2021-2022学年福建省宁德市寿宁一中高一（下）第一次段考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年福建省宁德市寿宁一中高一（下）第一次段考物理试卷

1.  如图所示，小明用与水平方向成角的轻绳拉木箱，绳中张力为F，沿水平地面向右移动了一段距离l。已知木箱与地面间的动摩擦因数为，木箱质量为m，木箱受到的(    )

A. 支持力做功为 B. 重力做功为mgl
C. 拉力做功为 D. 滑动摩擦力做功为

2.  一辆汽车在水平公路上沿曲线由M向N行驶，为防止侧滑，速度逐渐减小。关于汽车所受合力，下列受力分析图可能正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

3.  质量为1kg的物体从静止自由下落5m的过程中，不计空气阻力，重力做功的平均功率为(    )

A. 5W
B. 10W
C. 50W
D. 100W

4.  不计空气阻力的情况下，下述各物体在运动过程中机械能守恒的是(    )

A. 被运动员扔出去的铅球
B. 在空中匀速上升的气球
C. 沿粗糙斜面下滑的书包
D. 天花板下弹簧挂着上下运动的铁球

5.  一个物体在两个互为锐角的恒力作用下，由静止开始运动，当经过一段时间后，突然去掉其中一个力，则物体将做(    )

A. 匀加速直线运动 B. 匀变速曲线运动 C. 平抛运动 D. 变加速曲线运动

6.  一小船在静水中的速度为，它在一条河宽150m，流速为的河流中渡河，则下列说法正确的是(    )

A. 小船渡河时间不少于50s
B. 小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为120m
C. 小船以最短位移渡河时，相对岸边速度大小为
D. 小船以最短位移渡河时，时间为
 

7.  a，b两个物体做一平抛运动的轨迹如图所示，设它们抛出的初速度分别为，，从抛出至碰到台上的时间分别为、，则(    )

A.  B.  C.  D.

8.  如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，质量为m的小物块自斜面底端以某一初速度沿斜面向上做匀减速直线运动。已知小物块与斜面间的动摩擦因数为，小物块沿斜面上升的最大高度为H，重力加速度大小为g，取，则在小物块上升的过程中，下列说法正确的是(    )

A. 小物块的重力势能增加了mgH B. 小物块的初动能为
C. 小物块的机械能损失了mgH D. 小物块克服摩擦力做功

9.  质量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
D. 物体运动到处时，外力做功的瞬时功率为25W

10.  从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E与重力势能随它离开地面的高度h的变化如图所示。取地面为重力势能零点，空气阻力大小恒定，重力加速度取。由图中数据可得(    )

A. 物体的质量为2kg
B. 物体落回地面时的速率为
C. 从地面上升至时，物体的动能
D. 从地面上升至时，物体的动能减少20J
 

11.  在用落体法验证机械能守恒定律的实验中，若要从起始点开始计算重锤下落的高度，则在打出的若干条纸带中应选点迹清晰，且第一、二两点距离接近______ mm的纸带进行测量；
在利用重锤自由下落做“验证机械能守恒律”的实验中，下列物理量中需要测量的有______，通过计算得到的有______。填序号字母
A.重锤质量
B.下落高度
C.与下落高度对应的重锤的瞬时速度
若实验操作正确，纸带数据处理无误，得到重锤重力势能的减少量a和重锤动能的增加量b，由于实验中存在摩擦阻力，则二者的关系是：a ______填“<”或“=”或“>”。

12.  某同学把附有滑轮的轨道平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系，此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、纸带、刻度尺等。组装的实验装置如图1所示。

若要完成该实验，必需的实验器材还有______。
实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。他这样做的目的是下列的哪个______填字母代号
A.避免小车在运动过程中发生抖动
B.使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C.保证小车最终能够实现匀速直线运动
D.在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
多选平衡摩擦力后，用钩码牵引小车，打出纸带，他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些。这一情况可能是下列哪些原因造成的______填字母代号
A.在接通电源的同时释放了小车
B.小车释放时离打点计时器太近
C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉
D.钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力
图2为某次实验打出纸带的一部分，若钩码的质量为m，小车的质量为M，打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，将钩码重力当作细绳拉力，则用纸带上标出的测量长度及上述物理量写出验证动能定理的表达式，应为______。

13.  2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，AO为助滑道，OB为着陆坡。运动员从助滑道上的A点由静止滑下，然后从O点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着陆。已知，着陆坡OB的倾角为，O点与着陆点间的距离为75m，重力加速度g取，，。将运动员和滑雪板整体看作质点，不计一切摩擦和空气阻力，求：
运动员从O点飞出到着陆的时间t；
运动员经过O点时的速度大小v；
点与O点的高度差h。

14.  质量为、额定功率为的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为，运动中的阻力不变。求：
汽车所受阻力的大小；
汽车做匀加速运动的时间；
末汽车的瞬时功率。

15.  如图所示，物体A和B用通过定滑轮的细绳相连．A物体的质量为，B物体的质量为物体A能沿竖直杆无摩擦滑动，杆与滑轮的水平距离为物体B放在倾角的斜面上，物体B与斜面的滑动摩擦系数为开始时先托住物体A，使绳子的AO段成水平，当放手后物体A从静止开始下滑时，忽略其它阻力及滑轮、绳子的质量，，，g取，试求：
从放手到下降的过程中，系统产生的热量？
物体B的速度大小？

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：A、支持力的方向向上，始终与木箱运动的方向垂直，所以支持力不做功。故A错误；
B、重力的方向向下，始终与木箱运动的方向垂直，所以重力不做功。故B错误；
C、拉力的方向与木箱运动方向之间的夹角为，所以拉力做功为故C正确；
D、对木箱受力分析，根据平衡条件：水平方向
得：
由于摩擦力的方向与运动的方向相反，所以摩擦力做的功为：。
或摩擦力：，以摩擦力做的功为：故D错误。
故选：C。
根据功的公式求出重力、支持力、拉力的功，对木箱为研究对象受力分析，正交分解，根据平衡条件求木箱所受摩擦力的大小，求出摩擦力的功。
本题是结合共点力平衡类型求功，在确定研究对象的基础上，分析受力情况是解题的关键，注意处于平衡状态是重点。
注意木箱受到的摩擦力等于，不等于是正确解答该题的关键。
 

2.【答案】B 

【解析】解：汽车从M点运动到N，曲线运动，必有些力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于，故ACD错误，B正确。
故选：B。
汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做减速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可看出那个图象是正确的。
解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，减速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯，在切线方向的分力使汽车减速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。
 

3.【答案】C 

【解析】解：物体自由下落5m，有
所用时间为
重力做功为
重力做功的平均功率为，故C正确，ABD错误。
故选：C。
根据自由落体运动位移公式可求出落地时间，根据功的计算公式可求出重力做的功，再根据功率公式平均功率。
本题考查功率的计算，遇到求功率问题时注意两点：首先明确什么力的功率，是平均功率还是瞬时功率；同时明确两个功率公式的正确选择和应用。
 

4.【答案】A 

【解析】解：A、不计空气阻力的情况下被运动员扔出去的铅球，只有重力做功，故机械能守恒，故A正确；
B、匀速上升的气球，动能不变，重力势能都加，则机械能在增加。故B错误。
C、书包沿着粗糙斜面匀速下滑，摩擦力对木块做负功，所以机械能不守恒，故C错误。
D、天花板下弹簧挂着上下运动的铁球，弹簧弹力做功，机械能不守恒，故D错误。
故选：A。
物体机械能守恒的条件是只有重力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，判断哪些力对物体做功，即可判断物体是否是机械能守恒．
解决本题的关键掌握判断机械能是否守恒的方法，1、看是否只有重力做功．2、看动能和势能之和是否不变．
 

5.【答案】B 

【解析】解：两个互为锐角的恒力的合力为恒力，静止物体在恒力作用下产生恒定加速度，做匀加速直线运动。当一个恒力撤去后，剩余恒力方向与此时速度方向夹角为锐角，此时的合力方向与速度不在同一条直线上，物体将做曲线运动，但是剩余的恒力仍然产生恒定的加速度，故做匀变速曲线运动。
故B正确，ACD错误。
故选：B。
静止的物体在恒力作用下做匀加速直线运动，两个恒力撤去一个力，剩余的恒力与速度之间夹角为锐角，恒力与速度不在同一直线上，将做匀变速曲线运动。
恒力产生恒定加速度，将做匀变速运动，如果速度方向和加速度方向在同一直线上做匀变速直线运动；如果速度方向与加速度方向不在同一直线上物体将做匀变速曲线运动；因此恒力作用下是匀变速运动，恒力作用下，恒力方向与速度方向的夹角决定了做直线运动还是曲线运动。
 

6.【答案】D 

【解析】解：当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短，故A错误；
B.船以最短时间30s渡河时沿河岸的位移，即它沿水流方向的位移大小为90m，故B错误；
因为船的静水速度大于水流速度，所以船能垂直渡河，此时渡河位移最短。如图所示：

相对岸边速度大小为，渡河时间为，故C错误，D正确。
故选：D。
明确运动的合成与分解规律在小船渡河问题中的应用，知道当船头垂直于对岸时，渡河时间最短；当船速小于水速时，渡河位移最短是当合速度与船速垂直时。根据几何关系可以求出物体的最小位移。
明确运动的合成和分解规律的应用，知道小船渡河问题中渡河时间最短和渡河位移最短。
 

7.【答案】D 

【解析】解：AB、两个物体都做平抛运动，根据得，则知故AB错误．
CD、平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，有，由图知，结合，得，故C错误，D正确．
故选：D
研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同，根据分位移的规律研究．
本题的关键是要知道平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，要掌握分运动的规律并能熟练运用．
 

8.【答案】A 

【解析】解：A、小物块上升的最大高度为H，小物块重力势能增加了mgH，故A正确；
B、小物块上升过程，由动能定理得：，解得小物块的初动能，故B错误；
CD、由功能关系可知，小物块损失的机械能等于克服摩擦力做的功，小物块损失的机械能，故CD错误。
故选：A。
小物块克服重力做功，小物块的重力势能增加；小物块损失的机械能等于克服摩擦力做的公共，根据题意应用功能关系分析答题。
分析清楚小物块的运动过程与受力情况，知道各力做功情况，应用功能关系即可解题。
 

9.【答案】C 

【解析】解：A、外力做功：故A错误。
B、设物体在和时的速度分别为和根据动能定理得：
内有 
内有
由运动学公式有
内，，内，
物体运动的总时间 联立解得，，故B错误。
C、外力做功的平均功率为，故C正确。
D、物体运动到处时，外力做功的瞬时功率为，故D错误。
故选：C。
根据功的公式求外力做的功。根据动能定理求出物体在和时的速度，再由运动学公式求出运动时间。根据求外力做功的平均功率。根据求外力做功的瞬时功率。
解决本题时要明确图象与横轴所围的面积表示力做的功，运用动能定理时，要注意选择研究过程。
 

10.【答案】BC 

【解析】解：A、由图可知，上升的最大高度为

由重力势能公式

可得
故A错误；
B、从开始到最高点，机械能减少20J，根据功能关系可知克服阻力做功，设落回地面时速率为v，从开始到落回地面，由功能关系得

解得：
故B正确；
C、从地面上升至时，克服阻力做功
，
解得：，
当时，，从开始到上升到2m处，由功能关系得

解得：
故C正确；
D、从开始到上升到4m处，根据能量守恒定律可知，

故D错误；
故选：BC。
由图结合重力势能表达式可以得出物体的质量；从开始到最高点，根据功能关系可知克服阻力做功，再从开始到回到地面分析可得落地时速度；根据功的计算式求出阻力大小，再根据功能关系求出时，物体动能；由能量守恒定律分析，从开始到最高点动能减少量。
本题考查功能关系和图像结合，关键要注意几个常用的功能关系，比如合力的功和动能变化的关系，重力的功和重力势能变化的关系，电场力做功和电势能变化的关系。
 

11.【答案】 

【解析】解：重锤做自由落体运动
验证机械能守恒律的实验中，需要满足

即需要测量小球下落高度，计算与下落高度对应的重锤的瞬时速度。
故选：B，C
重锤重力势能的减少量，转化为重锤的动能和摩擦生热，故重锤重力势能的减少量a大于重锺动能的增加量b
故答案为：；，C；
根据打点计时器的应用方法结合自由落体运动进行分析；
验证机械能守恒定律的实验原理是：以自由落体运动为例，需要验证的方程是：，根据数据处理的方法进行分析。
重锤重力势能的减少量，转化为重锤的动能和摩擦生热。
正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果，同时要熟练应用匀变速直线运动的规律以及推论解答实验问题．
 

12.【答案】刻度尺、天平带砝码 

【解析】解：根据本实验的实验原理是合外力所做的功等于动能的变化量，通过研究纸带来研究小车的速度，利用天平测量小车的质量，利用砝码的重力代替小车的合外力，所以需要刻度尺来测量纸带上点的距离和用天平测得小车的质量，即还需要刻度尺，天平带砝码。
实验过程中，为减少误差，提高实验的精确度，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，目的是消除摩擦带来的误差，即平衡摩擦力后，使细绳的拉力等于小车的合力，故ABC错误，D正确。
故选：D。
他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，从功能关系看出：该实验一定有转化为内能的，即实验中有存在摩擦力没有被平衡掉；还有该实验要求，只有当小车的质量远大于砝码的质量时，小车的拉力才近似等于砝码的重力，故AB错误，CD正确。
故选：CD。
从打O点到打E点的过程中，细绳拉力对小车做的功：，
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度可知，
小车动能的增加量：
验证动能定理的表达式应为
故答案为：刻度尺、天平带砝码；；；
根据该实验的实验原理、要求和减少误差的角度分析，平衡摩擦力作用后，进行实验过程中需要用刻度尺测量纸带上点的距离，用天平测出小车的质量，需要改变砝码的质量来代替小车的拉力。
根据实验原理分析拉力做功总是要比小车动能增量大一些的原因。
根据恒力做功公式细线拉力做功，根据匀变速直线运动的平均速度等于中点时刻的瞬时速度求E点的瞬时速度，即可得到动能的变化量。
此题考查了探究功与速度变化的关系的实验，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。
 

13.【答案】解：根据平抛运动规律，水平方向：
竖直方向：
由题意可知：，
解得运动员在空中运动的时间  ，
段根据机械能守恒定律：
解得A点与O点的高度差：
答：运动员从O点飞出到着陆的时间为3s；
运动员经过O点时的速度大小为；
点与O点的高度差为20m。 

【解析】运动员从O开始做平抛运动，水平方向匀速，竖直方向自由落体运动，即可求得运动时间和速度；
运动员从A到O只有重力做功，根据动能定理求得AO间的高度差。
本题考查了动能定理与平抛运动的综合运用，掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律是解决本题的关键。
 

14.【答案】解：当速度最大时，有
有
则有
根据牛顿第二定律有
则牵引力为
所以匀加速运动的最大速度为
匀加速直线运动的时间为；
末时汽车还在匀加速运动状态，所以3s末汽车速度为
所以3秒末汽车的瞬时功率为
答：汽车所受阻力的大小2000N；
汽车做匀加速运动的时间为；
末汽车的瞬时功率为14400W。 

【解析】当速度最大时，牵引力等于阻力，根据求出阻力的大小；
根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，根据求出汽车匀加速直线运动的最大速度，再根据速度时间公式求出匀加速直线运动的时间；
根据速度时间公式求出3s末的速度，再根据求出汽车的瞬时功率；
解决本题的关键知道发动机功率，知道当速度达到最大时，牵引力等于阻力。以及知道以恒定加速度运动在整个过程中的运动情况。
 

15.【答案】解：下降h过程中，B上升的距离为：
则系统产生的热量为：
下降米时，A的速度沿绳子的分速度等于B的速度，则有：
，
即得：
整个过程中，A下降，B沿斜面上升：

A和B组成的系统能量守恒，则有：

解得：
答：从放手到下降的过程中，系统产生的热量是
物体B的速度大小是 

【解析】由几何知识求出A下降的过程中B上升的距离x，则系统产生的热量为
在整个过程中，AB组成的系统有重力和摩擦力做功，根据能量守恒定律和两个物体速度关系列式求解．
遇到相互作用的系统问题，若没有摩擦阻力应用系统机械能守恒定律求解；若有摩擦力，根据能量守恒定律研究．对“牵连速度”问题，应记住“实际的速度是合速度”和“沿绳子方向的速度相等”的结论．