2021-2022年山西省太原市第五中学一（下）5月阶段性检测物理试题含解析

这是一份2021-2022年山西省太原市第五中学一（下）5月阶段性检测物理试题含解析，共20页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（本题包含100小题，其中1—6小题为单选，7—10小题为多选，每小题5分，全部选对得5分，漏选得3分，选错或未选得0分，共50分）
1. 下列关于力做功的说法正确的是（ ）
A. 物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多
B. 滑动摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功，但不可能不做功
C. 一对相互作用的静摩擦力，若一个做正功，则另一个一定做负功
D. 一对相互作用力做的功的代数和总为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据做功公式
可知功的决定因素为力、位移及二者的夹角，若力大、位移大，但两者夹角为90°，则做功为0，故A错误；
B．滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故B错误；
C．一对静摩擦力作用的物体间无相对滑动，故位移始终相等，而二力大小相等，方向相反，故一个做正功，则另一个就做负功，故C正确；
D．一对滑动摩擦力，二力大小相等，方向相反，由于物体相对运动，位移为不相等，所以一对相互作用的滑动摩擦力做的功的代数和可以不为零，故D错误；
故选C。
2. 如图所示，水平传送带保持3m/s的速度运动，一质量为1kg的物体与传送带间的动摩擦因数为0.3。现将该物体无初速地放到传送带上的A点，然后运动到了距A点1.5m处的B点，该过程传送带对该物体做的功为（ ）
A. 3.5JB. 4.5JC. 2.5JD. 5J
【答案】B
【解析】
【详解】物体无初速地放到传送带上，匀加速运动的过程中加速度为
设物块从放上皮带到速度与皮带相同经历的时间为t，则有
通过的位移为
所以速度与皮带相同，皮带对物块做功，根据动能定理得
故选B。
3. 从地面斜向上抛出一物体，其机械能为，动能为，重力势能为。物体离地面高度为，在空中飞行时间为，取地面为重力势能零点，忽略空气阻力，则下列表示物体自抛出至物体落地前物理量关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB．斜抛物体的机械能守恒，所以机械能不随时间和高度变化，故AB错误；
C．根据动能定理得，因为是斜抛，最高点时具有水平速度，即不为零，故C正确；
D．地面为重力势能零点，因此图象应该过坐标原点，故D错误。
故选C
4. 如图所示，小球以初速度v0从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，则经过A点的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球由A运动到B的过程中，由动能定理可得
①
小球由B运动到A的过程中，由动能定理可得
②
综合①②可得
故选B。
5. 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5.7W
D. 物体运动到处时，外力做功的瞬时功率为25W
【答案】C
【解析】
【详解】A．通过计算F-x图像的面积可知，图示的全过程中外力做的功
故A错误；
B．由动能定理计算得到处的速度为
处的速度为
由牛顿第二定律可知，物体匀加速过程的加速度大小为，匀减速过程的加速度大小为；设匀加速和匀减速的所用的时间分别为和，则
解得
解得
故物体运动的总时间为
B错误；
C．全过程中外力做功的平均功率为
C正确；
D．物体运动到处时，外力做功的瞬时功率为
D错误。
故选C
6. 如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R，bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（ ）
A. 2mgR
B. 4mgR
C. 5mgR
D. 6mgR
【答案】C
【解析】
【详解】设小球运动到c点的速度大小为vc，则对小球由a到c的过程，由动能定理得
F·3R-mgR=mvc2
又
F=mg
解得
vc2=4gR
小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作用下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g，则由竖直方向的运动可知，小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间为
小球在水平方向的加速度
a=g
在水平方向的位移为
x=at2=2R
由以上分析可知，小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为5R，则小球机械能的增加量
△E=F·5R=5mgR
故选C。
7. 如图所示、小球从A点静止下落，在B点接触竖直放置的轻质弹簧，运动到D点速度变为零，下列说法正确的是（ ）
A. 小球从A到B的过程中，机械能守恒
B. 小球从B到D的过程中，机械能守恒
C. 小球从B到D的过程中，动能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量
D. 小球从B到D的过程中，重力对小球做功的功率逐渐减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．小球从A到B的过程中，除重力之外没有其他力做功，机械能守恒，故A正确；
B．小球从B到D的过程中，弹簧对小球做功，机械能不守恒，故B错误；
C．小球从B到D的过程中，动能和重力势能转化为弹簧弹性势能，因此动能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量，故C正确；
D．小球从B到D的过程中，先加速后减速，重力对小球做功的功率先增大后减小，故D错误。
故选AC。
8. 质量为m的物体（质点）从倾角的斜面顶端由静止下滑至斜面底端。已知斜面高为h，物体下滑的加速度大小为。在此过程中（）（ ）
A. 物体重力势能减少mgh
B. 物体动能增加
C. 物体机械能减少mgh
D. 摩擦力做功
【答案】AD
【解析】
【详解】A．物体重力做正功mgh，则重力势能减少mgh，选项A正确；
B．物体受的合外力
物体动能增加
选项B错误；
CD．物体机械能变化
即物体机械能减小，因除重力外的其他力做功等于机械能变化，可知摩擦力做功，选项C错误，D正确。
故选AD。
9. 如图，长度为l的小车静止在光滑的水平面上，可视为质点的小物块放在小车的最左端．将一水平恒力F作用在小物块上，物块和小车之间的摩擦力大小为f．当小车运动的位移为s时，物块刚好滑到小车的最右端，下列判断正确的有（ ）
A. 此时物块的动能为（F-f）（s+l）
B. 这一过程中，物块对小车所做的功为f（s+l）
C. 这一过程中，物块和小车系统产生的内能为fl
D. 这一过程中，物块和小车系统增加的机械能为Fs
【答案】AC
【解析】
【详解】A.对物块分析，物块相对于地的位移为l+s，根据动能定理得：（F-f）×（l+s）=mv2-0，则知物块到达小车最右端时具有的动能为（F-f）（l+s）,故A正确．
BC.对小车分析，小车对地位移为s，根据动能定理得：fs=Mv′2-0，则知物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fs．故B错误．这一过程中，物块和小车系统产生的内能为Q="f" l，故C正确．
D.根据能量转化和守恒定律得知：外力F做的功等于小车和物块增加的机械能和摩擦产生的内能之和，则有：F（l+s）=△E+Q，则物块和小车增加的机械能为△E=F（l+s）-fl．故D错误．
故选AC
10. 如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度沿顺时针方向转动，传送带右端有一个与传送带等高的光滑水平面，一质量为m的物体以恒定的速率沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为，则在整个运动过程中若，下列说法正确的是（ ）
A.
B. 摩擦力对物体做功为零
C. 传送带与物体摩擦生热为
D. 电动机因传送小物块多消耗的电能为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由于传送带足够长，物体匀减速向左滑行，直到速度减为零，然后物体会在滑动摩擦力的作用下向右匀加速，如果v1v3=v1
故A正确；
B．整个过程中，根据动能定理可得摩擦力对物体做功为
W=mv32−mv22≠0
故B错误；
CD．设物体所受的摩擦力大小为f，物体向左运动的加速度大小
a=
时间
t1=
物体向左运动的位移
x1=
传送带的位移
x2=v1t1=
摩擦生热
Q1=f（x1+x2）=+mv1v2
物体向右运动时，运动时间为
t2=
物体向右运动的位移
x3==
传送带的位移
x4=v1t2=
摩擦生热
Q2=f（x4-x3）=
传送带与物体摩擦生热共为
Q=Q1+Q2=
故C正确。
D．电动机因传送小物块多消耗的电能为
选项D正确。
故选ACD。
二、实验题（11题10分，共10分）
11. 在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）供选择的重物有下列四个，应选择___________；
A．质量为100g的木球 B．质量为10g的砝码
C．质量为1000g重锤 D．质量为10g的塑料球
（2）下面列出一些实验步骤：
A．将重物与纸带连接好，将纸带穿过计时器，上端用手提着；
B．将打点计时器固定在铁架台上，注意使两个限位孔在同一竖直线上；
C．用天平称重物和夹子的质量；
D．先释放纸带后再接通电源；
E．用秒表测出重物下落的时间；
F．拆下导线，整理器材；在三条纸带中选出较好的一条；进行计算得出结论，完成实验报告；
G．切断电源，更换纸带，重新进行三次实验。
对于本实验以上步骤中，不合理或错误的步骤是___________；（填字母）
（3）若打点计时器所用电源频率为50Hz，按实验要求选用（1）中重物，选出纸带进行测量，测量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示，从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是=___________J，此过程中重物动能的增加量=___________J。（g取10m/s2，结果保留三位有效数字）。发现等式两端不相等，引起此结果的原因可能是___________。
【答案】 ①. C ②. CDE ③. 7.86 ④. 7.61 ⑤. 重物在下落过程中受到了阻力的作用
【解析】
【详解】（1）[1]为了减小空气阻力的影响，在选择重物时，要选择密度大的实心金属球，即选择质量大体积小的重物，故选C。
（2）[2]C．因为我们是比较和的大小关系，故m可约去比较，不需要测量质量，C选项不合理。
D．在打点时，为节省纸带，应先接通电源，后释放纸带，D错误；
E．本实验采用的打点计时器，两个相邻点之间的时间即为0.02s，不需要测量时间，E不合理；
故选CDE。
（3）[3]从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量为
[4]重物做匀加速运动，根据推论，在B点速度等于AC这段的平均速度，则
故重物动能的增加量为
[5]因为在下落过程中存在阻力的影响，空气阻力以及纸带与打点计时器之间的阻力，使得动能的增加量小于重力势能的减少量。
三、计算题（各小题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，040分）
12. 如图所示，一根很长且不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b、a球质量为m，静置于地面；b球质量为4m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。求从静止开始释放b后，a能达到的最大高度为多少？（滑轮足够高）
【答案】
【解析】
【详解】选取地面为零势能面，把小球a、b看做一个整体，当小球b落地时，小球ab具有相同的速度v，整个系统只有重力做功，机械能守恒有
此后小球在重力作用下向上做匀减速直线运动
联立解得
13. 如图所示，一位质量的滑雪运动员（可视为质点）从高度的斜坡自由滑下（初速度为零）。斜坡的倾角θ=37°，滑雪板与雪面动摩擦因素。则运动员滑至坡底的过程中（不计空气阻力，，，）。求：
（1）运动员所受各个力所做的功分别是多少？
（2）运动员滑至坡底时，重力的瞬时功率为多少？
【答案】（1），，；（2）
【解析】
【详解】（1）重力做的功为
因支持力与速度始终垂直，所以支持力做功为
摩擦力做功为
（2）对运动员受力分析，根据牛顿第二定律则有
解得
根据运动学公式
可得滑至坡底时速度为
重力瞬时功率
14. 如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角，另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量，上表面与C点等高。质量为的物块（可视为质点）从空中A点以某一速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向以m/s进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数，取g=10m/s2求：
（1）物块在A点时的平抛速度；
（2）物块经过C点时对轨道的压力；
（3）若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q。
【答案】（1）；（2）48N；（3）9.5J
【解析】
【详解】（1）设物体在B点的速度为，在C点的速度为，从A到B物体做平抛运动，有
则
（2）从B到C，根据动能定理有
则
在C点
解得
由牛顿第三定律得，物块经过C点时对轨道的压力为48N。
（3）物块在木板上相对滑动过程中由于摩擦力作用，最终将一起共同运动，设相对滑动时物体加速度为，木板加速度为，经过时间t达到共同运动速度为v，则有
解得