福建省部分学校教学联盟2023-2024学年高一下学期3月联考物理试题（Word版附解析）

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这是一份福建省部分学校教学联盟2023-2024学年高一下学期3月联考物理试题（Word版附解析），文件包含福建省部分学校教学联盟2023-2024学年高一下学期3月联考物理试题原卷版docx、福建省部分学校教学联盟2023-2024学年高一下学期3月联考物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共24页，欢迎下载使用。

（完卷时间：75分钟；满分：100分）
注意事项：
1.答题前，考生务必在试卷、答题卡规定位置填写本人准考证号、姓名等信息。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2.选择题每小题选出答案后，用2B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。非选择题答案用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上相应位置书写作答，在试卷上答题无效。
3.作图可先使用2B铅笔画出，确定后必须用0.5毫米黑色墨水签字笔描黑。
4.考试结束，考生必须将试卷和答题卡一并交回。
第I卷—选择题（共40分）
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题所给出的的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
1. 小明同学骑自行车沿平直公路匀速行驶。设小明与车的总质量为100kg，骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的，取。通过估算可知，小明骑此自行车做功的平均功率最接近（）
A. 10WB. 100WC. 300WD. 500W
【答案】B
【解析】
【详解】自行车匀速行驶，受力平衡，可知，正常情况下，人汽车的速度约5m/s，所以
故选B。
2. 一质点做减速曲线运动，它的轨迹由上到下（如图所示），关于质点通过轨迹中点时的速度v的方向和加速度a的方向，下列图示可能正确的是（）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】速度方向应该沿运动轨迹的切线，而加速度应指向轨迹的凹侧。
故选B。
3. 质量为m的物体在拉力F的作用下从静止出发以2g的加速度匀加速上升h，则（）
A. 物体的机械能增加2mgh
B. 物体的重力势能增加2mgh
C. 物体的动能增加Fh
D. F做功等于物体增加的动能加上物体增加的势能
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体从静止开始以2g的加速度沿竖直方向匀加速上升，根据牛顿第二定律，有
F-mg=ma
解得
F=m（g+a）=3mg
机械能的变化得
所以物体的机械能增加3mgh，故A错误；
B.重力做功
WG=-mgh
所以物体的重力势能增加mgh，故B错误；
CD.根据动能定理，有
-mgh+Fh=Ek
解得
Ek=-mgh+Fh=2mgh
又得
故C错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，河水流动的速度为v且处处相同，河宽度为a。在船下水点A的下游距离为b处是瀑布，为了使小船渡河安全（不掉到瀑布里去），则（）
A. 小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为
B. 小船轨迹垂直河岸渡河位移最小，渡河时间也最短
C. 当小船沿轨迹 AB 渡河时，船在静水中的最小速度为
D. 当小船沿轨迹 AB 渡河时，船在静水中的最小速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．当小船船头垂直河岸渡河，时间最短，最短时间为
且必须小于或等于
故A错误；
B．小船轨迹垂直河岸渡河，位移最小，大小为a，但船头必须指向上游，合速度小于船在静水中速度，渡河时间不是最短，故B错误；
CD．小船沿轨迹AB运动，船在静水中的速度最小时，速度方向与AB垂直，可得
故C错误，D正确。
故选D。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项是符合题目要求的，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. 下列关于机械能守恒的说法，不正确的是（）
A. 做匀速直线运动的物体，其机械能不一定守恒
B. 运动的物体，若受到的合外力不为零，则其机械能一定不守恒
C. 合外力对物体不做功，物体的机械能一定守恒
D. 运动的物体，若受到的合外力不为零，其机械能有可能守恒
【答案】BC
【解析】
【详解】A．物体只有重力或者系统内的弹力做功，机械能守恒。若物体在水平方向做匀速直线运动其机械能守恒，若物体在竖直方向做匀速直线运动，其机械能不守恒，不符合题意，A错误；
B．若物体做自由落体运动，物体受到的合外力不为零，但机械能守恒。符合题意，B正确；
C．若物体在竖直方向的拉力作用下匀速上升，合外力对物体不做功，但拉力做正功，机械能不守恒。符合题意，C正确；
D．运动的物体，若受到的合外力不为零，但除了重力之外的外力做功可能为零，其机械能可能守恒，例如在水平面内做匀速圆周运动的物体，不符合题意，D错误；
故选BC。
6. 如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，小车A在水平外力作用下沿水平地面向左匀速直线运动，绳子跨过定滑轮拉着物体B以速度上升，下列说法正确的是（）

A. 物体B做匀加速直线运动
B. 物体B处于超重状态
C. 小车A与物体B的速度大小关系可表示为
D. 小车A与物体B的速度大小关系可表示为
【答案】BD
【解析】
【详解】CD. 将小车A的速度沿绳和垂直绳方向分解，沿绳方向的分速度大小即为B物体上升的速度大小，则
故C错误，D正确；
AB. 随着小车A向左运动，减小，因为小车A做匀速直线运动，又因为
则物体B向上做变加速运动，为超重状态，故A错误，B正确。
故选BD
7. 如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物块从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（）

A. 电动机多做的功为B. 摩擦力对物体做的功为
C. 传送带克服摩擦力做的功为D. 电动机增加的功率为
【答案】CD
【解析】
【详解】B．根据动能定理有，摩擦力对物体做的功为
故B错误；
A．电动机多做的功转化为物体的动能和内能，所以电动机多做的功一定大于，故A错误；
C．假设物体从静止释放到相对传送带静止这一过程的时间为，对物块有
对传送带有
传送带克服摩擦力做功为
故C正确；
D．为了维持传送带匀速运动，电动机对传送带的牵引力功率为
可知电动机多消耗的电功率为，故D正确；
故选CD。
8. 如图所示，竖直固定的光滑直杆上套有一个质量为m的小球，初始时置于a点．一原长为L的轻质弹簧左端固定在O点，右端与小球相连．直杆上还有b、c、d三点，且b与O在同一水平线上，Ob＝L，Oa、Oc与Ob夹角均为37°，Od与Ob夹角为53°．现释放小球，小球从a点由静止开始下滑，到达d点时速度为0．在此过程中弹簧始终处于弹性限度内，下列说法中正确的有（重力加速度为g，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）（）
A. 小球在b点时加速度为g，速度最大
B. 小球在b点时动能和重力势能的总和最大
C. 小球在c点的速度大小为
D. 小球从c点下滑到d点的过程中，弹簧的弹性势能增加了
【答案】BD
【解析】
【分析】滑块的速度根据其受力情况，分析速度的变化情况确定；对小球与弹簧组成的系统，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒；根据系统机械能求小球在c点速度和弹性势能增加量．
【详解】A.从a到b，弹簧对滑块由沿弹簧向下的拉力，滑块的速度不断增大；从b到c，弹簧对滑块有沿弹簧向上的拉力，开始时拉力沿杆向上的分力小于滑块的重力，滑块扔在加速，所以滑块在b点时速度不是最大，此时合力为mg，则加速度为g，故A错误；
B.小球与弹簧组成的系统，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，在b点时弹簧的弹性势能最小是零，所以小球在b点时动能和重力势能的总和最大，故B正确；
C.小球从a点下滑到c点的过程中，由小球和弹簧的系统机械能守恒得：mg•2Ltan37°＝，可得滑块在c点的速度大小为：vc＝，故C错误；
D.小球从c点下滑到d点的过程中，小球的机械能减少量等于弹簧弹性势能增加量，△EP＝+mgL（tan53°﹣tan37°），解得：△EP＝mgL，故D正确；
故选BD．
【点睛】本题主要考查系统机械能守恒内容，注意题中滑块的机械能并不守恒，小球和弹簧组成的系统机械能守恒．
第II卷—非选择题（共60分）
三、非选择题：共60分。其中9、10、11小题为填空题，12、13小题为实验题，14~16小题为计算题。考生根据要求在答题卡的非选择区域内作答。
9. 小王从大楼的第1层乘电梯前往第10层的办公室，若他所乘的电梯先是以a=3m/s2的加速度匀加速上升了两层，接着匀速上升，从第8层开始以a=3m/s2的加速度做匀减速运动至第10层，若楼层高为3m，小王的质量为60kg，则电梯对小王的支持力在加速过程做______J的功，在匀速过程中做______J的功。（取g=10m/s2）
【答案】 ①. 4680 ②. 10800
【解析】
【详解】[1]加速过程有
电梯对小王的支持力在加速过程做功
解得
W1=4680J
[2]匀速过程有
电梯对小王的支持力在匀速过程做功
解得
W2=10800J
10. 如图所示以的水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为的斜面上（取），则物体撞击斜面时的速度为________，完成这段飞行的时间为________s。

【答案】 ①. 40 ②.
【解析】
【详解】[1][2]物体垂直地撞在倾角为的斜面上，则有
解得
则物体撞击斜面时的速度为
完成这段飞行的时间为
11. 跳绳是一种健身运动。设某运动员的质量是60kg，他一分钟跳绳180次。假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的，则该运动员跳绳时每次克服重力做功为___________J，跳绳时克服重力做功的平均功率是___________W。（空气阻力不计）
【答案】 ①. 30 ②. 90
【解析】
【详解】[1]跳一次的时间是
人跳离地面向上做竖直上抛，到最高点的时间为
此过程克服重力做功为
[2]跳绳时克服重力做功的平均功率是
12. 如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。
（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量△EP=_________J；重物的动能增加量△Ek=_________J（结果均保留三位有效数字）。
（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的_________误差（选填“偶然”或“系统”）。
（3）甲同学多次实验，以重物的速度平方v2为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的v2—h图像，则当地的重力加速度g= _________m/s2。（结果保留3位有效数字）
【答案】（1） ①. 1.82 ②. 1.71
（2）系统（3）9.67
【解析】
【小问1详解】
[1]由题可知
[2]根据动能的定义可知
而点的瞬时速度
所以
【小问2详解】
由于实验过程中，摩檫力是真实存在的，不可避免，故属于系统误差。
【小问3详解】
根据机械能守恒定律可知
即有
所以图像中，其斜率即为重力加速度两倍，所以
13. 有一实验装置如图所示，水平台面上固定一个斜面，斜面底端有一小圆弧与水平台面平滑连接，且小圆弧末端与台面右端平齐，一个固定的水平木板紧靠平台右侧竖直面，用图钉将白纸和复写纸固定在木板上，水平台面距木板的高度为H。将一个小球从斜面上高h处由静止滑下，小球落在复写纸上后在白纸上印一个痕迹，落点距平台左侧竖直面的水平距离为L，逐渐增大小球开始释放时的初始高度，得到一系列不同的落点。本实验以小球在斜面上的运动为研究过程，重力加速度为g。
（1）如果用此装置研究平抛运动，小球做平抛运动的初速度为______________（用题中所给物理量表示）。
（2）如果用此装置探究合力做功与动能增加量是否成正比，下列说法正确的是_______
A.该实验中斜面不需要光滑
B.该实验要求具体计算出小球在斜面上合力大小
C.该实验是通过改变小球释放高度来改变合力做功
D.该实验中L与h成线性关系
（3）如果用此装置验证小球从斜面上高h处由静止滑下到斜面底端这一过程中机械能守恒，斜面_________（填“需要”或“不需要”）保证足够光滑，如果各物理量之间满足关系式__________（用题中所给物理量表示）即可认为机械能守恒定律成立。
【答案】 ①. ②. AC ③. 需要 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]根据运动学规律可知小球做平抛运动的时间为
①
则小球做平抛运动的初速度为
②
（2）[2]用此装置探究合力做功与动能增加量是否成正比，设小球在斜面上所受阻力大小为f，斜面倾角为θ，则小球滑至斜面底端时合力做的功为
③
小球在斜面底端的动能为
④
假设某两次实验得到数据h1、L1和h2、L2，根据动能定理
⑤
我们需要探究的是以下比例关系是否能够成立
⑥
综上所述可知，实验中不需要斜面光滑，只要小球所受阻力f恒定即可；实验中验证的是比例关系是否成立，所以不需要具体计算出小球在斜面上的合力大小；实验中是通过改变小球释放高度h来改变合力做功；根据⑤式可知L2与h成线性关系，故AC正确，BD错误。
故选AC。
（3）[3]如果用此装置验证小球从斜面上高h处由静止滑下到斜面底端这一过程中机械能守恒，斜面需要保证足够光滑，尽可能保证没有阻力对小球做功。
[4]根据机械能守恒定律有
⑦
联立②⑦式可得需要验证是否成立的关系式为
⑧
14. 汽车发动机的额定功率为，质量为1000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为1000N，求：
（1）汽车在路面上能达到的最大速度大小；
（2）若汽车以额定功率启动，当汽车速度为10m/s时的加速度大小；
（3）若汽车从2m/s开始保持2m/s2的加速度做匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了20s，直到获得最大速度后才匀速行驶。求汽车从2m/s到获得最大行驶速度所通过的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当汽车达到最大速度时，有
得：
（2）当汽车速度为时，有：
得
（3）当汽车达到额定功率时，有：
对汽车由到，有
由动能定理：
得
15. 如图所示，排球场总长为，设球网高度为，运动员站在网前处正对球网跳起将球水平击出，不计空气阻力，取。
（1）若击球高度为，排球越过球网的最小速度为多少？
（2）在第（1）问条件下，为使球既不触网又不出界，求水平击球的速度范围。
（3）当击球点的高度低于何值时，无论水平击球的速度多大，球不是触网就是越界？

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1、2）排球被水平击出后，做平抛运动，作出如图1所示示意图
若正好压在底线上，根据
球在空中飞行的时间为
由此得排球越界的临界击球速度值为
，
若球恰好触网，根据
则球在球网上方运动的时间为
由此求得排球触网的临界击球速度
要使排球既不触网又不越界，水平击球速度v的取值范围为
（3）设击球点的高度为h，当h较小时，击球速度过大会出界，击球速度过小又会触网，此情况是球刚好擦网而过，落地时又恰压底线上（如图2所示）
则有
解得：
即击球高度不超过此值时，球不是出界就是触网。
16. 如图所示，质量为M=2kg的长木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的木块（可视为质点）静止在长木板的最左端，右侧质量也为M=2kg的光滑四分之一圆弧槽静止在光滑水平面上，圆弧槽的下端与木板的上表面相平．现对木块施加一水平向右、大小为F=6N的恒力，木块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2，t0=1s时撤去恒力，到二者共速时木块恰好没有从长木板上滑落，二者共速后瞬间长木板与圆弧槽相碰并粘在一起，碰撞时间极短，之后木块滑上圆弧槽且恰好没有离开圆弧槽．重力加速度g=10m/s2.
（1）求长木板的长度和初始时长木板最右端到圆弧槽底端的距离；
（2）求圆弧槽的半径以及最终木块距离长木板左端的距离；
（3）若初始时将木块放在长木板最右端，将圆弧槽固定在水平面，对长木板施加一水平向右的恒力F′，当长木板与圆弧槽相碰后撤去恒力F′，整个过程中木块未脱离长木板和圆弧槽，求恒力F′的取值范围．

【答案】（1）3m；2m；（2）m；2.8m；（3）0【解析】
【详解】（1）对木块由牛顿第二定律有
F－μmg=ma1
对长木板由牛顿第二定律有
μmg=Ma2
力F作用过程中，木块的位移
长木板的位移
t0=1s时木块距离长木板最左端的距离
Δx1=x1－x2
t0=1s时，木块的速度
v1=a1t0
长木板的速度
v2=a2t0
撤去恒力后，木块和长木板组成的系统动量守恒，二者共速时有
mv1＋Mv2=（m＋M）v共
对撤去恒力到二者共速的过程，有
则长木板的长度为
L1=Δx1＋Δx2=3m
整个过程中，长木板一直以加速度大小a2做匀加速直线运动，长木板运动的距离等于初始时长木板最右端到圆弧槽底端的距离，为
（2）长木板与圆弧槽碰撞的过程，二者在水平方向上动量守恒，设碰撞后瞬间二者的速度大小为v′共，由动量守恒定律有
Mv共=2Mv′共
木块恰好没有离开圆弧槽，在水平方向对木块、长木板和圆弧槽组成的系统，由动量守恒定律有
mv共＋2Mv′共=（2M＋m）v″共
从木板与圆弧槽碰后到木块恰不离开圆弧槽的过程，由机械能守恒定律有
解得
当木块、长木板和圆弧槽最终相对静止时，整体沿水平方向的速度大小为v″共，根据功能关系有
mgR=μmgx
解得
x=0.2m
最终木块距离长木板左端的距离为
L3=L1－x=2.8m
（3）恒力F′作用在长木板上时，可分为以下两种情况：
①木块和长木板保持相对静止，木块加速度的最大值为
a3=μg
则恒力F′的大小满足
0整个过程中木块未脱离长木板和圆弧槽，则木块速度最大值为
对木板和木块，由牛顿第二定律有
运动到圆弧槽底端的过程，由匀变速直线运动规律有
木块运动到圆弧槽底端时的速度大小为
v4=a4t1
又
v4≤v3
则
0②木板和木块发生相对运动
木块的加速度大小为
a3=μg
木板的加速度大小为
且
F′>6N
木板运动到圆弧槽底端过程，由匀变速直线运动规律有
t2时木块到圆弧槽底端的距离为
木块的速度大小为
v5=a3t2
此后木块运动到圆弧槽底端的过程有
其中
v6≤v3
解得
F′≥N
综上，恒力F′的取值范围为0