2021-2022学年山东省师范大学附属中学高一（下）第一次月考物理试题含解析

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山东师大附中2021级2021-2022学年3月学业水平测试

物  理  试  题

 注意事项：

1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。

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，再选涂其他答案标号。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、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1. 几辆汽车在水平路面上行驶，下列说法正确的是（　　）

A. 汽车所受到的重力不做功

B. 汽车所受到的合力做的总功一定比各个分力做的功大

C. 速度大的汽车功率一定大

D. 汽车的速度发生变化，其动能就一定发生变化

【答案】A

【解析】

【详解】A．功等于力与力方向位移的乘积，汽车在水平面上行驶，位移在水平方向，重力方向竖直向下，重力方向与位移方向垂直，因此汽车所受到的重力不做功，故A正确；

B．合力做功等于各个分力做功的代数和，分力做功有正功、有负功，因此汽车所受到的合力做的总功不一定比各个分力做的功大，故B错误；

C．一个力的功率等于力与力方向速度的乘积

这个力的功率不但与速度大小有关而且还与力和速度的夹角有关，因此速度大的汽车功率不一定大，故C错误；

D．物体动能的表达式

由于速度是矢量，速度方向发生变化也是变速运动，因此速度大小不变但是方向发生变化的变速运动，其动能不变，汽车的速度发生变化，其动能不一定变化，故D错误。

故选A。

2. 物体的运动如图甲、乙、丙所示，均不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 甲图中，小球从某一高度由静止落入光滑半圆形固定轨道，全过程小球的机械能一定守恒

B. 乙图中，物体所受的合外力为零时，机械能一定守恒

C. 丙图中，弹簧越长，弹性势能越大

D. 丙图中光滑水平面上，被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中，小球的机械能守恒

【答案】A

【解析】

【详解】A．小球由静止沿光滑半圆形固定轨道下滑，轨道对小球的支持力不做功，只有重力做功，小球的机械能守恒，A正确；

B．乙图中，物体所受的合外力为零时，物体沿斜面下滑，重力势能减小，动能不变，机械能等于重力势能与动能之和，故机械能减小，机械能一定不守恒，B错误；

C．丙图中，如果弹簧开始时被压缩，弹簧恢复原长的过程中，弹簧越长，弹性势能越小，C错误；

D．丙图中光滑水平面上，被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中，小球受到弹簧弹力的作用，弹簧张力对小球做正功，故小球的机械能增加，D错误。

故选A。

3. 物体做曲线运动，下列说法正确是（　　）

A. 物体做曲线运动时，合力一定是恒力

B. 平抛运动从抛出到某时刻的位移与水平方向的夹角等于此时速度与水平方向的夹角

C. 斜上抛运动的物体达最高点时，速度最小

D. 斜抛运动的速度和加速度都在变化

【答案】C

【解析】

【详解】A．物体做曲线运动的原因是速度与合外力不在同一直线上，合力不一定是恒力，故A错误；

B．设小球从抛出到某时刻速度与水平方向夹角为

位移的夹角为

因此可得

可知平抛运动从抛出到某时刻的位移与水平方向的夹角的正切值等于此时速度与水平方向的夹角正切值的二分之一，故B错误；

C．物体做斜上抛运动时，水平速度不变，竖直方向速度在变化，到最高点时，竖直速度为零，只有水平速度，所以速度最小，故C正确；

D．斜抛运动加速度不变，等于重力加速度g，故D错误。

故选C。

4. 将一个物体由地面上方的A点移至低于地面的B点，选地面为重力势能的零势能面，下列说法正确的是（  ）

A. 重力做功与运动过程中是否存在阻力有关

B. 物体在A点的重力势能与在B点的重力势能方向相反

C. 物体由A点移至B点的过程中，沿直线或曲线运动重力做功可能不同

D. 物体由A点移至B点的过程中，重力做的功等于重力势能的减少量

【答案】D

【解析】

【详解】A．重力做功只与物体初、末位置的高度差及物体的质量有关，与其他因素无关，故A错误；

B．重力势能是标量只有大小没有方向，故B错误；

C．重力做功

物体从A点到B点无论是直线运动还是曲线运动，AB两点的高度差都是相同的，因此重力做功相同，故C错误；

D．物体在AB两点重力势能分别为

重力势能减小量为

物体从A点到B点重力做功为

因此重力做功等于重力势能的减小量，故D正确。

故选D。

5. 如图所示，冬奥冠军苏翊鸣在一次训练中脚踩滑雪板从平台BC的C点沿水平方向飞出，落在倾斜雪道上的D点。已知倾斜的雪道与水平面的夹角θ＝37°，苏翊鸣从C点飞出时他和装备的动能为400J。苏翊鸣及装备视为质点，不计空气阻力。取sin37°＝0.60，重力加速度g取10m/s2，则苏翊鸣（含装备）落到雪道上D点时的动能为（  ）

A. 800J

B. 900J

C. 1300J

D. 1500J

【答案】C

【解析】

【详解】在C点的动能

由平抛运动知识可知，速度偏转角的正切值是位移偏转角正切值的两倍

到达D点竖直方向速度

在D点的速度

则苏翊鸣（含装备）落到雪道上D点时的动能为

故选C。

6. 我们的课本上有一个小实验，如图。实验时，某同学把小纸帽压到桌面上，从放手到小纸帽运动到最高点的过程中，不计空气及摩擦阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 小纸帽的机械能守恒

B. 小纸帽刚脱离弹簧时动能最大

C. 小纸帽在最低点所受的弹力等于重力

D. 在某一阶段内，小纸帽的动能减小而小纸帽的机械能增加

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于弹簧对小纸帽做功，所以小纸帽的机械能不守恒，故A错误；

B．小纸帽在上升过程中，受到重力和弹簧的弹力，弹力先大于重力，再等于重力，后小于弹力，合力先向上，再向下，则小纸帽做加速后减速，当合力为零时速度最大，动能最大，此时弹簧处于压缩状态，小纸帽还没有脱离弹簧，故B错误；

C．小纸帽在最低点时加速度向上，合力向上，所受的弹力大于重力，故C错误；

D．在小纸帽的合力为零位置到它脱离弹簧的过程中，其合力向下，做减速运动，动能减小，由于弹簧对小纸帽做正功，则其机械能增加，故D正确。

故选D。

7. 济南市泉城广场的荷花音乐喷泉是广场的主要景观之一，其中一个喷水管喷出的水柱，从远处看，达到30层楼的高度；靠近看，喷管的直径约为10cm。水的密度ρ=1.0×103kg/m3，电动机用于给该喷管喷水的功率约为（　　）

A. 3×104W

B. 7.5×104W

C. 1.5×105W

D. 3×105W

【答案】D

【解析】

【详解】30层楼高约90m，喷出的水可看成做竖直上抛运动，初速度为

t时间内喷出水的质量约为

故电动机用于给该喷管喷水的功率约为

联立代入数据解得

故选D。

8. 从距离地面高度为5m处水平抛出一个物体，其动能Ek随距地面高度h的变化如图所示，取地面为重力势能零点，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）

A. 物体的质量为2kg

B. 物体抛出的初速度为5 m/s

C. h=2.5m时，动能与重力势能相等

D. 物体着地瞬间速度与水平方向的夹角为

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】B．由图像可知，物体到达地面时的动能是抛出时初动能的2倍

根据机械能守恒定律

可得

解得

故B错误；

C．物体抛出时动能与重力势能相等，故C错误；

D．物体着地瞬间竖直分速度

可知D正确；

由题目所给的信息无法求出物体的质量，A错误。

故选D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 下图中力F大小相等，物体沿水平面运动相同的位移，下列说法正确的是（　　）

A. 甲图中力F做功最多，丁图中力F做功最少

B. 乙图中力F做功与丙图中力F做功一样多

C. 乙图中物体克服摩擦力做功与丁图中物体克服摩擦力做功一样多

D. 甲图中物体的动能变化量最大，丁图中物体的动能变化量最小

【答案】AB

【解析】

【详解】AB．力对物体做的功等于力的大小、位移的大小、力跟位移夹角的余弦值三者的乘积，所以由

可知，甲图中力F做功最多，丁图中力F做功最少，乙图中力F做功与丙图中力F做功一样多，故AB正确；

C．由图可以看出，乙图中压力最大，丁图中压力最小，所以乙图中物体受到的摩擦力最大，丁图中物体受的摩擦力最小，所以乙图中物体克服摩擦力做功比丁图中物体克服摩擦力做功多，故C错误；

D．甲图中物体不需要克服摩擦力做功，所以动能变化量等于F做的功，最大，乙图中合外力做功为

丁图中合外力做功为

因此两个做功相减

因此做功的多少和摩擦因数有关，丁图不一定最小，故D错误。

故选AB。

10. 关于平抛运动，下列说法正确的是（　　）

A. 平抛运动在相等时间里的速度变化量相同

B. 平抛运动是匀变速曲线运动

C. 平抛运动物体飞行时间取决于抛出时的高度

D. 平抛运动的物体落地时的速度可以竖直向下

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．平抛运动的加速度不变，根据知，相等时间内速度变化量的相同，选项A正确；

B．平抛运动速度方向与受力方向不在一条直线上，且加速度为重力加速度，加速度不变，因此平抛运动是匀变速曲线运动，选项B正确；

C．根据平抛运动在竖直方向自由落体运动有

解得

可知，平抛运动的时间由高度决定，选项C正确；

D．平抛运动水平方向上做匀速直线运动，水平速度不为零，则落地时的速度不可能竖直向下，选项D错误。

故选ABC。

11. 如图所示，质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度为g，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（　　）

A. 重力势能增加了mgh B. 机械能损失了mgh

C. 动能损失了mgh D. 克服摩擦力做功mgh

【答案】AB

【解析】

【详解】A．在此过程中，重力做功为

重力做负功，则重力势能增加，故A正确；

C．物体所受的合外力为

合外力做功为

根据动能定理知，动能损失了，故C错误；

BD．根据

解得

则克服摩擦力做功为

除了重力外的其他力所做负功即为机械能的损失，即摩擦力做负功，则机械能损失，故B正确，D错误。

故选AB。

12. 如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在天花板上，质量相等的小球A和圆环B通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，圆环B套在光滑水平直杆上，水平杆到滑轮上端的距离为1.2m，初始时小球A和圆环B均处于静止状态，小球A位于滑轮顶端，B到滑轮的距离为2m。重力加速度g取10m/s2，现由静止释放小球A，在小球A下落的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小球A的速度一直增大

B. 小球A下落0.5m时，B的速度为m/s

C. 小球A下落0.8m时其机械能最小

D. 圆环B向左运动过程中，杆对B的弹力一直竖直向上

【答案】BC

【解析】

【详解】A．当B运动到滑轮正下方时，B沿绳方向速度为零，则A的速度也为零，说明A经历了先加速后减速的过程，故A错误；

B．小球A下落0.5m时，B与滑轮间轻绳长为1.5m，设轻绳与水平杆夹角为，则有

设此时B的速度大小为v，则此时A的速度vA为

由系统机械能守恒

带入数据可得

m/s

故B正确；

C．由于绳长不变，小球A下落0.8m时，B正好到达滑轮正下方，此时A的速度为零，高度最低，之后B继续向左滑动，A高度升高，速度增大，所以小球A下落0.8m时其动能和重力势能都达到最小，故C正确；

D．当B正好到达滑轮正下方时，A速度为零，加速度向上，说明轻绳拉力大于A的重力大小，则此时B受轻绳向上的拉力大于B的重力，由竖直方向合力为零知，此刻杆对B的弹力是竖直向下的，故D错误。

故选BC。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤(带夹子)、天平、毫米刻度尺、50Hz交流电源。

（1）如图所示，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)；

（2）某同学用正确的方法获得了一条纸带，以起点为计数点O，后隔一段距离，取连续点为计数点A、B、C、D、E、F、G，如图所示。已知重锤的质量为0.5kg，则电磁打点计时器打下E点时，重锤减少的重力势能ΔEp＝____ J，重锤增加的动能ΔEk＝_____ J(重力加速度g取9.8 m/s2，计算结果保留3位有效数字)，重锤增加的动能ΔEk与减少的重力势能ΔEp的大小关系为ΔEk________ΔEp(选填“大于”“小于”或“等于”)。

【答案】    ①. 丙    ②. 2.41    ③. 2.39    ④. 小于

【解析】

【详解】（1）[1]为了减小实验误差，释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置，并且使重锤靠近打点计时器，故合理的位置为丙图；

（2）[2]由图可知，打E点时下落的高度为

则电磁打点计时器打下E点时，重锤减少的重力势能

[3]    在E点时的速度

重锤增加的动能

[4]根据分析计算可知重锤增加的动能小于减小的重力势能。

14. 某同学用如左图所示的装置研究平抛运动的实验，把小球运动轨迹记录在右图所示一张印有小方格的纸上，小方格的边长L＝5.0cm，小球在平抛运动途中的几个位置如图中所示，g取9.8m/s2。

（1）下列说法正确的是________

A．安装带有斜槽的木板时，一定要注意木板是否竖直

B．必须尽量减少小球与轨道间的摩擦

C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放

D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，利用直尺将点连成折线

（2）小球做平抛运动的水平初速度大小是_______m/s；（结果保留2位有效数字）

（3）小球平抛运动抛出点到图中第一个点的水平距离为_____cm，竖直距离为____cm。 （结果保留3位有效数字）

【答案】    ①. AC    ②. 1.4    ③. 25.0    ④. 15.6

【解析】

【详解】（1）[1]A．安装带有斜槽的木板时，一定要注意木板是否竖直，因为小球运动轨迹在竖直平面内，减小测量误差，以防止小球运动时与木板接触而改变运动轨迹，故A正确；

BC．将斜槽末端成水平，每次小球只要从同一位置静止释放就能保证离开斜槽时具有相同的水平初速度，与斜槽是否有摩擦无关，故B错误，C正确。

D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑的曲线将各点连起来，将远离曲线的点舍掉，故D错误。

故选AC。

（2）[2]小球在竖直方向做匀加速直线运动

代入数据解得

小球在水平方向做匀速直线运动

代入数据解得

（3）[3]第2个点竖直方向速度

抛出点到第2个点的时间为

由此可知抛出点到第1个点的时间

小球平抛运动抛出点到图中第1个点的水平距离为

代入数据解得

[4]小球平抛运动抛出点到图中第1个点的竖直距离为

代入数据解得

15. 以v0=6m/s的初速度水平抛出一个质量m=0.1kg的小球，经过t=0.8s到达地面时，其速度方向与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）小球水平抛出时距离地面的高度h；

（2）sinθ；

（3）小球落地瞬间重力的功率P。

【答案】(1) 3.2m；(2) 0.8； (3) 8W

【解析】

【详解】（1）由

代入数据得

（2）小球落到时竖直分速度

落到速度

代入数据解得

（3）小球落地瞬间重力的功率

代入数据得

16. 一辆小汽车的额定功率为P=80kW，在水平直路面上由静止启动，已知汽车的质量为m＝2×103kg，汽车受到的阻力恒为车重的0.2倍，g取10m/s2。

（1）求汽车能达到的最大速度；

（2）若汽车以a=2m/s2的恒定加速度启动，求匀加速维持的时间t1；

（3）若汽车以恒定功率启动，经t2＝12s达到最大速度，求该过程汽车的位移。

【答案】（1）20m/s；（2）5s；（3）140m

【解析】

【详解】（1）牵引力与阻力相等时汽车的速度最大，即

F1=f=kmg=4×103 N

根据

P=F1vm

代入数据得

vm=20 m/s

（2）由牛顿第二定律得

F2−f=ma

匀加速运动的最大速度设为v1，此时功率达到最大

P=F2v1

v1=a t1

代入数据得

t1=5 s

（3）启动过程由动能定理得

Pt2−fs＝

代入数据求得该过程汽车的位移

s=140m

17. 如图所示，在倾角为的光滑斜面MN底端固定一个被压缩且锁定的轻弹簧，轻弹簧的上端静止放一质量的滑块，滑块与斜面顶端N点相距。现将弹簧解除锁定，滑块离开弹簧后经N点离开斜面，恰水平飞上速度为顺时针匀速转动的传送带，足够长的传送带水平放置，其上表面距N点所在水平面高度为，滑块与传送带间的动摩擦因数，g取10 m/s2。求：

（1）滑块从离开N点至飞上传送带的时间；

（2）弹簧锁定时储存的弹性势能；

（3）滑块在传送带上运动时由于摩擦产生的热量。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）滑块从N点离开飞上传送带竖直方向做竖直上抛运动，由

代入数据得

（2）滑块离开N点的速度为

斜面倾角为，可得

弹簧解除锁定至滑块到达N点过程系统的机械能守恒

可求得弹簧储存的弹性势能

（3）滑块刚飞上传送带时的速度为

滑块在传送带上加速时

加速时间

这段时间滑块与传送带之间的位移差

滑块在传送带上运动时由于摩擦产生的热量

代入数据求得

18. 如图所示，可视为质点的小物块静止在水平桌面OA的左端，桌面OA的长度L=2.0m，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.275，桌子右侧的斜面BC与水平方向的夹角为θ=37°，斜面下端点B在桌子右边缘A的正下方。物块在水平拉力F作用下向右运动，拉力F与x之间的关系如右图所示，x表示桌面上某点到O点的距离。物块离开桌面后平抛落到斜面上，物块到达斜面时速度与斜面垂直。已知物块质量为m=0.2kg，重力加速度g取10m/s2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）求物块平抛的初速度；

（2）求桌面的高度；

（3）其他量不变，将斜面BC向右平移距离d，同时改变桌面的动摩擦因数，保证物块到达斜面时速度与斜面垂直，求d的最大值及这种情形下的动摩擦因数。

【答案】（1）3m/s；（2）1.7m；（3）2.55m，

【解析】

【详解】（1）图线下方的面积表示功，由图像可得水平拉力F做的功为

物块在桌面上运动过程由动能定理得

解得物块平抛的初速度为

vA=3m/s

（2）由于物块到达斜面时速度与斜面垂直，则物块落到斜面上时速度的竖直分量为

又

vy=gt1

物块做平抛运动的时间为

t1=0.4s

物块下落的高度、水平位移分别为

x=vAt1

由几何关系可得

h2=xtanθ

则桌面的高度为

H=h1+h2

联立解得

H=1.7m

（3）由于桌面高度一定，物块平抛到达斜面时速度的竖直分量最大为

物块到达斜面时速度与斜面垂直，这种情形下平抛初速度为

由动能定理可得

解得

由题意知，动摩擦因数为0时，物块平抛的初速度最大，即便落到地面处也无法满足物块到达斜面时速度与斜面垂直，综上所述，物块平抛刚好落到地面处时到达斜面底端，速度与斜面垂直，此时d有最大值。

d=v0t

代入数据可得

d=2.55m

这种情形下动摩擦因数为。