2021河北省正定中学高一下学期第一次月考物理试题含答案

河北正定中学高一下学期第一次月考

物理试卷

一、选择题：本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。

1．如图所示，一物体静止在水平面上，在水平恒力F作用下由静止开始运动，经时间t，前进距离为x，此过程中力F的平均功率为（    ）

A．Fx    B．    C．2Fx    D．

2．质量为60kg的同学参加学校运动会立定跳远项目比赛，起跳直至着地过程如图，测量得到比赛成绩是2.6m，目测空中脚离地最大高度约0.5m，忽略空气阻力，则起跳过程该同学所做功约为（    ）

A．65J    B．265J    C．510J    D．750J

3．水平路面上的汽车以恒定功率P做加速运动，所受阻力恒定，经过时间t，汽车的速度刚好达到最大，在t时间内（    ）

A．汽车做匀加速直线运动    B．汽车加速度越来越大

C．汽车克服阻力做的功等于Pt    D．汽车克服阻力做的功小于Pt

4．两相同带电小球，带有等量的同种电荷，用等长的绝缘细线悬挂于O点，如图所示，平衡时，两小球相距r，两小球的直径比r小得多，可视为点电荷，此时两小球之间的静电力大小为F．若将两小球的电量同时各减少一半，当重新平衡时（    ）

A．两小球间的距离大于    B．两小球间的距离小于

C．两小球间的静电力等于    D．两小球间的静电力等于F

5．2021年2月24日，我国首个火星探测器“天问一号”成功进入火星的停泊轨道，正式开启了环绕火星阶段的探测任务。若探测器在离火星表面高度为h、近似为圆形的轨道上运行，周期为T，已知火星半径为R，万有引力常量为G，则火星的密度为（    ）

A．    B．    C．    D．

6．有一竖直放置的“T”型架，表面光滑，两个质量相同的滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻细绳相连，A、B可看作质点，如图所示，开始时细绳水平伸直，A、B静止。由静止释放B后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v，则连接A、B的绳长为（    ）

A．    B．    C．    D．

7．如图所示，一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q的小球B位于悬挂点的正下方（A、B均视为点电荷），轻绳与竖直方向成30°角，小球A、B静止于同一高度。已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力为（    ）

A．    B．    C．mg    D．

8．如图所示，小球从静止开始沿光滑曲面轨道AB滑下，从B端水平飞出，撞击到一个与地面呈θ＝37°的斜面上，撞击点为C．已知斜面上端与曲面末端B相连，A、B间的高度差为h，B、C间的高度差为H，不计空气阻力，则h与H的比值为（    ）

A．    B．    C．    D．

9．质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（    ）

A．物体重力势能减少    B．物体的机械能减少

C．物体的动能增加mgh    D．重力做功mgh

10．如图甲所示，斜面固定在水平地面上，一木块沿斜面由静止开始下滑，下滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，设水平地面为零势能面，则下列说法正确的是（    ）

A．位移为x时，木块刚好滑到斜面的底端

B．在位移从0到x的过程中，木块的重力势能减少了2E

C．图线a斜率的绝对值表示木块所受的重力大小

D．图线b斜率的绝对值表示木块所受的合力大小

11．如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L＝0.2m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h＝0.1m．两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s2．则下列说法中正确的是（    ）

A．下滑的整个过程中A球机械能不守恒

B．下滑的整个过程中两球组成的系统机械能不守恒

C．两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2m/s

D．下滑的整个过程中B球机械能的增加量为

12．如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，做出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是（    ）

A．当x＝h＋x0，重力势能与弹性势能之和最大    B．最低点的坐标为x＝h＋2x0

C．小球受到的弹力最大值大于2mg    D．小球动能的最大值为

二、非选择题：

13．某同学用如图所示的装置测量滑块与斜面间的动摩擦因数，其中，遮光条宽度d＝6.0mm，光电门甲和乙相距l＝1.00m。实验时，滑块可以由光电门甲上方某位置自由下滑。某次实验中，遮光条通过光电门甲、乙的时间分别为t1＝6.0×10-3s和t2＝2.0×10-3s，则滑块通过光电门甲时的速大小v＝________m/s滑块在斜面上运动的加速度大小a＝________m/s2；测得光电门甲、乙的竖直高度差h＝0.60m，g取10m/s2，则滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝________。

14．利用图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g＝9.80m/s2，重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，把第一个点记作O，在纸带上另取连续4个点A、B、C、D作为测量的点，测量得到A、B、C、D各点到O点的距离分别为OA＝62.97cm、OB＝70.20cm、OC＝77.82cm、OD＝85.88cm。根据以上数据，可知重物由O点到运动C点，重力势能减少量等于________J，动能的增加量等于________J（结果均保留3位有效数字）。

（2）合理的实验结果应当是重力势能的减少量大于动能的增加量，你觉得本实验可能出现的问题是________。

（3）经重复测量确定上述实验数据中有一个出现了错误。已知OA、OB的测量是准确的，你推断测量________（选填“OC”或“OD”）时出现了错误。

15．如图所示，把一个质量m的小钢球用细线悬挂起来，就称为一个摆。悬点O距地面的高度h，摆长L。将摆球拉至摆线与竖直方向成θ的位置静止释放，空气阻力可以忽略，取重力加速度g。

（1）求小球运动到最低点时细线对球拉力的大小；

（2）若小球运动到最低点时细线被烧断了，小球沿水平方向抛出，求它落地时速度的大小．

16．格兰披治一级方程式（Grand Prix Formula One简称：F1）大奖赛是目前世界上速度最快、费用最昂贵、技术最高的比赛，也是方程式汽车赛中最高级别的比赛，一级方程式赛车即F1赛车是级别最高级的赛车，一辆F1赛车含运动员的总质量为500kg。在某次F1比赛中，F1赛车在平直的赛道上以恒定功率启动，阻力恒定，加速度与速度的关系式为。

（1）求F1赛车的功率；

（2）若F1赛车从开始启动到速度达到最大历时20s，求该过程增加的内能。

17．轻质弹簧的弹性势能公式为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，若将一原长为2l的轻质弹簧竖直固定在水平地面上，在其顶端轻轻放上一个质量为5m的物体，当物体处于平衡状态时，弹簧的压缩量为。将该弹簧水平放置，如图所示，一端固定在水平轨道上的A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，物块P与AB间的动摩擦因数μ＝0.5，用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度为l，然后放开，物块P开始沿轨道运动，重力加速度大小为g。则：

（1）若物块P的质量为m，请通过计算说明物块P能否运动到D点？

（2）若物块P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求物块P的质量的取值范围。

18．一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧，以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示，以沟底的O点为原点建立坐标系Oxy．已知，山沟竖直一侧的高度为2h，坡面的抛物线方程为，探险队员的质量为m。人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。

（1）求此人落到坡面时的动能；

（2）此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？

参考答案与试题解析

1．B2．C3．D4．A5．C6．D7．A8．D9．BD  10.AD  11．AD 12．CD

13．1.0  4.0；0.25。

14．（1）7.63；7.68；（2）先释放纸带，后接通电源；或测量长度时出现了较大偏差；（3）。

15．【解答】解：（1）小球摆向最低点的过程中，由动能定理有：

，

解得小球运动到最低点时速度的大小为：；

小球运动到最低点时细线对球由牛顿第二定律：，解得细线对球拉力。

（2）细线断了以后，小球做平抛运动，由平抛规律可得：

竖直方向上：，

落地时的竖直速度，

所以，小球落地前瞬间的速度大小为：，

代入数据解得，

16．【解答】解：（1）设阻力大小为，赛车的功率为。

由、得

所以

对比题干中加速度与速度的关系式，可知

，

将代入解得，

（2）当时速度达到最大，则最大速度为

从开始启动到速度达到最大的过程，由动能定理得

又

该过程增加的内能

联立解得

17．【解答】解：（1）当物体处于平衡状态时，由平衡条件得

解得

当弹簧被压缩至长度为时，弹簧的弹性势能为

已知物块的质量为，设其到达点是的速度大小为，根据能量守恒定律得

联立解得

若物块能沿圆轨道运动到点，则到达点时有

则物块在点的速度满足：

物块从点滑到点的过程中，根据机械能守恒定律得

联立解得

故物块能运动到点。

（2）设物块的质量为，物块能滑上圆轨道，则有

即

解得

因为物块仍能沿圆轨道滑下，则物块在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点，根据机械能守恒定律有

即

结合，联立解得

18．【解答】解：（1）设探险队员跳到坡面上时水平位移为，竖直位移为，

由平抛运动规律有：，，

整个过程中，由动能定理可得：

由几何关系，

坡面的抛物线方程

解以上各式得：

（2）由

令，则

当时，即，

探险队员的动能最小，最小值为