2020-2021学年河北省承德市一中高一下学期第三次双周考试题 物理

2020-2021学年河北省承德市一中

高一下学期第三次双周考试题 物理

一、单选题（8×6分=48分）

1.关于作用力与反作用力做功，下列说法不正确的是

A. 一对静摩擦力做功之和一定为零
B. 一对滑动摩擦力做功之和一定为负值
C. 当作用力做正功时，反作用力一定做负功
D. 当作用力做正功时，反作用力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功

2.如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，当整个装置沿水平面向左以速度v匀速运动时，以下说法中正确的是

A. 小球的重力不做功 B. 斜面对球的弹力不做功
C. 挡板对球的弹力做正功 D. 合外力做正功

3.如图，分别用力、、将质量为m的物体由静止沿同一固定粗糙斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端．在此过程中，任意时刻、、做功的功率大小关系是

A.  B.  C.            D.

4.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度--时间图象如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是下图中的

5.如图所示，将质量为m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系金属环，环套在竖直固定的直杆上，定滑轮大小可忽略与直杆的距离为d,A环在A点时绳与竖直杆垂直，杆上的B点在A点下方，环到达B点时绳与杆之间的夹角为。已知重力加速度为g，现将环在外力控制下从A点匀速移动到B点，环从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是   

A. 绳对重物的拉力一直小于mg
B. 重物增加的重力势能为2mgd
C. 运动中环的速度一直大于重物的速度
D. 运动中环的速度一直小于重物的速度

6.如图所示，一条质量分布均匀的长度为L的铁链置于光滑水平桌面上．用手按着一端，使另一端长的一段下垂．放开手后使铁链从静止开始下滑，当铁链完全通过桌边的瞬间，铁链具有的速率为   

A.  B.  

C.  D.

7.高尔夫球静止在平坦的地面上。在时球被击出，球在空中飞行的速率与时间的关系如图所示。不计空气阻力，根据图象提供的信息不能求出的物理量是

A. 高尔夫球在何时落地
B. 高尔夫球可上升的最大高度
C. 高尔夫球落地时离击球点的距离
D. 人击球时对高尔夫球做的功

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的斜面上，撞击点为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.

二、多选题（4×6分=24分）

9.物体从某一高度处自由下落，落到直立于地面的轻弹簧上，在A点物体开始与弹簧接触，到B点物体的速度为零，然后被弹回，下列说法中正确的是   

A. 物体从A下落到B的过程中，弹性势能不断增大
B. 物体从A下落到B的过程中，重力势能不断减小
C. 物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中，动能都是先变小后变大
D. 物体在B点的速度为零，处于平衡状态

10.如图所示，在地面上以速度v抛出质量为 m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，若以地面为零势能面，且不计空气阻力，则

A. 物体在海平面的重力势能为mgh
B. 重力对物体做的功为零
C. 物体在海平面上的机械能为mv02
D.

11. 一物体在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用由静止开始沿直线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45J，在第1秒末撤去拉力，其vt图象如图所示，g取，则   

A. 物体的质量为10kg
B. 物体与水平面间的动摩擦因数为
C. 第1秒内拉力对物体做的功为60J
D. 第1秒内摩擦力对物体做的功为

12.如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为的固定斜面匀减速上滑了2m距离，物体加速度的大小为，重力加速度g取。在此过程中，下列说法正确的是      

A. 物体的重力势能增加了40J B. 物体的机械能减少了12J
C. 物体的动能减少了32J D. 物体克服摩擦力做功12J

三、实验题（12分）

13（1）实验中用图示装置探究功与速度变化的关系。
步骤Ⅰ：小滑块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面上的光滑轨道PQ滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为；
步骤Ⅱ：在钉子上分别套上2条、3条、4条橡皮筋，重复步骤Ⅰ，小滑块落点分别记为、、；
步骤Ⅲ：测量相关数据，进行数据处理。
①关于该实验，下列说法正确的是______
A.每次实验时使用橡皮条必须完全一样          B.每次实验时必须使用同一个小滑块
C.每次实验时橡皮条拉伸的长度可以不一致      D.实验中必须设法算出橡皮筋每次对小滑块做功的数值
②将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为、、、，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为、、、若功与抛出速度的平方成正比，则应以W为纵坐标、______为横坐标作图，才能得到一条直线。
③由于小滑块所受的空气阻力不能忽略，则由此引起的误差属于______填“偶然误差”或“系统误差”。

（2）在用如图甲所示的装置“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中：

①下列说法正确的是______。
A.平衡摩擦力时，必须将钩码通过细线挂在小车上
B.实验时，应将小车靠近打点计时器由静止释放
C.为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量

②图乙是在实验中，挂一个钩码时获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为小车的质量为，则打B点时，小车的动能为___ __J保留三位有效数字。此动能应比钩码减小的重力势能______填“大”或“小”

四、计算题（16分）

14.如图所示，倾角的斜面底端B平滑连接着半径的竖直光滑圆轨道质量的小物块，从距地面处沿斜面由静止开始下滑，小物块与斜面间的动摩擦因数，求：

(1)物块滑到斜面底端B时的速度大小．

(2)物块运动到圆轨道的最高点A时，对圆轨道的压力大小．

答案

1、【答案】C

【解析】

【分析】

力做功的正负取决于力和位移的方向关系，结合根据作用力和反作用力、平衡力的性质可以判断两力做功的情况。

作用力与反作用力虽然大小相等，方向相反，但是做功与力的大小以及物体的位移两个因素有关，要综合考虑问题。
【解答】

一对静摩擦力作用的两个物体之间一定没有摩擦热产生，故一对静摩擦力做功之和一定为零，A正确；

B.一对滑动摩擦力相互作用的两个物体之间一定产生摩擦热，故一对滑动摩擦力做功之和一定为负值，故B正确；
C.作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的；作用力和反作用力可以同时做负功，也可以同时做正功；如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功；而两个相对运动后撞在一起的物体，作用力和反作用力均做负功，如果物体保持静止，即位移为零，一对作用力与反作用力做功都为零，故C错误；D正确。
本题选择不正确的，故选C。

2、【答案】A

【解析】

【分析】
判断一个力是否做功，关键看力的方向与位移方向是否垂直，若垂直则不做功，若不垂直，则做功．
该题考查了力做功的条件。

【解答】
对小球进行受力分析：小球受到竖直向下的重力，斜面对它垂直斜面向上的弹力，挡板对它水平向右的弹力，
而小球位移方向水平向左，所以只有重力方向与位移方向垂直，其他力都不垂直，故只有重力不做功，其它两个力都做功，所以A正确，BC错误．
D.整个装置匀速向左运动，根据动能定理合外力做功为零，故D错误；
故选A．

3、【答案】D

【解析】

【分析】
对物体受力分析，由于物体的加速度相同，说明物体受到的合力相同，根据功的公式可以求得拉力做功的瞬时功率情况．
在计算平均功率和瞬时功率时一定要注意公式的选择，只能计算平均功率的大小，而可以计算平均功率也可计算瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度．
【解答】
解：物体的加速度相同，说明物体受到的合力相同，
物体在运动过程中，受到拉力F，重力mg，摩擦力f，
摩擦力，根据图可知，，
设bc中拉力沿斜面向上的分力分别是、
根据牛顿第二定律，有：，故F，
，故，
，故；
、任意时刻的速度都相等
由功及功率的定义可知，，
故选：D。
4、【答案】B

【解析】

解：在时间内：重物向上做匀加速直线运动，设加速度大小为，根据牛顿第二定律得：，，拉力的功率，m、均一定，则．
在时间内：重物向上做匀速直线运动，拉力，则拉力的功率，不变，根据拉力的大小得到，小于时刻拉力的功率．
在时间内：重物向上做匀减速直线运动，设加速度大小为，根据牛顿第二定律得：，，拉力的功率，m、均一定，与t是线性关系，随着t延长，减小．时刻拉力突然减小，功率突然减小．
故选：B．
钢索拉力的功率，根据速度图象分析重物的运动情况，根据牛顿第二定律得出拉力与重力的关系，再由功率公式得出功率与时间的关系式，选择图象．
根据物理规律得到功率与时间的解析式，再选择图象，是经常采用的方法和思路．
5、【答案】C

【解析】

解：ACD、环匀速下滑的速度为v，设绳与杆的夹角为，则重物上升速度为，那么，运动中环的速度一直大于重物的速度；环下移过程，减小，故重物速度增大，所以，重物受到的合外力向上，故绳对重物的拉力一直大于mg，故AD错误，C正确；
B、重物上升的高度，故重物增加的重力势能为mgd，故B错误；
故选C。
将环的速度按正交分解法得到绳子的速度，即可得到环和重物的速度大小关系；再根据重物速度变化得到加速度方向，从而由合外力方向得到拉力与重力大小关系；最后根据几何关系得到重物上升高度，即可得到重力势能增加量。
与细绳绳子绕固定点或定滑轮连接的物体其运动通常按照绳子方向和垂直绳子方向分解，得到将作用力分解为使速度方向的改变和使速度大小改变两种效果，进而求得力的大小及速度大小关系。

6、【答案】D

【解析】

【分析】
零势能面的选取是任意的，本题也可以选链条滑至刚刚离开桌边时链条的中心为零势能面，结果是一样的，要注意重力势能的正负．
【解答】
取桌面为零势能面，链条的重力为mg，开始时链条的重力势能为：
当链条刚脱离桌面时的重力势能：
故重力势能的变化量：，即重力势能减少；
根据机械能守恒得：
解得．
故选D．

7、【答案】D

【解析】

【分析】
一个高尔夫球静止于平坦的地面上，在时球被击出，飞行中球的速率与时间的关系如图所示。若不计空气阻力的影响，哪个物理量根据图象提供的信息不可以求出。

本题要根据速率图象读出小球的初速率、最高点的速率及运动情况，还要运用运动的分解法研究斜抛运动，知道高尔夫球水平方向做匀速直线运动。

【解答】

A.不计空气阻力，高尔夫球落到水平地面上时，速率相等，由图看出，小球5s时刻速率与开始的速率相同，所以小球在5s末落地，可以求出，不符合题意，故A错误；

B.小球的初速度大小为，到达最高点时的速度大小为，由动能定理得，由此式可求出最大高度h，可以求出，不符合题意，故B错误；

C.高尔夫球水平方向做匀速直线运动，水平方向分速度，高尔夫球落地时离击球点的距离为，可以求出，不符合题意，故C错误。 

D.由动能定理得：人击球时对高尔夫球做的功，由于高尔夫球的质量m未知，无法求出W，符合题意，故D正确．

本题选不能求出的物理量，故选D。

8、【答案】D

【解析】

解：对AB段，根据动能定理得，，解得，
根据得，，
则，
解得。
故选D。
根据动能定理求出B点的速度，结合平抛运动竖直位移和水平位移的关系求出运动的时间，从而得出竖直位移的表达式，求出h与H的比值。
本题考查了动能定理和平抛运动的综合运用，解决本题的关键是知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。

9、【答案】AB

【解析】
动能的大小与物体的速度有关，知道速度的变化规律可以知道动能的变化规律；
重力势能与物体的高度有关，根据高度的变化来判断重力势能的变化；
弹簧的弹性势能看的是弹簧形变量的大小；
首先要明确物体的整个下落过程，知道在下降过程中各物理量之间的关系，再对动能和势能的变化作出判断，需要学生较好的掌握基本知识
【解答】
A.物体从A下落到B的过程中，弹簧的形变量增大，弹性势能不断增大，故A正确；
B.物体从A下落到B的过程中，高度降低，重力势能不断减小，故B正确；
C.物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中，当弹簧的弹力和重力平衡时，速度最大，动能最大，所以动能都是先变大后变小，故C错误；
D.物体在B点时，速度为零，但速度为零，合力不为零，不是处于平衡状态，故D错误；
故选：AB。

10、【答案】CD

【解析】

【分析】本题考查重力做功、重力势能和机械能守恒定律的基础知识。只要注意题中选取地面为零势能面，灵活运用机械能守恒定律，即可顺利解答。

【解答】

A.由于选取地面为零势能面，物体在海平面的重力势能为，故A错误；

B.该过程重力对物体做正功，大小为mgh，故B错误；

C.物体在海平面上的机械能为：故C正确；

D.由机械能守恒定律知，所以，物体在海平面上的动能为：，故D正确；

故选CD。

11、【答案】AC

【解析】

【分析】
根据速度图象与坐标轴所围“面积”表示位移求出加减速运动阶段的位移，再根据动能定理列式求摩擦力；根据功的定义求摩擦力的功，拉力的功。

本题关键在于灵活地选择过程对物体运用动能定理，同时要注意速度时间图线与x轴包围的面积等于物体的位移。

【解答】

A.由图示图象可知，知第1s内的位移为，由动能定理得：，解得：，，故A正确；

B.由图示图象可知，从第1s末到4s末，物体的位移：，整个过程，应用动能定理得：，代入数据解得：，动摩擦因数则，故B错误；
C.第1s内，，解得：，第1s内，拉力对物体做功：，故C正确；
D.第1s内摩擦力对物体做功：，故D错误。
故选AC。

12、【答案】BCD

【解析】

【分析】
对物体受力分析，根据牛顿第二定律列式求解出摩擦力大小，然后根据功能关系列式求解。

本题关键是对物体受力分析后，根据牛顿第二定律求解出摩擦力，然后根据功能关系多次列式求解。

【解答】

A.重力势能的增加量等于克服重力做的功，故有：，故A错误；

对物体受力分析，受重力、支持力、滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有：解得：

故克服摩擦力做功：，而机械能的减小量等于重力之外的其他力做功；故机械能减小了12J；故BD正确；

C.根据动能定理，有：，故C正确；

故选BCD。

13、（1）【答案】AB ，  ，系统误差

【解析】

解：

、为了使n根相同橡皮筋对小物块做的功等于系一根橡皮筋时对小物块做的功的n倍，各条橡皮筋要保证完全一样，故A正确；
B、每次实验时必须使用同一个小物块，保证小物块获得的速度与弹簧做功成正比，故B正确；
C、为了保证每根橡皮筋对小物块做功相同，所以每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必须要保持一致，但不能超过弹性限度，故C错误；
D、橡皮筋完全相同，通过增加橡皮筋的条数来使功倍增，因此不需要计算橡皮筋每次对小物块做功的具体数值，故D错误；
故选AB。
根据，和，可得，因为功与速度的平方成正比，所以功与正比，故应以W为纵坐标、为横坐标作图，才能得到一条直线。
一般来说，从多次测量揭示出的实验误差称为偶然误差，不能从多次测量揭示出的实验误差称为系统误差。由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于系统误差。
故答案为：      系统误差
根据实验原理判断出实验注意事项，滑块离开桌面后做平抛运动，根据桌面到地面的高度，可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离，可计算出小物块离开桌面时的速度，再知道小物块的质量，就可以计算出小物块的动能。根据，和，可得，因为功与速度的平方成正比，所以功与正比。
明确实验原理，根据相应规律得出表达式，然后讨论。还要知道系统误差和偶然误差的区别，系统误差是由于仪器的某些不完善、测量技术上受到限制或实验方法不够完善没有保证正确的实验条件等原因产生，如停表测时间时，停表不准确，慢了，测的时间间隔总是偏小。偶然误差的特点是它的随机性。如果我们对一些物理量只进行一次测量，其值可能比真值大也可能比真值小，这完全是偶然的，产生偶然误差的原因无法控制，所以偶然误差总是存在，通过多次测量取平均值可以减小偶然误差，但无法消除。既然是误差就不可消除，只能是改进方法，多次做实验，以减小误差。
13（2）【答案】B ，   ，小

【解析】

解：

、平衡摩擦力时要将纸带、打点计时器、小车等连接好，要通电，但不挂钩码，故A错误；
B、实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，故B正确；
C、为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车质量，依据牛顿第二定律，才有钩码的重力接近小车的拉力，故C错误；
故选B；
为AC时间段的中间时刻，根据匀变速运动规律得，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故：；
根据动能表达式，则打B点时，小车的动能为；
因存在阻力做负功，导致此动能应比钩码减小的重力势能小，
故答案为：；  ，小。
平衡摩擦力是用重力的下滑分量来平衡小车受到的摩擦力，故不应该将钩码通过细线挂在小车上，为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车质量，实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放；
用平均速度等于中间时刻的瞬时速度，即可求解动能，根据阻力做负功，即可判定减小的重力势能与增加的动能的大小关系。
“探究恒力做功与动能改变的关系”与“探究加速度与力、质量的关系”有很多类似之处，在平时学习中要善于总结、比较，提高对实验的理解能力。

14、【答案】(1)6.0m/s(2)20N

【解析】

物块滑动到B点过程中，重力和摩擦力做功，根据动能定理列式求解即可； 

物块运动到圆轨道的最高点A时，受到重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可以列式；物体从B滑动到A过程，只有重力做功，机械能守恒，根据守恒定律列式；最后联立方程组求解即可。

本题要弄清物块的运动情况和受力情况，应用牛顿第二定律和机械能守恒求解。

解： 
物块沿斜面下滑过程中，在重力、支持力和摩擦力作用下做匀加速运动，设下滑加速度为a，到达斜面底端B时的速度为v，则 
 
 
由、式代入数据解得： 

（此法繁琐，当用动能定理求解！）

设物块运动到圆轨道的最高点A时的速度为 ， 在A点受到圆轨道的压力为 

由机械能守恒定律得： 
 
物块运动到圆轨道的最高点A时，由牛顿第二定律得： 
 
代入数据解得：  
由牛顿第三定律可知，物块运动到圆轨道的最高点A时，对圆轨道的压力大小