【物理】河北省张家口市宣化第一中学2019-2020学年高一下学期5月试题 （解析版） 15页

河北省张家口市宣化第一中学2019-2020学年下学期5月试题 高一物理 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】‎ ‎【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．‎ ‎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.‎ ‎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．‎ ‎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】‎ ‎【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．‎ 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】‎ ‎【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．‎ ‎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.‎ ‎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】‎ ‎【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．‎ ‎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 g (3). ‎ 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)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)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)从起点O到打下记数点B的过程中重力势能减少量 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； 0.13； (2). C； (3). 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：‎