2019-2020学年南平市建瓯市芝华中学高一下学期第一次月考物理试卷(含答案解析)

2019-2020学年南平市建瓯市芝华中学高一下学期第一次月考物理试
卷
一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）
1.关于物体机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是()
A. 做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒
B. 做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒
C. 外力对物体所做的功等于零时，机械能一定守恒
D. 只有重力做功，机械能一定守恒
2.一物体的速度大小为v0时，其动能为E k，当它的动能为2E k时，其速度大小为()
A. v0
2B. 2v0
C. √2v0
D. √2v0
2
3.如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程中，A、B间
有相互作用的摩擦力，则摩擦力做功的情况是()
A. A、B都克服摩擦力做功
B. 摩擦力对A不做功，B克服摩擦力做功
C. 摩擦力对A做功，B克服摩擦力做功
D. 摩擦力对A、B都不做功
4.如图所示，力F大小相等，物体沿水平面运动的位移s相同．下列情况中F做功最少的是()
A. B. C. D.
5.做自由落体运动的物体，在第1s内下落的高度是(g取10m/s2)()
A. 5 m
B. 10 m
C. 15 m
D. 20 m
6.将两个条形磁铁的N极紧靠在一起置于光滑的水平桌面上，如图所示，然后由静止同时释放，
已知磁铁甲的质量小于磁铁乙的质量。

若乙对甲做功为W甲，甲对乙做功为W乙，在相同时间内，则下列关系正确的是()
A. W甲>0，W乙<0，W甲=|W乙|
B. W甲>0，W乙=0
C. W甲>0，W乙>0，W甲>W乙
D. W甲>0，W乙>0，W甲<W乙
7.从某高处(高度大于5m)释放一粒小石子，经过1s从同一地点再释放另一粒小石子，不计空气
阻力，则在它们落地之前的任一时刻()
A. 两粒石子间的距离将保持不变，速度之差保持不变
B. 两粒石子间的距离将不断增大，速度之差保持不变
C. 两粒石子间的距离将不断增大，速度之差也越来越大
D. 两粒石子间的距离将不断减小，速度之差也越来越小
8.一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点．小球在水平拉力F作用下，
从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则拉力F所做的功为()
A. mglcosθ
B. mgl(1−cosθ)
C. Flcosθ
D. 0
9.一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动
的加速度的大小为0.9g.这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则
在这过程中()
A. 物体的重力势能增加了0.9mgH
B. 物体的机械能损失了0.5mgH
C. 物体的动能损失了0.5mgH
D. 物体的重力势能增加了0.6mgH
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
10.一质量为1kg的铁球，由静止开始向上以1m/s2的加速度匀加速上升2m.下列说法中正确的是
(g=10m/s2)()
A. 人对铁球做功11J
B. 合外力对铁球做功4J
C. 合外力对铁球做功2J
D. 铁球克服重力做功20J
11.如图所示，一高度为h的楔形物块固定在水平地面上，质量为m
的物体由静止开始从倾角分别为α、β的两个光滑斜面的顶端滑
下，则下列说法中正确的是()
A. 物体滑到斜面底端的速度相同
B. 物体滑到斜面底端所用的时间相同
C. 物体滑到斜面底端时重力所做功的功率不同
D. 物体滑到斜面底端过程中重力所做的功相同
12.如图所示为牵引力F和车速倒数1
的关系图象．若汽车质量为2000kg，它由静止开始沿平直公路
v
行驶，且行驶中阻力恒定，设其最大车速为30m/s，则正确的事()
A. 汽车所受阻力大小为2000N
B. 车速为15m/s时，牵引力的功率为3×104W
C. 汽车匀加速的加速度为3m/s2
D. 汽车匀加速所需时间为5s
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
13.为验证“拉力做功与物体动能改变的关系”，某同学到实验室找到下列器材：长木板(一端带定
滑轮)、电磁打点计时器、质量为200g的小车、质量分别为10g、30g和50g的钩码、细线、学生电源(有“直流”和“交流”档).该同学进行下列操作
A.组装实验装置，如图a所示
B.将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车
C.选用50g的钩码挂在拉线的挂钩P上
D.释放小车，接通打点计时器的电源，打出一条纸带
E.在多次重复实验得到的纸带中选出一条点迹清晰的纸带，如图b所示
F.进行数据采集与处理
请你完成下列问题：
(1)进行实验时，学生电源应选择用______一档(选填“直流”或“交流”)．
(2)该同学将纸带上打的第一个点标为“0”，且认为打“0”时小车的速度为零，其后依次标出
计数点1、2、3、4、5、6(相邻两个计数点间还有四个点未画)，各计数点间的时间间隔为0.1s，如图b所示．该同学测量出计数点0到计数点3、4、5的距离，并标在图b上．则在打计数点4时，小车的速度大小为______m/s；如果将钩码的重力在数值上当作小车所受的拉力，则在打计数点0到4的过程中，拉力对小车做的功为______J，小车的动能增量为______J.(取重力加速度g=9.8m/s2，结果均保留两位有效数字)
(3)由(2)中数据发现，该同学并没有能够得到“拉力对物体做的功等于物体动能增量”的结论，
且对其他的点(如2、3、5点)进行计算的结果与“4”计数点相似．你认为产生这种实验结果的主要原因有(写出两条即可)
①______；
②______．
14.如图1所示为验证机械能守恒定律的实验装置。

现有器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时
器、纸带、带铁夹的重物、天平。

在“验证机械能守恒定律”的实验中，实验装置如图1所示。

(1)实验中的重物应选用图2中的______；(选填“①”、“②”或“③”)
(2)如图3，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位罝合理的是______(选填“甲”、“乙”、“丙”
或“丁”)
(3)为完成实验，还需要的器材有______。

A.刻度尺
B.0～6V直流电源
C.秒表
D.0～6V交流电源
mv2=mgℎ对实验条件的要求是______，为此，所选择的纸带第1、2点间的
(4)①运用公式1
2
距离应接近______mm。

②若实验中所用重锤的质量m=1kg，打点纸带如图4所示(单位：mm)，打点时间间隔为0.02s，
g取9.80m/s2，则记录C点时，重锤的速度v C=______m/s，从开始下落起至C点重锤的重力势能的减小量是______J，(保留三位有效数字)，由于受阻力的影响，重锤增加的动能与△E K减少的重力势能△E P的大小关系为△E K______△E P(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

③根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，则以h为横轴画出的图象应是图5中的
哪个？______
四、计算题（本大题共3小题，共34.0分）
15.质量m=10kg的物块置于粗糙程度一样的水平地面上，若沿水平
向右方向施加一恒定的拉力F=60N，使物体由静止开始做匀加速
直线运动，并测出了物块在运动过程中，不同时刻的瞬时速度，绘
制出v−t图象，如图所示，取g=10m/s2.求：
(1)滑块运动过程中的加速度大小；
(2)物块与地面间的动摩擦因数
(3)2s末撤去拉力F，物体还能运动多远？
16.一辆汔车以2.0m/s2的加速度由静止匀加速地沿直线行驶经多长时间速度能达到10m/s？汽车
速度达到10m/s匀速行驶一段时间后刹车做匀减速直线运动．若汽车刹车后第2s内的位移为
6.25m，则刹车后6s内汽车的位移为多少？(刹车时间超过2s)
17.有一个冰上推木箱的游戏节目，规则是：选手们从起点开始用力推箱一段时间后，放手让箱向
前滑动，若箱最后停在桌上有效区域内，视为成功；若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败．其简化模型如图所示，AC是长度为L1=7m的水平冰面，选手们可将木箱放在A点，从A 点开始用一恒定不变的水平推力推箱，BC为有效区域．已知BC长度L2=lm，木箱的质量m= 50kg，木箱与冰面间的动摩擦系数μ=0.1.某选手作用在木箱上的水平推力F=200N，木箱沿AC做直线运动，若木箱可视为质点，g取l0m/s2.那么该选手要想游戏获得成功，试求：
(1)推力作用在木箱上时的加速度大小；
(2)推力作用在木箱上的时间满足什么条件？
【答案与解析】
1.答案：D
解析：解：
A、做匀变速直线运动的物体，若除重力做功以外，还有其他力做功，机械能不守恒。

故A错误。

B、做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒，比如：降落伞匀速下降，机械能减小。

故B错误。

C、外力对物体所做的功等于零时，根据动能定理可知，动能不变，但重力势能可能变化，机械能不一定守恒，故C错误。

D、机械能守恒的条件是只有重力做功。

故D正确。

故选：D。

只有重力或弹簧的弹力做功时，物体的机械能才守恒．要正确理解只有重力做功，物体除受重力外，可以受其它力，但其它力不做功或做功的代数和为0．
解决本题的关键掌握机械能守恒的条件，机械能守恒的条件是只有重力或弹簧弹力做功．
2.答案：C
解析：
由动能定义式：E k=1
2
mv2代入公式计算即可。

设物体的质量为m，当一物体的速度大小为V0时，其动能为Ek，则有Ek=1
2
mv02，当它的动能为2E k
时，有2E K=2×1
2mv02=1
2
mv2
解得：V=√2v0，故C正确，ABD错误。

故选C。

3.答案：B
解析：解：做功的两个必要因素是力和在力的方向上通过一段位移，当B向左移动时，A没有动，故AB之间的摩擦力对A没有做功；
B物体受到的摩擦力方向与运动方向相反，故摩擦力对B做负功，即B克服摩擦力做功；所以选项B 正确，ACD错误。

故选：B。

根据做功的两个必要因素：力和在力的方向上通过一段位移，可以确定此过程中摩擦力是否做功．此题考查了摩擦力做功的条件，属于易错题目，要会结合具体题目分析判断．
4.答案：D
解析：解：A选项中，拉力做功为：W=Fs；
B选项中，拉力做功为：W=FScos30°=√3
2
Fs；
C选项中，拉力做功为：W=FScos30°=√3
2
Fs；
D选项中，拉力做功为：W=FScos60°=1
2
Fs；
故D图中拉力F做功最小，
故选：D。

根据恒力做功的表达式W=Fscosθ(θ为F与S的夹角)进行判断即可．
本题涉及恒力做功的求法，拉力F做功取决与力的大小、位移的大小和力与位移夹角的余弦三者的乘积，与是否有其他力做功无关．
5.答案：A
解析：解：做自由落体运动的物体，在第1s内下落的高度ℎ=1
2gt2=1
2
×10×1=5m，故A正确。

故选：A。

根据自由落体运动规律ℎ=1
2
gt2直接求解即可．
本题考查了自由落体运动位移时间公式得直接应用，难度不大，属于基础题．
6.答案：C
解析：
根据牛顿第三定律结合功的概念及公式可判断乙对甲做正功及甲对乙也做正功，根据牛顿第二定律及功的概念及公式可判断乙对甲所做的功大于甲对乙所做的功。

本题主要考查牛顿第二定律、牛顿第三定律、功的公式。

根据牛顿第三定律，甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等、方向相反。

甲的运动方向与甲的受力方向相同，因此乙对甲做正功；同理，甲对乙也做正功。

甲的质量
小于乙的质量，根据牛顿第二定律可知甲的加速度大于乙的加速度，相同时间内甲的位移大于乙的
位移，乙对甲所做的功大于甲对乙所做的功，故C正确，ABD错误。

故选C。

7.答案：B
解析：
两小球都做自由落体运动，可用匀变速的速度公式及位移公式列式分析。

本题考查自由落体运动的规律，用公式分析，要注意两者的时间关系。

设第2个小球运动的时间为t，则第1个小球运动的时间为t+1，由位移公式得，二者的距离为：
1 2g(t+1)2−1
2
gt2=gt+1
2
g，故二者距离逐渐增大；由速度公式，二者的速度之差为：Δv=
g(t+1)−gt=g，故二者速度之差保持不变，故ACD错误，B正确。

故选B。

8.答案：B
解析：解：小球从平衡位置P点缓慢地移动到Q点的过程中，根据动能定理得：
W1−mgl(1−cosθ)=0
得拉力F所做的功为：W1=mgl(1−cosθ)
故选：B。

小球从平衡位置P点缓慢地移动到Q点的过程中，动能变化量为零，重力做负功，绳子拉力不做功，水平拉力F做功，根据动能定理求解拉力F所做的功
本题要求学生能正确理解功的定义式的含义及适用条件为恒力做功，对于变力，运用动能定理求变力做功是常用的方法．
9.答案：B
解析：
重力势能的增加量等于克服重力做的功；动能变化等于力的总功；机械能变化量等于除重力外其余力做的功．
本题关键根据功能关系的各种具体形式得到重力势能变化、动能变化和机械能变化．重力势能变化
与重力做功有关；动能的变化与合力做功有关；机械能的变化与除重力以外的力做功有关．
A、重力势能的增加量等于克服重力做的功，故重力势能增加了mgH，故AD错误；
B、物体上滑过程，根据牛顿第二定律，有：mgsin37°+f=ma，
解得：f=0.3mg；
合力：F合=mgsin37°+f=0.9mg；
动能减小量等于克服合力做的功，为：F合⋅H
sin37∘
=1.5mgH，
物体的机械能损失等于克服阻力做的功，故为：f⋅H
sin37∘
=0.5mgH，故B正确，C错误；
故选：B。

10.答案：CD
解析：解：A、根据牛顿第二定律可知F−mg=ma，解得F=11N，故人对铁球做功为：W=Fℎ=22J，故A错误；
B、重力做功为W′=−mgℎ=−20J，克服重力做功为20J，故合外力做功为W合=W+W′=2J，
故B错误，CD正确；
故选CD。

根据牛顿第二定律求解拉力；根据W=FScosθ求解拉力功和克服空气阻力做的功，合力做的功根据恒力做功公式求解。

本题关键是明确物体的运动规律，根据牛顿第二定律求解出各个力，最后结合各种功能关系列式求解，不难。

11.答案：CD
解析：解：A、设斜面的高为h。

由机械能守恒得：mgℎ=1
2
mv2，得：v=√2gℎ
所以物体沿光滑斜面从同一高度滑至斜面底端时，物体的速度大小相等，但由于速度方向不同，所
以速度不同，故A错误。

B、设任一斜面的倾角为θ，则物体下滑的加速度大小为：
a=gsinθ
由ℎ
sinθ=1
2
at2，得：t=√2ℎ
gsin2θ
，θ不同，则下滑的时间t不同，故B错误。

C、物体滑到斜面底端时重力所做功的功率P=mgvsinθ，斜面的倾角θ不同，则重力所做功的功率不同。

故C正确。

D、重力做功公式W=mgℎ，m、h相同，则重力所做的功相同。

故D正确。

故选：CD。

本题要注意速度是矢量，只有大小和方向都相同时，速度才相同。

根据牛顿第二定律和运动学公式结合可比较时间的长短；
重力做功的功率P=mgvsinθ，θ是斜面的倾角。

重力做功公式W=mgℎ，h是初末位置的高度差。

根据这些知识进行分析。

本题关键运用机械能守恒定律得到速度大小的关系，由牛顿第二定律和运动学公式分析时间关系，并掌握重力做功的特点和功的计算。

12.答案：AD
解析：解：A、当速度为30m/s时，牵引车的速度达到最大，做匀速直线运动，此时F=f，所以f= 2×103N.故A正确；
B、牵引车的额定功率P=fv=2×103×30W=6×104W.匀加速直线运动的加速度a=F−f
m
=
6000−2000
2000
m/s2=2m/s2，
匀加速直线运动的末速度v=P
F =60000
6000
m/s=10m/s，匀加速直线运动的时间t=v
a
═5s。

因为
15m/s>10m/s，所以汽车速度为15m/s时，功率已达到额定功率，故BC错误，D正确；
故选：AD。

从图线看出，开始图线与x轴平行，表示牵引力不变，牵引车先做匀加速直线运动，倾斜图线的斜率表示额定功率，即牵引车达到额定功率后，做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动
解决本题的关键能够从图线中分析出牵引车的运动情况，知道倾斜图线的斜率表示牵引车的额定功率
13.答案：交流；0.58；0.059；0.034；小车质量没有远大于钩码质量；没有平衡摩擦力
解析：解：(1)打点计时器是一种计时仪器，使用交流电源；
(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，相邻的两个计数点间的时间间隔为T=0.1s
得：v4=x35
2T =0.1850−0.069
0.2
m/s=0.58m/s，
在打计数点0到4的过程中，拉力对小车做的功为：W=mgs=0.05×9.8×0.12J=0.059J；
小车的动能增量为：△E K=1
2Mv42=1
2
×0.2×0.582J=0.034J；
(2)该实验产生误差的主要原因一是钩码重力大小并不等于绳子拉力的大小，设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：
F=Ma…①
对砂桶和砂有：mg−F=ma…②
F=M
m+M
mg，
由此可知当M>>m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，显然该实验中没有满足这个条件；另外该实验要进行平衡摩擦力操作，否则也会造成较大误差．
故答案为：(1)交流；(2)0.58；0.059；0.034，(3)①小车质量没有远大于钩码质量；②没有平衡摩擦力
(1)打点计时器是一种计时仪器，使用交流电源；
(2)将砝码重力当作小车所受合外力，根据功的定义可以正确解答，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第4个点的速度大小，进一步求出其动能大小；(3)实验误差主要来自两个方面一是由实验原理不完善，没有平衡摩擦力导致的系统误差，一是由数据测量如测量距离等导致的偶然误差，可以从这两个方面进行分析．
明确实验原理往往是解决实验问题的关键，该实验的一些操作和要求与探究力、加速度、质量之间关系的实验类似可以类比学习．
14.答案：(1)①；(2)丙；(3)AD；(4)①打第一个点速度为零；2；②1.56；1.22；小于；③C
解析：解：(1)验证机械能守恒定律的实验中，为了减小阻力的影响，重物应选择质量大一些，体积小一些的重锤，故选：①。

(2)释放纸带前瞬间，手应该提着纸带的上端，重锤紧靠打点计时器，纸带处于竖直，可知合理的是：丙。

(3)实验中需要打点计时器，则需要0−6V的交流电源，需要用刻度尺测量纸带点迹间的距离，不需要秒表，因为打点计时器可以记录时间，故选：AD。

(4))①运用公式1
2
mv2=mgℎ验证机械能守恒，可知初动能为零，则要求打第一个点的速度为零，
根据x=1
2gt2=1
2
×10×0.022m=2mm知，纸带应选择第1、2点距离接近2mm的。

②重锤的速度v C=x BD
2T =(15.71−9.47)×10−2
0.04
m/s=1.56m/s，从开始下落起至C点重锤的重力势能的
减小量△E p=mgℎ=1×9.8×0.1240J≈1.22J。

由于受阻力的影响，重力势能的减少量一部分转化为内能，则△E k<△E p。

③根据1
2mv2=mgℎ得，1
2
v2=gℎ，可知1
2
v2−ℎ图线为过原点的倾斜直线，故选：C。

(1)①(2)丙(3)AD(4)①打第一个点速度为零，2mm②1.56，1.22，小于，③C
(1)为了减小阻力的影响，重物应选择质量大一些，体积小一些的重锤；
(2)根据实验的注意事项确定重锤和手的合理位置。

(3)根据实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定所需的器材。

(4)根据动能增加量和重力势能的减少量是否相等进行验证，得出实验条件要求。

根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度，根据下降的高度求出重力势能的减少量。

根据能量守恒判断重力势能的减少量和动能增加量的关系。

根据机械能守恒得出1
2
v2−ℎ的关系式，从而确定正确的图线。

解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，掌握处理纸带的方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减少量。

15.答案：解：(1)物体做匀加速直线运动，在v−t图象中斜率代表加速度，则有：
a=△v
△t
=2m/s2
(2)对物体据牛顿第二定律得：
F−f=ma
又f=μmg
联立代入数据解得：
μ=0.4
(3)撤去外力后，摩擦力为物体的合外力，根据牛顿第二定律，有
ma′=−μmg
代入数据得：
a′=−4m/s2
物体加速到2秒末的速度为：
v2=at=4m/s，
根据运动学公式有：
0−v 22=2a′x
联立代入数据得：
x =2m
答：(1)滑块运动过程中的加速度大小为2m/s 2；
(2)物块与地面间的动摩擦因数为0.4；
(3)2s 末撤去拉力F ，物体还能运动2m 。

解析：(1)根据图象斜率的物理意义，可以求出加速度大小；
(2)根据图象加速度，结合牛顿第二定律，可以求出动摩擦因数；
(3)利用撤去拉力后，结合牛顿第二定律，求出加速度，利用运动学公式求出物体的位移。

本题考查牛顿第二定律和图象问题，在处理图象问题时，要能读懂图象的物理意义，v −t 图象的斜率表示加速度大小。

16.答案：解：根据v =v 0
 +at 得匀加速直线运动的时间t =v−v 0
 a =10−02.0s =5s
设匀减速直线运动的加速度大小为a ，则有：
x 前2s −x 前1s
 =6.25 [10×2−12a ×2 2]−[10×1−12a ×1 2]=6.25m 解得：a =2.5m/s 2
刹车到停止的时间t 0 =v a =102.5s =4s 所以刹车后6s 内汽车的位移等于刹车后4s 内汽车的位移
x 6 =x 4 =10×4+12×(−2.5)×4 2=20m 答：一辆汽车以2.0m/s 2的加速度由静止匀加速地沿直线行驶经5s 速度能达到10m/s ，刹车后6s 内汽车的位移为20m
解析：根据匀变速直线运动速度时间关系式求匀加速运动的时间；由刹车前2s 的位移，根据位移公式可求解加速度，再求出速度减为0的时间，最后由匀变速直线运动的位移公式求出刹车后6s 内的位移．
本题考查了运动学中的刹车问题，是道易错题，注意汽车速度减为零后不再运动．17.答案：解：(1)力F作用时木箱的加速度为a1，根据牛顿第二定律得：
a1=F−μmg
m
=
200−0.1×500
50
=3m/s2
(2)要想获得游戏成功，木箱滑到B点速度正好为0，力作用时间最短，瓶滑到C点速度正好为0，力作用时间最长，设力作用时间为t，时刻的速度为v，力停止后加速度为a2，由牛顿第二定律得：
μmg=ma2
解得：a2=1m/s2
且v=a1t
加速运动过程中的位移x1=1
2
 a1t2
减速运动过程中的位移x2=v2
2a2x2=(a1t)2
2a2
=9
2
 t2
要使木箱停止有效区域内，则需满足
L1−L2≤x1+x2≤L1
解得：1s≤t≤√7
6
s
答：(1)推力作用在木箱上时的加速度大小为3m/s2；
(2)推力作用在木箱上的时间满足的条件为1s≤t≤√7
6
s．
解析：受力分析后，先根据牛顿第二定律求解出木箱加速和减速时的加速度，然后根据运动学公式结合几何关系列式求解出木箱恰好滑动到B点和C点时推力的作用时间，进而求出时间范围．
本题关键找出临界情况，求出加速度后，运用运动学公式结合几何关系列式求解．。