內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市科爾沁左翼中旗科爾沁左翼中旗實驗高級中學(xué)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期6月月考物理試題

科爾沁左翼中旗實驗高級中學(xué)2023--2024學(xué)年第二學(xué)期高一月考物理試卷本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，考試時間75分鐘。第Ⅰ卷(選擇題，共50分)一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～10題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1.如圖是梁同學(xué)做引體向上的示意圖。若每次完整的引體向上分為身體“上引”(身體由靜止開始從最低點升到最高點)和“下放”(身體從最高點回到最低點的初始狀態(tài))兩個過程，單杠在整個過程中相對地面靜止不動，下列說法正確的是()A．“上引”過程中，單杠對梁同學(xué)做負(fù)功B．“下放”過程中，重力對梁同學(xué)做負(fù)功C．“下放”過程中，梁同學(xué)的重力勢能增大D．“上引”過程中，梁同學(xué)的機械能不守恒2.(2023·云南省紅河哈尼族彝族自治州高一下7月期末)一臺起重機用1200N的拉力將一質(zhì)量為100kg的貨物從靜止開始勻加速豎直吊起，4s末貨物的速度為8m/s，不計空氣阻力，重力加速度g＝10m/s2。下列選項正確的是()A．4s內(nèi)貨物所受合力做功為0B．4s內(nèi)拉力對貨物做功為3200JC．4s末起重機的輸出功率為1600WD．4s內(nèi)起重機的輸出功率為4800W3.(2023·山東省聊城市高一下期中)如圖所示，長度為1.0m的輕桿OA，A端固定一個質(zhì)量為5kg的小球，使小球以O(shè)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運動。小球通過最低點時的速率是7.0m/s，g取10m/s2，則通過圓周運動最高點時，桿對小球的作用力是()A．大小為5N，向下的拉力B．大小為5N，向上的支持力C．大小為45N，向上的支持力D．大小為95N，向下的拉力4.(2023·山東省聊城市高一下期中)如圖所示，在豎直平面內(nèi)，一物體以6m/s的初速度從A點沿AB圓弧下滑到B點，速率仍為6m/s，若物體以7m/s的初速度從A點沿同一路徑滑到B點，則物體到達B點的速率()A．大于7m/s B．小于7m/sC．等于7m/s D．不能確定5.質(zhì)量為m＝20kg的物體，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直線運動，0～2s內(nèi)F與運動方向相反，2～4s內(nèi)F與運動方向相同，物體的v-t圖像如圖所示，g取10m/s2，則()A．拉力F的大小為100NB．在4s時拉力的瞬時功率為120WC．4s內(nèi)拉力所做的功為480JD．4s內(nèi)物體摩擦力做的功為－320J6.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力。已知AP＝2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運動過程中()A．重力做功2mgR B．機械能減少mgRC．合力做功mgR D．摩擦力做功－eq\f(1,2)mgR7．電動車是目前使用最為廣泛的交通工具之一。某駕駛員和電動車總質(zhì)量為m，在平直公路上由靜止開始加速行駛，經(jīng)過時間t，達到最大行駛速度vm，通過的路程為s，行駛過程中電動車功率及受到的阻力保持不變，則()A．在時間t內(nèi)電動車做勻加速運動B．在時間t內(nèi)電動車的平均速度要小于eq\f(vm,2)C．電動車的功率為eq\f(mveq\o\al(3,m),2(vmt－s))D．電動車受到的阻力為eq\f(mveq\o\al(2,m),vmt－s)8.(2023·貴州省銅仁市高一下期末)如圖為我國神舟飛船變軌過程簡化圖。橢圓軌道Ⅰ上近地點為A、遠地點為B，飛船到達B點時變軌進入圓軌道Ⅱ。飛船在軌道Ⅰ上A、B兩點的線速度分別為vA、vB，在軌道Ⅰ和軌道Ⅱ上的機械能分別為E1、E2。則()A．vA>vB B．vA<vBC．E1<E2 D．E1＝E29．(2023·廣東省佛山市高一統(tǒng)考期中)運動員投擲鉛球時，把鉛球從某一高度以一定初速度斜向上投出，不計空氣阻力，下列能表示鉛球自投出后至落地前機械能E或動能Ek隨時間t變化的圖像的是()10.如圖所示，固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，且處于原長狀態(tài)?，F(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長為L，勁度系數(shù)為k＝eq\f(2\r(3)mg,L)，圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧的長度變?yōu)?L(未超過彈性限度)，則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中()A．圓環(huán)的機械能守恒B．彈簧彈性勢能變化了eq\r(3)mgLC．圓環(huán)下滑到最大距離時，所受合力最大D．圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變第Ⅱ卷(非選擇題，共50分)二、實驗題(本題共2小題，共12分)11．(4分)某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗證系統(tǒng)機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離L的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器輸出電壓會變高，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連。滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖線?；卮鹣旅娴南嚓P(guān)問題。(1)實驗前，接通電源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的Δt1________Δt2(填“>”“＝”或“<”)時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。(2)滑塊P用細線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到的圖像如圖乙所示，Δt1、Δt2、遮光條寬度d、A與B間的距離L、滑塊質(zhì)量M、鉤碼質(zhì)量m已知，若上述物理量間滿足關(guān)系式____________________________，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒。12．(8分)某實驗小組“用落體法驗證機械能守恒定律”，實驗裝置如圖甲所示。請根據(jù)實驗原理和步驟完成下列問題：(1)關(guān)于上述實驗，下列說法中正確的是________。A．重物最好選擇密度較小的木塊B．重物的質(zhì)量可以不測量C．實驗中應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶D．可以利用公式v＝eq\r(2gh)來求解瞬時速度(2)如圖乙是該實驗小組打出的一條點跡清晰的紙帶，紙帶上的O點是起始點，選取紙帶上連續(xù)的點A、B、C、D、E、F作為計數(shù)點，并測出各計數(shù)點到O點的距離依次為27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm。已知打點計時器所用的電源是50Hz的交流電，重物的質(zhì)量為0.5kg，則從計時器打下點O到打下點D的過程中，重物減小的重力勢能ΔEp＝________________J；重物增加的動能ΔEk＝________________J，兩者不完全相等的原因可能是__________________。(重力加速度g取9.8m/s2，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)實驗小組的同學(xué)又正確計算出圖乙中打下計數(shù)點A、B、C、D、E、F各點的瞬時速度v，以各計數(shù)點到A點的距離h′為橫軸，v2為縱軸作出圖像，如圖丙所示，根據(jù)作出的圖線，能粗略驗證自由下落的物體機械能守恒的依據(jù)是______________________________________________________。三、計算題(本題共3小題，共38分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)13.(10分)如圖所示，用跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動力的小船沿直線拖向岸邊。已知拖動纜繩的力大小恒為F，小船的質(zhì)量為m，經(jīng)過A點時的速度為v0，此時小船與滑輪之間的繩長為l0，繩與水平面的夾角為θ0，經(jīng)過B點時，繩與水平面的夾角為θ。小船受到的阻力以及纜繩質(zhì)量忽略不計。求：(1)小船經(jīng)過B點時的速度；(2)小船經(jīng)過B點時，拖動纜繩的力的功率。14．(12分)滑板運動是青少年喜愛的一項活動。如圖所示，滑板運動員以某一初速度從A點水平離開h＝0.8m高的平臺，運動員(連同滑板)恰好能無碰撞地從B點沿圓弧切線進入豎直光滑圓弧軌道，然后經(jīng)C點沿固定斜面向上運動至最高點D。圓弧軌道的半徑為1m，B、C為圓弧的兩端點，其連線水平，圓弧對應(yīng)圓心角θ＝106°，斜面與圓弧相切于C點。已知滑板與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(1,3)，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不計空氣阻力，運動員(連同滑板)質(zhì)量為50kg，可視為質(zhì)點。試求：(1)運動員(連同滑板)離開平臺時的初速度大小v0；(2)運動員(連同滑板)在斜面上滑行的最大距離。15．(16分)(2023·廣東省韶關(guān)市高一下期末)某物理興趣小組為測試一款玩具賽車(可視為質(zhì)點)的性能，設(shè)計了如圖所示的軌道模型，該軌道由粗糙水平軌道OA、AC和光滑圓弧軌道組成，圓弧軌道在最低點A點稍微錯開，分別與水平軌道OA和AC相連，BC間有一固定在C點的輕質(zhì)彈簧，彈簧處于原長，其勁度系數(shù)為k＝1400N/m。讓小車從O點以額定功率P＝6.5W靜止啟動，O、A間的距離xOA＝2.0m，經(jīng)過時間t第一次到達A點，然后立即關(guān)閉發(fā)動機，小車由于慣性繼續(xù)運動，恰好能通過圓弧最高點。已知圓弧軌道的半徑為R＝0.4m，A、B間的距離xAB＝1.9m，小車的質(zhì)量m＝1kg，小車與水平軌道OA間和AC間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.15，重力加速度g取10m/s2，彈簧形變量為x時，其彈性勢能為Ep＝eq\f(1,2)kx2。(1)求小車第一次經(jīng)過最低點A時受到的支持力大?。?2)求小車從O點到A點用的時間t；(3)小車進入軌道后不脫離視為性能合格，通過計算判斷小車的性能是否合格。1.D．“上引”過程中，梁同學(xué)的機械能不守恒答案D解析“上引”過程中，單杠對梁同學(xué)的作用力向上，但該力作用下手沒有發(fā)生位移，故單杠對梁同學(xué)不做功，A錯誤；“下放”過程中，重力對梁同學(xué)做正功，梁同學(xué)的重力勢能減小，B、C錯誤；剛上升時，梁同學(xué)的重力勢能增大，動能增大，則“上引”過程中，梁同學(xué)的機械能不守恒，D正確。2.答案D解析由題意可知，4s內(nèi)貨物所受合力不為0，方向豎直向上，且在合力的方向上發(fā)生了位移，根據(jù)功的計算公式，可知4s內(nèi)貨物所受合力做功大于0，故A錯誤；貨物做初速度為0的勻加速直線運動，則4s內(nèi)的位移x＝eq\f(v,2)t＝16m，則4s內(nèi)拉力對貨物做的功為WF＝Fx＝1200×16J＝19200J，故B錯誤；4s末起重機的輸出功率為P＝Fv＝1200×8W＝9600W，故C錯誤；4s內(nèi)起重機的輸出功率為eq\o(P,\s\up6(－))＝eq\f(WF,t)＝eq\f(19200,4)W＝4800W，故D正確。3.答案B解析小球從最低點到最高點的過程，機械能守恒，有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＝mg·2L，其中v1＝7.0m/s，L＝1.0m，m＝5kg，解得小球在最高點的速度v2＝3m/s，設(shè)小球在最高點時，桿對小球的作用力為F，由牛頓第二定律得mg＋F＝meq\f(veq\o\al(2,2),L)，代入數(shù)據(jù)解得F＝－5N，可知此時桿對小球的作用力是大小為5N，方向向上的支持力。故選B。4.答案B解析物體以v1＝6m/s的初速度下滑時，根據(jù)動能定理得mgh－fs＝0，以v2＝7m/s的初速度下滑時，根據(jù)動能定理得mgh－f′s＝ΔEk，物體下滑過程中，速度越大，所需向心力越大，則對軌道的壓力越大，摩擦力越大，即f′>f，所以有f′s>fs，則ΔEk<0，所以物體以v2＝7m/s的初速度下滑時，到達B點的速率小于7m/s。故選B。5.答案B解析由圖像可得，0～2s內(nèi)物體做勻減速直線運動，加速度大小為a1＝eq\f(|Δv|,Δt)＝5m/s2，由牛頓第二定律有F＋Ff＝ma1，2～4s內(nèi)物體做勻加速直線運動，加速度大小為a2＝eq\f(|Δv′|,Δt′)＝1m/s2，有F－Ff＝ma2，聯(lián)立解得Ff＝40N，F(xiàn)＝60N，故A錯誤；物體在4s時拉力的瞬時功率為P＝Fv＝60×2W＝120W，故B正確；4s內(nèi)物體通過的位移為x＝eq\f(1,2)×2×10m－eq\f(1,2)×2×2m＝8m，拉力做功為W＝－Fx＝－480J，故C錯誤；4s內(nèi)物體通過的路程為s＝eq\f(1,2)×2×10m＋eq\f(1,2)×2×2m＝12m，摩擦力做功為Wf＝－Ffs＝－40×12J＝－480J，故D錯誤。6.答案D解析重力做功與路徑無關(guān)，所以WG＝mgR，A錯誤；設(shè)小球在B點時的速度為v，其所受重力提供向心力，即mg＝meq\f(v2,R)，所以v＝eq\r(gR)，從P點到B點，由動能定理知：W合＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)mgR，C錯誤；機械能的減少量為|ΔE|＝|ΔEp|－ΔEk＝eq\f(1,2)mgR，則摩擦力做的功為－eq\f(1,2)mgR，B錯誤，D正確。7．答案C解析行駛過程中電動車功率保持不變，速度逐漸增大，由P＝Fv可知牽引力逐漸減小，由牛頓第二定律得F－f＝ma，可知在時間t內(nèi)電動車加速度逐漸減小，結(jié)合v-t圖像可知平均速度要大于eq\f(vm,2)，A、B錯誤；當(dāng)牽引力和阻力大小相等時，電動車速度達到最大，有f＝eq\f(P,vm)，在時間t內(nèi)由動能定理知eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝Pt－fs，聯(lián)立解得f＝eq\f(mveq\o\al(2,m),2(vmt－s))，P＝eq\f(mveq\o\al(3,m),2(vmt－s))，C正確，D錯誤。8.答案AC解析飛船從近地點運動到遠地點的過程，克服地球的萬有引力做功，根據(jù)動能定理可知，速度減小，可知vA>vB，A正確，B錯誤；飛船在B點由軌道Ⅰ變軌進入軌道Ⅱ，需點火加速，發(fā)動機的推力做正功，故機械能增加，則E1<E2，C正確，D錯誤。9．答案AC解析整個過程中，不計空氣阻力，只有重力做功，則鉛球的機械能守恒，故鉛球自投出后至落地前機械能E不隨時間t變化，A正確，B錯誤；設(shè)鉛球的初速度大小為v0，與水平方向的夾角為θ，則t時刻豎直方向的分速度vy＝v0sinθ－gt，水平方向的分速度vx＝v0cosθ，此時的動能Ek＝eq\f(1,2)mv2，聯(lián)立得Ek＝eq\f(1,2)m(g2t2－2v0sinθgt＋veq\o\al(2,0))，則Ek-t圖線為下凹的拋物線，又因為到達最高點時水平方向上速度不為0，此時動能不為0，故C正確，D錯誤。10.答案BC解析圓環(huán)在下滑過程中，圓環(huán)的重力和彈簧的彈力對圓環(huán)做功，圓環(huán)的機械能不守恒，圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，系統(tǒng)的機械能等于圓環(huán)的動能和重力勢能以及彈簧的彈性勢能之和，A、D錯誤；對圓環(huán)進行受力分析，可知圓環(huán)從靜止開始先向下加速運動且加速度逐漸減小，當(dāng)彈簧對圓環(huán)的彈力沿桿方向的分力與圓環(huán)所受重力大小相等時，加速度減為0，速度達到最大，而后加速度反向且逐漸增大，圓環(huán)開始做減速運動，當(dāng)圓環(huán)下滑到最大距離時，所受合力最大，由幾何關(guān)系知，此時彈簧與豎直長桿的夾角為30°，圓環(huán)所受合力大小為kL·cos30°－mg＝2mg，大于開始時所受合力mg，C正確；由圖中幾何關(guān)系知圓環(huán)下降的高度為eq\r(3)L，由系統(tǒng)機械能守恒可得eq\r(3)mgL＝ΔEp，B正確。第Ⅱ卷(非選擇題，共50分)二、實驗題(本題共2小題，共12分)11．答案(1)＝(2)mgL＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))eq\s\up12(2)－eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))eq\s\up12(2)解析(1)如果遮光條通過兩光電傳感器的時間相等，即Δt1＝Δt2，說明遮光條做勻速運動，即說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。(2)用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度，則滑塊通過光電傳感器時的速度vA＝eq\f(d,Δt1)，vB＝eq\f(d,Δt2)，滑塊從A到B的過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)動能的增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,A)，重力勢能的減小量為ΔEp＝mgL，如果系統(tǒng)動能的增加量等于系統(tǒng)重力勢能的減小量，即mgL＝eq\f(1,2)(M＋m)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))eq\s\up12(2)－eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))eq\s\up12(2)，那么滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒。12．答案(1)BC(2)2.142.12重物下落過程中受到阻力作用(3)圖像的斜率等于19.52，約為重力加速度g的兩倍解析(1)重物最好選擇密度較大的鐵塊，受到的空氣阻力影響較小，故A錯誤；本題是以自由落體運動為例來驗證機械能守恒定律，需要驗證的方程是mgh＝eq\f(1,2)mv2，因為是比較mgh、eq\f(1,2)mv2的大小關(guān)系，故m可約去，不需要用天平測量重物的質(zhì)量，操作時應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故B、C正確；不能利用公式v＝eq\r(2gh)來求解瞬時速度，否則實現(xiàn)不了實驗驗證，卻變成了理論推導(dǎo)，故D錯誤。(2)重力勢能減小量ΔEp＝mgh＝0.5×9.8×43.65×10－2J＝2.14J。由題意知，相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為T＝eq\f(1,50)s＝0.02s，利用勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于平均速度得，vD＝eq\f(xOE－xOC,2T)＝eq\f((49.66－38.02)×10－2,2×0.02)m/s＝2.91m/s，EkD＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)＝eq\f(1,2)×0.5×2.912J＝2.12J，動能增加量ΔEk＝EkD－0＝2.12J。由于存在阻力作用，所以減小的重力勢能大于增加的動能。(3)若自由下落的物體機械能守恒，則滿足mgh′＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)，則有v2＝veq\o\al(2,A)＋2gh′，v2-h′圖像的斜率為2g，而圖丙中圖像的斜率k＝eq\f(10.36－5.48,0.25)m/s2＝19.52m/s2≈2g，因此能粗略驗證自由下落的物體機械能守恒。三、計算題(本題共3小題，共38分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)13.答案(1)eq\r(veq\o\al(2,0)＋\f(2Fl0,m)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(sinθ0,sinθ))))(2)Fcosθeq\r(veq\o\al(2,0)＋\f(2Fl0,m)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(sinθ0,sinθ))))解析(1)設(shè)小船經(jīng)過B點時的速度為v，小船由A到B過程根據(jù)動能定理，有Feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(l0－l0\f(sinθ0,sinθ)))＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解得v＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋\f(2Fl0,m)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(sinθ0,sinθ))))。(2)由關(guān)聯(lián)速度的關(guān)系可知，小船經(jīng)過B點時，纜繩的速度大小為v′＝vcosθ則拖動纜繩的力的功率P＝Fv′解得P＝Fcosθeq\r(veq\o\al(2,0)＋\f(2Fl0,m)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(sinθ0,sinθ))))。14．答案(1)3m/s(2)1.25m解析(1)運動員(連同滑板)離開平臺后從A至B的過程中，做平拋運動，在豎直方向有：veq\o\al(2,y)＝2gh在B點有：vy＝v0taneq\f(θ,2)聯(lián)立解得：v0＝3m/