福建省永安市第三中学2022-2023学年高一下学期3月第一次月考物理试题（含解析）

永安三中高中校2022-2023学年高一（下）3月月考
物理试卷
一、单选题（本大题共10小题，每小题3分，共30分）
1.如图所示，力大小相等，物体运动沿水平方向的位移也相同，则力F做功最多的是（ ）
A. B.
C. D.
2.如图所示，若用轻绳拴一物体，使物体以恒定加速度向下做减速运动，则下列说法正确的是（ ）
A.重力做正功，拉力做负功，合外力做负功
B.重力做负功，拉力做正功，合外力做负功
C.重力做正功，拉力做正功，合外力做正功
D.重力做负功，拉力做负功，合外力做负功
3.体育课上，某女同学在一分钟内做了10个俯卧撑。若该同学每做一次俯卧撑重心上升的高度约为30cm，则她克服重力做功的功率为（ ）
A.2.5W B.25W C.250W D.2500W
4.小明同学骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶“没电”，故改用脚蹬骑车匀速前行.设小明与车的总质量为100kg，人与车的速度恒为，骑行过程中所受阻力约为车和人总重的0.02倍，取，小明骑此电动车做功的功率约为（ ）
A.10W B.100W C.1000W D.10000W
5.以一定的初速度竖直向上抛出一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h.空气阻力大小为f，则从抛出点到返回至原出发点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A.空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功也为零
B.空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功为
C.空气阻力对小球做的功为，重力对小球做的功为零
D.空气阻力对小球做的功为fh，重力对小球做的功为
6.蹦蹦杆是最近两年逐渐流行的运动器具，其主要结构是在一硬直杆上套一劲度系数较大的弹簧，弹簧的下端与直杆的下端固定而弹簧的上端固定一踩踏板.如图所示，小明正在玩蹦蹦杆.在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化情况是（ ）
A.重力势能增大，弹性势能减小 B.重力势能减小，弹性势能减小
C.重力势能减小，弹性势能增大 D.重力势能不变，弹性势能增大
7.质量为的小物块，从离桌面高处由静止下落，桌面离地面高为，如图所示.如果以桌面为参考平面，那么小物块落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是（ ）
A.，减少 B.，增加
C.，增加 D.，减少
8.不计空气阻力的情况下，下述各物体在运动过程中机械能守恒的是（ ）
A.被运动员扔出去的铅球 B.在空中匀速上升的气球
C.沿粗糙斜面下滑的书包 D.天花板下弹簧挂着上下运动的铁球
9.如图所示，在离地高处以初速抛出一个质量为的物体，不计空气阻力，取抛出位置为零势能位置，则物体着地时的机械能为（ ）
A. B. C. D.
10.质量为的小车在水平恒力推动下，从山坡底部处由静止起运动至高为的坡顶，获得速度为v，的水平距离为.下列说法正确的是（ ）
A.重力对小车所做的功是 B.合力对小车做的功是
C.推力对小车做的功是 D.阻力对小车做的功是
二、多选题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）
11.改变消防车的质量和速度，都能使消防车的动能发生改变.在下列几种情况下，消防车的动能是原来的2倍的是（ ）
A.质量不变，速度增大到原来2倍 B.速度不变，质量增大到原来的2倍
C.质量减半，速度增大到原来的4倍 D.速度减半，质量增大到原来的8倍
12.质量为的物体从地面上方高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为的坑，如图所示，在此过程中说法正确的是（ ）
A.外力对物体做的总功为零 B.重力对物体做功为
2C.重力对物体做功为 D.地面对物体平均阻力为
13.如图所示，木块放在光滑的水平面上，一颗子弹水平射入木块中，子弹受到的平均作用力为，射入深度为，此过程中木块移动了，则（ ）
A.子弹损失的动能为
B.木块增加的动能为
C.子弹动能的减少量等于木块动能的增加量
D.子弹、木块组成的系统总机械能的损失为
14.如图所示，小球自点由静止自由下落，到点时与弹簧接触，到点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由的运动过程中（ ）
A.小球的加速度在段不变，在bc段先减小后增大
B.小球的重力势能随时间均匀减少
C.小球在点时速度最大
D.到点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
三、实验题（本大题共1小题，每空2分，共12分）
15.在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在6V、50Hz的交流电源上，自由下落的重锤质量为，选出一条理想的纸带如图所示，A、B、C为连续打出的点，取，O为始起点，则：
（1）（单选）在实验过程中需要用工具进行直接测量的是______。
A.重锤的质量 B.重力加速度 C.重锤下降的高度 D.重锤的瞬时速度
（2）打点计时器打点时，重锤下落的速度______。（保留两位有效数字）
（3）从起点到打下点点的过程中，重锤的重力势能减少量______，动能的增加量______（、均保留三位有效数字）。
（4）数据处理的结果比较合理的应当是______（填“大于”“等于”或“小于”），其原因是______。
四、计算题（本大题共4小题，共38分）
16.（8分）质量的物体，受到与水平方向成37°角斜向右上方、大小为的拉力的作用，在水平地面向右移动的距离，物体与地面间的滑动摩擦力，取，，求在此过程中合外力对物体所做的功。
（1）各个力对物体所做的功；
（2）合外力对物体所做的功；
17.（9分）如图所示，质量（连同装备）的滑雪运动员以的初速度从高的点沿光滑雪道滑下，到达水平面的点后进入平直缓冲道，最终停下。已知滑雪板与缓冲道间动摩擦因数为，重力加速度大小取。求
（1）以为零势能面，运动员在点时的机械能；
（2）到达最低点时的速度大小；
（3）运动员在缓冲道上通过的位移。
18.（11分）国家十三五规划中提出实施新能源汽车推广计划，提高电动车产业化水平。假设有一辆新型电动车，质量，额定功率，当该电动车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，。
（1）求新型电动车在此路面上行驶所能达到的最大速度；
（2）新型电动车从静止开始，以加速度做匀加速直线运动，求这一过程能维持的时间。
（3）运用动能定理，求匀加速直线运动这一过程的位移。
19.（10分）小物块A的质量为，物块与坡道间的动摩擦因数为，水平面光滑；坡道顶端距水平面高度为，倾角为；物块从坡道进入水平滑道时，在底端点处无能量损失，重力加速度为.将轻弹簧的一端连接在水平滑道处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端点.如图所示.物块A从坡顶由静止滑下，求：
（1）物块滑到O点时的速度大小：
（2）弹簧为最大压缩量时的弹性势能；
（3）物块从开始运动到最终停下来，物块在斜面上运动的总路程.
永安三中高中校2022-2023学年高一（下）3月月考
物理试卷答案和解析
1.【答条】C
【解析】解：A中，拉力做功为：；
B中拉力做功；
C中拉力做功为：；
D中，拉力做功为：。
故做功最多的是C。
2.【答案】A
【详解】根据公式，可得，重力与位移方向夹角为0，故重力做正功；拉力方向向上，与位移方向夹角为180°，故拉力做负功；物体做减速运动，动能减小，根据动能定理
可知合外力做负功；故A正确，BCD错误。
故选A。
3.【答案】B
【解析】解：该女同学质量约为，重心上升的高度约为，做10个俯卧撑她克服重力做功为：
她克服重力做功的功率为：，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据重心上升的高度，由求出克服重力做功，再利用求出她克服重力做功的功率。
本题是理论联系实际问题，关键要估算出女同学的质量，根据重心上升的高度来求克服重力做功。
4.【答案】B
【解析】【分析】
人在匀速行驶时，受到的阻力的大小和脚蹬车的力的大小相等，由可以求得此时人受到的阻力的大小.
在计算平均功率和瞬时功率时一定要注意公式的选择，只能计算平均功率的大小，而可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度.
【解答】
设人汽车的速度大小为，人在匀速行驶时，人和车的受力平衡，阻力的大小为
，此时的功率，所以B正确。
故选：B。
5.【答案】C
【解析】解：从抛出点至落回到原出发点的过程中，由于初末位置重合，所以重力对小球做功为零。
上升过程：空气阻力对小球做功为：
下落过程：空气阻力对小球做功为：
则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为：
故选：C。
将小球的运动过程分为上升和下落两个过程研究：上升过程空气阻力做负功.下落过程空气阻力也做负功，整个过程空气阻力对小球做功是两个过程之和.
对功的公式要加深理解，不同的力做功的含义不同，对于滑动摩擦力、空气阻力做功是路程.重力做功与初末位置有关，而摩擦力做功与路径有关.
6.【答案】C
【解析】解：在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，重力做正功，则小朋友的重力势能减少。弹簧的形变量增大，其弹性势能增加，故C正确，ABD错误。
故选：C。
重力势能的变化可根据重力做功判断；弹性势能的变化可根据弹簧的形变量的变化判断。
本题主要考查了重力势能和弹性势能的变化，解决本题的关键要掌握重力做功与重力势能变化的关系、弹性势能与弹簧的形变量的关系。
7.【答案】D
【解析】解：以桌面为参考平面，小物块落地时在桌面下方，
所以小物块落地时的重力势能为。
据重力做功与重力势能变化的关系得：
小球下落的过程中
所以小球重力势能减少。
故选：D。
2求物体在某一个位置的重力势能，应该确定参考平面.
知道重力做功量度重力势能的变化.
在参考平面下方，重力势能为负值，在参考平面上方，重力势能为正值.
要熟悉功能关系，也就是什么力做功量度什么能的变化，并能建立定量关系.
8.【答案】A
【解析】解：A、不计空气阻力的情况下被运动员扔出去的铅球，只有重力做功，故机械能守恒，故A正确：
B、匀速上升的气球，动能不变，重力势能都加，则机械能在增加。故B错误。
C、书包沿着粗糙斜面匀速下滑，摩擦力对木块做负功，所以机械能不守恒，故C错误。
D、天花板下弹簧挂着上下运动的铁球，弹簧弹力做功，机械能不守恒，故D错误。
故选：A。
物体机械能守恒的条件是只有重力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，判断哪些力对物体做功，即可判断物体是否是机械能守恒.
解决本题的关键掌握判断机械能是否守恒的方法，1、看是否只有重力做功.2、看动能和势能之和是否不变.
9.【答案】B
【解析】解：物体的机械能守恒，取抛出位置为零势能位置，由机械能守恒定律可得
所以物体着地时的机械能为，所以B正确.
故选B.
物体在运动的过程中只有重力做功，物体的机械能守恒，可以根据机械能守恒定律直接求得.
本题是机械能守恒定律的直接应用，题目比较简单.
10.【答案】C
【解析】解：A、小车由A运动到B，克服重力做功，故A错误；
B、根据动能定理，合力的功等于小车动能的变化，由题意，小车动能的变化为，故B错误；
C、推力为恒力，在力方向上的位移为，根据功的定义有：，故C正确；
D、以小车为研究对象，根据动能定理，有：，
故阻力对小车做的功为：，故D错误；
故选：C。
根据功的定义式可以求出重力和推力做的功；根据动能定理可以求出合力的功和阻力做的功。
本题考查动能定理和功的定义式，关键是功的定义式中的力指恒力。
11.【答案】BD
【解析】解：A、质量不变，速度增大到原来的2倍，根据动能公式可知，汽车的动能变为原来的4倍，故A错误；
B、速度不变，质量增大到原来的2倍，根据动能公式可知汽车的动能变为原来的2倍，故B正确；
C、质量减半，速度增大到原来的4倍，根据动能公式可得汽车的动能变为原来的8倍，故C错误；
D、速度减半，质量增大到原来的8倍，根据动能公式可知，汽车的动能变为原来的2倍，故D正确；
故选：BD。
动能为，物体的质量和速度的大小都可以引起物体动能的变化，根据公式逐项分析即可.
本题是对动能公式的直接应用，题目比较简单，只要能记住公式并正确求出倍数关系即可求解.
12.【答案】ABD
【解析】解：A、物体的初末动能都为零，根据动能定理可知，合外力做的功等于物体动能的变化量，所以外力对物体做的总功为零，故A正确。
B、物体落至坑底时，以坑底为参考平面，重力对物体做功为，在此过程中物体的重力势能减少量为。故B正确，C错误。
C、D、整体过程中，根据动能定理得：；解得地面对物体的平均阻力为.故D正确：
故选：ABD。
重力势能减少量等于重力做功的多少；机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功；对整个过程，运用动能定理求解平均阻力.
该题是动能定理和重力做功公式的直接应用，要注意重力做功只跟高度差有关，属于基础题.
13.【答案】BD
【解析】解：A、阻力对子弹做的功为，根据动能定理可知，子弹损失的动能等于阻力对子弹做的功，即，故A错误；
B、木块增加的动能等于子弹对木块作用力做的功，即fs，故B正确；
C、子弹动能的减少量等于木块动能增加量和产生的热量之和，故C错误；
D、子弹、木块组成的系统总机械能的损失转化为内能，即产生的热量为fd，故D正确。
故选：BD。
根据动能定理可以知道子弹损失的动能等于外力对子弹做的功；木块增加的动能等于外力对木块做的功；
子弹动能的减少量等于木块增加的动能和产生的热量之和；产生的热量等于阻力和相对位移的乘积。
在计算做功的时候注意是力和位移的乘积，其位移是指相对地面的位移，产生的热量等于阻力和相对位移的乘积。
14.【答案】AD
【解析】解：A、在段小球在空中做自由落体运动，加速度为，加速度不变；在段，小球接触弹簧后，重力开始大于弹力，根据牛顿第二定律加速度方向向下；随着弹力逐渐增大，加速度逐渐减小，当弹力等于重力时，加速度为零；之后弹力大于重力，加速度方向向上，做减速运动，随着弹力逐渐增大；所以在段小球的加速度先变小后变大，故A正确：
B、小球运动过程不是匀变速直线运动，即重力势能不是随时间均匀减小，故B错误；
C、当合力为零时，即弹力与重力相等时，速度最大，最大动能位置在bc之间，故C错误；
D、到达c点时球速为零，由机械能守恒定律可知，小球重力势能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确；
故选：AD。
（1）小球从点接触弹簧，弹力逐渐增大，开始时弹力小于重力，到间某位置弹力等于重力，后来弹力大于重力，因此小球从到先做加速运动，后做减速运动，到点速度减为零，根据牛顿第二定律分析加速度：
（2）当小球做匀速直线运动时，重力势能才随时间均匀减小；
（3）机械能守恒的条件是只有重力或系统内部弹力做功，分析小球从到的运动过程，只有重力和弹簧的弹力做功，符合机械能守恒的条件，因此，系统的机械能守恒。
本题考查了功能关系，解题的关键是熟练掌握牛顿第二定律，结合受力情况进行分析；知道在加速度为零时速度最大；知道机械能守恒满足的条件。
15. 【答案】C 1.0 0.251 0.250 大于 实验过程中存在摩擦力阻力和空气阻力
【解析】解：（1）实验要验证的关系式是
则在实验过程中需要用工具进行直接测量的是重锤下降的高度，故C正确，ABD错误；
故选：C
（2）B点的瞬时速度为
（3）从起点O到打下点B的过程中，重锤的重力势能减小量为
动能的增加量为
（4）数据的处理结果比较合理的应当是小于，其原因是实验过程中存在摩擦力阻力和空气阻力。
故答案为：（1）C：（2）1.0：（3）0.251：0.250：（4）小于；实验过程中存在摩擦力阻力和空气阻力
（1）根据实验原理分析出需要测量的物理量；
（2）根据运动学公式得出重锤下落的速度；
（3）根据功能关系得出重力势能的变化量，结合动能的计算公式得出动能的增加量：
（4）根据实验原理学会对实验误差的分析。
本题主要考查了机械能守恒定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，熟悉运动学公式，结合机械能守恒定律即可完成分析。
16.（1），，，；（2）；
【详解】（1）物体的受力情况如图所示，根据功的计算公式可得各个力对物体所做的功分别为：
拉力做的功
摩擦力做的功
重力做的功
支持力做的功
（2）由受力分析并将分解可知，物体所受的合外力为
方向水平向右。
故合外力对物体所做的功为
（或物体所受的各个力所做的功的代数和为
）
17.【答案】解：（1）以为零势能面，运动员在点的机械能等于重力势能与动能的和，
即：
代入数据得：；
（2）从到，由机械能守恒：
代入数据得；
（3）在上只有摩擦力做功，由动能定理：
代入数据得：。
【解析】（1）根据机械能的公式求出开始时的机械能；
（2）根据机械能守恒求出运动员到达的速度；
（3）由动能定理求出运动员滑行的距离。
本题综合考查机械能守恒定律与动能定理的应用，难度中等，关键理清运动过程，知道各过程中那些力做功。
18.【答案】解：（1）当电动车速度达到最大时，牵引力与阻力平衡，由平衡条件得：
由可知，电动车的最大速度：
（2）电动车做匀加速运动时，由牛顿第二定律得：
解得：
设电动车刚达到额定功率时的速度，则，
则得匀加速运动的末速度：
设匀加速能维持的时间为，则
代入数据解得：
（3）对电动车，由动能定理得：
代入数据解得：
答：（1）新型电动车在此路面上行驶所能达到的最大速度；
（2）这一过程能维持的时间是。
（3）匀加速直线运动这一过程的位移是。
【解析】（1）当电动车匀速运动时，牵引力等于阻力，速度达到最大，由求得最大速度；
（2）当电动车以恒定的加速度启动时，由牛顿第二定律求出牵引力，在牵引力功率达到额定功率时，匀加速运动结束，由求出匀加速运动的末速度，再由求出匀加速运动的时间。
（3）应用动能定理求出位移。
本题考查机车启动的两种方式：恒定功率启动和恒定加速度启动，要知道在恒定功率启动时，功率保持不变，牵引力随速度增大而减小，恒定加速度启动时牵引力不变，功率随速度增加而增加。
19.【答案】解：（1）对物块从释放到点的过程，根据动能定理，有：
解得物块滑到点时的速度为：
（2）对从释放到弹簧压缩量最大的过程，根据能量守恒定律，有：
解得弹簧最大弹性势能为：
（3）物块最终停止在点，设物块在斜面上运动的总路程为.对于物块运动的全过程，由动能定理得：
解得：
答：（1）物块滑到点时的速度大小是；
（2）弹簧为最大压缩量时的弹性势能是；
（3）物块从开始运动到最终停下来，物块在斜面上运动的总路程是.
【解析】（1）对从释放到接触弹簧的过程运用动能定理列式求解即可；
（2）整个过程中，从释放到弹簧压缩量最大过程中，物块的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，根据能量守恒定律求解弹簧为最大压缩量时的弹性势能；
（3）小物块最终将静止在点，对整个过程，运用动能定理列式，求得物块在斜面上运动的总路程.
本题是动能定理与能量守恒定律的运用.对动能定理的运用，要选择研究过程，分析哪些力对物体做功，进而确定合力的功或总功.要知道滑动摩擦力做功与总路程有关.