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所属成套资源：2024琼海嘉积中学高一下学期6月期中考试及答案(九科)
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2024琼海嘉积中学高一下学期6月期中考试物理含解析
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这是一份2024琼海嘉积中学高一下学期6月期中考试物理含解析，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
（时间：90分钟 满分：100分）
欢迎你参加这次测试，祝你取得好成绩！
一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24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．滑滑梯是非常受小朋友们喜爱的游乐设施，如图所示，一小孩从滑梯的上端加速下滑至底端，在此过程中，小孩受到的重力、支持力、摩擦力和合力做功情况正确的是（ ）
A．重力做负功B．支持力做正功C．摩擦力做负功D．合力做负功
2．下列关于功和能说法正确的是（ ）
A．功是标量，但有正负，正负表示大小；所以的功小于的功
B．物体的动能变化，速度就一定变化，而物体速度变化，动能可以不变
C．重力势能是标量，具有相对性，有正负，正负不是表示大小
D．能量守恒的系统，机械能一定也守恒
3．一位同学在水平地面上做立定跳远，他从位置②起跳，到位置⑤落地，位置③是他在空中的最高点，以下说法正确的是（ ）
A．③位置①位置时该同学处于超重
B．该同学起跳过程中支持力对他做正功
C．该同学在最高点③位置时重力的瞬时功率最大
D．②位置到⑤位置过程中该同学所受重力平均功率为零
4．如图所示，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b绕地球做匀速圆周运动，卫星c是地球同步卫星，则（ ）
A．a的线速度小于第一宇宙速度B．a的向心加速度等于重力加速度
C．b的运行周期比c的运行周期大D．b的向心加速度比c的向心加速度小
5．如图，在抗灾抢险救援中，直升机正在救援被困者，直升机在水平方向匀速直线飞行，同时被钢丝绳吊着的被救助者在钢丝绳收缩的过程中先匀加速上升后匀减速上升，则被救助者在上升过程中的运动轨迹应为（ ）
A．B．
C．D．
6．如图所示，运动员用大小为F平均作用力把静止在地面质量为m的足球从地面向空中踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．平均作用力F做功Fh
B．运动员对足球做功
C．足球在整个空中运动的时间为
D．足球上升过程到最高点增加的机械能为mgh
7．力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解变力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为
B．乙图中，全过程F做的总功为
C．丙图中，绳长为R，空气阻力f大小不变，小球从A沿圆弧运动到B克服阻力做功
D．丁图中，拉力F保持水平，无论缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是
8．如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，以下结论错误的是（ ）
A．小物块到达小车最右端时具有的动能为
B．小物块到达小车最右端时，系统增加的内能为
C．小物块克服摩擦力所做的功为
D．小物块和小车增加的机械能为Fx
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9．如图所示，在一次“蹦极”运动中，人由高空下落到最低点的整个过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A．橡皮绳对人做负功
B．人的动能一直增加
C．人和橡皮绳系统的动能与弹性势能的总和一直增加
D．橡皮绳的弹性势能增加
10．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A．小球通过管道最高点时，管道对小球的作用力一定向上
B．小球通过管道最高点时，管道对小球的作用力可能为零
C．小球通过管道最低点时，管道对小球的作用力一定向上
D．小球通过管道最低点时，管道对小球的作用力可能为零
11．在下面列举的各个实例中，不考虑空气阻力，叙述正确的是（ ）
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A机械能守恒
B．乙图中，用平行于斜面向下的大小等于摩擦力的拉力F作用下物体B沿斜面下滑时（斜面A不动），物体B机械能保持不变
C．丙图连在一根轻杆上的两球自由下摆的过程中，A球机械能守恒
D．丁图中，小球在水平面内做匀速圆周运动，小球机械能守恒
12．如图甲所示，水平传送带沿顺时针方向匀速转动，将一质量为的木箱（可视为质点）轻放到传送带最左端，木箱运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，末木箱到达传送带最右端，重力加速度，则（ ）
A．木箱加速过程的加速度大小为
B．传送带的长度为
C．内木箱与传送带间的摩擦生热为
D．内电动机由于传送木箱而多消耗的电能为
13．北京冬奥会成功举办，使北京成为首个“双奥之城”，其中跳台滑雪是极具观赏性的项目，由滑门、助滑坡、着陆坡、停止区组成。若将着陆坡简化成倾角为的斜面，如图所示，运动员水平起跳后的运动可视为平拋运动，研究某运动员两次腾空过程，已知第一次起跳时动能为，第二次起跳时动能为，两次落点分别为a、b两点，不计空气阻力，以下说法正确的是（ ）
A．第一次落在斜面上时动能为
B．两次落在斜面上时动能之比为
C．两次落在斜面上时速度方向相同
D．两次腾空过程在空中运动时间之比为
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分，把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。）
14．如图甲所示是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。（g取）
（1）选出一条点迹清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为的交变电流。用分度值为的刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了__________J；此时重锤的速度__________，此时重锤的动能比开始下落时增加了__________J。（结果均保留三位有效数字）
（2）某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图丙所示的图线，图线的斜率近似等于__________（单位为国际单位制单位）
A．20.0B．10.0C．5.0
图线未过原点O的原因是________________________________________。
15．某同学利用如图甲所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒，在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。
（1）本实验中__________（填“需要”或“不需要”）满足钩码质量m远小于滑块和遮光条的总质量M。
（2）调整气垫导轨水平后，挂上细线和钩码进行实验，测出光电门1、2间的距离L。遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m。由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间、，则遮光条通过光电门1时的瞬时速度的表达式__________；通过光电门2时的瞬时速度的表达式__________；验证系统机械能守恒定律成立的表达式是__________（用题中的字母表示，当地重力加速度为g）。
四、解答题（本题共3小题，16题10分，17题12分，18题16分，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）
16．汽车发动机的额定功率为，汽车的质量为，在平直路面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍。若汽车以额定功率由静止开始运动，经时间速度达到最大，g取。求：
（1）汽车所能达到的最大速度；
（2）汽车速度为时的加速度大小；
（3）汽车在加速运动过程中通过的位移大小。
17．滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图是滑板运动的轨道，AB和CD是两段光滑圆弧形轨道，BC是一段长的水平轨道。一运动员从AB轨道上的P点以的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零。已知P、Q距水平轨道的高度分别为：，，运动员的质量，不计圆弧轨道上的摩擦，取，求：
（1）运动员第一次经过B点、C点时的速率各是多少？
（2）运动员与BC轨道的动摩擦因数为多大？
（3）运动员最后停在BC轨道上距B点多远处？
18．如图所示，在光滑水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆形光滑单轨道，在水平轨道的PQ段铺设特殊材料，长度为L，动摩擦因数，水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态。一质量为m可视为质点的小物块，从圆形轨道底部右侧的A点以初速度开始运动，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧，并被弹簧以原速率弹回，重力加速度为g。
（1）求物块第一次经过最高点B时受到的支持力大小；
（2）求弹簧的最大弹性势能；
（3）若PQ段的长度l可调，且物块在运动过程中始终未脱离轨道，求PQ段长度l的范围。
（参考答案）
一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24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．【答案】C【详解】小孩从滑梯的上端加速下滑至底端，此过程中重力与位移方向的夹角为锐角，则重力做正功；支持力和位移方向垂直，则支持力不做功；摩擦力方向与位移方向相反，可知摩擦力做负功；物体的动能逐渐增加，可知合外力做正功。故选C。
2．【答案】B【详解】
A．功是标量，但有正负，正负不表示大小；所以-5J的功大于1J 的功
B.速度是矢量，可以方向改变，大小不变，物体的动能不变
C．重力势能是标量，具有相对性，有正负，正负是表示大小
D．能量守恒的系统，机械能不一定守恒，机械能守恒是有条件的。
3．【答案】D【详解】A．处于失重状态。故A错误；
B．该同学起跳过程中，支持力的作用点是脚底，脚底没有在力的方向上发生位移，所以支持力不做功，故B错误；
C．该同学在最高点③位置时竖直方向速度为零，所以重力的瞬时功率为零，故C错误。
D．②位置到⑤位置过程中该同学竖直方向位移为0，重力做功为0，平均功率为0，故D正确；
4．【答案】A【详解】A．根据题意可知、角速度相等，根据可知a的线速度小于的线速度，对于绕地球做圆周运动的物体，根据可得
当卫星贴近地球表面做圆周运动时，卫星的线速度等于第一宇宙速度，可知的线速度小于第一宇宙速度，则a的线速度小于第一宇宙速度，故A正确；
BD．根据题意可知、角速度相等，根据可知a的向心加速度小于的向心加速度，对于绕地球做圆周运动的物体，根据可得
可知b的向心加速度比c的向心加速度大，当卫星贴近地球表面做圆周运动时，卫星的加速度等于重力加速度，则的向心加速度小于重力加速度，可得a的向心加速度小于重力加速度，故BD错误；
C．根据万有引力提供向心力可得可得
可知b的运行周期比c的运行周期小，故C错误。故选A。
5．【答案】C【详解】合速度沿轨迹的切线方向，水平分速度不变，竖直分速度先变大后变小，因此合速度与水平方向的夹角先变大后变小。故选C。
6．【答案】B【详解】ABC．足球上升过程，重力做功为
则克服重力做功为；根据动能定理可得
可得运动员踢球时对足球做功为，故AC错误，B正确；
D．足球上升过程到最高点增加的机械能为。故D错误。故选B。
7．【答案】C【详解】A．F大小不变，根据功的定义可得物块从A到C过程中，力F做的功为故A错误；
B．乙图的面积代表功，则全过程中F做的总功为故B错误；
C．丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，可用微元法得小球从A运动到B过程中克服空气阻力做的功为故C正确；
D．图丁中，F始终保持水平，当F为恒力时将小球从P拉到Q，F做的功是
而F缓慢将小球从P拉到Q，F为水平方向的变力，F做的功不能用力乘以位移计算，故D错误；故选C。【答案】C
8．【答案】D【详解】由动能定理可得，小物块到达小车最右端时的动能Ek物＝W合＝(F－Ff)(L＋x)，A正确；小物块和达小车最右端时，系统增加的内能为Ff L，B正确；小物块克服摩擦力所做的功Wf＝Ff(L＋x)，C正确；小物块和小车增加的机械能为F(L＋x)－Ff L，D错误。
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9．【答案】ACD【详解】AB．人一直在下落，故重力对人做正功，人的重力势能不断减小，动能先增加后减少，弹力对人做负功。A正确
C.系统机械能守恒可知。C正确
D．橡皮绳不断伸长，弹力对人做负功，使橡皮绳的弹性势能不断增加，D正确。
10．【答案】BC【详解】AB．小球通过管道最高点时，当重力刚好提供向心力时，管道对小球的作用力为零，故A错误，B正确；
CD．小球通过管道最低点时，小球的加速度方向竖直向上，小球处于超重状态，小球受到管道的支持力大于小球的重力，支持力方向竖直向上，故D错误，C正确。
11．【答案】BD【详解】A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A与弹簧组成的系统机械能守恒，由于弹簧的弹性势能不断增加，故物体A的机械能不断减少，A错误；
B．乙图中，用平行于斜面向下的大小等于摩擦力的拉力F作用下物体B沿斜面下滑时（斜面A不动），对物体B，除重力外的其他力所做功的代数和为零，故物体B机械能保持不变，B正确；
C．连在一根轻杆上的两球自由下摆的过程中，两个球间的轻杆要做功，两球的机械能一个增加，另一个减小，系统机械能守恒，所以A球机械能不守恒，选项C错误；
D．小球在水平面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能不变，小球机械能守恒。D正确
12．【答案】AC【详解】A．由图像的斜率可得木箱加速过程的加速度大小为
故A正确；
B．由面积可知，传送带的长度为6m
C．由图像可知，传送带的速度。木箱与传送带的相对位移为
则木箱与传送带间的摩擦生热为故C正确；
D．由能量守恒定律可知，内电动机由于传送木箱而多消耗的电能等于木箱动能的增加量以及因摩擦产生的热量之和，则有故D错误。故选AC。
13．【答案】CD
【详解】A．第一次落在斜面上时，根据动能定理有
其中，结合上述有解得故A错误；
B．结合上述推导过程可知，第二次落在斜面上时动能为
可知，两次落在斜面上时动能之比为，故B错误；
C．运动员做平抛运动，令落点速度方向与水平方向夹角为，则有
可知，两次落在斜面上时速度方向相同，故C正确；
D．由于第一次起跳时动能为，第二次起跳时动能为，根据动能的表达式可知，若第一次平抛初速度为，则第二次平抛初速度为，结合上述有，解得，两次腾空过程在空中运动时间之比为，故D正确。故选CD。
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分，把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。）
14．【答案】 1.89 1.83 1.67 B 先释放了纸带，然后才接通打点计时器的电源。
【详解】（1）[1][2][3]当打点计时器打B点时，重锤的重力势能减少量
打B点时重锤的速度
此时重锤的动能增加量
（2）[4]由机械能守恒定律有
可得 由此可知图线的斜率近似等于重力加速度g.故选B。
[5]由图线可知，时，重锤的速度不等于零，原因是该同学做实验时先释放了纸带，然后才接通打点计时器的电源。
15．【答案】 不需要
【详解】（1）不需要
（2）[2]滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度。则滑块通过光电门1时速度大小为
[3]滑块通过光电门2时速度大小为
钩码的重力势能减少了
系统动能增加了
则系统机械能守恒成立的表达式是
四、解答题（本题共3小题，16题10分，17题12分，18题16分，共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）
16．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）当汽车受到的牵引力等于阻力时，达到最大速度，根据
（2分）
得 （1分）
（2）根据得 （1分）
根据 （2分）
得 （1分）
（3）汽车在加速运动过程，根据动能定理 （2分）
得 （1分）
17．【答案】(1)，；(2)0.2；(3)2m
【详解】(1)由动能定理可得，运动员第一次经过点有（1分）
解得（1分）
由动能定理可得，运动员从C到Q点有（1分）
解得（1分）
(2)由动能定理可得，运动员从B到C点有（2分）
解得（1分）
(3)运动员最后停在轨道上，由动能定理可得（2分）
解得（1分）
运动员最后停在轨道上距点为（2分）
18．【答案】（1），方向向下；（2）；（3）或
【详解】（1）物块从A运动到B，根据动能定理可得
（1分）
解得 （1分）
在B点（1分）解得（1分）。
（2）从B点到P点的过程，根据动能定理，有（1分）
解得
弹簧压缩到最短时，弹性势能最大，此时物块速度为0， 动能全部转化为弹性势能（1分）
（1分）
解得（1分）
（3）若l 较小时，始终不脱离轨道，即物块在弹回时恰能通过轨道最高点 ，有
（1分）
（1分）
解得（1分）
若l较大，始终不脱离轨道，即物块在弹回时恰能到达圆轨道的高度，则有（1分）
（1分）
解得（1分）
所以PQ段长度l的范围为或（2分）
（时间：90分钟 满分：100分）
欢迎你参加这次测试，祝你取得好成绩！
一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24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．滑滑梯是非常受小朋友们喜爱的游乐设施，如图所示，一小孩从滑梯的上端加速下滑至底端，在此过程中，小孩受到的重力、支持力、摩擦力和合力做功情况正确的是（ ）
A．重力做负功B．支持力做正功C．摩擦力做负功D．合力做负功
2．下列关于功和能说法正确的是（ ）
A．功是标量，但有正负，正负表示大小；所以的功小于的功
B．物体的动能变化，速度就一定变化，而物体速度变化，动能可以不变
C．重力势能是标量，具有相对性，有正负，正负不是表示大小
D．能量守恒的系统，机械能一定也守恒
3．一位同学在水平地面上做立定跳远，他从位置②起跳，到位置⑤落地，位置③是他在空中的最高点，以下说法正确的是（ ）
A．③位置①位置时该同学处于超重
B．该同学起跳过程中支持力对他做正功
C．该同学在最高点③位置时重力的瞬时功率最大
D．②位置到⑤位置过程中该同学所受重力平均功率为零
4．如图所示，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b绕地球做匀速圆周运动，卫星c是地球同步卫星，则（ ）
A．a的线速度小于第一宇宙速度B．a的向心加速度等于重力加速度
C．b的运行周期比c的运行周期大D．b的向心加速度比c的向心加速度小
5．如图，在抗灾抢险救援中，直升机正在救援被困者，直升机在水平方向匀速直线飞行，同时被钢丝绳吊着的被救助者在钢丝绳收缩的过程中先匀加速上升后匀减速上升，则被救助者在上升过程中的运动轨迹应为（ ）
A．B．
C．D．
6．如图所示，运动员用大小为F平均作用力把静止在地面质量为m的足球从地面向空中踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．平均作用力F做功Fh
B．运动员对足球做功
C．足球在整个空中运动的时间为
D．足球上升过程到最高点增加的机械能为mgh
7．力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解变力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为
B．乙图中，全过程F做的总功为
C．丙图中，绳长为R，空气阻力f大小不变，小球从A沿圆弧运动到B克服阻力做功
D．丁图中，拉力F保持水平，无论缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是
8．如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，以下结论错误的是（ ）
A．小物块到达小车最右端时具有的动能为
B．小物块到达小车最右端时，系统增加的内能为
C．小物块克服摩擦力所做的功为
D．小物块和小车增加的机械能为Fx
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9．如图所示，在一次“蹦极”运动中，人由高空下落到最低点的整个过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A．橡皮绳对人做负功
B．人的动能一直增加
C．人和橡皮绳系统的动能与弹性势能的总和一直增加
D．橡皮绳的弹性势能增加
10．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A．小球通过管道最高点时，管道对小球的作用力一定向上
B．小球通过管道最高点时，管道对小球的作用力可能为零
C．小球通过管道最低点时，管道对小球的作用力一定向上
D．小球通过管道最低点时，管道对小球的作用力可能为零
11．在下面列举的各个实例中，不考虑空气阻力，叙述正确的是（ ）
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A机械能守恒
B．乙图中，用平行于斜面向下的大小等于摩擦力的拉力F作用下物体B沿斜面下滑时（斜面A不动），物体B机械能保持不变
C．丙图连在一根轻杆上的两球自由下摆的过程中，A球机械能守恒
D．丁图中，小球在水平面内做匀速圆周运动，小球机械能守恒
12．如图甲所示，水平传送带沿顺时针方向匀速转动，将一质量为的木箱（可视为质点）轻放到传送带最左端，木箱运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，末木箱到达传送带最右端，重力加速度，则（ ）
A．木箱加速过程的加速度大小为
B．传送带的长度为
C．内木箱与传送带间的摩擦生热为
D．内电动机由于传送木箱而多消耗的电能为
13．北京冬奥会成功举办，使北京成为首个“双奥之城”，其中跳台滑雪是极具观赏性的项目，由滑门、助滑坡、着陆坡、停止区组成。若将着陆坡简化成倾角为的斜面，如图所示，运动员水平起跳后的运动可视为平拋运动，研究某运动员两次腾空过程，已知第一次起跳时动能为，第二次起跳时动能为，两次落点分别为a、b两点，不计空气阻力，以下说法正确的是（ ）
A．第一次落在斜面上时动能为
B．两次落在斜面上时动能之比为
C．两次落在斜面上时速度方向相同
D．两次腾空过程在空中运动时间之比为
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分，把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。）
14．如图甲所示是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。（g取）
（1）选出一条点迹清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为的交变电流。用分度值为的刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了__________J；此时重锤的速度__________，此时重锤的动能比开始下落时增加了__________J。（结果均保留三位有效数字）
（2）某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图丙所示的图线，图线的斜率近似等于__________（单位为国际单位制单位）
A．20.0B．10.0C．5.0
图线未过原点O的原因是________________________________________。
15．某同学利用如图甲所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒，在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。
（1）本实验中__________（填“需要”或“不需要”）满足钩码质量m远小于滑块和遮光条的总质量M。
（2）调整气垫导轨水平后，挂上细线和钩码进行实验，测出光电门1、2间的距离L。遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m。由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间、，则遮光条通过光电门1时的瞬时速度的表达式__________；通过光电门2时的瞬时速度的表达式__________；验证系统机械能守恒定律成立的表达式是__________（用题中的字母表示，当地重力加速度为g）。
四、解答题（本题共3小题，16题10分，17题12分，18题16分，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）
16．汽车发动机的额定功率为，汽车的质量为，在平直路面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍。若汽车以额定功率由静止开始运动，经时间速度达到最大，g取。求：
（1）汽车所能达到的最大速度；
（2）汽车速度为时的加速度大小；
（3）汽车在加速运动过程中通过的位移大小。
17．滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图是滑板运动的轨道，AB和CD是两段光滑圆弧形轨道，BC是一段长的水平轨道。一运动员从AB轨道上的P点以的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零。已知P、Q距水平轨道的高度分别为：，，运动员的质量，不计圆弧轨道上的摩擦，取，求：
（1）运动员第一次经过B点、C点时的速率各是多少？
（2）运动员与BC轨道的动摩擦因数为多大？
（3）运动员最后停在BC轨道上距B点多远处？
18．如图所示，在光滑水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆形光滑单轨道，在水平轨道的PQ段铺设特殊材料，长度为L，动摩擦因数，水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态。一质量为m可视为质点的小物块，从圆形轨道底部右侧的A点以初速度开始运动，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧，并被弹簧以原速率弹回，重力加速度为g。
（1）求物块第一次经过最高点B时受到的支持力大小；
（2）求弹簧的最大弹性势能；
（3）若PQ段的长度l可调，且物块在运动过程中始终未脱离轨道，求PQ段长度l的范围。
（参考答案）
一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24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．【答案】C【详解】小孩从滑梯的上端加速下滑至底端，此过程中重力与位移方向的夹角为锐角，则重力做正功；支持力和位移方向垂直，则支持力不做功；摩擦力方向与位移方向相反，可知摩擦力做负功；物体的动能逐渐增加，可知合外力做正功。故选C。
2．【答案】B【详解】
A．功是标量，但有正负，正负不表示大小；所以-5J的功大于1J 的功
B.速度是矢量，可以方向改变，大小不变，物体的动能不变
C．重力势能是标量，具有相对性，有正负，正负是表示大小
D．能量守恒的系统，机械能不一定守恒，机械能守恒是有条件的。
3．【答案】D【详解】A．处于失重状态。故A错误；
B．该同学起跳过程中，支持力的作用点是脚底，脚底没有在力的方向上发生位移，所以支持力不做功，故B错误；
C．该同学在最高点③位置时竖直方向速度为零，所以重力的瞬时功率为零，故C错误。
D．②位置到⑤位置过程中该同学竖直方向位移为0，重力做功为0，平均功率为0，故D正确；
4．【答案】A【详解】A．根据题意可知、角速度相等，根据可知a的线速度小于的线速度，对于绕地球做圆周运动的物体，根据可得
当卫星贴近地球表面做圆周运动时，卫星的线速度等于第一宇宙速度，可知的线速度小于第一宇宙速度，则a的线速度小于第一宇宙速度，故A正确；
BD．根据题意可知、角速度相等，根据可知a的向心加速度小于的向心加速度，对于绕地球做圆周运动的物体，根据可得
可知b的向心加速度比c的向心加速度大，当卫星贴近地球表面做圆周运动时，卫星的加速度等于重力加速度，则的向心加速度小于重力加速度，可得a的向心加速度小于重力加速度，故BD错误；
C．根据万有引力提供向心力可得可得
可知b的运行周期比c的运行周期小，故C错误。故选A。
5．【答案】C【详解】合速度沿轨迹的切线方向，水平分速度不变，竖直分速度先变大后变小，因此合速度与水平方向的夹角先变大后变小。故选C。
6．【答案】B【详解】ABC．足球上升过程，重力做功为
则克服重力做功为；根据动能定理可得
可得运动员踢球时对足球做功为，故AC错误，B正确；
D．足球上升过程到最高点增加的机械能为。故D错误。故选B。
7．【答案】C【详解】A．F大小不变，根据功的定义可得物块从A到C过程中，力F做的功为故A错误；
B．乙图的面积代表功，则全过程中F做的总功为故B错误；
C．丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，可用微元法得小球从A运动到B过程中克服空气阻力做的功为故C正确；
D．图丁中，F始终保持水平，当F为恒力时将小球从P拉到Q，F做的功是
而F缓慢将小球从P拉到Q，F为水平方向的变力，F做的功不能用力乘以位移计算，故D错误；故选C。【答案】C
8．【答案】D【详解】由动能定理可得，小物块到达小车最右端时的动能Ek物＝W合＝(F－Ff)(L＋x)，A正确；小物块和达小车最右端时，系统增加的内能为Ff L，B正确；小物块克服摩擦力所做的功Wf＝Ff(L＋x)，C正确；小物块和小车增加的机械能为F(L＋x)－Ff L，D错误。
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9．【答案】ACD【详解】AB．人一直在下落，故重力对人做正功，人的重力势能不断减小，动能先增加后减少，弹力对人做负功。A正确
C.系统机械能守恒可知。C正确
D．橡皮绳不断伸长，弹力对人做负功，使橡皮绳的弹性势能不断增加，D正确。
10．【答案】BC【详解】AB．小球通过管道最高点时，当重力刚好提供向心力时，管道对小球的作用力为零，故A错误，B正确；
CD．小球通过管道最低点时，小球的加速度方向竖直向上，小球处于超重状态，小球受到管道的支持力大于小球的重力，支持力方向竖直向上，故D错误，C正确。
11．【答案】BD【详解】A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A与弹簧组成的系统机械能守恒，由于弹簧的弹性势能不断增加，故物体A的机械能不断减少，A错误；
B．乙图中，用平行于斜面向下的大小等于摩擦力的拉力F作用下物体B沿斜面下滑时（斜面A不动），对物体B，除重力外的其他力所做功的代数和为零，故物体B机械能保持不变，B正确；
C．连在一根轻杆上的两球自由下摆的过程中，两个球间的轻杆要做功，两球的机械能一个增加，另一个减小，系统机械能守恒，所以A球机械能不守恒，选项C错误；
D．小球在水平面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能不变，小球机械能守恒。D正确
12．【答案】AC【详解】A．由图像的斜率可得木箱加速过程的加速度大小为
故A正确；
B．由面积可知，传送带的长度为6m
C．由图像可知，传送带的速度。木箱与传送带的相对位移为
则木箱与传送带间的摩擦生热为故C正确；
D．由能量守恒定律可知，内电动机由于传送木箱而多消耗的电能等于木箱动能的增加量以及因摩擦产生的热量之和，则有故D错误。故选AC。
13．【答案】CD
【详解】A．第一次落在斜面上时，根据动能定理有
其中，结合上述有解得故A错误；
B．结合上述推导过程可知，第二次落在斜面上时动能为
可知，两次落在斜面上时动能之比为，故B错误；
C．运动员做平抛运动，令落点速度方向与水平方向夹角为，则有
可知，两次落在斜面上时速度方向相同，故C正确；
D．由于第一次起跳时动能为，第二次起跳时动能为，根据动能的表达式可知，若第一次平抛初速度为，则第二次平抛初速度为，结合上述有，解得，两次腾空过程在空中运动时间之比为，故D正确。故选CD。
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分，把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。）
14．【答案】 1.89 1.83 1.67 B 先释放了纸带，然后才接通打点计时器的电源。
【详解】（1）[1][2][3]当打点计时器打B点时，重锤的重力势能减少量
打B点时重锤的速度
此时重锤的动能增加量
（2）[4]由机械能守恒定律有
可得 由此可知图线的斜率近似等于重力加速度g.故选B。
[5]由图线可知，时，重锤的速度不等于零，原因是该同学做实验时先释放了纸带，然后才接通打点计时器的电源。
15．【答案】 不需要
【详解】（1）不需要
（2）[2]滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度。则滑块通过光电门1时速度大小为
[3]滑块通过光电门2时速度大小为
钩码的重力势能减少了
系统动能增加了
则系统机械能守恒成立的表达式是
四、解答题（本题共3小题，16题10分，17题12分，18题16分，共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）
16．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）当汽车受到的牵引力等于阻力时，达到最大速度，根据
（2分）
得 （1分）
（2）根据得 （1分）
根据 （2分）
得 （1分）
（3）汽车在加速运动过程，根据动能定理 （2分）
得 （1分）
17．【答案】(1)，；(2)0.2；(3)2m
【详解】(1)由动能定理可得，运动员第一次经过点有（1分）
解得（1分）
由动能定理可得，运动员从C到Q点有（1分）
解得（1分）
(2)由动能定理可得，运动员从B到C点有（2分）
解得（1分）
(3)运动员最后停在轨道上，由动能定理可得（2分）
解得（1分）
运动员最后停在轨道上距点为（2分）
18．【答案】（1），方向向下；（2）；（3）或
【详解】（1）物块从A运动到B，根据动能定理可得
（1分）
解得 （1分）
在B点（1分）解得（1分）。
（2）从B点到P点的过程，根据动能定理，有（1分）
解得
弹簧压缩到最短时，弹性势能最大，此时物块速度为0， 动能全部转化为弹性势能（1分）
（1分）
解得（1分）
（3）若l 较小时，始终不脱离轨道，即物块在弹回时恰能通过轨道最高点 ，有
（1分）
（1分）
解得（1分）
若l较大，始终不脱离轨道，即物块在弹回时恰能到达圆轨道的高度，则有（1分）
（1分）
解得（1分）
所以PQ段长度l的范围为或（2分）
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