2021-2022学年山东师范大学附属中学高一下学期3月学业水平测试物理试卷

山东师范大学附属中学2021级2021-2022学年3月学业水平测试

物  理  试  题

注意事项：

1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1.几辆汽车在水平路面上行驶，下列说法正确的是

A.汽车所受到的重力不做功

B.汽车所受到的合力做的总功一定比各个分力做的功大

C.速度大的汽车功率一定大

D.汽车的速度发生变化，其动能就一定发生变化

2.物体的运动如图甲、乙、丙所示，均不计空气阻力，下列说法正确的是

A.甲图中，小球从某一高度由静止落入光滑半圆形固定轨道，全过程小球的机械能一定守恒

B.乙图中，物体所受的合外力为零时，机械能一定守恒

C.丙图中，弹簧越长，弹性势能越大

D.丙图中光滑水平面上，被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中，小球的机械能守恒

3.物体做曲线运动，下列说法正确的是

A.物体做曲线运动时，合力一定是恒力

B.平抛运动从抛出到某时刻的位移与水平方向的夹角等于此时速度与水平方向的夹角

C.斜上抛运动的物体达最高点时，速度最小

D.斜抛运动的速度和加速度都在变化

4. 将一个物体由地面上方的A点移至低于地面的B点，选地面为重力势能的零势能面，下列说法正确的是

A．重力做功与运动过程中是否存在阻力有关

B．物体在A点的重力势能与在B点的重力势能方向相反

C．物体由A点移至B点的过程中，沿直线或曲线运动重力做功可能不同

D．物体由A点移至B点的过程中，重力做的功等于重力势能的减少量

5.如图所示，冬奥冠军苏翊鸣在一次训练中脚踩滑雪板从平台BC的C点沿水平方向飞出，落在倾斜雪道上的D点。已知倾斜的雪道与水平面的夹角θ＝37°，苏翊鸣从C点飞出时他和装备的动能为400J。苏翊鸣及装备视为质点，不计空气阻力。取sin 37°＝0.60，重力加速度g取10 m/s2，则苏翊鸣（含装备）落到雪道上D点时的动能为

A.800J  

B.900J  

C.1300J   

D.1500J

6．我们的课本上有一个小实验，如图。

实验时，某同学把小纸帽压到桌面上，从放手到小纸帽运动到最高点的过程中，不计空气及摩擦阻力，下列说法正确的是

A．小纸帽的机械能守恒

B．小纸帽刚脱离弹簧时动能最大

C．小纸帽在最低点所受的弹力等于重力

D．在某一阶段内，小纸帽的动能减小而小纸帽的机械能增加

7. 济南市泉城广场的荷花音乐喷泉是广场的主要景观之一，其中一个喷水管喷出的水柱，从远处看，达到30层楼的高度；靠近看，喷管的直径约为10cm。水的密度ρ=1.0×103kg/m3,电动机用于给该喷管喷水的功率约为

A.3×104W  

B. 7.5×104W 

C. 1.5×105W 

D. 3×105W 

8．从距离地面高度为5m处水平抛出一个物体，其动能Ek随距地面高度h的变化如图所示，取地面为重力势能零点，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是

A.物体的质量为2kg

B.物体抛出的初速度为5 m/s

C.h=2.5m时，动能与重力势能相等

D.物体着地瞬间速度与水平方向的夹角为45°

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．下图中力F大小相等，物体沿水平面运动相同的位移，下列说法正确的是

A.甲图中力F做功最多，丁图中力F做功最少

B.乙图中力F做功与丙图中力F做功一样多

C.乙图中物体克服摩擦力做功与丁图中物体克服摩擦力一样多

D.甲图中物体的动能变化量最大，丁图中物体的动能变化量最小

10．关于平抛运动，下列说法正确的是

A．平抛运动在相等时间里的速度变化量相同

B．平抛运动是匀变速曲线运动

C．平抛运动物体飞行时间取决于抛出时的高度

D．平抛运动的物体落地时的速度可以竖直向下

11.如图所示，质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度为g，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体

A.重力势能增加了mgh  　B.机械能损失了mgh

C.动能损失了mgh      　D.克服摩擦力做功mgh

12. 如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在天花板上，质量相等的小球A和圆环B通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，圆环B套在光滑水平直杆上，水平杆到滑轮上端的距离为1.2m，初始时小球A和圆环B均处于静止状态，小球A位于滑轮顶端，B到滑轮的距离为2m。重力加速度g取10 m/s2，现由静止释放小球A，在小球A下落的过程中，下列说法正确的是

A.小球A的速度一直增大

B.小球A下落0.5m时，B的速度为m/s

C.小球A下落0.8m时其机械能最小

D.圆环B向左运动过程中，杆对B的弹力一直竖直向上

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.（6分）在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤(带夹子)、天平、毫米刻度尺、50 Hz交流电源。

(1)如图所示，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。

(2)某同学用正确的方法获得了一条纸带，以起点为计数点O，后隔一段距离，取连续点为计数点A、B、C、D、E、F、G，如图所示。已知重锤的质量为0.5 kg，则电磁打点计时器打下E点时，重锤减少的重力势能ΔEp＝____ J，重锤增加的动能ΔEk＝_____ J(重力加速度g取9.8 m/s2，计算结果保留3位有效数字)，重锤增加的动能ΔEk与减少的重力势能ΔEp的大小关系为ΔEk________ΔEp(选填“大于”“小于”或“等于”)。

14.（8分）某同学用如左图所示的装置研究平抛运动的实验，把小球运动轨迹记录在右图所示一张印有小方格的纸上，小方格的边长L＝5.0cm，小球在平抛运动途中的几个位置如图中所示，g取9.8m/s2。

(1)(多选)下列说法正确的是       

A．安装带有斜槽的木板时，一定要注意木板是否竖直

B．必须尽量减少小球与轨道间的摩擦

C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放

D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，利用直尺将点连成折线

(2)小球做平抛运动的水平初速度大小是       m/s。(结果保留2位有效数字)

(3)小球平抛运动抛出点到图中第一个点的水平距离为     cm，竖直距离为    cm。 (结果保留3位有效数字)

15.(8分)以v0=6m/s的初速度水平抛出一个质量m=0.1kg的小球，经过t=0.8s到达地面时，其速度方向与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）小球水平抛出时距离地面的高度h；

（2）sinθ；

（3）小球落地瞬间重力的功率P。

16. (10分)一辆小汽车的额定功率为P=80 kW，在水平直路面上由静止启动，已知汽车的质量为m＝2×103 kg，汽车受到的阻力恒为车重的0.2倍，g取10 m/s2。

（1）求汽车能达到的最大速度；

（2）若汽车以a=2 m/s2的恒定加速度启动，求匀加速维持的时间t1；

（3）若汽车以恒定功率启动，经t2＝12s达到最大速度，求该过程汽车的位移。

17.（12分）如图所示，在倾角为θ＝30°的光滑斜面MN底端固定一个被压缩且锁定的轻弹簧，轻弹簧的上端静止放一质量m＝2 kg的滑块，滑块与斜面顶端N点相距x＝0.10 m。现将弹簧解除锁定，滑块离开弹簧后经N点离开斜面，恰水平飞上速度为v=7m/s顺时针匀速转动的传送带，足够长的传送带水平放置，其上表面距N点所在水平面高度为h＝0.20 m，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝，g取10 m/s2。求：

(1)滑块从离开N点至飞上传送带的时间；

(2)弹簧锁定时储存的弹性势能；

(3)滑块在传送带上运动时由于摩擦产生的热量。

18.（16分）如图所示，可视为质点的小物块静止在水平桌面OA的左端，桌面OA的长度L=2.0m，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.275，桌子右侧的斜面BC与水平方向的夹角为θ=37°，斜面下端点B在桌子右边缘A的正下方。物块在水平拉力F作用下向右运动，拉力F与x之间的关系如右图所示，x表示桌面上某点到O点的距离。物块离开桌面后平抛落到斜面上，物块到达斜面时速度与斜面垂直。已知物块质量为m=0.2kg，重力加速度g取10 m/s2。

(1)求物块平抛的初速度；

(2)求桌面的高度；

(3)其他量不变，将斜面BC向右平移距离d，同时改变桌面的动摩擦因数，保证物块到达斜面时速度与斜面垂直，求d的最大值及这种情形下的动摩擦因数。

参考答案

1.A 2.A 3.C 4.D 5.C 6.D 7.D 8.D  9.AB 10.ABC 11.AB 12.BC

13 (1)丙　(2) 2.41  　2.39   小于      （1+2+2+1=6分）

14 (1) AC (2) 1.4   (3)25.0 ，15.6   （每空2分，第1空答对一个得1分，错选不得分。）

15.（1）由              …………………①

代入数据得h=3.2m        ………………………②

（2）小球落到时竖直分速度   …………………………③

落到速度          ………………………④

sinθ =                    ………………………⑤

代入数据解得sinθ =0.8        ………………………⑥

（3）小球落地瞬间重力的功率P=mgvcosα  ………………………⑦

代入数据得P=8W                   ………………………⑧

每式1分，共8分。

16.（1）牵引力与阻力相等时汽车的速度最大，即F1=f=4×103 N  …………………①

根据P=F1vm                          ………………………②

代入数据得vm=20 m/s                …………………………③

（2）由牛顿第二定律得F2−f=ma，          ………………………④

匀加速运动的最大速度设为v1，此时功率达到最大，P=F2v1   …………………⑤

v1=a t1                    ………………………⑥

代入数据得t1=5 s             ………………………⑦

（3）启动过程由动能定理得，Pt2−fs＝       ………………………⑧

代入数据求得该过程汽车的位移s=140m            ………………………⑨

⑧式2分，其余各式各1分，共10分。

17. (1)滑块从N点离开飞上传送带在竖直方向做竖直上抛运动，由  ……………①

代入数据得t1=0.2s       ………………………②

(2) 滑块离开N点的速度设为vN，vNy =gt1    …………………………③

斜面倾角为30°，可得vN=2vNy＝4m/s，   ………………………④

弹簧解除锁定至滑块到达N点过程系统的机械能守恒，Ep=mgxsinθ+   ……………⑤

可求得弹簧储存的弹性势能Ep=17J   ………………………⑥

 (3) 滑块刚飞上传送带时的速度v1=vNcosθ  ………………………⑦

滑块在传送带上加速时 μmg =ma     ………………………⑧

加速时间                  ………………………⑨

这段时间滑块与传送带之间的位移差s相对=vt2−  ………………………

滑块在传送带上运动时由于摩擦产生的热量Q=μmgs相对   ………………………

代入数据求得Q=75J        ………………………

⑤式2分，⑦⑧⑨式共2分，其余各式各1分，共12分。

18. (1)由图像可求得水平拉力F做的功W=2J             ………………………①

物块在桌面上运动过程由动能定理得W−μmgL=     ………………………②

求得物块平抛的初速度vA=3m/s        …………………………③

(2) 由题意知物块落到斜面上时速度的竖直分量vy=4m/s

vy=gt1       ………………………④

物块做平抛运动的时间t1=0.4s

   ………………………⑤

x=vAt1      ………………………⑥

h2=xtanθ    ………………………⑦

桌面的高度H=h1+h2

求得H=1.7m    ………………………⑧

(3)由于桌面高度一定，物块平抛到达斜面时速度的竖直分量最大为

m/s    ………………………⑨

物块到达斜面时速度与斜面垂直，这种情形下平抛初速度 m/s   …………

由动能定理W−μ2mgL=

求得μ2=       ………………………

由题意知，动摩擦因数为0时，物块平抛的初速度最大，即便落到地面处也无法满足物块到达斜面时速度与斜面垂直。

综上所述，物块平抛刚好落到地面处时到达斜面底端，速度与斜面垂直，此时d有最大值。

d=v0t

代入数据可得d= 2.55m，这种情形下动摩擦因数μ==0.021875   ………

②⑨式各2分，其余各式各1分，共16分。