【精准解析】上海市位育中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题

2019学年第二学期位育中学监控考试试卷
高一年级物理学科
一、单项选择题
1.物理中有不少物理量，有的描述过程，有的描述状态，下列物理量中表示状态的是（）
A. 动能
B. 功
C. 位移
D. 热量
【答案】A
【解析】
【详解】A．动能表示物体的状态，物体在某一状态下具有多少动能，故A正确；
B．功是能量转化的量度，故功是过程量，故B错误；
C．位移是物体运动初末位置的变化量，故是过程量，故C错误；
D．热量是热传递过程中的量，故是过程量，故D错误。

故选A。

2.利用起重机匀速吊起重物，若此时起重机的功率80kW，（不计空气阻力）它表示了（）
A. 重物每秒钟机械能增加8×104J
B. 重物每秒钟动能增加8×104J
C. 重物的合外力每秒钟所受做功为8×104J
D. 起重机每秒钟有8×104J 其他形式
能量被损耗
【答案】A
【解析】
可知，起重【详解】功率是描述做功快慢的物理量，而功是能量转化的量度，根据W Pt
机的功率80kW，则拉力每秒钟所受做功为8×104J，而除重力外的其他力做功等于机械能增加量，所以重物每秒钟机械能增加8×104J，而动能增加量等于合外力的功，是拉力与重力做功之和，根据能量守恒，起重机每秒钟有8×104J 其他形式能量转化为重物的机械能，故A正确BCD错误。

故选A。

3.水平弹簧振子在运动过程中，不发生的变化的是（）
A. 动能
B. 机械能
C. 回复力
D. 弹性势能【答案】B
【解析】
【详解】水平弹簧振子在运动过程中，因为只有弹簧弹力做功，不发生的变化的是机械能，而动能、弹性势能、回复力都会在运动过程中发生变化，故B正确，ACD错误。

故选B 。

4.一位高三学生以恒定的速率从学校教学楼的一层上到四层，该同学上楼过程中克服自身重力做的功最接近的是（ ） A. 60J B. 6.0×102J
C. 6.0×103J
D. 6.0×104J
【答案】C 【解析】
【详解】人的重力为
6010600N G mg ==⨯=
人升高的高度为
339m h =⨯=
该同学上楼过程中克服自身重力做的功为
600N 9m 5400J W Gh ==⨯=
故最接近的是36010J .⨯，故ABD 错误，C 正确。

故选C 。

5.大货车为了能顺利通过上坡路段，合适的做法是 A. 换高速档，减速通过 B. 换低速档，减速通过 C. 换高速档，加速通过 D. 不换档，匀速通过
【答案】B 【解析】
【详解】根据P =Fv 可知，大货车为了能顺利通过上坡路段，需要增加牵引力，则合适的做法是换低速档，减速通过，故B 正确，ACD 错误。

6.质量为m 的小球，从离桌面H 高处由静止下落，桌面离地面的高度为h ，如图所示，若以桌面为参考面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是（ ）
A. mgh ，减少mg （H －h ）
B. －mgh ，减少mg （H +h ）
C. －mgh ，增加mg （H －h ）
D. mgh ，增加mg （H +h ） 【答案】B 【解析】
【详解】以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能为
p E mgh =-
整个过程中小球高度降低，重力势能减少，重力势能的减少量为
p ()E mg h mg H h ∆=⋅∆=+
故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

7.如图所示，距地面h 高处以初速度
沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在下
落过程中，运动轨迹是一条抛物线，下列说法正确的是
A. 物体在c 点比a 点具有的机械能大
B. 物体在a 点比c 点具有的动能大
C. 物体在a 、b 、c 三点具有的动能一样大
D. 物体在a 、b 、c 三点具有的机械能相等 【答案】D 【解析】
【详解】AD ．因物体做平抛运动，故物体的机械能守恒，所以．物体在a 、b 、c 三点具有的机械能相等，故选项D 正确，A 错误；
BC ．根据动能定理可知，从a 到b 到c ，重力做正功，故动能增加，则c 点的动能最大，a 点的动能最小，选项BC 错误； 故选D 。

8.如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是（ ）
A. 重力势能减少，动能不变，机械能守恒
B. 重力势能减少，动能增加，机械能守恒
C. 重力势能减少，动能增加，机械能增加
D. 重力势能减少，动能增加，机械能减少
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，速度增大，则动能增大，高度降低，则重力势能减少，阻力做负功，则机械能减少，故D正确ABC错误。

故选D。

9.某型号汽车发动机的额定功率为P，在水平路面上匀速直线行驶受到的阻力恒为f不变，则（）
A. 在额定功率下汽车匀速直线行驶的速度将大于P f
B. 在额定功率下汽车匀速直线行驶的速度将小于P f
C. 以小于P
f
速度匀速直线行驶，汽车的实际输出功率小于P
D. 以小于P
f
速度匀速直线行驶，汽车的实际输出功率仍等于P
【答案】C
【解析】
【详解】AB．在额定功率下汽车匀速直线行驶，牵引力等于阻力，故速度为
P P
v
F f
==
故AB错误；
CD．以小于P
f
速度匀速直线行驶，牵引力等于阻力，故功率
P
P f P
f
<⋅=
实际
故C正确，D错误。

故选C。

10.运动员在撑杆跳起和越杆下落的过程中，如果不考虑空气阻力等其他因素的影响，有关能量变化的下列说法中，正确的是（）
A. 当杆弯曲程度最大时，人具有的机械能最小
B. 运动员在最高点时，重力势能和撑杆弹性势能都是最大
C. 运动员越过横杆下落过程中，机械能在不断减小
D. 人在脱离杆之前，人始终对杆做正功
【答案】A
【解析】
【详解】A．人与杆系统机械能守恒，故当杆弯曲程度最大时，杆的机械能最大，人具有的机械能最小，故A正确；
B．运动员在最高点时，杆伸直，此时杆的弹性势能最小，运动员上升的最高，具有最大的重力势能，故B错误；
C．运动员越过横杆下落过程，由于只有重力做功，机械能守恒，故C错误；
D．人在脱离杆之前，杆先被压缩后伸长，所以人对杆先做正功后做负功，故D错误。

故选A。

11.如图所示，质量相同的两小球A、B，分别用长l和2l的轻绳挂在不同高度的天花板上，现拉起两小球使绳伸直呈水平状态，然后由静止释放，两小球运动过程中的最低点的位置在同一水平面上，以小球A开始释放的位置所在水平面的重力为零势能参考面，当两小球到达最低位置时（）
A. 两球运动的线速度相等
B. 两球运动的角速度相等
C. 取同一水平面作为零势能点，两球的机械能相等
D. 细绳对两球的拉力相等
【答案】D
【解析】
【详解】A．到达最低点时的速度为v：有212mgl mv=，则2v gl=因为绳长不同，则线速度大小不等，故A错误；B．当两小球到达最低位置时，两球运动的角速度22gl v g r lω===因为绳长不同，则角速度不同，故B错误；C．两球的初始位置不同，重力势能不同，动能相同，则机械能不同，故C错误；
D．绳子
的拉力为F，在最低点：2v F mg m l-=，解得F=3mg 与绳长无关，故D正确。

故选D。

12.在奥运会赛场上110米跨栏比赛激动人心，运动员采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚
迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心。

如图所示，假设质量为m的运动员，在起跑时前进的距离s内，重心升高量为h，获得的速度为v，阻力做功为W阻，则在此过程中（）
A. 运动员的机械能增加了212mv
B. 运动员的机械能增加了2
12
mv mgh +
C. 运动员的重力做功为mgh
D. 运动员的重力做功为m gs 【答案】B 【解析】
【详解】AB ．运动员的重心升高量为h ，重力势能增加
mgh
获得的速度为v ，动能增加为
212
mv 则其机械能增加量为
2
12
mv mgh + 故A 错误，B 正确；
CD ．运动员的重心升高量为h ，则运动员的重力做功为
W mgh =-
故CD 错误。

故选B 。

二.填空题
13.在飞机场的停机坪上，一辆牵引车正以1m/s 的速度将一架质量为50t 的飞机拉向跑道。

如果一个质量为50kg 的短跑运动员以10m/s 的速度冲刺，E 机___E 运动员。

以某个水平面为重力的零势能面，A 物体的重力势能1J ，B 物体的重力势能-3J ，试比较两物体的重力势能E A ____E B 。

（以上两空填写“>”“<”“=”） 【答案】 (1). > (2). < 【解析】
【详解】[1]根据动能的公式
2K 1
2
E mv =
飞机的动能
211
=500001J=25000J 22
E mv =
⨯⨯机 运动员的动能
2211
=5010J=2500J 22
E mv =⨯⨯运动员
则有
E E >运动员机
[2] 因为势能是标量，前面
的正负号的物理意义是表示物体在参考面以上还是以下，不表示
势能的大小，更不表示方向，即
A B E E <
14.一只质量为0.35kg 的足球以5m /s 的水平速度射向墙壁，仍然以相同大小的速度弹回，在
此过程中足球的速度改变了____________m /s ，足球的动能改变了________J ． 【答案】 (1). 10 (2). 0 【解析】
【
详解】[1]足球被弹回后速度反向，故Δ10m/s υ=； [2]足球反弹前后速度大小相等，故动能没变，即Δ0k E =。

15.如图，静止的物体沿1、2、3、不同的光滑轨道由同一位置滑到水平桌面上，重力做功分别为W G1、 W G2、 W G3，是比较其大小W G1____W G2____W G3；（填>，=，<）。

由此可以推出重力做功
的特点是：_________。

【答案】 (1). = (2). = (3). 重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，
而跟物体运动的路径无关 【解析】
【详解】[1]设斜面的高度为h ，斜面的倾斜角度为α，则斜面长为
sin h
L α
=
则物体下滑到低端时重力做的功为
cos(90)sin sin h
W mgL mg
mgh ααα
=︒-== 因为高度相同，所以
12G G W W =
[2] 23G G W W =
[3] 重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关
16.如图所示，光滑斜面固定在水平地面上，质量相同的物块A 和B 在同一水平面内，物块A 由静止沿斜面滑下，物块B 由静止自由落下，不计空气阻力，从开始到两物块分别到达地面上的过程中，落地时A B 的瞬时速度的大小关系是：v A _____v B ，两物体在运动过程中的平均速率的关系是：⎺P A ______⎺P B （填>，=，< ）
【答案】 (1). = (2). < 【解析】
【详解】[1] 根据动能定理
212
mgh mv =
由于A 和B 下落的高度差相同， 到达地面的瞬时速度大小相同
[2] A 沿斜面运动，设斜面底角为θ，则加速度为sin g θ，比B 的加速度g 小，且通过的位移大小比B 大，根据
212
x at =
B 所用时间比A 少，根据
W mgh =
A 和
B 重力做的功相同，由
W P t
=
可知B 的平均功率大
17.一质量为4.0×103kg ，发动机额定功率为60kW 的汽车从静止开始以a =0.5m/s 2的加速度做匀加速直线运动，它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍，g 取10m/s 2，则汽车启动
后，以0.5m/s 2
的加速度做匀加速运动的最长时间为___s 。

汽车在匀加速阶段，所受的合力做功的最大值为___J 。

【答案】 (1). 20 (2). 5210⨯ 【解析】
【详解】[1][2] 汽车受到的阻力为
f =0.1m
g =4000N
由牛顿第二定律可知
F -f =ma
解得
F =f +ma =6000N
当功率达到最大时，速度
10m/s m P
v F =
= 匀加速运动的最长时间为
20s m
v t a
=
= 根据动能定理可知，汽车在匀加速阶段，所受的合力做功的最大值为
2
51210J 2
m W mv ==⨯
三、综合题
18.学生实验“用DIS 研究机械能守恒定律”的装置如图（a ）所示，某组同学在一次实验中，选择DIS 以图像方式显示实验的结果，所显示的图像如图（b ）所示。

图像的横轴表示小球距
D 点的高度h ，纵轴表示摆球的重力势能
E P 、动能E k 或机械能E 。

试回答下列问题：
(1)图（a ）所示的实验装置中，传感器K 的名称是____________：
(2)图（b ）的图像中，表示小球的重力势能E P 、动能E k 、机械能E 随小球距D 点的高度h 变
化关系的图线分别是______（按顺序填“甲、乙、丙”）；C 点高度h =0.05m ，则C 点的动能为___J ，C 点的重力势能为________J ；C 点的速度大小为_________。

（保留2位小数）
(3)根据（b ）图，可以得出的结论是：在____ 物体动能和势能发生转化，其____。

【答案】 (1). 光电门传感器 (2). 乙、丙、甲 (3). 1.19 (4). 0.39 (5).
1.75 (6). 只有重力做功的情况下 (7). 机械能守恒
【解析】
【详解】(1)[1] 图（a ）所示的实验装置中，传感器K 的名称是光电门传感器。

(2)[2][3][4][5]小球距D 点的高度h 越高，重力势能越大，动能越小，但机械能不变，故乙图表示重力势能的变化； 丙图表示动能的变化，甲图表示机械能的变化；根据图像可知，C 点高度h =0.05m ，则C 点的动能为
212
mv =1.19J C 点的重力势能为
mgh =0.39J
C 点的速度大小为
1.75m/s v ≈
(3)[6][7] 根据（b ）图，可以得出的结论是：在只有重力做功的情况下，物体动能和势能发生转化，其机械能守恒。

19.如图所示，倾角为37°的斜面足够长，质量m =1kg 的滑块，从斜面底端v 0=8m/s 的初始速度冲上斜面，经过1s 到达最高点，重力加速度g 取10m/s 2，求
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数；
(2)若以斜面底端为重力势能的零势能点，计算滑块在最高点时的重力势能；
(3)返回到斜面底端时的动能。

【答案】(1)0.25；(2)24J ；(3)16J
【解析】
【详解】(1) 滑块沿斜面上滑的加速度
208m/s v a t =
=
根据牛顿第二定律可知
cos sin mg mg ma μθθ+=
解得：
0.25μ=
(2)滑块位移
04m 2
v x t == 故以斜面底端为重力势能的零势能点，在最高点时的重力势能
sin 24J p E mgx θ==
(3)从最高点到底端根据动能定理
sin cos 16J k E mgx mgx θμθ=-=
20.如图所示，运动员及所携带的全部设备的总质量为60kg ，弹性绳原长为L =10m 。

运动员（可看作质点）从蹦极台（P 点）自由下落，运动员在A 点具有的动能最大，B 点是运动员下落的最低点，不计空气阻力，重力加速度g 取10m/s 2。

(1)运动员下落第1s 内重力势能的变化量；
(2)运动员下落6米时的动能；
(3)若PB 间高度为H =16m ，在下落过程中，弹性势能的最大值；
(4)试从加速度和速度角度分析运动员从P 点开始下落第一次到达A 点此过程的运动情况。

【答案】(1)重力势能减小3000J ；(2)3600J ；(3)9600J ；(4)见解析
【解析】
【详解】(1)运动员从静止下落到弹性绳拉直前做自由落体运动，则
2211101m 5m 10m 22
h gt L ==⨯⨯=<= 运动员重力做正功，重力势能减小了
p 60105J 3000J E mgh ∆==⨯⨯=
(2)运动员下落6m 的过程中机械能守恒，则
k 1601063600J E mgh ==⨯⨯=
(3)从P B →，以运动员和弹性绳为研究对象，系统机械能守恒，则
p 601016J 9600J E mgH ==⨯⨯=弹
(4)运动员从静止下落到弹性绳拉直前做自由落体运动；从弹性绳拉直到A ，对运动员应用牛顿第二定律可知
mg F ma -=
随着运动员下落，弹性绳弹力F 增大，所以运动员做加速度减小的加速度运动；从A B →，对运动员应用牛顿第二定律
F mg ma -=
随着运动员下落，弹性绳弹力F 增大，运动员做加速度增大的减速运动，直至B 点速度减为0。

综合上述分析可知运动员从P A →，先做自由落体运动，后做加速度减小的加速运动，在A 点时速度达到最大。