福建省厦门第一中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题(Word版附解析)
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本试卷分题卷和答卷两部分,满分为100分,考试用时为75分钟。答案请填写在答卷上,考试结束时只提交答卷。
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列关于机械能守恒的说法中正确的是:( )
A. 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B. 合力对物体做的功不为零,其机械能可能守恒
C. 合力对物体做功为零,其机械能一定守恒
D. 物体只受重力时,其机械能才守恒
2. 如图,质量为m的小球,从桌面上方高为h1的A点自由下落到地面上的B点,桌面高为h2,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 取A点重力势能为0,小球落地时机械能为0
B. 取A点重力势能为0,小球落地时机械能为mg(h1+h2)
C. 取桌面处重力势能为0,小球落地时机械能为mgh2
D. 取地面处重力势能为0,小球落地时机械能为mgh1
3. 如图所示,某物体在运动过程中,受竖直向下重力和水平方向的风力,某段时间内,重力对物体做功4J,物体克服风力做功3J,则以下说法中正确的是( )
A. 外力对物体做总功为7JB. 物体的动能增加了1J
C. 物体的机械能增加了3JD. 物体的重力势能增加了4J
4. 如图甲,质量m=10kg的物体静止在水平地面上,在水平推力F作用下开始运动,水平推力(F)随位移(x)变化的图像如图乙。已知物体与地面间的动摩擦因数,取重力加速度大小,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A. 在0~10m的过程中,推力F对物体所做的功为1000J
B. 在0~10m的过程中,滑动摩擦力对物体所做的功为500J
C. 物体的位移x=5m时,其速度大小为5m/s
D. 物体的位移x=10m时,其速度大小为10m/s
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上。其正上方A位置有一只小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零,在小球从A到D的下降过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球的机械能守恒
B. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 从B到C的过程中,小球的机械能一直增大
D. 从C到D的过程中,小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不断增加
6. 一质量为1kg的物体置于升降机的水平地板上,t=0时刻升降机由静止沿竖直方向运动。取竖直向下的方向为正,其加速度a随时间t变化的图像如图,,则( )
A. 在0~2s内,升降机对物体做功48J
B. 在2~6s内,升降机对物体做功-160J
C. 第7s末,重力对物体做功的瞬时功率为20W
D. 在0~8s内,重力对物体做功平均功率为20W
7. 如图所示,两个质量均为m用轻弹簧相连接的物块A、B放在倾角为的光滑斜面上,系统静止。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A,使之沿斜面向上运动,当物块B刚要离开固定在斜面上的挡板C时,物块A运动的距离为d、瞬时速度为v,已知弹簧劲度系数为k,重力加速度为g,则( )
A. 物块A运动的距离d可表示为
B. 物块A此时的动能可表示为
C 此过程中,弹簧对物体A先做负功后做正功
D. 弹簧弹性势能的改变量为
8. 某物体以初动能级冲上一足够长斜面,再次回到出发点时,其动能为,若使物体以的初动能第二次冲上斜面,则从第二次冲上斜面到其再次返回出发点的过程中,以下说法正确的是( )
A. 第二次运动的总路程是第一次的两倍
B. 第二次运动回到出发点时,速度是第一次回到出发点的两倍
C. 第二次运动回到出发点时,动能为
D. 第二次运动到达最高点时,其机械能为(以出发点所在平面为参考平面)
三、非选择题:共60分,其中9-11题为填空题,12-13题为实验题,14-16题为计算题。请根据要求作答。
9. 如图所示,质量为3kg的木块放置在倾角为的固定斜面顶端,由静止开始以2的加速度沿斜面加速下滑,斜面长度足够,g取10,,,则前2s内木块重力做功的平均功率为______W,第2s末木块重力做功的瞬时功率为______W。
10. 如图所示,一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块,并留在木块当中,在此过程中子弹钻入木块的深度为d,木块的位移为l,木块与子弹间的摩擦力大小为f,则此过程中子弹动能的变化量为________,子弹与木块间因摩擦产生的热量为________。
11. 如图,可视为质点的小木块质量为m,木板质量为M=3m,长度为L,一轻绳通过定滑轮分别与木板和小木块连接,小木块与木板间、木板与水平桌面间的动摩擦因数均为,开始时木块静止在木板左端。用水平向右的拉力将小木块缓慢向右拉,直到小木块处于木板正中央,则水平向右的拉力大小为________,该过程此拉力做功为________。
12. 完成以下关于“验证机械能守恒定律”实验相关问题。
(1)下列是实验时释放纸带前的瞬间状态图,重锤和手的位置合理的是( )
A. B.
C. D.
(2)某同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为纸带上连续的三个点迹,与O点距离如图,已知打点计时器的频率为50Hz,重物的质量为200g,当地重力加速度为9.8,在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量_____________J,重物的动能增加量_____________J(结果均保留三位有效数字)。
13. 小明用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。已知遮光条的宽度为d,钩码质量为m,带遮光条的滑块总质量为M,重力加速度为g。
(1)该实验中M______(选填“必须”或“无须”)远大于m;
(2)将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离L,然后开启气泵,由静止释放滑块,读出遮光条通过光电的挡光时间t,则从滑块由静止释放到遮光条运动到光电门的过程中,若满足关系式(用题中给出的字母表示)______,则钩码与滑块组成的系统机械能守恒;
(3)按步骤(2)的验证方式,实验中______(选填“必须”或“无须”)将气垫导轨调为水平状态;
(4)若气垫导轨左端的滑轮调节过高,使得拉动滑块的绳子与气垫轨道之间存在夹角,不考虑其它影响,则从滑块由静止释放到遮光条运动到光电门的过程中,系统动能增加量的测量值______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
14. 一辆汽车在平直公路上行驶,已知汽车的质量,发动机最大的输出功率,设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒为,g取10。
(1)求该汽车所能达到的最大速度大小;
(2)若汽车从静止开始做匀加速直线运动,直到发动机达到最大输出功率,已知汽车加速度大小为2.0,求汽车匀加速运动的时间;
(3)若汽车保持最大功率行驶,当速度为16m/s时,求此时汽车的加速度大小。
15. 如图所示,三个可视为质点的小球a、b、c质量分别为2m、2m、3m,通过不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮连接,小球a离地面的高度为h,a、b间绳长为h,小球b、c等高,将小球a、b、c从图示位置由静止释放,所有小球着地后均不反弹,小球a着地后立刻烧断a、b间细绳并撤去小球a,滑轮高度足够,摩擦及空气阻力均不计,重力加速度大小为g,求:
(1)小球a着地前瞬间的速度大小;
(2)从释放到小球a着地过程中绳子对小球a做的功;
(3)小球b运动过程中所能到达的最大离地高度。
16. 如图,竖直平面内固定一光滑弧形轨道,轨道在M处与水平传送带相切,传送带与左侧紧靠的水平台面等高,台面长度s=2.5m的PN部分粗糙,P点左侧部分光滑,一左端固定、水平放置的轻质弹簧处于原长状态。质量m=1kg的小物块(视为质点)从A点由静止沿弧形轨道下滑,AM两点高度差h=3.8m。已知传送带的长度L=5.0m,以速度v=6m/s顺时针转动,物块与台面PN部分、物块与传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.20,取,弹簧始终在弹性限度内,求:
(1)物块第一次到达N点时的速度大小;
(2)物块第二次到达N点时的速度大小;
(3)保持传送带顺时针运行,仅改变传送带运行速度大小,仍让小物块从A点由静止下滑,为使小物块恰好静止N点(到N点速度为零),求传送带运行速度大小。(弧形轨道高度足够)
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