2020年福建师大附中高考物理模拟试卷(一)(含答案解析)

2020年福建师大附中高考物理模拟试卷（一）
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1.下列说法正确的一项是
A. 只要物体有受力，则一定有力对物体做功
B. 只要物体发生了位移，则一定有力对物体做功
C. 只有在物体受力的同时产生了位移，才一定有力对物体做功
D. 以上说法均不完全正确
2.下列说法正确的一项是
A. 物体具有多少能，就能做多少功
B. 物体做了多少功，就有多少能量转化
C. 力对物体做了多少功，物体就具有多少能
D. 以上说法均不完全正确
3.伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N
点．如果在E或F处钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点．这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面或弧线下滑时，其末速度的大小
A. 只与斜面的倾角有关
B. 只与斜面的长度有关
C. 只与下滑的高度有关
D. 只与物体的质量有关
4.如图所示，一质量均匀的不可伸长的绳索重为G，两端固定在天花板上，今
在最低点C施加一竖直向下的力将绳缓慢拉至D点，在此过程中绳索AB的重心
位置将
A. 逐渐升高
B. 逐渐降低
C. 先降低后升高
D. 始终不变
5.如图所示，一足球在1的位置被踢出后落到3的位置，在空中达到
的最高点2的高度为h。

那么下列说法正确的一项是
A. 足球在1处被踢出后，以地面为零势能面，其动能与重力势能
均为0
B. 足球在2处时，以地面为零势能面，其动能为0，重力势能为mgh
C. 足球在3处时，以地面为零势能面，其动能与重力势能均与在1处时相等
D. 在足球从1处运动到3处的过程中，重力不做功
6.小球从一定高度处由静止下落，与地面碰撞后回到原高度再次下落，重复上述运动，取小球的
落地点为原点建立坐标系，竖直向上为正方向，下列速度v和位置x的关系图象中，能描述该过程的是
A. B.
C. D.
7.一辆质量为m的汽车，从静止开始运动，其阻力为车重的倍，其牵引力的大小，
其中k为比例系数，x为车前进的距离，f为车所受的阻力，则当车前进的距离为s时牵引力做的功为
A. B. C. D.
8.一质点由静止开始作匀加速直线运动，在时间间隔T内的位移为s，动能变为原来的倍，
那么该质点的加速度为
A. B. C. D.
9.如图所示，小球以初速度从A点沿粗糙的轨道运动到高为h的
B点后返回，忽略轨道在转弯处的能量损失，则其返回途中再次
经过A点的速度大小为
A. B. C.
D.
10.如图所示，一条质量分布均匀且长度为L的铁链，一半靠在光滑斜面上，
另一半在空中自然下垂。

将铁链由静止释放，忽略铁链内应力在转角处造
成的突起，若斜面倾角为，则链条恰好完全脱离斜面时的速度为
A. B.
C. D.
二、多选题（本大题共6小题，共36.0分）
11.下列说法正确的有
A. 若运动物体所受的合外力为零，则物体的动能一定保持不变
B. 若运动物体所受的合外力不为零，则物体的动能一定发生变化
C. 若运动物体的动能保持不变，则该物体所受合外力一定为零
D. 若运动物体的动能发生变化，则该物体所受合外力一定不为零
12.如图所示，同一物体沿倾角不同的光滑斜面AB和AC的顶端A点
分别由静止开始下滑到底端，斜面固定在水平桌面上，则滑到底
端时
A. 两次重力对物体做的功相同
B. 两次重力对物体的瞬时功率相同
C. 两次物体的速度相同
D. 两次物体的动能相同
13.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，
5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图象如图所示。

已知汽车的质量为kg，汽车受到地面的阻力为车重的
倍，则
A. 汽车在前5s内的牵引力为
B. 汽车在前5s内的牵引力为
C. 汽车的额定功率为60kW
D. 汽车的最大速度为
14.如图所示用滑轮组将重力为600N的物体匀速提升，如果人用的拉力为250N，
则下列结论中正确的是
A. 如将物体提高2m，拉力做功1000 J
B. 物体提高1m，装置所做的有用功为250 J
C. 物体以的速度匀速被提升，拉力的功率为375W
D. 此时装置的机械效率是
15.水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带上．设工件的初速度为零，当它
在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止．设工件质量为m，它与传送带间的动摩擦因数为，则在工件相对传送带滑动的过程中
A. 滑动摩擦力对工件做的功为
B. 工件的机械能的增加量为
C. 工件相对于传送带滑动的路程为
D. 传送带对工件做的功为零
16.如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连。

现
将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点。

已知M、N两点处，
弹簧对小球的弹力大小相等，且在小球从M点运动到N
点的过程中
A. 弹力对小球先做正功后做负功
B. 有一个时刻小球的加速度等于重力加速度
C. 弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零
D. 小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差
三、实验题（本大题共2小题，共24.0分）
17.某同学在物理课上开展了“探究恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验探究。

该同学的实验设计方案如图1所示，该实验用钩码的重力近似表示小车受到的合外力，实验
在安装正确、操作规范的前提下进行。

若小车与木板间动摩擦因数为，为平衡摩擦力，需将木板倾斜的角度______。

忽略空气阻力，用含的代数式表示
在已平衡摩擦力且已调节定滑轮高度的条件下，还需要满足的条件有：______。

调节木板上定滑轮的高度使牵引小车的细绳与木板平行的目的有______。

选填选项前的字母
A.避免小车在运动过程中发生抖动
B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
在实验过程中，除钩码下落的高度外，还需测量的物理量有：______。

在上述实验中，打点计时器使用的交流电频率为某同学平衡摩擦力时打出的一段纸带如图2所示，则小车匀速运动时的速度大小最可能接近______。

保留三位有效数字若由于供电的影响，打点计时器使用的交流电的频率略低于50Hz，那么中测出的小车速度将______。

选填“偏小”、“偏大”或“不变”
实验完成后，经过计算、描点、连线作出图象如图3所示，某同学对W与v的关系作出的猜想中，肯定错误的有______。

选填选项前的字母
A.
B .
C.
D .
对中的分析进行进一步验证，经过计算、描点、连线作出图象如图4所示，得到一条近似于正比例函数图象的图象，若直线斜率为k，则小车的质量______。

用含k的代数式表示
18.某同学在物理课上开展了“用落体法验证机械能守恒定律”的实验探究。

下列属于机械能的有______。

选填选项前的字母
A.动能
B.重力势能
C.弹性势能
D.引力势能
该同学的实验设计方案如图1所示，由于实验中打点计时器使用的交流电频率未知，为了确认电源的频率，该同学先按照正确的实验操作打出一条纸带如图2所示，测量得，，若实验中重物受到的所有平均阻力约为重力的，那么该电源的频率约为______保留到整数位
电源频率确认后，该同学再次实验，得到一条新的纸带如图所示，其中O点为起始点，每隔4个点取一个计数点。

该同学使用量程为的毫米刻度尺测量0点到其中五个计数点间的距离OA、OB、OC、OD、单位：，请忽略一个明显错误的度量值，分别计算打
B、D两点时重物的速度______，______。

均保留2位有效数字
在第小问中，该同学联想到在必修一学过的知识：作自由落体运动的物体满足运动学公式，该同学使用已调零的停表计时，通过这一公式计算每个点的速度。

请指出：该同学的原理错误：______。

这一原理错误的原因：______。

这一原理错误可能造成的后果：______。

四、计算题（本大题共4小题，共50.0分）
19.如图所示，ABCD为一竖直平面内的轨道，其中BC水平，A点与
BC 的高度差，BC长，AB和CD轨道光滑。

一
质量的物体，从A点以的速度开始运动，经
过BC后滑到高出C点的D点速度为求：
物体与BC轨道间的动摩擦因数；
物体第6次经过C点时的速度大小保留精确值；
物体最后停止的位置与B点的距离d。

20.如图所示，一轻弹簧的下端固定在倾角的斜面上，上端与
一轻质挡板相连。

一质量的物体从斜面上的A点以初速
度下滑。

物体到达B点将弹簧继续压缩到C点，C点
与A点的距离为，弹簧最大压缩量，而后物体
又被弹簧弹回至最高点D，D点与A点的距离为。

求：
物体与斜面间的动摩擦因数；
弹簧的劲度系数k。

21.如图所示，一倾角为的斜面放置在水平桌面上，一滑块从距挡板
的位置以初速度沿斜面向上滑行。

若滑块与斜面间的动摩擦因数
为，且每次与P碰撞前后的速度大小保持不变，挡
板与斜面垂直，斜面足够长。

求滑块从开始运动到最后停止滑行的
总路程s。

22.如图所示，一质量为m、半径为R的铁球，用一细线拴住，慢慢地放入横截
面积为S、深度为h的水中。

已知水的密度为，在铁球从刚与水面接触至与杯底接触的过程中，求：
铁球的重力势能的增加量；
水的重力势能的增加量。

-------- 答案与解析 --------
1.答案：D
解析：解：根据功的定义可知，只有物体在受力的同时在力的方向上产生了位移，才一定有力对物体做功，故ABC均错误，D正确。

故选：D。

本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。

二者缺一不可。

明确功的概念，知道有力有距离，力对物体不一定做功，物体必须在力的作用下通过了距离，力对物体才做功。

2.答案：B
解析：解：A、力对物体做了多少功，物体的能量就增加了多少，但不能说物体具有多少能，故A 错误：
B、功是能量转化的量度，物体做了多少功，就有多少能量发生了转化，故B正确：
C、能量反映了物体对外做功本领的大小，而不是物体对外做功的多少，故C错误；
D、因B正确，故D错误。

故选：B。

一个物体能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量，能量反映了物体做功的本领；力对物体做了多少功，就发生了多少能量转换，而不是物体就具有多少能；对于功和能的关系，要抓住功是能量转化的量度，功反映了能量转化的本领。

本题考查功能关系，要求同学们能够理解功和能的含义，此题关键在于抓住功是能量转化的量度，而不是能量的量度。

3.答案：C
解析：解：伽利略的理想斜面和摆球实验，斜面上的小球和摆线上的小球好像“记得”起自己的起始高度，实质是动能与势能的转化过程中，总能量不变．物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面或弧线下滑时，高度越大，初始的势能越大转化后的末动能也就越大，速度越大，故ABD错误，C 正确．
故C正确．
如果在E或F处钉子，小球从M点摆下过程与钉子碰撞时有能量损失，因此不能到达与M相同高度的点，当小球从这些点静止下落时，机械能守恒能到达相同高度的点．
本意考查角度新颖，很好的考查了学生多所学知识的理解与应用．
4.答案：A
解析：解：存在外力时的平衡是不稳定的，而处于稳定平衡时，其总能量一定是最低的，也就是重心最低。

绳子在不受力时处于稳定平衡，且受到外力后有外力对绳子做功，使绳子的重力势能增加，重心升高。

故选：A。

绳子处于稳定平衡时，其总能量一定是最低的，也就是重心最低．在向下拉绳子的过程中有外力对绳子做功，使其能量增加，改变了其重心的位置．
此题主要是让学生明白物体重心位置随着其能量的改变而改变的这一物理规律，理解起来有一定难度．
5.答案：D
解析：解：A、足球在1处被踢出后具有初速度，那么动能不为0，故A错误；
B、足球在2处具有水平方向的速度，那么动能不为0，故B错误；
C、由图可知足球受到空气阻力的影响较大，机械能必不守恒，那么足球在3处动能小于在3处动能，故C错误；
D、1处与3处等高，故重力不做功，故D正确。

故选：D。

明确动能、重力势能的定义，知道重力做功和路径无关，只与初末两点间的高度差有关，根据空气阻力做功分析1、3两点间的机械能关系。

本题考查重力势能、动能以及重力做功的特点，要注意正确理解动能和重力势能的定义，同时明确功能关系的准确应用。

6.答案：A
解析：【分析】
小球先自由下落，做匀加速直线运动，与地面碰撞后，做竖直上抛运动，即匀减速直线运动，之后不断重复，小球在空中运动的加速度始终为g，根据运动学公式列式分析v与x的关系，再选择图象。

对于图象类型的选择题，采用判断法和排除法相结合的方法，可提高准确率和解题速度，对于图象，往往根据物理规律得到解析式再分析图象的形状。

【解答】
以竖直向上为正方向，则小球下落的速度为负值，故CD两图错误。

设小球原来距地面的高度为h。

小球下落的过程中，根据运动学公式有：
，由数学知识可得，图象应是开口向左的抛物线。

小球与地面碰撞后上升的过程，与下落过程具有对称性，故A正确，B错误。

故选A。

7.答案：C
解析：解：汽车受到的阻力
牵引力随位移线性变化，故当时，牵引力为，当时，牵引力，整个过程的平均牵引力
故牵引力做功为，故ABD错误，C正确；
故选：C。

先求出汽车前进s的平均牵引力，在利用功的公式求得牵引力做功。

本题主要考查了求恒力做功，注意再利用公式时，必须把变力转化成恒力来求；
8.答案：C
解析：解：设质点的初速度为v，则动能，由于末动能变为原来的倍，则可知，末速度为原来的倍，故有：；
故平均速度为：；
根据位移公式可知：
联立解得：；
根据加速度定义可知：，故ABD错误，C正确
故选：C。

根据动能的变化可求出初末速度间的关系，再根据平均速度公式可求出平均速度，则由位移公式即可明确速度与位移时间的关系，再由加速度的定义即可求出质点的加速度。

本题考查动能以及运动学规律的问题，要注意明确动能变为倍所隐含的信息，从而求出速度关系，同时还要注意应用平均速度公式。

9.答案：B
解析：解：对小球由A至B的过程，根据动能定理可得：
再对小球由B返回A的过程，根据动能定理可得：
解得：
故ACD错误，B正确；
故选：B。

对小球从A到B与从B到A的两个过程，分别由动能定理列式，可求出小球返回经过A点的速度。

本题主要考查了动能定理的应用，解决本题的关键是抓住往返两个过程中，摩擦力做功相等，分段运用动能定理求解。

10.答案：C
解析：解：设链条的质量为m，以开始时链条的最高点为零势能面，链条的机械能为：
，
链条全部下滑出后，动能为：
重力势能为：
，
由机械能守恒可得：
即：，
解得：，故ABD错误，C正确
故选：C。

链条在运动过程中，只有重力做功，故机械能守恒；首先确定零势能面，得出初末状态时的机械能表达式，由机械能守恒列式求解即可。

在解题时要注意灵活选择零势能面，并根据链条的形状分段表示重力势能。

要注意当链条的重心在参考平面下方时重力势能为负值。

11.答案：AD
解析：解：A、运动物体所受合外力为零，合外力对物体不做功，由动能定理可知，物体动能不变，故A正确；
B、运动物体所受合外力不为零，物体运动状态一定变化，则该物体一定做变速运动，如果合外力方向与物体速度方向垂直，合外力对物体不做功，物体动能不变，故B错误；
C、如果运动物体所受合外力与物体的速度方向垂直，合外力对物体不做功，物体动能不变，如匀速圆周运动，故C错误；
D、若运动物体的动能发生变化，根据动能定理可知，合外力一定做功，即合力一定不为零，故D 正确；
故选：AD。

根据动能定理知，合力做功等于动能的变化量，合力为零，做功一定为零，动能一定不变，合力不为零，则合力不一定做功，如匀速圆周运动。

合外力做功和动能变化的关系由动能定理反映，合外力为零，其功一定为零，但合外力做功为零，但合外力不一定为零，可以以匀速圆周运动为例说明。

12.答案：AD
解析：解：A、根据重力做功的公式，知两次运动重力对物体做的功相同，故A正确；
B、根据动能定理得：，得：，所以滑到底端时，两次物体的速度大小相等，
根据公式，由于两次物体在斜面底端的速度方向与竖直方向夹角不等，所以滑到底端时，两次重力瞬时功率不同，故B错误；
C、由于两次在底端的速度方向不同，所以滑到底端时，两次物体的速度不同，故C错误；
D 、两次运动重力对物体做的功相同，根据动能定理得，解得，，故滑到底端时，两次物体的动能相同，故D正确；
故选：AD。

根据公式分析重力做功关系，应用公式分析重力的瞬时功率关系，应用动能定理求出物体滑到斜面底端时的速度和动能，再进行比较。

本题考查了比较物体速度、重力做功、物体动能、重力的瞬时功率等问题，要知道重力做功特点：只与初末位置间的高度差有关。

应用动能定理求速度是常用方法。

13.答案：BCD
解析：解：汽车受到的阻力；
AB、前5s内，由图，由牛顿第二定律：，求得：
故A错误。

B正确。

C 、末功率达到额定功率，故C正确。

D、。

故D正确。

故选：BCD。

从图象可以看出：汽车经历三个运动过程：匀加速直线运动，加速度减小的变加速直线运动，最后做匀速直线运动。

由图线斜率可求出前5s内汽车的加速度，由牛顿第二定律即可求出此过程的牵引力。

5s末汽车的功率就达到额定功率，由能求出额定功率。

汽车速度最大时，牵引力等于阻力，由，能求出最大速度。

本题首先要识别图象的物理意义，从斜率读出加速度。

其次，抓住5s这个时刻汽车达到额定功率。

抓住达到最大速度的条件，由功率公式求最大速度。

14.答案：CD
解析：解：A、动滑轮上在三根绳子，可知将物体提高2m时，绳头的位移大小为，拉力做功，故A错误。

B、物体提高1m，装置所做的有用功为，故B错误。

C、物体以的速度匀速被提升，绳头的移动速度为，拉力的功率为
，故C正确。

D、此时装置的机械效率是，故D正确。

故选：CD。

动滑轮上在三根绳子，可知将物体提高2m时，绳头的位移大小为，再根据功的公式求解拉力做功。

由求解装置所做的有用功。

根据有用功和拉力做功，可求得装置的机械效率。

根据绳头的移动速度和拉力大小，由求拉力的功率。

解决本题的关键是明确什么是有用功，什么是总功。

要注意绳头的位移与物体位移关系。

15.答案：ABC
解析：解：A、在运动的过程中只有摩擦力对物体做功，由动能定理可知，摩擦力对物体做的功等于物体动能的变化，即为，故A正确，D错误。

B、工件动能增加量为，势能不变，所以工件的机械能增量为故B正确。

C、根据牛顿第二定律知道工件的加速度为，所以速度达到v而与传送带保持相对静止时间，工件的位移为，
工件相对于传送带滑动的路程大小为，故C正确。

故选：ABC。

物体在传送带上运动时，物体和传送带要发生相对滑动，所以电动机多做的功一部分转化成了物体
的动能另一部分就是增加了相同的内能．
当物体之间发生相对滑动时，一定要注意物体的动能增加的同时，相同的内能也要增加，这是解本
题的关键地方．
16.答案：CD
解析：解：A、由题可知，M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，则在运动过程中OM为压缩状态，N点为伸长状态；小球向下运动的过程中弹簧的长度先减小后增大，则弹簧的弹性势能先增大，后减小，再增大，所以弹力对小球先做负功再做正功，最后再做负功，故A错误；
B、在运动过程中M点为压缩状态，N点为伸长状态，则由M到N有一状态弹力为0且此时弹力与杆不垂直，加速度为g；当弹簧与杆垂直时小球加速度为g。

则有两处即有两个时刻加速度为g，故B错误；
C、由图可知，弹簧长度最短时，弹簧与杆的方向相互垂直，则弹力的方向与运动的方向相互垂直，所以弹力对小球做功的功率为零，故C正确；
D、因M点与N点弹簧的弹力相等，所以弹簧的形变量相等，弹性势能相同，弹力对小球做的总功
为零，则弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功；小球向下运动的过程中只有重力做正功，所以小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差，故D正确。

故选：CD。

弹力为0时或弹力方向与杆垂直时物体加速度为g，且弹力功率为因M，N弹力大小相等则弹性势能相等；
利用功能关系分析小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差．
本题考查弹簧类问题中的机械能守恒，注意弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关，形变量相同，则弹簧势能相同．
17.答案：D钩码的质量m和小车的质量M偏大CD2k
解析：解：物体沿斜面方向的重力的分力为，摩擦力为，若平衡摩擦力，则有，可解得；
为尽可能用钩码重力近似表示小车所受的合外力，设细绳拉力为T，则有，解得：，要使，则需；
调节定滑轮高度使细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改变了摩擦力就不能使细绳拉力等于小车所受的合力，故D正确，ABC错误；
小车用细绳跨过滑轮与钩码连接，使小车在钩码的拉动下在木板上做由静止开始的匀加速运动，通过纸带信息，测出钩码下落的高度小车的位移及小车对应的速度，计算出拉力所做的功及小车具有的动能，分析比较，即可得出拉力做功与小车动能改变的关系。

要求拉力的功和动能还需要测量钩码m和小车的质量M；
小车先加速后匀速运动，匀速运动的速度可有DE段求得，
；
交流电的频率低，打点时间间隔变长，仍按原频率计算会时间偏短，则速度偏大；
由图象可知，位移与速度近似于高于一次的幂函数，又因为，那么可能或者，故CD正确，AB错误；
根据动能定理，所以图象的斜率，则小车的质量。

故答案为：；；；钩码质量m和小车质量M；；偏大；
；。

平衡摩擦力的原因以及钩码质量远远小于小车质量的原因和验证牛顿第二定律的一样；当纸带上点迹均匀时表示小车做匀速运动；根据动能定理可以得到W与的函数关系。

对动能定理的验证实验器材、原理、步骤、注意事项等都要熟练掌握，并且要知道其中的原因才能准确的作答本题。

18.答案：ABCD40 用来计算速度用机械能守恒定律验证机械能守恒定律用
计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论
解析：解：机械能包括物体的动能和势能，其中势能由重力势能，弹性势能和引力势能等，故选：ABCD。

因为，那么重物的加速度，又因为那么。