物做功为 C错误；‎ D．重物匀加速运动的末速度为，此时的拉力为 由牛顿第二定律得 D正确。‎ 故选AD。‎ 三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）‎ ‎15.在“验证机械能守恒定律”的实验中采用重物自由下落的方法。‎ ‎(1)某同学列举实验中用到的实验器材为：铁架台、打点计时器及复写纸片、纸带、秒表、低压交流电源、导线、重锤、天平，其中不必要的是_____。‎ ‎(2)如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是下图中的_____，其斜率等于_____的数值。‎ ‎(3)在一次实验中，质量m的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，长度单位cm，那么从起点O到打下记数点B的过程中重力势能减少量是=_____J，此过程中物体动能的增加量=_____J（g取，结果数据均保留至小数点后两位）；通过计算，数值上_____（填“”“”或“”）这是因为_____。‎ ‎【答案】 (1). 秒表与天平 (2). D (3). g (4). (5). (6). (7). 摩擦阻力和空气阻力对物体做负功，机械能减少 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]其中不必要的器材是：秒表与天平。通过打点计时器打出的点可以计算时间，故不需要秒表；比较、大小关系，m可约去，不需要用天平测量。‎ ‎(2)[2][3]利用 图线处理数据，根据机械能守恒定律 整理得 图线是一条过坐标原点的直线，斜率就等于g，D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎(3)[4]从起点O到打下记数点B的过程中重力势能减少量 ‎[5][6][7]B点的速度等于AC段的平均速度，因此 动能的增加量 通过计算，数值上 这是因为摩擦阻力和空气阻力对物体做负功，机械能减少。‎ ‎16.如图甲所示是探究“恒力做功与物体动能改变的关系”实验装置，主要实验步骤如下：‎ ‎①用天平测出滑块（含滑轮）质量M=‎240 g，并安装好实验装置；‎ ‎②适当垫高长木板不带滑轮的一端，滑块不挂轻绳，挂上纸带，轻推滑块使滑块沿长木板匀速运动；‎ ‎③轻绳通过轨道末端的滑轮和滑块上的滑轮，一端挂在力传感器上，另一端挂质量为m=‎100 g的钩码，两轻绳与木板平行；‎ ‎④接通打点计时器电源，释放滑块，打出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，相邻计数点间时间间隔为0.1 s，并记录力传感器示数F=0.39 N．‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）滑块从B运动到D的过程中，合力对滑块所做的功W=__________J，滑块动能的增量_________J；（计算结果均保留2位有效数字）‎ ‎（2）多次实验发现合力对滑块所做的功W总略大于滑块动能的增量，可能的原因是________（填选项前面字母）．‎ A．没有满足滑块质量远大于钩码质量 B．平衡摩擦力过度 C．滑轮摩擦影响 ‎（3）利用该实验装置还可以完成的物理实验有：___________（写出一种即可）．‎ ‎【答案】 (1). 0.14； (2). 0.13； (3). C； (4). 研究匀变速直线规律；探究加速度与合外力的关系；探究加速度与质量的关系；测量滑块与长木板间的动摩擦因数．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由图知，合外力对滑块做的功为：W=2FxBD=0.14J；‎ 根据匀变速直线运动的规律可求：，，‎ 所以滑块动能的增量：；‎ ‎（2）A．因有拉力传感器测量绳上的拉力，故不需要没有满足滑块质量远大于钩码质量，A错误；‎ B．若平衡摩擦过度，会有重力做正功，动能的增量应大于合外力做的功，所以B错误；‎ C．滑轮有摩擦，需克服摩擦做功，有一部分能量转化为内能，动能的增量略小于合外力做的功，C正确；‎ ‎（3）有打点计时器、纸带，可研究匀变速直线运动的规律；也可测量滑块与长木板间的动摩擦因数；加速度、质量、合外力均可测，故也可以研究加速度与质量、合外力的关系．‎ 四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）‎ ‎17.如图所示，质量的跳水运动员从距水面高的跳台上以的速度斜向上起跳，最终落入水中。若将运动员看成质点，以水面为参考平面，不计空气阻力，求运动员：‎ ‎(1)起跳时的动能；‎ ‎(2)在跳台上时具有的重力势能；‎ ‎(3)入水时的速度大小。‎ ‎【答案】(1)750J；(2) 6000J；(3)‎15m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)起跳时的动能 ‎(2) 在跳台上时具有的重力势能 根据机械能守恒定律得 可得，入水时的速度大小 ‎18.如图，一个质量为m = ‎0.6kg 的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）．已知圆弧的半径R=‎0.3m，θ=，小球到达A点时的速度 v=‎4 m/s ．（取g =‎10 m/s2）求：‎ ‎⑴小球做平抛运动的初速度v0 的大小；‎ ‎⑵P点与A点的水平距离和竖直高度；‎ ‎⑶小球到达圆弧最高点C时对轨道的弹力．‎ ‎【答案】（1） （2） ， （3） 竖直向上 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球到A点的速度如图所示，由图可知：‎ ‎（2）竖直速度为：‎ 由平抛运动规律得：‎ 速度为：‎ 水平位移为：‎ 联立并代入数据解得：h=‎0.6m ‎ ‎（3）取A点为重力势能的零点，由机械能守恒定律得：‎ 代入数据得：　‎ 由圆周运动向心力公式得：‎ 代入数据得：NC=8N 由牛顿第三定律得：小球对轨道的压力大小8N，方向竖直向上 ‎19.如图所示，质量为m的工件，从高h的光滑曲面上由静止下滑，水平向右进入传送带，传送带以的速度匀速逆时针运动，传送带长L，工件与传送带之间的动摩擦因数．求：‎ ‎（1）工件离开传送带时的速度；‎ ‎（2）工件在传送带上运动过程中产生的内能．‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】解：(1)设工件从传送带右边离开，工件到达传送带右边时速度大小为v ‎，根据动能定律可得：‎ 解得：，且工件从传送带右边离开 ‎(2)设工件到达传送带时速度大小为v1，在传送带上运动时间为t，则有：‎ 根据运动学公式有：‎ 联立解得工件在传送带上运动的时间：‎ 产生热量为：‎ 由以上各式解得工件在传送带上运动过程中产生的内能：‎