江西省都昌县三叉港中学2019-2020高一物理5月质量检测试题（Word版带答案）

2019-2020 学年下学期高一五月第二次物理教学质量检测 说明： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形 码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：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，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草 稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～8 题 只有一项符合题目要求，第 9～12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1．如图所示，某滑翔爱好者利用无动力滑翔伞在高山顶助跑起飞，在空中完成长距离滑翔后安 全到达山脚下。他在空中滑翔的过程中(　　) A．只有重力做功 B．重力势能的减小量大于重力做的功 C．重力势能的减小量等于动能的增加量 D．动能的增加量等于合力做的功 2．在下列几种运动过程中，机械能守恒的是(　　) A．物体沿粗糙斜面下滑 B．小球做自由落体运动 C．雨滴在空中减速下落 D．汽车在水平路面上做减速运动 3．一质量为 1 kg 的小球从空中下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，此过程的 v－t 图 象如图所示。若不计空气阻力，取 g＝10 m/s2，则由图可知(　　) A．小球从高度为 1 m 处开始下落 B．小球在碰撞过程中损失的机械能为 4.5 J C．小球能弹起的最大高度为 0.45 m D．整个过程中，小球克服重力做的功为 8 J 4．汽车的额定功率为 90 kW，路面的阻力恒为 F，汽车行驶的最大速度为 v。则(　　) A．如果阻力恒为 2F，汽车的最大速度为v 2 B．如果汽车牵引力为原来的二倍，汽车的最大速度为 2v C．如果汽车的牵引力变为原来的1 2，汽车的额定功率就变为 45 kW D．如果汽车做匀速直线运动，汽车发动机的输出功率就是 90 kW 5．如图所示，木板质量为 M，长度为 L，小木块的质量为 m，水平地面光滑，一根不计质量的 轻绳通过定滑轮分别与 M 和 m 连接，小木块与木板间的动摩擦因数为 μ。开始时木块静止在木板左 端，现用水平向右的力将 m 拉至右端，拉力至少做功为(　　) A．μ(M＋m)gL B．2μmgL C． D．μmgL 6．如图所示，一轻弹簧的左端固定在竖直墙壁上，右端自由伸长，一滑块以初速度 v0 在粗糙的 水平面上向左滑行，先是压缩弹簧，后又被弹回。已知滑块与水平面间的动摩擦因数为 μ，则从滑 块接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，选地面为零势能面，滑块的加速度 a、滑块的动能 Ek、 系统的机械能 E 和因摩擦产生的热量 Q 与弹簧形变量 x 间的关系图象正确的是(　　) 7．如图所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为 m 的小球，从离弹簧上端 高 h 处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始 下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴 Ox，作出小球所受弹力 F 的大小随小球下落的位置 坐标 x 变化的关系，如图所示，不计空气阻力，重力加速度为 g。以下判断不正确的是( ) A．当 x＝h＋x0，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小 B．小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，加速度先减小后增大 C．当 x＝h＋2x0，小球的加速度大小为 g D．小球动能的最大值为 mgh＋mgx0 8．将一质量为 M 的光滑斜劈固定在水平面上，一质量为 m 的光滑滑块(滑块可以看成质点)从 斜面顶端由静止自由滑下。在此过程中，斜劈对滑块的支持力记为 FN1，地面对斜劈的支持力记为 FN2， 1 2 mgLµ滑块到达斜面底端时，相对地面的速度大小记为 v、竖直分速度的大小记为 vy。若取消固定斜劈的装 置，再让滑块从斜面顶端由静止下滑，在滑块的压力作用下斜劈会向左做匀加速运动，在此过程中， 斜劈对滑块的支持力记为 FN1ʹ、地面对斜劈的支持力记为 FN2ʹ，滑块到达斜面底端时，相对地面的 速度大小记 v'、竖直分速度的大小记为 vyʹ。则下列大小关系正确的是(　　) A．FN1＜FN1ʹ B．FN2＜FN2ʹ C．v＜v' D．vy＜vyʹ 9．关于能源和能量，下列说法错误的是(　　) A．自然界的能量是守恒的，所以地球上的能源永不枯竭。 B．能源的利用过程中有能量耗散，所以自然界的能量在不断减少。 C．能量耗散遵循能量守恒定律。 D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造。 10．如图所示，A、B、C、D 四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度 h 处由静止释放小球，使之进入右侧不同的竖直轨道：除去底部一小圆弧，A 图中的轨道是一段斜面， 高度大于 h；B 图中的轨道与 A 图中轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于 h；C 图中的轨道是一 个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于 h；D 图中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于 h。如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进 入右侧轨道后能到达 h 高度的是(　　) 11．一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持恒定的加速度，后保持恒定的牵引功率， 其牵引力随速度变化的图象如图所示。若已知汽车的质量 m，牵引力 F1 和速度 v1 及该车所能达到的 最大速度 v3。则根据图象所给的信息，下列说法正确的是(　　) A．汽车运动中的最大功率为 F1v2 B．速度为 v2 时的加速度大小为 C．汽车行驶中所受的阻力为 D．恒定加速时，加速度大小为 12．如图所示，长度为 l 的轻杆上端连着一质量为 m 的小球 A(可视为质点)，杆的下端用铰链固 接于水平面上的 O 点。置于同一水平面上的立方体 B 恰与 A 接触，立方体 B 的质量为 M。今有微小 扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而 A 与 B 刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为 ，重力 加速度为 g，则下列说法正确的是(　　) A．A 与 B 刚脱离接触的瞬间，A、B 速率之比为 2∶1 B．A 与 B 刚脱离接触的瞬间，B 的速率为 C．A 落地时速率为 D．A、B 质量之比为 1∶4 二、非选择题（本题共 5 小题，共 52 分。按题目要求做答，解答题应写出必要的文字说明、方 程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和 单位） 13．(4 分)在用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时，下列说法正确的是 。 A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸 带自由下滑时能保持匀速运动 B．为简便起见，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样 C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值 D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值 E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源 F．通过分析打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 G．通过分析打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 14．(8 分)(1)在下列学生实验中，不需要用到打点计时器的实验有_________。（填字母） A．探究求合力的方法 B．探究加速度与力、质量的关系 C．探究做功与物体速度变化的关系 D．探究小车速度随时间变化的规律 (2)某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时，选择一条纸带上比较清晰的连续 4 个点，他测 出各相邻点间的距离并标在纸带上，如图所示，已知所用交流电频率为 50 Hz，重物质量为 200 g， 测得当地的重力加速度 g＝9.8 m/s2。若取打点计时器打点 B 时，重物重心所在的水平面为零势能面。 1 1 1 1 2 3 F v F v mv mv − 1 1 2 F v v 1 1 1 3 F F v m mv − π 6 8 gl 2gl则打点计时器打下 C 点时，重物的速度大小 vC＝_________m/s，重物的机械能 EC＝_________J。（计 算结果均保留 3 位有效数字） (3)空气阻力和纸带与打点计时器摩擦阻力不可忽略，则在打点计时器打下 B 点时，重物的机械 能 EB__________EC（填“＞”“＝”或“＜”）。 15．(10 分)小明以初速度 v0＝10 m/s 竖直向上抛出一个质量 m＝0.1 kg 的小皮球，最后在抛出点 接住。假设小皮球在空气中所受阻力大小为重力的 0.1 倍。求小皮球： (1)上升的最大高度； (2)从抛出到接住的过程中重力和空气阻力所做的功； (3)上升和下降的时间。 16．(13 分)如图所示，水平实验台 A 端固定，B 端左右可调，将弹簧左端与实验平台固定，右 端有一可视为质点，质量为 2 kg 的滑块紧靠弹簧(未与弹黄连接)，弹簧压缩量不同时，将滑块弹出 去的速度不同。圆弧轨道固定在地面，并与一段动摩擦因数为 0.4 的粗糙水平地面相切于 D 点。AB 段最长时，B、C 两点水平距离 xBC＝0.9 m，实验平台距地面的髙度 h＝0.53 m，圆弧半径 R＝0.4 m， θ＝37°，已知 sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2。完成下列问题： (1)轨道末端 AB 段不缩短，压缩弹簧后将滑块弹出，求落到 C 点时速度与水平方向夹角； (2)滑块沿着圆弧轨道运动后能在 DE 上继续滑行 2 m，求滑块在圆弧轨道上对 D 点的压力大小。 17．(17 分)某次电动小汽车表演如图所示，质量为 2 kg 的小汽车从平台 A 处出发，以 v0＝5 m/s 经过 B 处飞越斜坡，恰落在斜坡底端的 C 点，着地之后瞬间车速变为 4 m/s，之后沿平直轨道 CD 运 动，到达 D 点时关闭发动机，进入半径为 1.8 m 圆轨道，运动一周后又进入水平轨道向右运动，直 到停车点 F 时刚好停下。已知小汽车与水平面的摩擦阻力恒为重力的 0.1 倍，AC 段运动过程中风力 较大，可简化为受 0.8 N 的水平向右的作用力，竖直方向的空气作用力忽略不计，过了 C 点后无风， 不计空气作用力，圆轨道可视为光滑。已知 AB 段长度 x0＝3 m，AB 平台高 1.25 m，CD 段长度 x2＝ 2 m，DF 段长度 x3＝50 m。小汽车的自身长度可忽略，g 取 10 m/s2，求： (1)斜坡倾角的正切值 tan θ； (2)要使小汽车完成上述运动，CD 段电动机至少提供多少能量； (3)若 DF 阶段启用动力回收系统，回收效率为 30%，则此段小汽车能滑行多远。参 考 答 案 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～8 题 只有一项符合题目要求，第 9～12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1．【答案】D 【解析】滑翔的过程中除重力做功外，还有空气阻力做功，故 A 错误；由功能关系可知，重力 势能的减小量等于重力做的功，故 B 错误；由能量守恒可知，重力势能的减小量等动能的增加和克 服阻力所做的功，故 C 错误；由动能定理可知，合外力所做的功等于动能的变化量，故 D 正确。 2．【答案】B 【解析】物体沿粗糙斜面下滑，除重力做功外还有摩擦力做功，则机械能减小，选项 A 错误； 小球做自由落体运动，只有重力做功，则机械能守恒，选项 B 正确；雨滴在空中减速下落，动能和 重力势能都减小，则机械能减小，选项 C 错误；汽车在水平路面上做减速运动，重力势能不变，动 能减小，则机械能减小，选项 D 错误。 3．【答案】C 【解析】小球下落的高度等于 0～0.5 s 时间内对应的 v－t 图象面积，则有 h＝1 2vt＝1.25 m，故 A 错 误；小球落地时的速度大小 v0＝5 m/s，弹起时速度的大小 v＝3 m/s，则小球碰撞过程中损失的机械能 ΔE ＝1 2mv2－1 2mv02＝－8 J，故 B 错误；小球弹起的高度等于 0.5～0.8 s 内 v－t 图象的面积，即 h′＝1 2vt＝0.45 m，故 C 正确；小球只在上升过程克服重力做功，则有 W 克＝mgh′＝4.5 J，故 D 错误。 4．【答案】A 【解析】汽车速度达到最大时，做匀速运动，此时汽车的牵引力等于阻力，根据 P＝Ffv，当阻 力加倍时，最大速度减半，选项 A 正确；牵引力加倍，只要阻力不变，最大速度也不变，选项 B 错 误；汽车的额定功率是不变的，选项 C 错误；汽车可以以某一恒定功率做匀速运动，不一定以额定 功率，选项 D 错误。 5．【答案】D 【解析】开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将 m 拉至右端，拉力做功最小值，即 为小木块在木板上做匀速运动，所以由功的表达式可得：W＝Fx＝2Ff×1 2L＝μmgL，故选 D。 6．【答案】C 【解析】设滑块受到的摩擦力为 f，弹簧的弹力 F＝kx，选取初速度的方向为正方向，则滑块的 加速度为 ，可知 a 与 x 的关系是不过坐标原点的直线，故 A 错误；当弹簧的 压缩量为 x 时，弹簧的弹性势能 Ep＝1 2kx2，所以滑块克服弹簧的弹力做功 WF＝－1 2kx2，克服摩擦力 做功 Wf＝－fx，对滑块由动能定理可得 WF＋Wf＝Ek－Ek0，即有 Ek＝Ek0－fx－1 2kx2，动能 Ek 为 x 的 二次函数，是一条曲线，故 B 错误；滑块克服弹簧做的功转化为弹簧的弹性势能，所以系统的机械 能 E＝Ek0－fx，即系统的机械能与 x 之间的关系为斜率为负的一次函数，故 C 正确；因摩擦产生的 内能 Q＝fx，因摩擦产生的热量与弹簧形变量成正比，是过坐标原点的直线，故 D 错误。 7．【答案】D 【解析】根据乙图可知，当 x＝h＋x0，小球的重力等于弹簧的弹力，此时小球具有最大速度， 以弹簧和小球组成的系统，机械能守恒可知，重力势能与弹性势能之和最小，故 A 正确；小球刚落 到弹簧上时，弹力小于重力，小球加速度向下，速度增大，随弹力的增加，加速度减小，当弹力等 于重力时加速度为零，此时速度最大；然后向下运动时弹力大于重力，小球的加速度向上且逐渐变 大，小球做减速运动直到最低点，则小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，速度先增大后减 小，加速度先减小后增大，故 B 正确；在 x＝h＋x0 位置，mg＝kx0，则在 x＝h＋2x0 时，k∙2x0－mg＝ ma，得 a＝g，选项 C 正确；小球达到最大速度的过程中，根据动能定理可知 mg(h＋x0)－W 弹＝1 2 mvm2，故小球动能的最大值小于 mg(h＋x0)，故 D 错误。 8．【答案】D 【解析】两种情况下斜劈对滑块的支持力的方向均垂直斜面向上，第一种情况下斜劈对滑块的 支持力 FN1＝mgcos θ；当滑块 m 相对于斜劈加速下滑时，斜劈水平向左加速运动，所以滑块 m 相对 于地面的加速度方向不再沿斜面方向，即物块有沿垂直于斜面方向向下的加速度，则 mgcos θ＞FN1ʹ， 选项 A 错误；对斜劈，地面对斜劈的支持力等于斜劈的重力与滑块对斜劈的压力的竖直分量之和， 因 FN1＞FN1ʹ，则地面对斜劈的支持力 FN2＞FN2ʹ，选项 B 错误；若斜劈固定，则 mgh＝1 2mv2；若斜 劈不固定，则由能量关系可知 mgh＝1 2mv'2＋1 2Mvx2，则 v＞v'，选项 C 错误；对滑块，在竖直方向， 由牛顿第二定律：mg－FNcos θ＝may，因 FN1＞FN1ʹ，则 ay1＜vy1ʹ，两种情况下滑块的竖直位移相等， 则由 可知 vy＜vyʹ，选项 D 正确。 9．【答案】ABD 【解析】地球上的化石能源的存储量是有限的，如果过量开采这些能源，就会存在能源危机，A 错误；能源的利用过程中有能量耗散，但自然界中的能量是守恒的，所以自然界中的能量不会减小， 故 B 错误，C 正确；能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式， 或者从一个物体转移到别的物体，故 D 错误。 10．【答案】AC 【解析】小球在运动过程中机械能守恒，A、C 图中小球不能脱离轨道，在最高点速度为零，因 而可以达到 h 高度。但 B、D 图中小球都会脱离轨道而做斜抛运动，在最高点具有水平速度，所以 在最高点的重力势能要小于 mgh(以最低点为零势能面)，即最高点的高度要小于 h，选项 A、C 正确。 11．【答案】BD 【解析】根据牵引力和速度的图象和功率 P＝Fv，得汽车运动中的最大功率为 F1v1，A 错误； f F f ka xm m m += − = − − 2y yv a h=汽车运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，所以速度为 v2 时的功率是 F1v1， 速度为 v2 时的牵引力是 ，对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和阻力，该车所能达到的 最大速度时加速度为零，所以此时阻力等于牵引力，所以阻力 ，根据牛顿第二定律，有速度 为 v2 时加速度大小根据 ，解得 ，B 正确，C 错误；根据牛顿第二定律， 有恒定加速时，加速度 F1－f＝ma′，解得 ，D 正确。 12．【答案】ABD 【解析】设小球速度为 vA，立方体速度为 vB，分离时刻，小球的水平速度与长方体速度相同， 即 vAsin 30°＝vB，得 vA＝2vB，故 A 正确；根据牛顿第二定律有：mgsin 30°＝ ，解得 vA＝ ， vB＝1 2vA＝ ，故 B 正确；A 从分离到落地，小球机械能守恒，mglsin 30°＝1 2mv2－1 2mvA2，v＝ ，故 C 错误；在杆从竖直位置开始倒下到小球与长方体恰好分离的过程中，小球和长方体组 成的系统机械能守恒，则有 mgl(1－sin 30°)＝1 2mvA2＋1 2MvB2，把 vA 和 vB 代入化简得 m∶M＝1∶4，故 D 正确。 二、非选择题（本题共 5 小题，共 52 分。按题目要求做答，解答题应写出必要的文字说明、方 程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和 单位） 13．(4 分) 【答案】ABCF 【解析】平衡摩擦力时，应把长木板固定打点计时器的一端垫高，使小车下滑时所受到的阻力 与重力沿长木板向下的分力平衡，A 正确；为了计算功时方便，实验中以一根橡皮筋做的功为单位 功 W，因此选用的橡皮筋规格要相同，且每根的拉伸长度也要相等，这样可由橡皮筋的条数得到拉 力的功的数值，B、C 正确，D 错误；实验中应先接通电源，再释放小车，E 错误；测小车的速度时， 应测量橡皮筋恢复原长时的速度，故 F 正确，G 错误。 14．(8 分) 【答案】(1)A (2)2.41 0.487 (3)＞ 【解析】(1)探究合力的方法，抓住两根弹簧秤拉橡皮筋和一根弹簧秤拉橡皮筋效果相同，探究 合力和分力的关系，不用打点计时器，故 A 正确；探究加速度与力、质量的关系，实验中需要测量 加速度的大小，需要通过纸带测量加速度，所以需要打点计时器，故 B 错误；探究做功与物体速度 变化的关系，实验中需要测量速度，需要通过纸带测量速度，所以需要打点计时器，故 C 错误；探 究小车速度随时间变化的规律，实验中需要测量速度，需要通过纸带测量速度，所以需要打点计时 器，故 D 错误。 (2)打点计时器打下 C 点时，重物的速度大小 ，重物的动能为 ，机械能为 。 (3)由于空气阻力和纸带与打点计时器摩擦阻力作用，重物下落过程机械能一部分转化为内能则 打点计时器打下 B 点时，重物的机械能 EB＞EC。 15．(10 分) 【解析】(1)上升过程：mg＋f＝ma1 v02＝2a1h 解得：a1＝11 m/s2，h＝ m。 (2)重力做功：WG＝0 空气阻力做功：Wf＝－f‧2h＝－ J。 (3)上升的时间： s 下降过程：mg－f＝ma2 h＝1 2a2t22 解得： s。 16．(13 分) 【解析】(1)滑块从 B 到 C 做平抛运动，则有： xBC＝vBt h－R(1－cos θ)＝1 2gt2 解得：t＝0.3 s，vB＝3 m/s 滑块在 C 点的竖直分速度为：vy＝gt＝3 m/s 则有： 所以，落到 C 点时速度与水平方向夹角为 45°。 (2)滑块在 DE 上滑行只有摩擦力做功，故由动能定理可得： μmgsDE＝0－1 2mvD2 解得：vD＝4 m/s 对滑块在 D 点应用牛顿第二定律可得： 解得滑块受到的支持力：FN＝100 N 根据牛顿第三定律可得滑块在圆弧轨道上对 D 点的压力大小为 100 N。 1 1 2 F v v 1 1 3 Fvf v = 1 1 2 F v f mav − = 1 1 1 1 2 3 Fv Fva mv mv = − 1 1 1 3 F F va m mv ′ = − 2 Avm l 2 gl 8 gl 3 2 gl 25.00 4.62 10 m/s 2.41m/s2 0.02Cv −+= × ≈× 2 k 1 0.578J2 CE mv= ≈ 2 k p= (0.578 0.2 9.80 4.62 10 )J 0.487JE E E −+ = − × × × ≈ 50 11 10 11 0 1 1 10 11 vt a = = 2 10 11 33t = tan 1y B v v θ = = 2 N DvF mg m R − =17．(17 分) 【解析】(1)飞跃斜坡过程，竖直的分运动为自由落体运动，水平方向的分运动为匀加速直线运 动，水平加速度： 风力 F0＝0.8 N 得 ax＝0.4 m/s2 竖直方向有 h＝1 2gt12 水平位移 x1＝v0t1＋1 2axt12 解得：x1＝2.55 m， 。 (2)小汽车与水平轨道的摩擦阻力 f＝0.1mg＝2 N 设小汽车通过 D 点、E 点的速度分别为 v2 和 v3，如果小汽车恰能做完整的圆周运动，在 E 点应 满足： 从 D 到 E 的过程，运用动能定理有：－mg‧2R＝1 2mv32－1 2mv22 得 v2＝3 10 m/s 根据机械能守恒定律，运动一周回到 D 点的速度仍为 v2＝3 10 m/s 设之后小汽车匀减速运动发生的位移为 L，则：－fL＝0－1 2mv22 得 L＝45 m L＜x3＝50 m，故小汽车到不了终点线，若要到达终点线，小汽车的速度至少为 v4，则： －fx3＝0－1 2mv42 得 v4＝10 m/s C 点到 D 点，电动机提供的能量至少为 E，有：E－fx2＝1 2mv42－1 2mvC2 解得：E＝88 J。 (3)若在 DF 阶段开启动力回收系统，回收效率 30%，即有 70%的能量用于克服摩擦力做功： －fx4＝0－1 2mv42×70% 解得：x4＝35 m。 0 x Fa m = 1 25tan 51 h x θ = = 2 3vmg m R =