2019-2020學(xué)年高一物理6月基礎(chǔ)知識競賽試題(含解析).doc

2019-2020學(xué)年高一物理6月基礎(chǔ)知識競賽試題(含解析)一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分。18單選，912多選，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）1.下列敘述中正確的是 （ ）A. 物體所受的合外力為零時(shí),物體的機(jī)械能守恒B. 物體只受重力、彈力作用,物體的機(jī)械能守恒C. 在物體系內(nèi),只有重力、彈力做功,物體系機(jī)械能守恒D. 對一個(gè)物體系,它所受外力中,只有彈力做功,物體系機(jī)械能守恒【答案】C【解析】物體所受的合外力為零時(shí),物體的機(jī)械能不一定守恒，例如勻速上升的物體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 物體只受重力、彈力作用,物體、地球及彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； 在物體系內(nèi),只有重力、彈力做功,物體系機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選C. 2.在高處的同一點(diǎn)將三個(gè)質(zhì)量相同的小球以大小相等的初速度v0分別上拋、平拋和下拋，則 （ ）A. 從拋出到落地過程中，重力對它們做功相同B. 從拋出到落地過程中，重力對它們的平均功率相同C. 三個(gè)小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同D. 三個(gè)小球落地時(shí)的動(dòng)能相同?！敬鸢浮緼D【解析】A、三個(gè)小球由同一點(diǎn)拋出，到落地的過程中，下降的高度相同，則重力做功相同，A正確；B、在豎直上拋、平拋、豎直下拋中，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同，根據(jù)知，重力對它們的平均功率不同，B錯(cuò)誤；C、根據(jù)動(dòng)能定理得，重力做功相同，初動(dòng)能相同，則落地的動(dòng)能相等，可知速度的速度大小相同，由于平拋運(yùn)動(dòng)落地時(shí)豎直分速度與豎直上拋、下拋的豎直分速度不同，則重力做功的瞬時(shí)功率不同，C錯(cuò)誤，D正確；故選AD。3. 如圖所示，一個(gè)小球質(zhì)量為m，初始時(shí)靜止在光滑的軌道上，現(xiàn)以水平力擊打小球，使小球能夠通過半徑為R的豎直光滑軌道的最高點(diǎn)C，則水平力對小球所做的功至少為A. mgR B. 2mgR C. 2.5mgR D. 3mgR【答案】C【解析】試題分析要通過豎直光滑軌道的最高點(diǎn)C，在C點(diǎn)有重力提供向心力，對小球，由動(dòng)能定理，聯(lián)立解得，選項(xiàng)C正確?？键c(diǎn)：豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能和動(dòng)能定理。4.如圖所示，分別用F1、F2、F3將質(zhì)量為m的物體由靜止沿同一光滑斜面以相同的加速度從斜面底端拉至頂端，在此過程中F1、F2、F3的平均功率分別為P1、P2、P3，則（ ）A. P1=P2=P3B. P1P2P3C. P1P2P3D. P1P2=P3【答案】A【解析】物體的加速度相同，說明物體受到的合力相同，即拉力F在沿著斜面方向的分力都相同，根據(jù)功的公式W=FL可得，拉力在沿著斜面方向上的分力相同，位移相同，所以拉力做的功相同，故A正確故選A.5.圖為健身用的“跑步機(jī)”示意圖質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員踩在與水平面成角的靜止皮帶上，運(yùn)動(dòng)員雙手抓好扶手并且腳用力向后蹬皮帶皮帶運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力恒為f,使皮帶以速度v勻速運(yùn)動(dòng)則在運(yùn)動(dòng)過程中（ ）A. 人對皮帶的摩擦力一定是滑動(dòng)摩擦力B. 人對皮帶不做功C. 人對皮帶做功的功率一定為mgvsinD. 人對皮帶做功的功率為fv【答案】D【解析】【詳解】皮帶受摩擦力而運(yùn)動(dòng)，當(dāng)腳與皮帶間無相對滑動(dòng)，故為靜摩擦力，故A錯(cuò)誤；人對皮帶的摩擦力使皮帶產(chǎn)生了位移，故人對皮帶做正功；故B錯(cuò)誤；人對皮帶的力為摩擦力，故人對皮帶做功的功率P=fv；故C錯(cuò)誤，D正確；故選D.【點(diǎn)睛】在分析物體做功及求功率時(shí)，受力分析是關(guān)鍵；通過正確的受力分析，可以得出力的性質(zhì)，從而再根據(jù)功率公式求解即可.6.某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下，下落2 m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又降下0.5 m，在著地過程中地面對他雙腳的平均作用力為自身重力的（ ）A. 8倍 B. 10倍 C. 2倍 D. 5倍【答案】D【解析】設(shè)地面對他雙腳的平均作用力為F，對全過程運(yùn)用動(dòng)能定理得，mg（H+h）-Fh=0，解得，即平均作用力是自身重力的5倍故D正確，ABC錯(cuò)誤故選D點(diǎn)睛：本題也可以根據(jù)動(dòng)力學(xué)知識進(jìn)行求解，但是沒有動(dòng)能定理解決簡捷，對全過程運(yùn)用動(dòng)能定理，不需要考慮過程中速度的變化，抓住初末狀態(tài)，列式求解7.如圖所示，物體從A處靜止開始沿光滑斜面AO下滑，又在粗糙水平面上滑動(dòng)，最終停在B處已知A距水平面OB的高度為h，物體的質(zhì)量為m，現(xiàn)將物體m從B點(diǎn)沿原路送回至A處，需外力做的功至少應(yīng)為A. B. mgh C. D. 2mgh【答案】D【解析】設(shè)OB=x，對從A到B過程，根據(jù)動(dòng)能定理，有：mgh-mgx=0；對返回過程，由動(dòng)能定理得到：W-mgh-mgx=0；聯(lián)立解得：W=2mgh，即需外力做的功至少應(yīng)為2mgh，故選D。點(diǎn)睛：本題的關(guān)鍵是采用分段法，對下滑全程和上滑全程根據(jù)動(dòng)能定理列式，要注意選擇研究的過程8.如圖所示，固定的光滑豎直桿上套著一個(gè)滑塊，用輕繩系著滑塊繞過光滑的定滑輪，以大小恒定的拉力F拉繩，使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開始上升若從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)和從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過程中拉力F做的功分別為W1、W2，滑塊經(jīng)B、C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為EKB、EKc，圖中AB=BC，則一定有 （ ）A. WlW2B. W1EKCD. EKBEKC【答案】AC【解析】考點(diǎn)：動(dòng)能定理的應(yīng)用；功的計(jì)算分析：根據(jù)功的定義式去判斷兩個(gè)過程中功的大小分析滑塊的運(yùn)動(dòng)過程，根據(jù)受力情況找出滑塊可能出現(xiàn)的情況解答：解：A、這是一道變力做功的創(chuàng)新題，可進(jìn)行半定量分析從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)和從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過程中，根據(jù)幾何關(guān)系我們看出輕繩拉著滑塊的拉力與光滑豎直桿的夾角越來越大圖中AB=BC，即從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)的位移等于從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的位移輕繩拉著滑塊的拉力是恒力，夾角越來越大，那么cos越來越小，因?yàn)镕大小恒定，故F在豎直方向的分量 Fcos隨的增大而減小，顯然從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)繩子對滑塊拉力做的功大于從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過程中繩子對滑塊拉力做的功由于用輕繩系著滑塊繞過光滑的定滑輪，所以繩子對滑塊的拉力做的功與拉力F做的功相等所以W1W2，故A正確B、通過以上分析，故B錯(cuò)誤C、由于在A點(diǎn)由于靜止出發(fā)，可以肯定最初滑塊是加速上升的，也就是說剛開始繩對滑塊拉力的豎直分力要大于滑塊的重力，但由于繩對滑塊拉力的豎直分力是逐漸減小的（對滑塊的拉力大小不變，但與豎直方向的夾角在逐漸增大），B到C的過程繩對滑塊拉力的豎直分力與重力的大小關(guān)系不清楚，所以滑塊的運(yùn)動(dòng)可能是加速的，也可能是減速的，還可能是先加速后減速的（豎直分力小于重力時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)），所以無法確定滑塊在B、C位置哪個(gè)位置的速度大，也就無法確定哪個(gè)位置的動(dòng)能大，故C錯(cuò)誤D、通過以上分析，故D錯(cuò)誤故選A點(diǎn)評：對于功的大小定性比較，我們可以運(yùn)用功的表達(dá)式去比較，也可以從動(dòng)能定理去比較對于不同位置動(dòng)能的大小比較，我們可以通過受力分析（結(jié)合力的變化），分析物體的運(yùn)動(dòng)過程，是加速還是減速9.在平直公路上， 汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到vm后立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直到停止，vt圖象如圖所示。設(shè)汽車的牽引力為F，摩擦力為f，全過程中牽引力做功W1，克服摩擦力做功W2，則 ()A. F f1 3 B. F f4 1C. W1 W21 1 D. W1 W21 3【答案】BC【解析】【詳解】由圖可知，物體先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，1s末速度為v，由動(dòng)能定理可知： 減速過程中，只有阻力做功： 則可得：（F-f）L1=fL2；由圖象可知，L1：L2=1：3解得：F：f=4：1對全程由動(dòng)能定理得：W1-W2=0故W1：W2=1：1故B、C正確?！军c(diǎn)晴】動(dòng)能定理應(yīng)用時(shí)要注意靈活選取研究過程，一般全程應(yīng)用動(dòng)能定理更簡單；但本題中由于要求出各力之比，故還要分段列出對于B選項(xiàng)的分析還可以用動(dòng)量守恒解答。10.如圖所示，木塊靜止在光滑水平桌面上，一子彈平射入木塊的深度為d時(shí)，子彈與木塊相對靜止，在子彈入射的過程中，木塊沿桌面移動(dòng)的距離為L，木塊對子彈的平均阻力為f,那么在這一過程中下列說法正確的是（ ）A. 木塊的機(jī)械能增量fL B. 子彈的機(jī)械能減少量為f(L+d)C. 系統(tǒng)的機(jī)械能減少量為fd D. 子彈內(nèi)能的增加量為fd【答案】ABC【解析】A. 子彈對木塊的作用力大小為f，木塊相對于地的位移為L，則子彈對木塊做功為fL，根據(jù)動(dòng)能定理得知，木塊動(dòng)能的增加量等于子彈對木塊做功，為fL，故A正確；B. 子彈相對于地面的位移大小為L+d，則木塊對子彈的阻力做功為f(L+d)，根據(jù)動(dòng)能定理得知：子彈動(dòng)能的減少量等于子彈克服阻力做功，大小為f(L+d)，故B正確；C. 子彈相對于木塊的位移大小為d，則系統(tǒng)克服阻力做功為fd，根據(jù)功能關(guān)系可知，系統(tǒng)動(dòng)能的減少量為fd，故C正確；D. 根據(jù)能量守恒定律知，子彈和木塊組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為fd，故D錯(cuò)誤。故選：ABC。11.質(zhì)量為的物體，在距地面h高處以g/3的加速度由靜止豎直下落到地面，下列說法中正確的是A. 物體的重力勢能減少mgh/3B. 物體的機(jī)械能減少2mgh/3C. 物體的動(dòng)能增加mgh/3D. 重力做功2mgh/3【答案】C【解析】重力勢能變化只與重力做功有關(guān)，與其他力無關(guān)，此過程中，重力做功mgh，所以重力勢能減小mgh，D對；A錯(cuò)；由牛頓第二定律mg-F=ma，F(xiàn)=，物體機(jī)械能的變化根據(jù)“除重力做功以外其他力做功等于機(jī)械能的變化”，力F做功，物體機(jī)械能減小，B對；動(dòng)能變化根據(jù)合外力做功判斷，合外力做功，動(dòng)能增加，C對；12. 如圖所示，在兩個(gè)質(zhì)量分別為m和2m的小球a和b之間，用一根長為L的輕桿連接(桿的質(zhì)量可不計(jì))，而小球可繞穿過輕桿中心O的水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)讓輕桿處于水平位置，然后無初速度釋放，重球b向下，輕球a向上，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，在桿轉(zhuǎn)至豎直的過程中()A. b球的重力勢能減小，動(dòng)能增加B. a球的重力勢能增加，動(dòng)能減小C. a球和b球的總機(jī)械能守恒D. a球和b球的總機(jī)械能不守恒【答案】AC【解析】考點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律。分析：將輕桿從水平位置由靜止釋放，轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中系統(tǒng)只有重力做功，機(jī)械能守恒，b向下運(yùn)動(dòng)速度增大，高度減小，a根據(jù)動(dòng)能和勢能的定義可以判斷動(dòng)能勢能的變化，根據(jù)除重力以外的力做物體做的功等于物體機(jī)械能的變化量判斷桿對a球做功情況。解答：A、b向下運(yùn)動(dòng)速度增大，所以動(dòng)能增大，高度減小，所以勢能減小，故A正確；B、a向上運(yùn)動(dòng)速度增大，高度增大，所以動(dòng)能和勢能都增大，故B錯(cuò)誤；C、a球和b球兩球組成的系統(tǒng)，在運(yùn)動(dòng)中除動(dòng)能和勢能外沒有其他形式的能轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒系統(tǒng)，故C正確；D、a球和b球系統(tǒng)只有重力做功，機(jī)械能守恒，故D不正確；故選AC。點(diǎn)評：本題是輕桿連接的模型問題，對系統(tǒng)機(jī)械能是守恒的，但對單個(gè)小球機(jī)械能并不守恒，運(yùn)用系統(tǒng)機(jī)械能守恒及除重力以外的力做物體做的功等于物體機(jī)械能的變化量進(jìn)行研究即可。二、實(shí)驗(yàn)題，本題共14分13.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對紙帶的點(diǎn)痕進(jìn)行測量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：A. 按照圖示的裝置安裝器件；B. 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上；C. 用天平測出重錘的質(zhì)量；D. 釋放懸掛紙帶的夾子，同時(shí)接通電源開關(guān)打出一條紙帶；E. 測量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；F. 根據(jù)測量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動(dòng)能。其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項(xiàng)對應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)，并說明其原因。答：_（2）利用這個(gè)裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值。如圖所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測出A距起始點(diǎn)O的距離為s0，點(diǎn)AC間的距離為s1，點(diǎn)CE間的距離為s2，使用交流電的頻率為f，根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a_。（3）在用自由落體運(yùn)動(dòng)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，用天平稱得重物的質(zhì)量為，所用電源的頻率為50Hz，某同學(xué)通過正確的實(shí)驗(yàn)操作得到了一條理想的紙帶。紙帶上打出的點(diǎn)如圖所示（紙帶上的O點(diǎn)是第一個(gè)打印點(diǎn)，A、B、C、D、E分別是每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為計(jì)時(shí)單位取的記數(shù)點(diǎn)，圖中數(shù)據(jù)單位為毫米），已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。選擇B點(diǎn)為初始點(diǎn)，D點(diǎn)為終點(diǎn)，則從打下B點(diǎn)到打下D點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能的減少量為_J；重物動(dòng)能的增加量為_J?！敬鸢浮?(1). （1）步驟B是錯(cuò)誤的。應(yīng)該接到電源的交流輸出端。步驟D是錯(cuò)誤的，應(yīng)該先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶。步驟C不必要，因?yàn)楦鶕?jù)測量原理，重錘的動(dòng)能和勢能中都包含了質(zhì)量m，可以約去。 (2). （2） (3). （3）0.914； (4). 0.908【解析】（1）將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接到電源的“交流輸出”上，故B錯(cuò)誤因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、 mv2的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平故C錯(cuò)誤開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差故D錯(cuò)誤（2）根據(jù) 可知， . （3）重物由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)，重物的重力勢能的減少量Ep=mgh=0.59.8（0.3815-0.195）J=0.914J利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論: ，則EkB=mvB2=0.942 J，則 EkD=mvD2=1.850 J，則Ek=EkD-EkB=0.908 J點(diǎn)睛：解題時(shí)主要是搞清實(shí)驗(yàn)的原理，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒三、計(jì)算題(共38分)14.在傾角=30的光滑斜面上通過滑輪連結(jié)著質(zhì)量mA=mB=10kg的兩個(gè)物體,開始時(shí)用手托住A，離地高h(yuǎn)=5m，B位于斜面底端(如圖),撤去手后，求: (1)A即將著地時(shí)，A的動(dòng)能和系統(tǒng)的總勢能； (2)物體B勢能的最大值和離開斜面底端的最遠(yuǎn)距離(g=10m/s2).【答案】（1）125J；250J（2）7.5m【解析】(1)A即將著地時(shí),B上滑高度為hsin,設(shè)此時(shí)A、B兩者的速度為v,由機(jī)械能守恒 mAgh=mAv2+mBv2+mBghsin得 EKA=mAv2=1025J=125J Ep=mBghsin=101050.5J=250J (2)設(shè)A著地后,B再上升的高度為h由mBv2=mBgh得 B沿斜面上升的最大高度和最大勢能分別為 H=hsin+h=5m+1.25m=3.75mEPB=mgH=10103.75J=375J離開底端的最遠(yuǎn)距離 15.半徑R=20cm的豎直放置的圓軌道與水平直軌道相連接。如圖所示。質(zhì)量為m=50g的小球A以一定的初速度由直軌道向左運(yùn)動(dòng)，并沿圓軌道的內(nèi)壁沖上去，如果A經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)的速度=4m/s；A經(jīng)過軌道最高點(diǎn)M時(shí)對軌道的壓力為05N，取g=10m/s2 求：小球A從N到M這一段過程中克服阻力做的功W【答案】0.1J【解析】小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)，速度為,軌道對球的作用力為N，由向心力公式可得：N+mg= 即： 0.5+0.0510=0.05 解得：=2m/s從N到M點(diǎn)由動(dòng)能定理：Wf=帶入數(shù)據(jù)解得：Wf=0.1J 16.一種氫氣燃料的汽車，質(zhì)量為m=2.0103kg，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率為80kW，行駛在平直公路上時(shí)所受阻力恒為車重的0.