闽侯县第一中学2022-2023学年高一下学期3月月考物理试卷(含答案)

闽侯县第一中学2022-2023学年高一下学期3月月考物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于运动的合成和分解，下列说法正确的是( )
A.合运动的时间等于两个分运动的时间之和
B.匀变速运动的轨迹一定是直线，不可能是曲线
C.曲线运动的加速度方向不可能与速度在同一直线上
D.分运动是直线运动，则合运动必是直线运动
2．一蹦极运动员身系弹性蹦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动能先增大后减小
B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做正功，弹性势能增加
C.蹦极过程中，运动员的机械能守恒
D.蹦极过程中，运动员的动能与蹦极绳的弹性势能总和不变
3．如图所示，0、A、B三点在同一条竖直线上，，B、C两点在同一条水平线上，O、D在同一水平线上，，五点在同一竖直面上。现将甲、乙、丙三小球分别从A、B、C三点同时水平抛出，最后都落在水平面上的D点，不计空气阻力。则以下关于三小球运动的说法中正确的是( )
A.三小球在空中的运动时间：
B.三小球抛出时的初速度大小之比是：
C.三球的抛出速度大小、在空中运动时间均无法比较
D.三小球落地时的速度方向与水平方向之间夹角一定满足
4．如图所示，斜面体OAB固定在水平桌面上，斜面底端A、B处夹角分别为α、β，斜面体与桌面材质相同，在顶端O处同时静止释放完全相同的两物块a、b，两物块均沿斜面向下滑行最终静止在水平桌面上，物块在A、B处没有机械能的损失。则以下说法正确的是( )
A.动摩擦因素
B.两物块运动全程的位移大小相等
c.两物块刚到达水平桌面时动能相等
D.两物块刚到达水平桌面时a物体重力的瞬时功率更小
二、多选题
5．关于做功和功率，下列说法正确的是( )
A.静摩擦力对物体可能做功，滑动摩擦力对物体可能不做功
B.作用力的功与反作用力的功的代数和可能不为零
C.功率是描述力对物体做功多少的物理量
D.力F越大，速度v越大，瞬时功率P就越大
6．一根细绳通过定滑轮且两端分别系着A和B两物体，如图所示，物体A在外力作用下，向左以匀速运动，当连A的绳子与水平方向成α角，连B的绳子与水平方向成β角时，B物体的速度为，则( )
A.与的大小相等
B.与的大小关系满足
C.此后B物体和A物体一样，以速度做匀速运动
D.此后B物体的速度越来越大，所以做加速运动
7．如图所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为30°的粗糙固定斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为，方向沿斜面向下，那么，在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是( )
A.拉力F做的功等于物块克服摩擦力f做的功
B.物块的动能一定增加
C.物块的重力势能一定增加
D.物块的机械能一定增加
8．一质量为1kg的物块静止于光滑水平地面上，从时起，物块受到一个方向不变、大小随位移x变化的外力F作用，其关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.整个过程中外力做的总功为4J
B.物块的加速度逐渐减小，最终将静止
C.外力对物块做功的瞬时功率先增大后减小
D.从时到物块的速度大小为时，物块的位移为1m
三、填空题
9．小船要横渡一条200m宽的河，水流速度为，船在静水中的航速是，要使小船渡河时间最短，最短渡河时间是______秒。要使小船航程最短，则最短航程是______米。
10．如图所示，一个粗细均匀、内部横截面积均为S的U形管内，装有密度为ρ、总长度为4h的液体，开始时左右两端液面的高度差为h，以此时右侧液面为零势能参考平面，重力加速度为g，则左右两边液体的重力势能之差为______；现打开阀门C，待液体运动到左右液面高度相等时，右侧液面上升的速度为______。
四、实验题
11．在“验证机械能守恒定律”实验中，可通过研究重物的落体运动来验证机械能守恒定律。
(1)实验中，下列哪些操作是正确的______；
A.重物的质量可以不测量
B.选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好
C.先释放纸带，后接通电源
D.可以利用公式来求解瞬时速度
(2)若实验中所用重物质量，打出的纸带如图所示，0点为开始下落时打出的第一个点，打点时间间隔为0.02s，则打B点时，重锤动能_____J，从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是_____（重力加速度g取，结果均保留2位有效数字）。
(3)某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点0的距离h，并计算出相应计数点时重物的速度v，通过描绘图像去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的图像是图中的_____（选填图像对应的字母），对应图像直线的斜率略小于_____。
12．某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律。一倾斜导轨与水平桌面的夹角为0，导轨底端P点有一带挡光片的滑块，滑块和挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为b，滑块与沙桶由跨过轻质光滑定滑轮的细绳相连，滑块与导轨间的摩擦可忽略，导轨上的Q点处固定一个光电门。挡光片到光电门的距离为d，重力加速度为g。
(1)实验时，该同学进行了如下操作：
①调节细沙的质量，使滑块和沙桶恰好处于静止状态，则沙桶和细沙的总质量为_____。（用已知物理量和字母表示）
②在沙桶中再加入质量为m的细沙，让滑块从P点由静止开始运动，已知光电门记录挡光片挡光的时间为，则滑块通过Q点时的瞬时速度为_____；（用已知物理量和字母表示）
(2)在滑块从P点运动到Q点的过程中，滑块的机械能增加量_____。沙桶和细沙的机械能减少量_____。（均用已知物理量和字母表示）。若在误差允许的范围内，_____，则机械能守恒定律得到验证。（填“大于”“小于”或“等于”）
五、计算题
13．如图所示，从距离光滑地面高处以初速度40m/s水平抛出物体A，与此同时，物体B以10m/s的初速度同方向滑出，A、B均可视为质点，重力加速度。
(1)求A落地的用时为多少；
(2)求A落地时瞬时速度的大小和方向（可以用正切表示）；
(3)求A与B水平距离x为多少时开始水平抛出A物体，能使A和B物体恰好相碰
14．一汽车发动机的额定功率为40kW，汽车的质量，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍（）求：
(1)汽车以额定功率启动时，当时，速度为多少
(2)若汽车以的加速度从静止开始做匀加速直线运动，匀加速最多能持续多长时间
(3)在经历过(2)的匀加速过程直到达到额定功率后，汽车继续以额定功率运动，40s后达到最大速度，求从启动开始经过的总位移为多少
15．有一水平足够长的传送带，以的速度沿顺时针方向匀速运转，传送带右端平滑连接了一个倾角为37°的粗糙斜面，物体与斜面、物体与传送带之间的动摩擦因数μ均为0.5；现将一质量的物体轻放在距离传送带最右端处，已知，（）求：
(1)该物块从轻放到第一次到达传送带最右端经过的时间；
(2)该物块从轻放到第一次到达传送带最右端全程产生的热量；
(3)物体最终在斜面上走过的总路程；
(4)当物块第一次从粗糙斜面落回传送带后，若增大传送带的速度，当物块在传送带上走过第n个来回时，求该来回过程中传送带因此多消耗的电能与传送带速度的关系。
参考答案
1．答案：C
解析：A.合运动与分运动具有等时性，A错误。
B.匀变速运动的轨迹可能是直线，也可能是曲线；比如匀加速直线和匀减速直线运动均为直线运动，平抛运动也是匀变速运动，但平抛运动为曲线运动，B接误；
C.根据曲线运动的条件，可知曲线运动的加速度方向不可能与速度在同一直线上，C正确；
D.当分运动是变速直线运动，合加速度和合速度不在一条直线上时，则合运动是曲线运动，D错误。故选C。
2．答案：A
解析：A.运动员到达最低点前，速度先增加后减小，则运动员动能先增大后减小，故A正确；
B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力方向与位移方向始终相反，弹力做负功，弹性势能增加，故B错误；
C.运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒，但是人的机械能不守恒，故C错误；
D.蹦极过程中，运动员的动能、重力势能与蹦极绳的弹性势能总和不变，故D错误。故选A。
3．答案：D
解析：A.根据公式
可得
所以三小球在空中的运动时间之比为，故A错误；
BC.水平方向
又水平位移之比为，所以三小球抛出时的初速度大小之比为，故BC错误；
D.三小球落地时的速度方向与水平方向之间夹角，即速度偏转角，满足
所以
因此三小球落地时的速度方向与水平方向之间夹角一定满足
故选D。
4．答案：B
解析：A.物块a沿能下滑，则
则动摩擦因数
物块b沿能下滑，则
则动摩擦因数
因，则
动摩擦因数
选项A错误；
B.根据动能定理
则
其中
(是物块沿斜面下滑时的水平位移)，则两物块在水平方向位移相等，根据
可知，两物块运动全程的位移大小相等，选项B正确；
CD.两物块刚到达水平桌面时动能相等
因在上下滑时水平位移小，则在上下滑时到达底端时动能较大，速度也较大，根据
可知，两物块刚到达水平桌面时a物体重力的瞬时功率更大，选项CD错误。
故选B。
5．答案：AB
解析：A.静摩擦力对物体可能做功，例如在倾斜的传送带上，木块与传送带一起匀速向上运动，木块所受静摩擦力方向向上，静摩擦力做正功，滑动摩擦力对物体可能不做功，例如物体在地面上滑动时，地面受到滑动摩擦力，但滑动摩擦力对地面不做功，故A正确；
B.作用力的功与反作用力的功的代数和可能不为
零，例如两个人滑冰，相互推开，在推开的过程
中，作用力与反作用力都做正功，作用力的功与反作用力的功的代数和不为零，故B正确；
C.功率是描述力对物体做功快慢的物理量，故C错误；
D.力的方向与速度的方向垂直时，瞬时功率为零，故力F越大，速度v越大，瞬时功率P不一定越大，故D错误。
故选AB。
6．答案：BD
解析：对A物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小为；对B物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小为，由于沿着绳子方向速度大小相等，所以则有，因此，α角越来越小，β角越来越大，所以此后B物体的速度越来越大，所以做加速运动，故AC错误，BD正确。故选BD。
7．答案：CD
解析：AD.物体的加速度为，方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律得
解得
可知F和f做功的代数和大于零，即拉力F做的功大于物块克服摩擦力f做的功，所以根据功能原理可知，在运动的过程中，机械能一定增加，故A错误，D正确。
B.物块的加速度方向沿斜面向下，由牛顿第二定律知物块的合力沿斜面向下，与位移方向相反，合力对物体做负功，由动能定理知物块的动能减小，故B错误。
C.物块沿斜面向上运动，则物块的重力势能一定增加，选项C正确。
故选CD。
8．答案：ACD
解析：A.图象与坐标轴围成的面积表示外力做的功，整个过程中外力做的总功为
故A正确；
B.物块的加速度逐渐减小，速度逐渐增大，当物块的加速度为零时，速度达到最大，最终将做匀速直线运动，故B错误；
C.由图可知，外力F与位移x的关系为
整理得
根据动能定理可得
整理得
根据功率公式
则
且
根据数学关系可知当时，外力对物块做功的瞬时功率最大，故外力对物块做功的瞬时功率先增大后减小，故C正确；
D.由C可知
从时到物块的速度大小为时，外力大小为
根据
物块的位移为
故D正确。故选ACD。
9．答案：40；400
解析：（1）最短渡河时间是
（2）要使小船航程最短，如图
则有
则最短航程是
10．答案：；
解析：左侧液面比右侧液面高出部分的质量为
根据题意，以右侧液面为零势能参考平面，而处理液柱模型时将其看成质量分布均匀且具有规则几何形状的物体，则其重心在其几何中心，由此可得左右两边液体的重力势能之差为
液体运动到左右液面高度相等时，左侧液柱重心下降，h长的液柱质量为m，而总的液柱长，则总的质量为，由机械能守恒定律有
解得
11．答案：(1)AB(2)0.34；0.36(3)A；2g
解析：(1)A.机械能守恒定律实验过程中需要验证
是否成立，重物的质量可以消去，故重物的质量可以不测量，故A正确；
B.选用重物时，同样大小，形状的重物应选重一点的空气阻力的影响较小，故B正确；
C.使用打点计时器，应该先接通电源，后释放纸带，故C错误；
D.根据实验打出的纸带，应由匀变速直线运动的推论求出打点计时器打下某点时重锤的速度，不可测量该点到O点的距离h，在根据公式
计算，否则就默认了机械能守恒，失去了验证的意义，D错误。故选B。
(2)打点计时器打下B点时的速度为
所以
重力势能的减少量为
(3)下落时所受阻力为f，由动能定理得
整理得
阻力f不变，不变，则。故选A。
由上述公式可知，对应图像直线的斜率略小于。
12．答案：(1)①②
(2)；；等于
解析：(1)滑块处于静止状态，在沿斜面方向上有
而绳子的拉力等于沙桶和细沙的总重力，故沙桶和细沙的总质量为
光电门的宽度非常低，所以通过光电门的瞬时速度可近似等于通过光电门的平均速度，故通过Q点的瞬时速度为
(2)在滑块从P点运动到Q点的过程中，滑块的动能增加，重力势能增加，则滑块的机械能增加量为
沙桶和细沙重力势能减小，动能增加，则沙桶和细沙机械能的减小量为
13．答案：(1)2s(2)，(3)60m
解析：(1)物体A竖直直方向做自由落体运动，则
代入数据得
(2)A落地时竖直方向瞬时速度的大小瞬时速度的大小
代入数据得，A落地时瞬时速度与水平方向夹角的正切值为
(3)物体A的水平位移为
该时间内物体的位移为
若使A和B物体恰好相碰，则开始水平抛出A物体时，A与B水平距离为
14．答案：(1)2.5m/s(2)5s(3)375m
解析：(1)根据牛顿第二定律
解得
(2)根据牛顿第二定律
解得
(3)匀加速运动的位移为
匀加速运动的末速度为
最大速度为
汽车以额定功率运动过程，根据动能定理得
解得
从启动开始经过的总位移为
15．答案：(1)2s(2)12.5J(3)(4)
解析：(1)物块轻放上传送带以后做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知，其加速度为
物块加速到与传送带共速所走过的位移为：
匀加速阶段时间为
物块与传送带共速后保持匀速，走过的路程为：则物块匀速运动的时间为
所以该物块从轻放到第一次到达传送带最右端经过的时间为
(2)物块在传送带上运动的过程中物块和传送带之间的相对位移为
所以产生热量为
(3)小物块以第一次冲上斜面后再次回到最底端时速度的大小小于，在足够长传送带上运动一个来回后速度与等大反向，冲上斜面，第二次落回水平传送带时速度的大小小于，如此往复，最终物块将静止在斜面最底端。
将物块以速度第一次冲上斜面时作为初状态，将最终静止在斜面底端作为末状态，由动能定理可得：
解得
(4)物块第一次以初速度冲上斜面后上升的最大高度
物块第一次回到斜面底端时速度为，对物块在斜面上运动的全程由动能定理：
同理，物块第二次回到斜面底端时速度大小
所以物块第n次回到斜面底端时速度大小
每次物块落回传送带上后，经过时间t速度减为0，又经过同样的时间t以相同速度大小回到传送带最右端，物块在传送带上运动的总时间为
传送带的位移为：
对传送带根据动能定理：
则由功能关系可得：