福建省华安一中长泰一中等四校2022学年高一物理下学期第一次4月联考试题含解析

福建省华安一中、长泰一中等四校2022-2022学年高一年下学期第一次(4月)联考物理试题一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分1.下列说法正确的是A.有用功一定时，额外功越少，机械效率越高（）B.有用功越大,机械的机械效率就越高C.越省力的机械，其机械效率越高D.总功越大,机械的机械效率就越低【答案】A【解析】A、由公式可以知道，有用功一定时，额外功越少，机械效率越高，故A正确；B、由公式可以知道，有用功大的机械，因为总功情况不明，故不能确定机械效率的大小，故B错误；C、机械效率是指有用功占总功的百分比，与是否省力没有必然的联系，故C错误；D、由公式可以知道，总功大的机械，因为有用功情况不明，故不能确定机械效率的大小，故D错误；故选A。2.在一次校运会中，某足球运动员用力F将质量为m的足球由静止踢出，飞出速度为V0，足球沿水平地面滚动了S米后停止．那么，下列关于功和能的分析中，正确的是()A.运动员踢球过程中，足球没有位移，人对足球的作用力没有做功B.运动员踢球过程中，运动员对足球做功为C.足球滚动过程中，地面阻力对足球做-FSD.足球滚动过程中，足球的动能消失了【答案】B-13-【解析】AB、踢球过程中，人对足球的作用力做正功，足球的动能增加，根据动能定理可得运动员对足球做功为，故A错误，B正确；CD、足球滚动过程中，地面阻力对足球做负功，根据动能定理可得运动员对足球做功为，足球的动能转化为内能，而不是消失了，故CD错误；故选B。【点睛】整个过程中，有人做功、阻力做功,运动员消耗的化学能转化为摩擦产生的内能。3.一个30kg的小孩从高度为2.0m的倾角为30°的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0m/s。取g=10m/s2，关于力对小孩做的功和功率正确的是（）A.合外力做功600JB.克服阻力做功540JC.重力做功300JD.重力的功率600W【答案】B【解析】A、根据动能定理知合外力做功，故A错误；BC、重力做功为，因为，则克服阻力做功，故B正确，C错误；D、重力的功率，故D错误；故选B。【点睛】根据小孩下滑的高度求出重力做功的大小，根据动能定理求出阻力做功与合力做功的大小。4.某同学家里装修，她帮着家长粉刷墙壁。关于刷子和墙之间的摩擦力做功情况，下列说法正确的是()A.刷子对墙的摩擦力做正功B.刷子对墙的摩擦力做负功-13-C.墙对刷子的摩擦力做正功D.墙对刷子的摩擦力做负功【答案】D【解析】墙对刷子的摩擦力与刷子的运动方向始终是相反的，所以墙对刷子的摩擦力做做负功；墙始终是静止的，刷子的摩擦力对墙不做功，故ABC错误，D正确；故选D。5.起重机用钢绳吊着质量为的重物从静止开始匀加速上升，经过一段时间t，重物速度等于,在这段时间内，钢绳拉力做功的平均功率等于()A.B.C.D.【答案】B【解析】物体获得的加速度为，上升的高度为，货物受重力和起重机对货物拉力F，根据牛顿第二定律得：，，上升h高度,起重机对货物拉力做功：，起重机对货物拉力做功平均功率为：，故B正确，ACD错误；故选B。【点睛】通过运动学公式求的加速度和上升高度，对货物进行受力分析，根据牛顿第二定律求出起重机对货物拉力，根据平均功率的表达式求解。6.如图所示，总长为的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮，开始时底端对齐，当略有扰动时其一端下落，铁链开始滑动，当铁链脱离滑轮瞬间铁链速度为（）A.B.C.D.【答案】B【解析】铁链从开始到刚脱离滑轮的过程中,链条重心下降的高度为,链条下落过程,由机械能守恒定律,得: ，计算得出:，故B正确，ACD错误；-13-故选B。【点睛】链条在下滑的过程中,对链条整体,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出链条的速度。7.关于动能,下列说法正确的是()A.公式中的速度通常是物体相对于地面的速度B.如果物体的速度有变化，其动能也一定发生变化C.动能的大小由物体的质量和速率决定,与物体运动的方向无关D.物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动,其动能不同【答案】AC【解析】A、公式中的速度应为相对于参考系的速度，故A正确；B、动能是标量，没有方向，故速率相同时，动能即相同，故B错误；C、动能是标量，与物体的运动方向无关，动能的大小由物体的质量和速率决定，故C正确；D、动能只取决于质量和速度，与合力无关，只要速率相同，质量相同，则动能一定相同，故D错误；故选AC。8.习总书记反复强调“绿水青山就是金山银山”，请问下述做法能改善空气质量的是（　　）A.以煤等燃料作为主要生活燃料B.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源C.鼓励私人购买和使用普通汽车D.用纯电动车汽车代替燃油公交车【答案】BD【解析】A、以煤作为主要生活燃料会产生大量污染物,如:C0、CO2、SO2等有害气体,污染大气,温室效应、导致酸雨等环境问题，故A错误；B、利用太阳能、风能等替代化石能源可以减少有害气体的排放,解决能源问题的最佳方法是开发新能源(如风能、地热能、氢能、水能、核能、生物质能等)，故B正确；CD、汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物,会严重污染大气,汽车越多,则污染越严重，使用电动车不会产生污染,故限制使用电动车不能改善空气质量,故C错误，D正确；-13-故选BD。9.表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，其斜面的倾角θ=30°，物块A和B用轻绳连接并跨过定滑轮（不计滑轮质量和摩擦），已知mA=4kg，mB=1kg．开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升．设当A沿斜面下滑S=1m后，细线突然断了．g取10m/s2，则：（）A.线断前A物块机械能守恒B.线断前A、B系统机械能守恒C.细线断开时A物块的速度VA=2m/sD.物块B上升的最大高度H=2m【答案】BC【解析】细绳断开前，A、B组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律有: ，代入数据解得:v A=2m/s；此时B的速度为2m/s，继续上升的高度为: 则物块B上升的最大高度为:，故BC正确，AD错误；故选BC。10.如图所示，固定的倾斜（）光滑杆上套有一个质量为m的小球，小球与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h，让小球沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零，则在小球下滑过程中（　　）A.小球机械能守恒B.弹簧的弹性势能先增大后减小C.弹簧的弹性势能变化了mgh-13-D.弹簧的弹性势能最大时圆环动能为零【答案】CD【解析】A、小球沿杆滑下，滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功，即环的重力和弹簧的拉力，所以小球的机械能不守恒，如果把小球和弹簧组成的系统作为研究对象，系统内只有重力和弹簧的弹力做功，则系统的机械能守恒，故A项错误；B、弹簧的弹性势能随弹簧的形变量的变化而变化，由图知弹簧先缩短后再伸长，故弹簧的弹性势能先增大再减小再增大，故B项错误；C、根据系统的机械能守恒，小球的机械能减少了mgh，那么弹簧的机械能即弹性势能增大mgh，故C项正确；D、根据系统的机械能守恒，滑到杆的底端时速度为零时弹簧弹性势能最大时，故D项正确；故选CD。11.静止在光滑水平面上质量为1kg的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图所示，则下列结论正确的是（）A.第2s内外力所做的功为B.0～2s内外力的平均功率为C.第2s末外力的瞬时功率最大D.第1s内与第2s内质点动能增加量的比值为-13-【答案】BD【解析】0-1s内，物体受到恒力F=2N的作用，此段时间内物体做初速度为零的匀加速运动，加速度大小为，位移大小为，末速度大小为；1-2s内，物体受到的恒力F=1N的作用，做匀加速运动，加速度大小为，位移大小为，末速度大小为；A、第2s内外力所做的功为，故A错误；B、0-2s内外力的平均功率为，故B正确；C、第1s末外力的瞬时功率，第2s末外力的瞬时功率，故C错误；D、第1s内与第2s内质点动能增加量的比值为，故D正确；故选BD。二、实验题：本题共2小题，第12题6分，第13题10分，共16分。把答案写在答题卡中指定的答题处。12.2022年3月14日现代伟大的物理学家霍金与世长辞，但是科学家追求真理的精神不会停止，在探究恒力做功和物体动能变化间的关系的过程中，某同学设计了如下实验，步骤如下：①按图甲摆好实验装置，其中小车质量M，钩码总质量m．②释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为f），打出一条纸带．（1）实验得到如图2纸带，验证动能定理的表达式是：________________________．(用实验中相应的符号表示，重力加速度为g)-13-（2）此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大。该同学且没放弃，通过反复思考，他认为产生误差的可能原因如下，其中正确的是（_______）A．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离是产生此误差的主要原因B．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多C．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多D．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小【答案】(1).(2).BC【解析】（1）根据题意物体所受合外力为：F=mg，根据功的定义可知：；根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出A、B点的速度大小为：，，验证动能定理的表达式是：，即为（2）A、距离的测量产生的误差不是该实验产生的主要误差，故A错误；B、设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：对小车：F=Ma ，对钩码有：mg-F=ma  ，联立解得，由此可知当M＞＞m时，钩码的重力等于绳子的拉力，因此当钩码质量太大时，会造成较大误差，故B正确；C、实验中要进行平衡摩擦力操作，若没有平衡摩擦力直接将钩码重力做的功当做小车合外力做的功，会造成较大误差，故C正确；D、释放小车和接通电源的顺序有误，影响打点多少，不一定会使动能的测量偏小，故D错误；故选BC。【点睛】将砝码重力当作小车所受合外力，根据功的定义可以正确解答，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出A、B的速度大小，进一步求出其动能大小；实验误差主要来自两个方面一是由实验原理不完善导致的系统误差，一是由数据测量如测量距离等导致的偶然误差，可以从这两个方面进行分析。13.利用如图1装置做“验证机械能守恒定律”实验．-13-（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的（_____）A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量（2）在实验中，已知重物质量m＝1kg，在纸带上打出一系列的点，如图所示(打点间隔为0.02s)，g=9.8m/s2，单位cm，那么从打O点到打B点的过程中：①打点计时器打下计数点B时，物体的速度VB＝________；重物的重力势能变化量△Ep=_______，动能变化量△Ek=______(结果保留两个有效数字）②大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是：_____　A．利用公式v=gt计算重物速度B．利用公式计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦力阻力的影响D．没有采用多次试验算平均值的方法【答案】(1).A(2).0.98m/s(3).0.49J(4).0.48J(5).C【解析】(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，故A正确；-13-(3)因为纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故C选项正确；【点睛】验证机械能守恒定律即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等；根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度,从而得出动能的增加量;根据下降的高度求出重物重力势能的变化量；通过能量守恒的角度分析重力势能的减小量大于动能增加量的原因。三、计算题：本题共4小题，第14题7分，第15题8分，第16题12分，第17题13分，共40分。把解答写在指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。14.２０２２年北京将举办第２４届冬奥会，这一消息激起了人们的冰雪情怀，在北方小朋友们经常玩拉雪橇的游戏如图所示，假设坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m=50Kg，在与水平面成θ=37°角的恒定拉力F=250N作用下，由静止开始沿水平地面向右移动2s．已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ=0.2，g=10m/s2求：（1）2s内力F所做的功；（2）2s内力摩擦力做的功；（3）2s内合力做的功【答案】（1）1040J（2）-364J（3）676J【解析】解：（1）由牛顿第二定律得：-13-得：a=2.6m/s22s内的位移：2s内力F所做的功（2）2s内力摩擦力做的功（3）2s内合力做的功15.如图所示，用同种材料制成的一个轨道ABC，AB段为四分之一圆弧，半径为1m，一个质量为0.05kg的物块（可视为质点），由轨道顶端A以2m/s的初速度开始下滑，滑到B点速度为4m/s，运动到C点恰好停止，已知物块与轨道的动摩擦因数为0.2，求：g取10m/s2，（1）物体滑到B点时重力的瞬时功率.（2）水平轨道BC段的长度为多大？（3）物块在AB段克服摩擦力做功为多少？【答案】（1）0（2）4m（3）0.2J【解析】解：（1）在B点，重力与速度方向垂直，功率为0（2）物体在BC段运动只有摩擦力做功，故由动能定理可得：解得（3）物体在AB段运动只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得：物块在AB段克服摩擦力所做的功为：16.当代人工智能无处不在，大大减少了人工的成本。某智能快递分拣中心，通过智能大脑分拣好的包裹从机器的出口以初速度=0.2m/s滑上由理想电动机带动的水平传送带，传送带以速度=3m/s匀速运动，传送带足够长，设包裹质量为m=1Kg，它与传送带间的动摩擦因数为=0.2，传送带左右两端相距L=5m，如图所示,该电动机每传送一个包裹时，重力加速度为g=10m/s2,求:（1）包裹从左端到右端的时间（2）包裹从左端到右端的过程中,摩擦力对物体所做的功-13-（3）包裹从左端到右端的过程中，电动机多消耗的电能【答案】（1）2.32s（2）4.48J（3）8.4J【解析】解：（1）包裹的加速度：，当包裹达到与传送带速度相等的时间：包裹走的位移：包裹匀速的时间：包裹从左端到右端的总时间：（2）摩擦力对包裹做的功：（3）当包裹与传送带共速度时，包裹相对传送带的位移：该过程产生的内能：电动机多消耗的电能：17.学习了功率这节后，有位同学想测试家里的高级遥控电动玩具汽车的性能，他先测得玩具汽车的质量为2Kg，然后在一块空地处，让玩具汽车从静止开始运动，若开始保持牵引力恒定，则在10s内速度增大到5m/s，这时玩具汽车刚好达到额定功率，然后保持额定输出功率不变，再运动15s达到最大速度10m/s，整个过程阻力保持不变。求：（1）玩具汽车的额定功率；（2）玩具汽车运动过程中受到的阻力；（3）玩具汽车在25s共前进多少路程【答案】(1)10W(2)1N(3)100m【解析】【分析】保持牵引力恒定,则汽车做匀加速直线运动，求出加速度，结合牛顿第二定律及即可求解汽车的额定功率和阻力；根据运动学基本公式求出在10s内的位移，根据动能定理求出后15内的位移,两者之和即为总路程。解：（1）保持牵引力恒定，则玩具汽车做匀加速直线运动设额定功率为P，由牛顿第二定律得当速度时可知：-13-当速度时可知：联立解得：P=10W（2）玩具汽车运动过程中受到的阻力（3）玩具汽车前10s内的位移：玩具汽车后15s内的位移S2：解得S2=75m总路程：S1+S2=100m-13-