山东省实验中学2023-2024学年高一下学期3月第一次阶段测试物理试题（含答案）

山东省实验中学2023-2024学年高一下学期3月第一次阶段测试
物理试题
2024.03
说明∶本试卷满分100分，分为第I卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。考试时间90分钟。
第I卷（选择题共40分）
一、单项选择题∶本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.有以下几种情况
①用水平推力推一质量为的物体在光滑的水平面上前进
②用水平推力推一质量为的物体在粗糙的水平面上前进
③用与水平面成角的斜向上的拉力拉一质量为的物体在光滑平面上前进
④用与斜面平行的力拉一质量为的物体在光滑的斜面上前进这几种情况下关于力做功多少的正确判断是（　　）
A.②做功最多 B.④做功最多 C.①做功最少 D.四种情况，做功相等
2.某同学用的力将质量为的足球踢出，足球以的初速度沿水平草坪滚出后静止，则该同学对足球做的功是（　　）
A. B. C. D.
3.质量为的质点在平面内做曲线运动，它在方向的速度-时间图像和方向的位移一时间图像如图。下列说法正确的是（　　）
A.质点的初速度大小为
B.末质点的速度大小为
C.质点初速度的方向与合力方向垂直
D.质点末的位置坐标为
4.在某次演习中，轰炸机沿水平方向投放了一枚炸弹，炸弹正好垂直击中山坡上的目标，山坡的倾角为，如图所示。不计空气阻力，，则下列关于炸弹在飞行过程中的说法正确的是（　　）
A.相同时间内位移大小的变化量相同
B.相同时间内速度大小的变化量相同
C.击中目标时的速度与初速度大小之比为
D.全过程坚直位移与水平位移的大小之比为
5.一条船渡过一条宽的河，船在静水中的速度为，河水的流速为，则关于此船渡河的说法正确的是（　　）
A.船头正对河岸渡河时的路程最短 B.船渡河的最短路程是
C.船渡河的最短路程是 D.船以最短路程渡河的时间是
6.如图所示，总长为，质量分布均匀的铁链放在高度为的光滑桌面上，有长度为的一段下垂，，重力加速度为，则铁链刚接触地面时速度为（　　）
A. B. C. D.
7.一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为，货车以速度向左做匀速直线运动，重力加速度为，货车前进了一小段距离，将货物提升到如图所示的位置，此过程中下列说法正确的是（　　）
A.此过程中货物处于失重状态
B.此时货箱向上运动的速率大于
C.此时货箱向上运动的速率等于
D.此过程中缆绳中的拉力大于
8.风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为，空稪密度为，风场风速为，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（　　）
A.该风力发电机的输出电功率与风速成正比
B.单位时间流过面积的流动空气动能为
C.若每天平均有的风能资源，则每天发电量为
D.若风场每年有风速在范围内，则该发电机年发电量至少为
二、多项选择题∶本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的德0分。
9.一踊极运动员身系弹性蹋极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（　　）
A.运动员到达最低点前重力势能始终减小
B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C.蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D.蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
10.质量为的物体，在距地面高处以的加速度由静止坚直下落到地面，下列说法中正确的是（　　）
A.物体重力势能减少 B.物体的机械能减少
C.物体的动能增加 D.重力做功
11.如图所示，质量为、长度为的小车静止在光滑的水平面上。质量为的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为。在这个过程中，以下结论正确的是（　　）
A.小物块到达小车最右端时具有的动能为
B.小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C.小物块克服摩擦力所做的功为
D.小物块和小车发生相对滑动，摩擦产生的内能为
12.如图所示，为倾角为的斜面顶端的水平边沿，与平行，与竖直，在同一水平面内且。一足球从斜面最低点处以一定速度踢出，方向与水平方向成角，经过一段时间恰好水平击中点，不计空气阻力，已知重力加速度为长度长度，则（　　）
A.足球在空中的运动时间为 B.足球在空中的运动时间为
C.足球被踢出时的初速度为 D.足球被踢出时的初速度为
第II卷（非选择题共60分）
三、非选择题∶本题共6小题，共60分。
13.（10分）用落体法验证机械能守恒定律的实验中，质量的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，为第一个点，为从合适位置开始选取的三个连续点（即间没有其它点）。已知打点计时器每隔打一次点，当地的重力加速度取，那么∶
（1）运用公式对实验条件的要求是在打第一个点时，重锤恰好由静止开始下落，为此，所选择的纸带第点间的距离应接近________。
（2）某同学实验步骤如下∶
A.用天平准确测出重锤的质量；
B.把打点计时器架在铁架台上，并接上直流电源；
C.将纸带一端固定在重锤上，另一端穿过打点定时器的限位孔，使重锤靠近打点计时器；
D.先释放重锤，后接通电源；
E.更换纸带，再重复几次；
F.选择纸带，测量纸带上某些点之间的距离
G.根据测量结果进行计算
你认为他实验步骤中多余的步骤是________错误的步骤是________（均填序号）
（3）从点到点，重物重力势能减少量________J；动能增加量________J；（结果保留3位有效数字）
14.（8分）利用实验室的斜面小槽等器材研究平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，要想得到钢球在空中做平抛运动的轨迹就得设法用铅笔描出小球经过的位置（每次使用铅笔记下小球球心在木板上的水平投影点. ）。通过多次实验，把在竖直白纸上记录的钢球的多个位置，用平滑曲线连起来就得到了钢球做平抛运动的轨迹。
（1）研究平抛运动，下面做法可以减小实验误差的是（　　）
A.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
B.使用密度小、体积大的钢球
C.实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下
D.使斜槽末端切线保持水平
（2）实验过程中，要建立直角坐标系，在下图中，建系坐标原点选择正确的是（　　）
A.B.C.D.
（3）若某同学只记录了小球运动途中的三点的位置，如图，取点为坐标原点，各点的位置坐标如图所示，小球平抛的初速度大小________（重力加速度取，结果保留两位有效数字）；小球抛出点的位置坐标是________（以为单位，答案不用写单位，注意正负号）。
15.（6分）某同学测量滑块与水平轨道间的动摩擦因数，器材由竖直平面内的光滑弧形轨道和粗糙水平轨道组成，滑块从离水平轨道高的点由静止开始下滑，到达点后，沿水平轨道滑行后停止运动。若弧形轨道与水平轨道相切，不计空气阻力，取求∶
（1）滑块进入水平轨道时的速度大小；
（2）滑块与水平轨道的动摩擦因数。
16.（12分）如图所示，在高的平台上，有一个质量为的滑块被细线拴在墙上，滑块与墙之间有一被压缩的轻弹簧，滑块与弹簧间不栓接，此时滑块到桌面边缘的距离为，滑块与桌面间的动摩擦因数为0.2，当细线被烧断后，滑块弹离弾簧，在桌面上滑动一段距离后离开桌面，不计空气阻力，已知滑块落地时速度方向与水平方向成角，求∶
（1）滑块在空中运动的时间是多少？
（2）图中两点距离多大？
（3）求开始时弹簧中储存的弹性势能是多少？
17.（12分）一种氢气燃料的汽车，质量为，发动机的额定输出功率为，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了，直到获得最大速度后才匀速行驶。试求∶
（1）汽车的最大行驶速度；
（2）当速度为时，汽车牵引力的瞬时功率；
（3）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。
18.（12分）如图所示，三个质量均为的小物块，放置在水平地面上，紧靠坚直墙壁，一劲度系数为的轻弹簧将连接，紧啡，开始时弹簧处于原长，均静止。现给施加一水平向左、大小为的恒力，使一起向左运动，当速度为零时，立即撤去恒力，一段时间后A离开墙壁，最终三物块都停止运动。已知与地面间的滑动摩擦力大小均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内。（弹簧的弹性势能可表示为∶为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，）
（1）求向左移动的最大距离；
（2）分离时的动能；
（3）为保证能离开墙壁，求恒力的最小值；（，前三问结果均保留两位有效数字）
（4）若，请在所给坐标系中，画出向右运动过程中加速度随位移变化的图像，并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的的数值，不要求推导过程。以撤去时的位置为坐标原点，水平向右为正方向。
山东省实验中学2023-2024学年高一下学期3月第一次阶段测试
物理试题答案2024.03
第I卷
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
D B B D C D D D ABC CD AB AD
第II卷
二.
13.（1）（2分）（2）（2分）（2分）（3）（2分）（2分）：（结果取3位有效数字）
14、（1）.（2分）（2）.C（2分）（3）.1.0（2分）（4）.（-10、-5）或都对（2分）
15、（6分）
（1）-----2分
-----1分
（2）-----2分
----1分
16.（12分）解∶（1）小球离开桌面后做平抛运动，坚直方向做自由落体运动，设小球在空中运动的时间是，则
........................。2分
所以
（2）设小球水平初速度大小为，落地时的坚直分速度为，则
...........................。1分
即
小球落地时有：............。1分
带入数据解得∶.....................。。2分
落地时小球在水平方向的位移∶...............。。1分
带入数据解得∶.....................1分
（3）弹簧、桌面和小球组成的系统，对小球离开桌面的过程，根据能量守恒定律得∶
"...............。2分
带入数据解得∶........................1分
17、（12分）
（1）汽车的最大行驶速度-----2分
（2）设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为，
由 Ffma，得F4103N
由，得----------------2分
当速度为时，处于匀加速阶段，
牵引力的瞬时功率为∶----------2分
（3）匀加速阶段的时间为-----------1分
恒定功率启动阶段的时间设为，由动能定理
，得--------------2分
所以，总的时间为---------------1分
18（1）（2分）（2）（3分）；（3）（3分）；（4）图像（4分）
【详解】（1）从开始到向左移动到最大距离的过程中，以和弹簧为研究对象，由功能关系得
（2）弹簧恢复原长时分离，从弹簧最短到分离，以和弹簧为研究对象，由能量守恒得
（3）当刚要离开墙时，设弹簧得伸长量为，以为研究对象，由平衡条件得
若刚要离开墙壁时得速度恰好等于零，这种情况下恒力为最小值，从弹簧恢复原长到刚要离开墙得过程中，以和弹簧为研究对象，由能量守恒得
结合第（1）问结果可知
根据题意舍去，所以恒力得最小值为
（4），小物块向左运动过程中，由动能定理得
解得撤去恒力瞬间弹簧弹力为
则坐标原点的加速度为
之后开始向右运动过程（系统未脱离弹簧）加速度为
可知加速度随位移为线性关系，随着弹簧逐渐恢复原长，减小，减小，弹簧恢复原长时，和分离，之后只受地面的滑动摩擦力，加速度为
负号表示的加速度方向水平向左；从撤去恒力之后到弹簧恢复原长，以为研究对象，由动能定理得
脱离弹簧瞬间后速度为，之后受到滑动摩擦力减速至0，由能量守恒得
解得脱离弹簧后，运动的距离为
则最后停止的位移为
所以向右运动的图象为