莆田第二十五中学2023-2024学年高一下学期4月质量检测
物理
时间75分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于功下列说法中正确的是（ ）
A. 凡是发生了位移的物体，一定有力对它做功；
B. 凡是受力作用的物体，一定有力对它做功；
C. 凡是既受力又发生了位移的物体，一定有力对它做功；
D. 凡是物体在所受力的方向上发生了位移，这力一定对它作了功．
2. 如图所示，用同样大小的力拉同一物体，在甲（光滑水平面）、乙（粗糙水平面）、丙（光滑斜面）、丁（粗糙斜面）上通过同样的距离，则拉力的做功情况是（ ）
甲 乙 丙 丁
A. 甲中做功最少 B. 丁中做功最多 C. 做功一样多 D. 无法比较
3. 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的和倍，最大速率分别为和，则
A. B. C. D.
4. 从地面竖直上抛两个质量不同的物体，设它们的初动能相同，当上升到同一高度时(不计空气阻力)，选抛出点所在的水平面为参考面，则两个物体( )
A. 所具有的重力势能相等 B. 所具有的动能相等
C. 所具有机械能不相等 D. 所具有的机械能相等
5. 下列情形中，物体机械能守恒的是（ ）
A. 加速上升的电梯
B. 沿斜面匀速下滑的木箱
C. 在平直路面上减速汽车
D. 在空中做自由落体运动小球
6. 质量为m的物块，由静止开始分别沿Ⅰ、Ⅱ光滑固定斜面顶端下滑，物块从顶端滑至底端过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 沿路径Ⅰ重力做功多
B. 沿路径II到达底端的动能大
C. 重力做功平均功率一样大
D. 沿路径II到达底端时重力的瞬时功率大
7. 质量为的物体以的初动能在粗糙的水平面上滑行，其动能的变化与位移的关系如图所示，则该物体在水平面上滑行的时间为（ ）
A. B. C. D.
8. 一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时速率为1 m/s.从此刻开始在与速度平行的方向上对其施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示，则(两图取同一正方向，取重力加速度g＝10 m/s2) （ ）
A. 滑块的质量为0.5 kg
B. 滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.5
C. 第1 s内摩擦力对滑块做功为－1 J
D. 第2 s内力F的平均功率为1.5 W
二、多项选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中（ ）
A. 重物的机械能减少 B. 系统的机械能不变
C. 系统的机械能增加 D. 系统的机械能减少
10. 如图所示。某人通过光滑滑轮将质量为m的物体，沿光滑斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，则在此过程中（ ）
A. 物体所受的合力做功为mgh＋mv2
B. 物体所受的合力做功为mv2
C. 人对物体做的功为mgh
D. 人对物体做的功大于mgh
11. 质量为2kg的小球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2．则
A. 落地时重力的瞬时功率为600W B. 落地时重力的瞬时功率为300W
C. 3s内重力的平均功率为300W D. 3s内重力的平均功率为900W
12. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和．取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示．重力加速度取10 m/s2．由图中数据可得
A. 物体的质量为2 kg
B. h=0时，物体的速率为20 m/s
C. h=2 m时，物体的动能Ek=40 J
D. 从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J
13. 一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点移动到Q点，如图所示，关于力F所做的功下列说法正确的是（ ）
A. 若水平力F是恒定的力，则力F所做的功为
B. 若水平力F是恒定的力，则力F所做的功为
C. 若是把小球缓慢移动，则力F所做的功为
D. 若是把小球缓慢移动，则力F所做的功为
三、实验题（每空2分，共12分）
14. 在用落体法验证机械能守恒定律时，某小组按照正确的操作选得纸带如图。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中。（已知当地的重力加速度g=9.80 m/s2，重锤质量为m=1 kg，计算结果均保留3位有效数字）
（1）验证机械能守恒定律实验中，除铁架台、夹子、低压交流电源、纸带和重物外，还须选用的仪器是 。
A. 秒表 B. 刻度尺 C. 天平 D. 打点计时器
（2）图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是___________段的读数，应记作___________cm。
（3）甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，他用AC段的平均速度作为B点对应的瞬时速度vB，则求得该过程中重锤的动能增加量Ek=___________J，重力势能的减少量Ep=___________J；这样验证的系统误差总是使Ek___________Ep（选填“>”、“<”或“=”）。
四、计算题（共26分）
15. 如图所示，一个质量为m＝2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向下方的推力F1＝10N作用，在水平地面上移动了距离s1＝2m后撤去推力，此后物体又滑行了s2＝1.4m的距离后停止了运动。设物体与地面间的滑动摩擦力为它们间弹力的0.2倍，求：
（1）推力F1对物体做的功；
（2）全过程中摩擦力对物体所做的功。
16. 汽车额定功率60kW，质量为5t，在水平路面上行驶时，阻力是车重0.1倍。若汽车从静止开始，保持加速度为0.5 m/s2 做匀加速直线运动。取g = 10 m /s2。问：
（1）汽车匀加速运动的持续时间
（2）汽车的最大速度。
17. 物块A的质量为m=2kg，物块与坡道间的动摩擦因数为μ=0.6，水平面光滑。坡道顶端距水平面高度为h=1m，倾角为θ=37°物块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图所示.物块A从坡顶由静止滑下，重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
(1)物块滑到O点时的速度大小；
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能；
(3)物块A被弹回到坡道后上升的最大高度。莆田第二十五中学2023-2024学年高一下学期4月质量检测
物理
时间75分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于功下列说法中正确的是（ ）
A. 凡是发生了位移物体，一定有力对它做功；
B. 凡是受力作用的物体，一定有力对它做功；
C. 凡是既受力又发生了位移的物体，一定有力对它做功；
D. 凡是物体在所受力的方向上发生了位移，这力一定对它作了功．
【答案】D
【解析】
【详解】A.若一个物体不受任何外力，做匀速直线运动，那么此物体有位移但没有力对它做功，故A错误．
B.若一个物体静止放在桌上，它受重力和桌面的支持力的作用，由于没发生运动，无位移，重力和支持力显然没有做功，故B错误．
C.若一个物体在光滑水平桌面上做匀速直线运动，它只受到重力和桌面的支持力作用，重力和支持力显然没有做功，但物体有位移，故C错误．
D.力对物体的条件：①有力②沿力的方向上发生位移，两个条件同时满足则力就对物体做功，故D正确．
2. 如图所示，用同样大小的力拉同一物体，在甲（光滑水平面）、乙（粗糙水平面）、丙（光滑斜面）、丁（粗糙斜面）上通过同样的距离，则拉力的做功情况是（ ）
甲 乙 丙 丁
A. 甲中做功最少 B. 丁中做功最多 C. 做功一样多 D. 无法比较
【答案】C
【解析】
【详解】由W=Fl知，F相同，l相同，所以做功一样多，选项C正确，ABD错误。
故选C。
3. 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的和倍，最大速率分别为和，则
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】汽车的阻力分别为
当汽车以相同功率启动达到最大速度时，有
故由
可知最大速度
则
有
故选B。
4. 从地面竖直上抛两个质量不同的物体，设它们的初动能相同，当上升到同一高度时(不计空气阻力)，选抛出点所在的水平面为参考面，则两个物体( )
A. 所具有的重力势能相等 B. 所具有的动能相等
C. 所具有的机械能不相等 D. 所具有的机械能相等
【答案】D
【解析】
【详解】设抛出点为零势能面，则初始位置两个物体的机械能相等，竖直上抛的过程中只有重力做功，机械能守恒，所以当上升到同一高度时，它们的机械能相等，但由于质量不等，所以此时重力势能不能，则动能也不等，故ABC错误，D正确．
5. 下列情形中，物体机械能守恒的是（ ）
A. 加速上升的电梯
B. 沿斜面匀速下滑的木箱
C. 在平直路面上减速汽车
D. 在空中做自由落体运动的小球
【答案】D
【解析】
【详解】A. 加速上升的电梯，动能增大，重力势能增大，则物体的机械能增大，故A错误；
B. 沿斜面匀速下滑的木箱，动能不变，重力势能减小，则物体的机械能减小，故B错误；
C. 在平直路面上减速的汽车，动能减小，重力势能不变，则物体的机械能减小，故C错误；
D. 在空中做自由落体运动的小球，只有重力对小球做功，小球的机械能守恒，故D正确。
故选D。
6. 质量为m的物块，由静止开始分别沿Ⅰ、Ⅱ光滑固定斜面顶端下滑，物块从顶端滑至底端过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 沿路径Ⅰ重力做功多
B. 沿路径II到达底端的动能大
C. 重力做功的平均功率一样大
D. 沿路径II到达底端时重力的瞬时功率大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．由公式可得，重力做功为
与路径无关，而两路径的高度差h相同，则重力做功相等；A错误；
B．两斜面光滑，而都只有重力做功，由动能定理
则两路径到达斜面底端的速度大小相等，到达斜面底端的动能相等；B错误；
C．设斜面倾角为，则物体沿斜面的位移为
沿斜面运动的加速度为
由
可知
路径Ⅰ的倾角小则运动时间长，根据平均功率的定义式
可得沿路径I的重力做功平均功率小；C错误；
D．根据瞬时功率定义式
因路径Ⅰ的倾角小而瞬时速度大小相等，则沿路径I到达底端时重力的瞬时功率小；D正确。
故选D。
7. 质量为的物体以的初动能在粗糙的水平面上滑行，其动能的变化与位移的关系如图所示，则该物体在水平面上滑行的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由图象读出末动能
又初动能
根据动能定理得
解得
又
解得初速度
由牛顿第二定律得，物体的加速度为
则物体的运动时间
故选D正确。
8. 一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时速率为1 m/s.从此刻开始在与速度平行的方向上对其施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示，则(两图取同一正方向，取重力加速度g＝10 m/s2) （ ）
A. 滑块的质量为0.5 kg
B. 滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.5
C. 第1 s内摩擦力对滑块做功为－1 J
D. 第2 s内力F的平均功率为1.5 W
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图象斜率得加速度为
由两图知，第一秒内有
f+F=ma
第二秒内有
F′-f=ma
代入数据得
f+1=3-f
故
f=1N
m=2kg
又由
f=μmg
可得动摩擦因数
μ=0.05
故AB错误；
C．第一秒内的位移为
x=×1×1=0.5m
根据功的公式
W=FL
可得第1s内摩擦力对滑块做功为-0.5J，故C错误；
D．根据v-t图象可知，第2秒内的平均速度
所以第2s的平均功率
P=F′＝3×0.5W＝1.5W
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中（ ）
A. 重物的机械能减少 B. 系统的机械能不变
C. 系统的机械能增加 D. 系统的机械能减少
【答案】AB
【解析】
【详解】A．重物自由摆下的过程中，弹簧拉力对重物做负功，重物的机械能减少。故A正确；
BCD．对系统而言，除重力、弹力外，无其他外力做功，故系统的机械能守恒，故B正确，C、D错误。
故选AB。
10. 如图所示。某人通过光滑滑轮将质量为m的物体，沿光滑斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，则在此过程中（ ）
A. 物体所受的合力做功为mgh＋mv2
B. 物体所受的合力做功为mv2
C. 人对物体做的功为mgh
D. 人对物体做的功大于mgh
【答案】BD
【解析】
【详解】对物体应用动能定理可得
W合=W人－mgh=
故
W人=mgh＋
故选BD。
11. 质量为2kg的小球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2．则
A. 落地时重力的瞬时功率为600W B. 落地时重力的瞬时功率为300W
C. 3s内重力的平均功率为300W D. 3s内重力的平均功率为900W
【答案】AC
【解析】
【详解】物体只受重力，做自由落体运动，则3s末速度为：v=gt=10×3=30m/s，所以落地时重力的瞬时功率P=mgv=20×30m/s=600W，故A正确，B错误；3s内物体下落的高度为h=gt2=45m，所以3s内重力的功率为，故C正确、D错误；故选AC．
12. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和．取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示．重力加速度取10 m/s2．由图中数据可得
A. 物体的质量为2 kg
B. h=0时，物体的速率为20 m/s
C. h=2 m时，物体的动能Ek=40 J
D. 从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．Ep-h图像知其斜率为G，故G= =20N，解得m=2kg，故A正确
B．h=0时，Ep=0，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，故=100J，解得：v=10m/s，故B错误；
C．h=2m时，Ep=40J，Ek= E机-Ep=90J-40J=50J，故C错误
D．h=0时，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，h=4m时，Ek’=E机-Ep=80J-80J=0J，故Ek- Ek’=100J，故D正确
13. 一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点移动到Q点，如图所示，关于力F所做的功下列说法正确的是（ ）
A. 若水平力F是恒定的力，则力F所做的功为
B. 若水平力F是恒定的力，则力F所做的功为
C. 若是把小球缓慢移动，则力F所做的功为
D. 若是把小球缓慢移动，则力F所做的功为
【答案】AC
【解析】
【详解】若拉力为恒力，并且力始终沿水平方向，水平位移为lsinθ，所以拉力做的功为：WF=Flsinθ，故A正确，B错误；球在缓慢移动的过程中，水平力F是变力，不能通过功的公式求解功的大小，根据动能定理得：WF-mgl（1-cosθ）=0，解得水平力F所做的功为：WF=mgl（1-cosθ）．故C正确，D错误．所以AC正确，BD错误．
三、实验题（每空2分，共12分）
14. 在用落体法验证机械能守恒定律时，某小组按照正确的操作选得纸带如图。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中。（已知当地的重力加速度g=9.80 m/s2，重锤质量为m=1 kg，计算结果均保留3位有效数字）
（1）验证机械能守恒定律实验中，除铁架台、夹子、低压交流电源、纸带和重物外，还须选用的仪器是 。
A. 秒表 B. 刻度尺 C. 天平 D. 打点计时器
（2）图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是___________段的读数，应记作___________cm。
（3）甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，他用AC段的平均速度作为B点对应的瞬时速度vB，则求得该过程中重锤的动能增加量Ek=___________J，重力势能的减少量Ep=___________J；这样验证的系统误差总是使Ek___________Ep（选填“>”、“<”或“=”）。
【答案】（1）BD （2） ① OC ②. 15.70
（3） ①. 1.20 ②. 1.22 ③. <
【解析】
【小问1详解】
A．实验中由打点计时器测量时间，不再需要秒表，A错误；
B．在求动能时需要测量两点间的长度求出平均速度，故需要用的刻度尺， B正确；
C．而在数据处理中物体的质量可以消去，故不需要测物体的质量，故不用天平，C错误；
D．在用自由落体“验证机械能守恒定律“时，我们是利用自由下落的物体带动纸带运动，通过打点计时器在纸带上打出的点求得动能及变化的势能，故需要打点计时器，D正确。
故选BD。
【小问2详解】
[1][2]刻度尺的读数需读到最小刻度的后一位，三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段的读数，应读作：15.70；
【小问3详解】
[1]B点为AC的中间时刻，根据中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知
则动能的增加量为
[2]重力势能减小量
[3]下落过程中由于存在阻力作用，导致重力势能的减小量一部分转换为内能，这样验证的系统误差总是使
Ek
15. 如图所示，一个质量为m＝2kg物体，受到与水平方向成37°角斜向下方的推力F1＝10N作用，在水平地面上移动了距离s1＝2m后撤去推力，此后物体又滑行了s2＝1.4m的距离后停止了运动。设物体与地面间的滑动摩擦力为它们间弹力的0.2倍，求：
（1）推力F1对物体做的功；
（2）全过程中摩擦力对物体所做的功。
【答案】（1）16J；（2）-16J
【解析】
【分析】
【详解】（1）推力F对物体做功为
（2）撤去推力F前
撤去推力F后
全过程中摩擦力对物体做功
16. 汽车额定功率60kW，质量为5t，在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍。若汽车从静止开始，保持加速度为0.5 m/s2 做匀加速直线运动。取g = 10 m /s2。问：
（1）汽车匀加速运动的持续时间
（2）汽车的最大速度。
【答案】（1）8s；（2）12m/s
【解析】
【详解】（1）汽车匀加速时由牛顿第二定律可得
当功率达到最大时，汽车不能再保持匀加速，此时有
解得
（2）当汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力，则有
解得
17. 物块A的质量为m=2kg，物块与坡道间的动摩擦因数为μ=0.6，水平面光滑。坡道顶端距水平面高度为h=1m，倾角为θ=37°物块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图所示.物块A从坡顶由静止滑下，重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
(1)物块滑到O点时的速度大小；
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能；
(3)物块A被弹回到坡道后上升的最大高度。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)由动能定理得
解得
，
代入数据得
v=2m/s
(2)在水平滑道上，由机械能守恒定律得
代入数据得
Ep＝4J
(3)设物块A能够上升的最大高度为h1，物块被弹回过程中由动能定理得
代入数据解得
h1＝m
