2021长治二中校高一下学期第五次月考物理试卷含答案

2020—2021学年第二学期高一月考物理试题

【满分100分，考试时间为90分钟】

一、选择题（本题共12个小题，每小题4分，共48分。第1-8小题中给出的四个选项中，只有一个选项正确；第9-12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或有选错的得0分。请将选择题答案填涂到答题卡对应栏内。）

1．下列物体的运动过程中，满足机械能守恒的是（  ）

A．沿斜面匀速下滑

B．物体在空中做平抛运动（忽略空气阻力）

C．将箭搭在弦上，拉弓的整个过程

D．小球在竖直面内做匀速圆周运动

2．如图所示，水平面上固定一个与水平面夹角为θ的斜杆A，另一竖直杆B以速度v水平向左做匀速直线运动，则从两杆开始相交到最后分离的过程中，两杆交点P的速度方向和大小分别为（    ）

A．水平向左，大小为v

B．竖直向上，大小为vtanθ

C．沿A杆斜向上，大小为

D．沿A杆斜向上，大小为vcosθ

3．物体以v0的速度水平抛出，当其竖直分位移与水平分位移大小相等时，下列说法中正确的是（   ）

A．竖直分速度与水平分速度大小相等

B．瞬时速度的大小为3v0

C．运动时间为

D．运动位移的大小为

4．如图为人造地球卫星的轨道示意图，LEO是近地轨道，MEO是中地球轨道，GEO是地球同步轨道，GTO是地球同步转移轨道．已知地球的半径R＝6400 km，该图中MEO卫星的周期为(图中数据为卫星近地点、远地点离地面的高度)(　　)

A．3 h     B．8 h     C．15 h     D．20 h

5．如图所示，轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力与重力大小相等，在D位置小球速度减小到零。在小球下降阶段，下列判断中正确的是（   ）

A．在B位置小球动能最大 

B．在C位置小球加速度最大

C．从A→C过程中，小球重力势能的减少等于小球动能的增加

D．从B→D过程中，小球重力势能的减少小于弹簧弹性势能的增加

6．如图所示，质量m=10kg和M=20kg的两物块，叠放在光滑水平面上，其中物块m通过处于水平方向的轻弹簧与竖直墙壁相连，初始时刻，弹簧处于原长状态，弹簧的劲度系数k=250N/m．现用水平力F作用在物块M上，使其缓慢地向墙壁移动，当移动40cm时，两物块间开始相对滑动，在相对滑动前的过程中，下列说法中正确的是（    ）

A．M受到的摩擦力保持不变

B．物块m受到的摩擦力对物块m不做功

C．推力做的功等于弹簧增加的弹性势能

D．开始相对滑动时，推力F的大小等于200N

7．某马戏团演员做滑杆表演时，所用竖直滑杆的上端通过拉力传感器固定在支架上，下端悬空，滑杆的质量为20 kg.从演员在滑杆上端做完动作时开始计时，演员先在杆上静止了0.5 s，然后沿杆下滑，3.5 s末刚好滑到杆底端，速度恰好为零，整个过程演员的v－t图象和传感器显示的拉力随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，取重力加速度g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)

A．演员在1.0 s时的加速度大小为2 m/s2

B．滑杆的长度为5.25 m

C．传感器显示的最小拉力为420 N

D．3.5 s内演员损失的机械能为2 700 J

8．在光滑的水平面上放置着质量为M的木板，在木板的左端有一质量为m的木块，木块和木板间的动摩擦因数为μ.在木块上施加一水平向右的恒力F，使木块与木板都由静止开始运动，经过时间t两者分离，该过程恒力F做的功为W，系统的摩擦生热为Q.下列判断正确的是 （  ）  

A．若仅增大木板的质量M，则时间t增大

B．若仅增大小木块的质量m，则时间t增大

C．若仅减小木板的质量M，则恒力F做功W减少

D．若仅增大恒力F，则系统的摩擦生热Q减少

9．某人的手用恒定拉力将质量 1kg的物体由静止开始竖直向上提升到1m的高度，这时物体的速度达到2m/s。取g=10m/s2，下列说法中正确的是 （   ）  

A．手对物体做的功是10J                    B．物体的机械能增加了12J

C．手对物体做的功是2J                     D．这时拉力的瞬时功率为24W

10．下列关于功和机械能的说法，正确的是(　　)

A．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功

B．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量

C．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关

D．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量

11．两个质量相等的物体A、B并排静放在水平地面上，现用同向水平拉力F1、F2分别作用于物体A和B上，分别作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止运动．两物体运动的v－t图象分别如图中图线a、b所示．已知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的v－t图线彼此平行(相关数据已在图中标出)．由图中信息可以得出( 　　)

A．两个物体A、B与水平地面间的动摩擦因数相同

B．F1等于2.5F2

C．F1对物体A所做的功与F2对物体B所做的功一样多

D．F1的最大瞬时功率等于F2的最大瞬时功率的2倍

12．如图所示，内壁光滑的真空玻璃管竖直放在水平地面上，管内底部竖直放有一轻弹簧处于自然伸长状态，正上方有两个质量分别为m和2m的a、b小球，用竖直的轻杆连着，并处于静止状态，球的直径比管的内径稍小．现释放两个小球，让它们自由下落，重力加速度大小为g.则在球与弹簧接触至运动到最低点的过程中，下列说法正确的是(弹簧始终处于弹性限度内)(　　)

A．a球的机械能先增大后减小

B．b球克服弹簧弹力做的功是杆对b球做功的3倍

C．弹簧对b球做的功等于a、b两球机械能的变化量

D．b球到达最低点时杆对a球的作用力等于mg

二、实验题（本题共14分）。

13．（5分）光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处；另有一小钢球．现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能．

(1)还需要的器材是________、________．

(2)该实验是把对弹性势能的测量转化为对钢球的________能的测量，进而转化为对物理量_______和________的直接测量．

14．（9分）利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度v，实验时滑块在A处由静止开始运动．

(1)某次实验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝________________，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝________，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp，则可认为系统的机械能守恒；(用题中所给字母表示)

(2)按上述实验方法，某同学改变A、B间的距离，得到滑块到B点时对应的速度，作出v2－d图象如图乙所示，并测得M＝m，则重力加速度g＝________ m/s2.

三、计算题（本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

15．（7分）质量为M＝2×103 kg的汽车，其额定功率P额＝80 kW，在平直公路上行驶时受到的阻力为f＝4×103 N。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t＝5 s汽车发动机输出的功率达到额定功率，假设运动过程中阻力不变，求：

(1)汽车在平直公路上行驶的最大速度vmax.

(2)汽车做匀加速直线运动的加速度a.

16．（10分）如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角θ＝30°，皮带在电动机的带动下，始终保持v0＝2 m/s的速率运行，现把一质量为m＝10 kg的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端，经过时间1.9 s，工件被传送到h＝1.5 m的高处，取g＝10 m/s2，求：

(1)工件与传送带间的动摩擦因数.

(2)电动机由于传送工件多消耗的电能．

17．（10分）如图所示，质量分别为2 m和3m的两个小球固定在一根轻质直角尺的两端A、B，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴。AO、BO的长分别为2L和L。开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方。让该系统由静止开始自由转动(sin370=0.6)，不计直尺的质量。求：

（1）当A到达最低点时，A小球的速度大小v.

（2）B球能上升的最大高度h.

18．（11分）如图所示为轮滑比赛的一段模拟赛道．一个小物块从A点以一定的初速度水平抛出，刚好无碰撞地从C点进入光滑的圆弧赛道，圆弧赛道所对的圆心角为60°，圆弧半径为R，圆弧赛道的最低点与水平赛道DE平滑连接，DE长为R，物块经圆弧赛道进入水平赛道，然后在E点无碰撞地滑上左侧的斜坡，斜坡的倾角为37°，斜坡也是光滑的，物块恰好能滑到斜坡的最高点F，F、O、A三点在同一高度，重力加速度大小为g，不计空气阻力，不计物块的大小．求：

(1)物块的初速度v0的大小.

(2)物块与水平赛道间的动摩擦因数.

(3)试判断物块向右返回时，能不能滑到C点，如果能，试分析物块从C点抛出后，会不会直接撞在竖直墙AB上；如果不能，试分析物块最终停在什么位置.

2020—2021学年第二学期高一月考物理试题答案

一、选择题

二、实验题（本题共14分）。

13. (1)天平　刻度尺　(2)重力势　质量　高度

14. (1)　(m－)gd　(2) 9.6

三、计算题

15.答案：(1)20 m/s　(2)2 m/s2

解析：(1)当牵引力与阻力相等时，速度最大。则有：

P额＝Fvm＝fvm，

解得：vm＝＝ m/s＝20 m/s。

(2)根据牛顿第二定律得F1－f＝Ma

汽车做匀加速运动达到最大速度为v′，此时功率为额定功率，满足：v′＝

匀加速直线运动的时间t＝5 s，满足：t＝

代入数据联立解得：a＝2 m/s2。

16.答案：(1)　(2)230 J

解析：(1)由题图可知，皮带长x＝＝3 m．工件速度达v0前，

做匀加速运动的位移x1＝t1＝t1

匀速运动的位移为x－x1＝v0(t－t1)

解得加速运动的时间t1＝0.8 s

加速运动的位移x1＝0.8 m

所以加速度a＝＝2.5 m/s2

由牛顿第二定律有：μmgcos θ－mgsin θ＝ma

解得：μ＝.

(2)从能量守恒的观点，显然电动机多消耗的电能用于增加工件的动能、势能以及克服传送带与工件之间发生相对位移时摩擦力做功发出的热量．

在时间t1内，皮带运动的位移

x皮＝v0t1＝1.6 m

在时间t1内，工件相对皮带的位移

x相＝x皮－x1＝0.8 m

在时间t1内，摩擦生热Q＝μmgcos θ·x相＝60 J

工件获得的动能Ek＝mv＝20 J

工件增加的势能Ep＝mgh＝150 J

电动机多消耗的电能W＝Q＋Ek＋Ep＝230 J.

17.答案：（1）（2）h=1.28L

解：（1）A到最低点的过程中A的重力势能减少， A、B的动能和B的重力势能增加；由v=ωr，A的瞬时速率总是B的2倍。因此有：

，

解得

（2）以直角尺和两小球组成的系统为对象，由于转动过程没有其它能参与转化，所以该系统的机械能守恒。由于2mg2L>3mgL，因此A能到达并超越O点的正下方。

设该位置位于OA杆竖直位置向左偏了α角，

则2mg*2Lcosα=3mgL(1+sinα)

解得：sin(530-α)=sin37,α=160

所以B球能上升到的最大高度h=L+Lsin160=L+Lsin(530-370);

解得：h=1.28L

18.答案　(1)　(2)　(3)物块刚好落在平台上的B点

解析　(1)物块从A点抛出后做平抛运动，在C点vC＝＝2v0

由题意可知AB的高度：h＝Rcos 60°＝0.5R；

设物块的质量为m，从A到C点的过程，由机械能守恒可得：mgh＝mv－mv

解得v0＝

(2)物块从A到F的过程，由动能定理：

－μmgR＝0－mv

解得μ＝；

(3)假设物块能回到C点，设到达C点的速度大小为vC′，

根据动能定理：mg×R－μmgR＝mvC′2

求得vC′＝，假设成立；

假设物块从C点抛出后直接落在BC平台上，BC长度：s＝v0＝R

物块在C点竖直方向的分速度vy＝vC′sin 60°＝

水平分速度：vx＝vC′cos 60°＝

落在BC平台上的水平位移：x＝vx×2＝R

即物块刚好落在平台上的B点．