商水實驗高中2021-2022學年高一年級階段心測試（三）物理試題卷一、選擇題|本題共12小題，每小題5分。在每小題給出的四個選項中，其中第1~8題只有一個選項符合要求，第9~12題有多個選項符合要求。全部選對的得5分選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.如圖所示，電梯與水平地面成θ角，一人站在電梯上，電梯從靜止開始勻加速上升，到達一定速度后再勻速上升，若以N表示水平梯板對人的支持力，G為人受到的重力，f為電梯對人的靜摩擦力，下列結論正確的是（）A.加速運動過程中f≠0，f、N，G都做功 B.加速運動過程中f≠0，N不做功C.勻速運動過程中f≠0，N，G都做功 D.勻速運動過程中f≠0，N，G都不做功：【答案】A【解析】【分析】運動的分解方法有兩種：分解速度而不分解加速度，分解加速度而不分解速度．【詳解】A、B、加速過程中，人的加速度斜向上，將加速度分解到水平和豎直方向得：ax=acosθ，方向水平向右；ay=asinθ，方向豎直向上，水平方向受靜摩擦力作用，f=ma=macosθ，水平向右，豎直方向上有位移，所以重力和支持力都做功，在水平方向上有位移，則摩擦力也做功，故A正確，B錯誤．C、D、勻速過程中，人受力平衡，水平方向無相對運動趨勢則不受摩擦力，但在豎直方向上有位移，所以重力和支持力都做功，故C、D錯誤；故選A．【點睛】解決本題時可以把加速度進行分解，結合牛頓第二定律求解；然后再根據功的公式進行分析，注意功的正負的判斷．2.下列關于重力勢能的說法正確的是（）A.物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定B.在地面上的物體具有的重力勢能不一定等于零C.一個物體的重力勢能從－3J變化到－5J，重力勢能增加了D.物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能也越大【答案】B【解析】【詳解】AB．物體的重力勢能大小跟所選取的零勢能面有關，選擇不同的零勢能面，物體的重力勢能不同，故在地面上的物體具有的重力勢能不一定等于零，A錯誤，B正確；C．一個物體的重力勢能從－3J變化到－5J，重力勢能減小了，C錯誤；D．若物體在零勢能面的下方，與零勢能面的距離越大，它的重力勢能越小，D錯誤。故選B。3.固定的傾斜光滑桿上套有一個質量為m的圓環，圓環與豎直放置的輕質彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，彈簧處于原長h．讓圓環沿桿滑下，滑到桿的底端時速度為零，則（）A.在下滑過程中圓環的機械能守恒B.在下滑過程中彈簧的彈性勢能先減小后增大C.彈簧的彈性勢能在整個過程中增加了mghD.在下滑過程中（含始末位置）有兩個位置彈簧彈力的功率為零【答案】C【解析】【詳解】試題分析：圓環沿桿滑下，滑到桿的底端的過程中有兩個力對圓環做功，即環的重力和彈簧的拉力；所以圓環的機械能不守恒，如果把圓環和彈簧組成的系統作為研究對象，則系統的機械能守恒，A錯誤；彈簧的彈性勢能隨彈簧的形變量的變化而變化，由圖知彈簧先縮短后再伸長，故彈簧的彈性勢能先增大再減小后增大才對，B錯誤；根據系統的機械能守恒，圓環的機械能減少了mgh，那么彈簧的機械能即彈性勢能增大mgh．C正確；在A點時彈簧處于原長，彈力為零，故A點彈力的功率為零，當彈力與速度方向垂直時，彈力的功率為零，當彈力再次回復原長時，彈力為零，彈力的功率為零，到最低端環的速度為零，所以彈力的功率為零，D錯誤；考點：考查了功和功率的計算，功能關系【名師點睛】對物理過程進行受力、運動、做功分析，是解決問題的根本方法．這是一道考查系統機械能守恒的基礎好題．4.一個人站在距地面為h的陽臺上，以相同的速率分別沿豎直向上，水平，豎直向下拋出a、b、c三個質量相同的小球，不計空氣阻力，則它們：A.落地時的動能相同B.落地時的動能大小是C.從拋出到落地重力勢能的減少量不同D.落地瞬時重力做功功率相同【答案】A【解析】【分析】【詳解】ABC．小球在三種情況下從拋出點開始，到落地點過程中，位移相同，即重力做功相同，根據動能定理可得解得落地動能因為初速度相同，所以落地時的動能，A正確，BC錯誤；D．小球運動過程中，只有重力做功，機械能守恒，故落地時末速度大小相等，但方向不同，且vyb<vya=vyc根據P=mgvy故重力做功功率Pb<Pa=PcD錯誤；故選A。5.子彈射出槍口時的動能與子彈橫截面積的比值稱為“槍口比動能”。我國公安部規定：槍口比動能大于等于1.8J/cm2的認定為槍支；槍口比動能小于1.8J/cm2而大于0.16J/cm2的認定為仿真槍；槍口比動能小于等于0.16J/cm2的認定為玩具槍。有些同學小時候玩過的“BB槍”發射的“塑料BB彈”質量0.12g、直徑6mm、出槍口速度約107m/s。則關于“BB槍”，你的新認識是（）A.是槍支 B.是仿真槍 C.是玩具槍 D.條件不足，不好確定【答案】A【解析】【詳解】“塑料BB彈”的質量，速度，則“塑料BB彈”射出槍口時的動能“塑料BB彈”的直徑，橫截面積則“槍口比動能”為則“BB槍”是槍支，故A正確，BCD錯誤。故選A。6.豎直平面內有兩個半徑不同的半圓形光滑軌道，如圖所示，A、M、B三點位于同一水平面上，C、D分別為兩軌道的最低點，將兩個相同的小球分別從A、B處靜止釋放，當它們各自通過C、D時，則A.兩球的線速度大小相等B.兩球角速度大小相等C.兩球對軌道的壓力相等D.兩球的重力勢能相等【答案】C【解析】【詳解】A．小球在光滑軌道上運動只有重力做功，故機械能守恒，即有mgR＝mv2，所以，線速度v＝；兩軌道半徑不同，故兩球的線速度大小不等，故A錯誤；B．角速度兩軌道半徑不同，故兩球的角速度大小不等，故B錯誤；C．由牛頓第二定律可得：小球對軌道的壓力FN＝mg+＝3mg故兩球對軌道的壓力相等，故C正確；D．兩球開始的高度相同，機械能相同，因機械能守恒，則在最低點時的機械能相同，但動能不同，則重力勢能不同，故D錯誤；故選C．7.如圖所示，質量為m的物體在水平恒力F的推動下，從山坡底部A處由靜止運動至高為h的坡頂B，獲得速度為v，AB的水平距離為s。下列說法正確的是（）A.物體重力所做的功是mghB.合力對物體做的功是C.推力對物體做的功是D.阻力對物體做的功是【答案】D【解析】【詳解】A．在上升過程中，重力做功為，故A錯誤；B．根據動能定理得，合力做功等于動能的變化量，則合力做功為，故B錯誤；C．水平恒力F對小車做的功是Fs，故C錯誤；D．根據動能定理得則推力做功為Fs，阻力做功為故D正確。故選D。8.“殲-20”是中國自主研制的雙發重型隱形戰斗機，該機將擔負中國未來對空、對海的主權維護任務。在某次起飛中，質量為m的“殲-20”以恒定的功率P起動，其起飛過程的速度隨時間變化圖像如圖所示，經時間t0飛機的速度達到最大值為vm時，剛好起飛。關于起飛過程，下列說法正確的是（??）A.飛機所受合力不變，速度增加越來越慢B.飛機所受合力增大，速度增加越來越快C.該過程克服阻力所做的功為D.平均速度【答案】C【解析】【分析】【詳解】AB．根據圖像可知，圖像的斜率為加速度，所以起飛中，斜率越來越小，加速度越來越小，速度增加越來越慢，根據牛頓第二定律加速度減小，合外力減小，故AB錯誤；C．根據動能定理可知解得故C正確；D．因為不勻變速運動，所以平均速度不等于，故D錯誤。故選C。二、多選題（共4小題）9.在平直公路上汽車由靜止開始做勻加速直線運動，當速度達到時，立即關閉發動機，汽車滑行直到停止，運動的圖象如圖所示，汽車牽引力大小為F，汽車受到的阻力恒為f，全過程中牽引力做的功為，克服阻力f所做的功為，則下列各項中正確的是（）A. B.C. D.【答案】BC【解析】【分析】【詳解】上汽車由靜止開始做勻加速直線運動，由牛頓第二定理可知閉發動機后，汽車滑行直到停止，做勻減速直線運動，由牛頓第二定理可知由圖像可知，斜率表示加速度，所以聯合可解由圖像可知，面積表示位移，勻加速直線運動的位移x1，勻減速直線運動的位移x2，所以全過程中牽引力做的功為阻力f所做的功為聯立可解故選BC。10.如圖所示，截面是高為h的等腰直角三角形光滑斜面固定在粗糙水平面上，底端用小圓弧與水平地面平滑連接，在距斜面底端為d的位置有一豎直墻壁、小物塊自斜面頂端由靜止釋放，小物塊與水平地面之間的動摩擦因數為，若小物塊與墻壁發生碰撞后以原速率反彈，且最多只與墻壁發生一次碰撞，不計碰撞過程中能量損失。則物塊最終靜止時距斜面底端的距離可能為（）A. B. C. D.【答案】ABC【解析】【詳解】A．設s是物塊在水平面上運動的總路程，根據動能定理有解得若物塊不與墻壁相碰，則物塊最終靜止時距斜面底端的距離為，故A正確；BD．若只發生一次碰撞，但未再次滑上斜面時，物塊最終靜止時距斜面底端的距離為，故B正確，D錯誤；C．若碰后能再次滑上斜面，物塊最終靜止時距斜面底端的距離為，故C正確。故選ABC。11.如圖所示，一個內壁光滑的圓管軌道ABC豎直放置，軌道半徑為R；O、A、D位于同一水平線上，A、D間的距離為R；質量為m的小球(球的直徑略小于圓管直徑)，從管口A正上方由靜止釋放，要使小球能通過C點落到AD區，則球經過C點時()A.速度大小滿足B.速度大小滿足0≤vC≤C.對管的作用力大小滿足mg≤FC≤mgD.對管的作用力大小滿足0≤FC≤mg【答案】AD【解析】【詳解】AB．小球離開C點做平拋運動，落到A點時水平位移為R，豎直下落高度為R，根據運動學公式可得：豎直方向有R=gt2水平方向有R=vC1t解得vC1=小球落到D點時水平位移為2R，則有2R=vC2t解得vC2=故速度大小滿足≤vc≤故A正確，B錯誤．CD．由于球的直徑略小于圓管直徑，所以過C點時，管壁對小球的作用力可能向下，也可能向上，當vC1=向心力＜mg所以管壁對小球的作用力向上，根據牛頓第二定律得mg-Fc1=解得N=mg當vC′=，向心力F′==2mg＞mg所以管壁對小球的作用力向下，根據牛頓第二定律得mg+Fc2=解得N′=mg假設在C點管壁對小球的作用力為0時的速度大小為vC3，則由向心力公式可得mg=解得vC3=vC3在≤vc≤范圍內，所以滿足條件．所以球經過C點時對管的作用力大小滿足0≤Fc≤mg故C錯誤，D正確。故選AD。12.一質量不計的直角形支架兩端分別連接質量為m和2m的小球A和B．支架的兩直角邊長度分別為2l和l，支架可繞固定軸O在豎直平面內無摩擦轉動，如圖所示．開始時OA邊處于水平位置．由靜止釋放，則()A.A球的最大速度為B.A球的速度最大時，兩小球的總重力勢能最小C.A球第一次轉動到與豎直方向的夾角為45°時，A球的速度為D.A、B兩球的最大速度之比vA∶vB＝3∶1【答案】BC【解析】【詳解】由機械能守恒可知，A球的速度最大時，二者的動能最大，此時兩球總重力勢能最小，所以B正確；根據題意知兩球的角速度相同，線速度之比為vA：vB=ω?2l：ω?l=2：1，故D錯誤；當OA與豎直方向的夾角為θ時，由機械能守恒得：mg?2lcosθ-2mg?l（1-sinθ）=mvA2+?2mvB2，解得：vA2=gl（sinθ+cosθ）-gl，由數學知識知，當θ=45°時，sinθ+cosθ有最大值，最大值為：vA=，所以A錯誤，C正確．故選BC．【點睛】本題中的AB的位置關系并不是在一條直線上，所以在球AB的勢能的變化時要注意它們之間的關系，在解題的過程中還要用到數學的三角函數的知識，要求學生的數學基本功要好.三、實驗題（本題共15分，其中13題每空2分，14題每空3分）13.小明用如圖甲所示的裝置“研究平拋運動及其特點”，他的實驗操作是：在小球A、B處于同一高度時，用小錘輕擊彈性金屬片使A球水平飛出，同時B球被松開。(1)他觀察到的現象是：小球A、B_______（填“同時”或“先后”）落地；(2)讓A、B球恢復初始狀態，用較大的力敲擊彈性金屬片，A球在空中運動的時間_______（填“變長”“不變”或“變短”）；(3)上述現象說明：平拋運動的豎直分運動是_______運動。(4)然后小明用圖乙所示方法記錄平拋運動的軌跡，由于沒有記錄拋出點，如圖丙所示，數據處理時選擇A點為坐標原點（0，0），結合實驗中重錘方向確定坐標系，丙圖中小方格的邊長均為0.05m，g取10m/s2，則小球運動中水平分速度的大小為_____m/s，小球經過B點時的速度大小為______m/s。【答案】①.同時②.不變③.自由落體④.1.5m/s⑤.2.5m/s【解析】【詳解】(1)[1]因A做平拋運動，B作自由落體運動，平拋運動在豎直方向的分運動是自由落體運動，故AB同時落地。(2)[2]用較大的力敲擊彈性金屬片，將使得A球的水平初速度變大，但平拋運動的高度仍然不變，由可知，A球在空中運動的時間不變。(3)由上面的實驗可知，A、B兩球同時落地，可以平拋運動的豎直分運動是自由落體運動。(4)[4]小球豎直方向是勻變速直線運動，由可知，它們的時間間隔為小球在水平方向是勻速直線運動，由題圖可知，水平初速度為[5]小球經過B點時豎直方向的速度為故小球經過B點時的速度為14.某同學利用圖（a）所示裝置驗證動能定理。調整木板傾角平衡摩擦阻力后，掛上鉤碼，鉤碼下落，帶動小車運動并打出紙帶。某次實驗得到的紙帶及相關數據如圖（b）所示。已知打出圖（b）中相鄰兩點的時間間隔為0.02s，從圖（b）給出的數據中可以得到，打出B點時小車的速度大小vB=_____m/s，打出P點時小車的速度大小vP=_____m/s（結果均保留2位小數）。若要驗證動能定理，除了需測量鉤碼的質量和小車的質量外，還需要從圖（b）給出的數據中求得的物理量為_________。【答案】①.0.36②.1.80③.B、P之間的距離【解析】【詳解】[1][2]由勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于平均速度[3]驗證動能定理需要求出小車運動的過程中拉力對小車做的功，所以還需要測量對應的B、P之間的距離。四、計算題（共4小題）15.質量為kg的汽車，在水平路面上由靜止開始運動，汽車在運動過程中所受摩擦阻力大小恒為2000N，汽車發動機的額定輸出功率為W，開始時以的加速度做勻加速運動，取重力加速度。求：（1）汽車所能達到的最大速率；（2）汽車做勻加速運動的時間。【答案】（1）15m/s；（2）10s【解析】【詳解】（1）汽車達到最大速度時，加速度為零，此時牽引力等于阻力，故所能達到的最大速度（1）根據牛頓第二定律有解得汽車勻加速能達到的最大速度解得勻加速運動的時間為16.如圖所示，AB為1/4圓弧軌道，半徑為R=0.8m，BC是水平軌道，長S=3m，BC處的摩擦系數為μ=，今有質量m=1kg的物體，自A點從靜止起下滑到C點剛好停止．求：（1）物體在AB段克服阻力所做的功為多少？（2）物體下滑到B點時對圓弧軌道的壓力多大？【答案】(1)6J(2)15N【解析】【分析】【詳解】（1）從A到C的運動的過程運用動能定理得mgR-Wf-μmgSBC=0解得Wf=6J（2）從B到C的過程中，運用動能定理得-μmgSBC=0-mvB2解得vB=2m/s根據向心力公式得解得N=15N由牛頓第三定律可知，物體對軌道壓力為15N。17.如圖所示，豎直平面內放一直角桿，桿的各部分均光滑，水平部分套有質量為mA=3kg的小球A，豎直部分套有質量為mB=2kg的小球B，A、B之間用不可伸長的輕繩相連。在水平外力F的作用下，系統處于靜