福建省莆田市第二十四中学学年高一下学期期中考试物理精校解析Word版.docx
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福建省莆田市第二十四中学学年高一下学期期中考试物理精校解析Word版
莆田第二十四中学2017-2018高一下
物理期中考卷
一、单项选择题(每小题4分,共32分)
1.关于功,下列说法中正确的是:
()
A.因为功有正负,所以功是矢量
B.力对物体不做功,说明物体一定无位移
C.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的
D.力对物体做功少,说明物体的受力一定小
【答案】C
【解析】试题分析:
A、功的正负表示物体对外做功还是克服外力做功,不代表方向,功是标量;错误
B、如果力的方向和运动方向垂直,即使位移不为零力对物体也不做功;错误
C、功等于力和物体在力的方向上的位移的乘积;正确
D、力对物体做功少,说明力小或物体在力的方向上的位移小;错误
故选C
考点:
功的计算
点评:
一个力所做功的多少,仅与力F、位移L和力F与位移L夹角的余弦cosα三者有关。
2.质量为m的汽车行驶在平直公路上,在运动中所受阻力不变。
当汽车加速度为a,速度为v时发动机的功率为P1;当功率为P2时,汽车行驶的最大速度应为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】对汽车受力分析,设受到的阻力的大小为f.当汽车的加速度为a时,由牛顿第二定律可得,F-f=ma,所以F=f+ma,由功率P1=Fv=(f+ma)v,解得
;当功率恒为P2时,设最大速度为v′,则
,所以
.故选B.
【点睛】汽车在运动的过程中受到的阻力的大小不变,当达到最大速度时,汽车的牵引力的大小和阻力的大小相等,这是解本题的关键.
3.关于重力做功、重力势能变化的说法正确的是()
A.当物体向下运动时,重力对物体做负功,重力势能减小
B.当物体向下运动时,重力对物体做正功,重力势能增大
C.当物体向上运动时,重力对物体做负功,重力势能增大
D.当物体向上运动时,重力对物体做正功,重力势能减小
【答案】C
【解析】当物体向下运动时,重力对物体做正功,重力势能减小,选项AB错误;当物体向上运动时,重力对物体做负功,重力势能增大,选项C正确,D错误;故选C.
4.下列说法正确的是()
A.物体机械能守恒时,一定只受重力作用
B.物体处于平衡状态时机械能一定守恒
C.若物体除受重力外还受到其他力作用,物体的机械能也可能守恒
D.物体的动能和重力势能之和不变,除重力以外没有其他力对物体做功
【答案】C
【解析】物体机械能守恒时,一定只有重力做功,不一定只受重力作用,选项A错误;物体处于平衡状态时机械能不一定守恒,例如物体向上做匀速直线运动时,选项B错误;若物体除受重力外还受到其他力作用,若其它力做功的代数和为零,则物体的机械能也守恒,选项C正确;物体的动能和重力势能之和不变,说明机械能守恒,则除重力以外其他力对物体做功代数和为零,选项D错误;故选C.
5.质量为m的小球,从地面以V0的初速度向上抛出,桌面离地面高为h,如图设桌面处重力势能为零,空气阻力不计,小球上升到距离桌面高H处时的机械能为()
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】桌面处重力势能为零,则物体在地面处的机械能为
;物体的机械能守恒,则小球上升到距离桌面高H处时的机械能也为
,故选D.
6.一物体由静止开始从粗糙的斜面上的某点加速下滑到另一点,在此过程中重力对物体的功等于()
A.物体动能的增加量
B.物体重力势能的减小量和物体克服摩擦力做功之和
C.物体与斜面间摩擦产生的热量
D.物体动能的增加量和物体与斜面间摩擦产生的热量之和
【答案】D
【解析】一物体由静止开始从粗糙的斜面上的某点加速下滑到另一点,在此过程中,物体受重力、支持力、摩擦力,其中重力做正功,支持力不做功,摩擦力做负功。
设重力做功为WG,物体克服摩擦力做的功为Wf,物体动能的增加量为△Ek
根据动能定理知道:
W合=△Ek
WG+(-Wf)=△Ek
WG=Wf+△Ek
此过程中重力对物体做的功等于物体动能的增加量与物体克服摩擦力做的功之和。
根据重力做功与重力势能变化的关系得:
WG=-△Ep,在此过程中重力对物体做的功也等于重力势能的减小量。
故选D。
点睛:
解这类问题的关键要熟悉功能关系,也就是什么力做功量度什么能的变化,并能建立定量关系。
我们要正确的对物体进行受力分析,能够求出某个力做的功。
7.从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体,不计空气阻力,在物体下落过程中,下列说法正确的是( )
A.从飞机上看,物体静止B.从飞机上看,物体始终在飞机的后方
C.从飞机上看,物体做自由落体D.从地面上看,物体做自由落体
【答案】C
【解析】从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体,物体具有水平初速度,从地面上看,物体做平抛运动。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,又飞机做匀速直线运动,从飞机上看物体始终在正下方,所以从飞机上看,物体做自由落体运动。
故C正确,ABD错误。
故选C。
点睛:
解决本题的关键知道平抛运动的特点,知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动.
8.两个互相垂直的匀变速直线运动,初速度分别为V1和V2,加速度分别为a1和a2,它们的合运动轨迹( ).
A.轨迹一定是直线B.如果V1=0,V2=0,那么轨迹一定是曲线
C.轨迹一定是曲线D.如果
,那么轨迹一定是直线
【答案】D
【解析】当v1=v2=0,则将沿着合加速度方向,做匀加速直线运动,那么轨迹一定是直线,故B错误;如果v1≠0,v2≠0,当合初速度方向与合加速度方向共线时,则做直线运动,若两者不共线时,则那么轨迹一定是曲线,故AC错误;当合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上时,即
时,运动轨迹为直线,故D正确;故选D。
点睛:
解决本题的关键掌握判断合运动是直线运动还是曲线运动的方法,看合速度的方向和合加速度的方向在不在同一条直线上,判断合运动是直线还是曲线,看合初速度与合加速度是否共线.
二、多项选择题(每小题4分,共16分)
9.如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中(弹簧保持竖直),下列关于能的叙述正确的是()
A.弹簧的弹性势能先增大后减小
B.小球的动能先增大后减小
C.小球的机械能守恒
D.小球与弹簧所组成的系统机械能守恒
【答案】BD
【解析】小球在下落过程中弹簧被压缩,压缩量不断增大,故弹簧的弹性势能不断增大,故A错误;小球和弹簧接触过程中,开始阶段,弹簧的弹力小于重力,后来弹力大于重力,小球的合力先向下后向上,小球先加速后减速,则小球的动能先增大后减小,故B正确;由于弹簧的弹力对小球做负功,故小球的机械能减少,故C错误;小球与弹簧所组成的系统只有重力和弹簧的弹力做功,则机械能守恒,选项D正确;故选BD。
点睛:
弹簧问题往往是动态变化的,分析这类问题时用动态变化的观点进行,抓住弹力的可变性分析小球的运动情况.同时注意过程中能量转化情况.
10.如图所示,分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端,在此过程中,F1、F2、F3的做功及功率大小关系是( )
A.P1=P2=P3B.P1>P2=P3
C.W3>W2>W1D.W1=W2=W3
【答案】AD
【解析】三个物体的加速度相同,则到达斜面顶端时的速度和时间均相同,动能也相同,由于重力势能相同,则力F做功W也相同;根据P=W/t可知,F做功的功率也相同;故选AD.
11.如图所示,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向.图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的.不计空气阻力,则( )
A.a的飞行时间比b的长
B.b和c的飞行时间相同
C.a的水平速度比b的小
D.b的初速度比c的大
【答案】BD
点睛:
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,知道平抛运动的时间由高度决定,初速度和时间共同决定水平位移.
视频
12.如图所示,足够长的传送带与水平方向的倾角为θ,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,b的质量为m.开始时,a、b及传送带均静止,且a不受传送带摩擦力作用,现让传送带逆时针匀速转动,则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中,以下说法正确的是()
A.物块a的重力势能减少mghsinθ
B.摩擦力对a做的功等于a机械能的增量
C.摩擦力对a做的功等于物块a、b动能增量之和
D.任意时刻,重力对a、b做功的瞬时功率大小相等
【答案】CD
【解析】A:
开始时,a,b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用,有
,则
。
b上升h,则a下降
,则a重力势能的减小量为
。
故A项正确。
BC:
根据功能关系可得,系统机械能增加,摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增量。
所以摩擦力做功大于a的机械能增加。
因为系统重力势能不变,所以摩擦力做功等于系统动能的增加。
故B项正确,C项错误。
D:
任意时刻a、b的速率相等。
对b克服重力的瞬时功率
;对a重力做功的瞬时功率
。
任意时刻,重力对a、b做功的瞬时功率大小相等。
故D项正确。
三、实验题(每空2分,共14分)
13.验证机械能守恒定律的实验采用重物自由下落的方法:
(1)下列器材中不必要的是(_______)
A.直流电源 B.刻度尺 C.天平D.交流电源
(2)实验时,已知打点计时器打点的周期是T,当地的重力加速度为g,如下图纸带,如果在实验误差允许的范围内满足关系式__________________,即验证了重物下落过程中机械能是守恒的
(3)某同学在实验中得到了如图所示的一条纸带,图中
点为打点计时器打下的第一点,可以看做重物运动的起点,从后面某点起取连续打下的三个点A、B、C.己知相邻两点间的时间间隔为0.02s,假设重物的质量为1.00kg,则从起点
到打下
点的过程中,重物动能的增加量ΔEK=________J,重力势能的减小量ΔEP=_________J。
(保留三位有效数字,重力加速度g取9.80m/s2)
(4)即使在实验操作规范,数据测量及数据处理很准确的前提下,该实验求得的ΔEP也一定略______ΔEK(填大于或小于),这是实验存在系统误差的必然结果,该系统误差产生的主要原因是__________。
(5)如果用本实验测出重物拖着纸带下落过程中受到的平均阻力大小,利用第(3)题中的数据算出平均阻力大小为____________N。
(保留两位有效数字)
【答案】
(1).AC
(2).
(3).2.00(4).2.16(5).大于(6).纸带与打点计时器间存在摩擦(合理即可)(7).0.73或0.71
【解析】
(1)此实验要验证的关系是mgh=
mv2,即v2=2gh,则实验中必须使用刻度尺和交流电源,不必要的是直流电源和天平;故选AC.
(2)打E点时的速度
,则要验证的关系是:
,即:
。
(3)打下B点时的速度:
;则重物动能的增加量ΔEK=
mvB2=
×1×1.922J=1.84J;
重力势能的减小量ΔEP=mgh=1×9.8×0.192J=0.188J。
(4)实验求得的ΔEP略大于ΔEK,这是实验存在系统误差的必然结果,该系统误差产生的主要原因是纸带与打点计时器存在摩擦,空气阻力等.
(5)纸带下落的加速度:
根据牛顿第二定律:
mg-f=ma,解得f=0.3N
四、计算题(第14题8分,第15题10分,第16题10分,第17题10分,共38分)
14.在距离地面5m处将一个质量为1kg的小球以10m/s的速度水平抛出(g取10m/s2),问:
(1)小球在空中的飞行时间是多少?
(2)水平飞行的距离是多少?
(3)小球落地时的速度大小?
【答案】
(1)1s
(2)10m(3)
【解析】
(1)小球做平抛运动,在竖直方向上的分运动为自由落体运动,
由h=
gt2得:
小球在空中飞行的时间为:
(2)小球在水平方向上做匀速直线运动,得小球水平飞行的距离为:
x=v0t=10×1m=10m。
(3)小球落地时的竖直速度为:
vy=gt=10m/s。
所以,小球落地时的速度为:
方向与水平方向的夹角为45°向下。
15.如图所示,位于水平面上的物体A,在斜向上的恒定拉力作用下,由静止开始向右做匀加速直线运动。
已知物体质量为10kg,F的大小为100N,方向与速度v的夹角为37°,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,g取10m/s2。
(sin370=0.6,cos370=0.8)
求:
(1)物体运动的加速度?
(2)从运动开始,物体前进12m过程中拉力对物体做功及平均功率?
(3)第2s末,拉力F对物体做功的功率是多大?
【答案】
(1)6m/s2
(2)480W(3)960W
【解析】
(1)物体对水平面的压力
N=mg-Fsin37°=100N-100×0.6N=40N
由牛顿第二定律得Fcos37°-μN=ma,代入数据解得物体的加速度a=6m/s2
(2)从运动开始,前进12m用时t′=
=2s
该过程中拉力对物体做功W=Flcos37°=100×12×0.8J=960J
拉力对物体做功的平均功率P′=
=480W。
(3)第2s末,物体的速度v=at=12m/s
拉力F对物体做功的功率P=Fvcos37°=960W。
16.如图高为h=5m的光滑斜面AB,倾角为θ=30°,底端与水平面BD相连。
水平面末端墙上固定一轻弹簧,水平面BC段粗糙,长度为20m,动摩擦因数为μ=0.2,水平面CD段光滑,且等于弹簧原长。
质量为m=1kg的物块,由斜面顶端A点静止下滑。
(g取10m/s2)求:
(1)物块滑到B点时的速度大小;
(2)物块滑到C点时的速度大小;
(3)弹簧被压缩具有最大的弹性势能;
(4)物块会停在距离C点多远的地方。
(5)物块与水平面摩擦产生的热量为多少。
【答案】
(1)10m/s
(2)
m/s(3)10J(4)5m(5)50J
【解析】
(1)物体由A到B过程中机械能守恒
mgh=
mvB2
求得vB=10m/s
(2)B到C过程,由动能定理可得
求得vC=2
m/s
(3)C到D过程,物体动能全部转化为弹性势能EP=
mvC2
求得EP=10J
(4)物体由C出发到停止过程,由动能定理可得
求得s’=5m
(5)全程中,能量守恒Q=mgh=50J
点睛:
用动能定理解题时,关键是要正确的选择研究过程,找准初态和末态,并弄清此过程的各个力的做功情况.
17.电机带动水平传送带以速度v匀速运动,一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上,若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图所示,当小木块与传送带相对静止时,求:
(1)小木块的位移;
(2)传送带转过的路程;
(3)小木块获得的动能;
(4)摩擦过程产生的热;
(5)电机带动传送带匀速转动输出的总能量。
【答案】
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
【解析】对小木块,相对滑动时,由ma=μmg得加速度a=μg,
由v=at得,达到相对静止所用时间
(1)小木块的位移
;
(2)传送带始终匀速运动,转过的路程
(3)小木块获得的动能
(4)摩擦产生的热
(5)由能的转化和守恒定律知,电机输出的总能量转化为小木块的动能与摩擦产生的内能,所以E总=Ek+Q=mv2.
点睛:
本题关键之一要明确木块的运动情况:
匀加速运动,运用牛顿第二定律和运动学公式求解位移.其二要注意的是求摩擦热时要用木块与传送带间的相对位移.
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- 福建省 莆田市 第二 十四 中学 学年 一下 学期 期中考试 物理 解析 Word