2023-2024学年贵州省毕节梁才学校物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2023-2024学年贵州省毕节梁才学校物理高一第二学期期末学业水平测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、如图所示，一个物块在与水平方向成α角的恒力F作用下，沿水平面向右运动一段距离x。在此过程中，拉力F对物块所做的功为A．Fx B．FxtanαC．Fxsinα D．Fxcosα2、(本题9分)下图两种情况中，球的重力均为g，斜面倾角为，挡板对球的压力分别为()A．B．C．D．3、(本题9分)如图abc是竖直平面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点，一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g，则（）A．小球恰好能运动到轨道最高点cB．小球从a点开始运动到c点的过程中动能增量为2mgRC．小球从a点开始运动到c点的过程中机械能的增量为2mgRD．小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中机械能的增量为3mgR4、(本题9分)某人提着50N的水桶在水平地面上匀速行走了12m，在整个过程中，人对水桶所做的功为（）A．600J B．200J C．0J D．﹣600J5、降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风，若风速越大，则降落伞A．下落的时间越短 B．下落的时间越长C．落地时速度越小 D．落地时速度越大6、(本题9分)如图所示，在竖直平面内的圆周轨道半径为r，质量为m的小物块以速度v通过轨道的最高点P．已知重力加速度为g，则小物块在P点受到轨道对它的压力大小为A．m B．m－mg C．mg－m D．m+mg7、(本题9分)一质量为2kg的物块，在竖直方向的拉力作用下运动的v-t图象如图所示(向上为运动的正方向)，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是(A．4s时克服重力做功的功率为80WB．前6s内物块的重力势能先增大后减少C．前2s内拉力的功率变大D．5s时物块的动能为4J8、(本题9分)如图所示，作用于0点的三个力平衡，其中一个力大小为，沿y轴负方向．大小未知的力与x轴正方向夹角为θ，则下列说法正确的是（）A．力可能在第二象限的任意方向上B．力不可能在第三象限C．力与夹角越小，则与的合力越小D．的最小值为9、如图甲所示，甲、乙两个小球可视为质点，甲球沿固定在斜面上，倾角为30°的光滑足够长斜面由静止开始下滑，乙球做自由落体运动，甲、乙两球的动能与路程的关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（

）A．甲球和乙球运动到地面时的速度相同B．甲乙两球的质量之比为C．甲乙两球的动能均为时，两球重力的瞬时功率之比为D．甲乙两球的动能均为时，两球高度相同10、根据《日经新闻》的报道，日本将在2020年东京奥运会开幕之前使“无人驾驶”汽车正式上路并且投入运营．高度详细的3D地图技术能够为“无人驾驶”汽车提供大量可靠的数据，这些数据可以通过汽车内部的机器学习系统进行全面的分析，以执行不同的指令．如下图所示为一段公路拐弯处的3D地图，你认为以下说法正确的是（）A．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力B．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时收到的指令应让车速小一点，防止汽车作离心运动而发生侧翻C．如果弯道是倾斜的，3D地图上应标出内（东）高外（西）低D．如果弯道是倾斜的，3D地图上应标出外（西）高内（东）低11、(本题9分)如图所示，质量为M，长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是A．此时物块的动能为F(x＋L)B．此时小车的动能为fxC．这一过程中，因摩擦而产生的热量为fLD．这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fx+(F－f)L12、物体A、B、C均静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB、mC，与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB、μC。用水平拉力F分别拉物体A、B、C，所得加速度a与拉力F的关系如图所示，A、B两直线平行，B、C延长线交于a轴负半轴同一点。则以下关系正确的是A．μA<μB=μC B．μA>μB=μCC．mA=mB<mC D．mA=mB>mC二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．(1)通过研究重物自由下落过程中增加的__________与减小的重力势能的关系，从而验证机械能守恒定律．(2)实验中打点计时器应接__________（选填“直流”或“交流”）电源．正确操作得到的纸带如图所示，O点对应重物做自由落体运动的初始位置，从合适位置开始选取的三个连续点A、B、C到O点的距离如图，已知重物的质量为m，重力加速度为g．则从打下O点到B点的过程中，重物减少的重力势能为________．14、(本题9分)某同学利用如图甲所示的实验装置探究合力做功与动能变化之间的关系。（1）除了图示的实验器材，下列器材中还必须使用的是_______A．直流电源B．刻度尺C．秒表D．天平（含砝码）（2）实验中需要通过调整木板倾斜程度以平衡摩擦力，目的是_______A．为了使小车能做匀加速运动B．为了增大绳子对小车的拉力C．为了使绳子对小车做的功等于合外力对小车做的功（3）平衡摩擦力后，为了使绳子的拉力约等于钩码的总重力，实验中确保钩码的总质量远远小于小车的质量。实验时，先接通电源，再释放小车，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个计数点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为sA、sB、sC，相邻计数点间的时间间隔为T，已知当地重力加速度为g，实验时钩码的总质量为m，小车的质量为M。从O到B的运动过程中，拉力对小车做功W=___________；小车动能变化量ΔEk=_____________15、(本题9分)在用落体法“验证机械能守恒定律”实验中（1）图中释放纸带的操作正确的是（____）（2）甲同学按照正确的步骤操作，利用纸带算出重物重力势能的减少量△Ep往往略大于动能的增加量△Ek，这是因为_________________________________________________；（3）乙同学设计如图所示实验装置验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制一小铁球从A点自由下落，铁球下落过程中经过光电门B时，计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用刻度尺测出AB之间的距离h，已知小铁球的直径为d，当地重力加速度为g，当题中所给的d、t、h、g满足关系式_____________________________，即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)一条长为0.80m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m=0.10kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H=1.00m开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度求：（1）当小球运动到B点时的速度大小；（2）绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求小球落到C点时的瞬时速度的大小；（3）若OP=0.6m，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂，求轻绳能承受的最大拉力．17、（10分）(本题9分)如图所示，有一原长l0=0.5m的轻质弹簧放在水平面上，左端固定在A点，处于自然状态。现让一质量m=1kg小物块以速度v0=3m/s从B点向左运动，最终停在距B点l=0.4m的C点。已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.25，A、B间距d=1.3m，重力加速度g取10m/s2，小物块大小不计，整个过程弹簧处在弹性限度内，求：(1)小物块刚与弹簧接触时的速度大小；(2)弹簧弹性势能的最大值。

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、D【解析】

由图可知，力和位移的夹角为α，故恒力的功W=Fxcosα；A.Fx，与结论不相符；B.Fxtanα，与结论不相符；C.Fxsinα，与结论不相符；D.Fxcosα，与结论相符；2、A【解析】

对球受力分析如图所示：

由于光滑圆球受共点力处于静止状态，所以光滑圆球的合力为1．对球受力分析如图，由共点力平衡的条件得出：图1中挡板对球的作用力：N2＝Gtanθ；图2中挡板对球的作用力：N2＝Gsinθ．A.，与结论相符，选项A正确；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误；3、B【解析】

A．设小球到达c点的速度为v，则从a到c由动能定理：，解得，则小球不是恰好能运动到轨道最高点c（恰好达到c点的速度为零），A错误；B．小球从a到c的过程中，动能增量为，B正确；C．小球从a点开始运动到c点的过程中机械能的增量为，故C错误；D．小球离开c点后，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设小球从c点达到最高点的时间为t，则有，此段时间水平位移为，所以小球从a点开始运动到其轨迹最高点，小球在水平方向的位移为，水平外力做功为，则机械能的增量为，故D错误．4、C【解析】人对水桶的力竖直向上，而发生的位移沿水平方向，两者垂直，所以人对桶的作用力不做功，为零，C正确．【点睛】本题要注意理解功的定义，功是力与力的方向上发生的位移的乘积，当两者垂直时做功为零．5、D【解析】本题考查的是运动的合成与分解问题，降落伞在匀速下降，风也是匀速吹得，下落时间与水平速度无关，高度一定，所以下落时间一定，A、B错误；水平速度越大，竖直速度不变，则其合速度越大，所以C错误，D正确．6、B【解析】

在P点由牛顿第二定律可知：mg+F=m，解得F=m－mg；A.m，与结论不相符，选项A错误；B.m－mg，与结论相符，选项B正确；C.mg－m，与结论不相符，选项C错误；D.m+mg，与结论不相符，选项D错误；7、AD【解析】

4s时，由v-t图象得v=4m/s，又由PG=mgvcosθ

(重力与物体运动方向相反，θ=180∘)；代入数据得：4s时克服重力做功的功率为80W；故A正确；前6s内物块一直朝上运动，物体的重力势能会一直增加，故B错误；前2s内物体的速度未发生改变，物体做匀速直线运动，拉力与重力平衡；又由功率的计算公式P=Fvcosθ；得前2s内拉力的功率为定值，故C错误；由Ek=【点睛】此题要理解v-t图象得相关意义：(1)v-t图象与t轴围成的面积表示物块的位移；(2)v一直为正值，故物体一直朝一个方向运动；并结合功率的计算公式就能解决问题。8、AD【解析】三个力平衡时，合力必须为零，任意两个力的合力与第三力必须大小相等、方向相反，所以可知：力可能在第二象限的任意方向上，也可能在第三象限．故A正确，B错误．根据平衡条件得知：与的合力与大小相等、方向相反，大小不变，所以力与夹角越小时，与的合力不变．故C错误．根据矢量三角形定则有：由几何知识知，当时，即虚线位置时，有最小值，且最小值为．故D正确．选AD.【点睛】三个力平衡时合力为零，由平衡条件知：其中任意两个力的合力与第三力大小相等、方向相反．作出、的合力，必定与大小相等、方向相反．根据几何知识分析的方向范围和最小值．9、BC【解析】

A．两球在运动过程中只有重力做功，甲、乙球的机械能都守恒，mgh＝mv2，解得，甲球和乙球运动到地面时的速度大小相等，方向不同，故A错误；B．由机械能守恒定律得，对甲球：EK0=m甲gx0sin30°，对乙球：EK0=m乙g•2x0，解得：m甲：m乙=4：1，故B正确；C．两球重力的瞬时功率为：，甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球重力的瞬时功率之比为：，故C正确；D．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球高度之比为：x0sin30°：2x0=1：4，故D错误；10、BD【解析】试题分析：“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力，A错误；如果弯道是水平的，则静摩擦力提供向心力，当达到最大静摩擦力时对应一最大速度，超过这个速度，将发生离心运动而侧翻，B正确；如果弯道倾斜，则要使重力的分力提供向心力，所以应标出外（西）高内（东）低，C错误：D正确：故选BD．考点：生活中的圆周运动．【名师点睛】根据汽车转弯运动的实际情况，为防止侧滑，要使公路内侧低于外侧，形成斜面，使重力的分力提供向心力．11、BCD【解析】

A项：对物块，根据动能定理得：则物块的动能为，故A错误；B项：对小车，由动能定理得：，，则此时小车的动能为，故B正确；C项：系统产生的热量等于系统克服滑动摩擦力做功，为，故C正确；D项：这一过程中，由能量守恒定律可知，小物块和小车增加的机械能为，故D正确．12、AC【解析】

根据牛顿第二定律有：F-μmg=ma，所以有：；由此可知：图象斜率为质量的倒数，在纵轴上的截距大小为μg。故由图象可知：μA＜μB=μC，mA=mB＜mC。A.μA<μB=μC，与结论相符，选项A正确；B.μA>μB=μC，与结论不相符，选项B错误；C.mA=mB<mC，与结论相符，选项C正确；D.mA=mB>mC，与结论不相符，选项D错误；二．填空题(每小题6分，共18分)13、动能交流mgh2【解析】

(1)[1]通过研究重物自由下落过程中增加的动能与减少的重力势能是否相等，验证机械能守恒；(2)[2][3]打点计时器应接交流电源，从打下O点到B点的过程中，重物减少的重力势能△Ep=mgh214、BDCmgSB1【解析】（1）实验需要测出小车的质量，因此需要天平，进行实验数据处理时要求出小车的速度，需要用刻度尺测出计数点间的距离，故选BD．

（2）实验前要把木板的一端适当垫高以平衡摩擦力，平衡摩擦力后小车受到的合力等于绳子的拉力，可以使绳子对小车做的功等于合外力对小车做的功，故AB错误，C正确；故选C．

（3）从O到B的运动过程中，拉力对小车