2022-2022学年河北省石家庄市精英中学高一（下）第三次调研物理试卷（理科）一、选择题（本题共16小题；每小题3分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分；每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．不涂在答题卡上，只答在试卷上不得分.）1．（3分）（2022春•谯城区校级期中）如图是位于锦江乐园的摩天轮，高度为108m，直径是98m．一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min．如果以地面为零势能面，则他到达最高处时的（取g=10m/s2）（ ） A．重力势能为5.4×104J，角速度为0.2rad/s B．重力势能为4.9×104J，角速度为0.2rad/s C．重力势能为5.4×104J，角速度为4.2×10﹣3rad/s D．重力势能为4.9×104J，角速度为4.2×10﹣3rad/s2．（3分）（2022春•安庆期末）汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一小段时间保持匀加速直线运动，则（ ） A．不断增大牵引功率B．不断减小牵引功率 C．保持牵引功率不变D．不能判断牵引功率怎样变化3．（3分）（2022春•萧山区期中）一个质量为2kg的物体，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起在物体上作用一个水平向右的水平力，经过一段时间，物体的速度方向变为向右，大小仍是4m/s，在这段时间内水平力对物体所做的功为（ ） A．0JB．3JC．16JD．32J4．（3分）（2022春•裕华区校级月考）一个人稳站在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速运动，如图所示，则（ ） A．人对踏板的压力大小等于人受到的重力大小 B．人只受到重力、摩擦力和踏板的支持力作用 C．人受到的力的合力对人所做的功等于动能的增加量 D．踏板对人做的功等于人的机械能的增加量5．（3分）（2022•苍南县校级学业考试）在如图所示的“蹦极跳”运动中，质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L时到达最低点，若在下落过程中不计空气阻力，则以下说法正确的是（ ）-22- A．游戏者速度先增大后减小B．游戏者加速度先不变后减小 C．游戏者动能增加了mgLD．游戏者重力势能减小了mgL6．（3分）（2022•广东模拟）连接A、B两点的在竖直面内的弧形轨道ACB和ADB形状相同、材料相同，如图所示．一个小物体从A点以一定初速度v开始沿轨道ACB运动，到达B点的速度为v1；若以相同大小的初逮度v沿轨道ADB运动，物体到达B点的速度为v2，比较v1和v2的大小，有（ ） A．v1＞v2B．v1=v2 C．v1＜v2D．条件不足，无法判定7．（3分）（2022春•江都市校级期中）关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（ ） A．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒 B．作匀变速运动的物体机械能可能守恒 C．除重力和弹簧的弹力之外的外力对系统做功的代数和为零时，系统的机械能一定守恒 D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒8．（3分）（2022•广州一模）质量为1kg的物体以某一初速度在水平地面上滑行，由于受到地面摩擦阻力作用，其动能随位移变化的图线如图所示，g=10m/s2，则物体在水平地面上（ ） A．所受合外力大小为5N B．滑行的总时间为4s C．滑行的加速度大小为1m/s2 D．滑行的加速度大小为2.5m/s29．（3分）（2022春•顺德区校级期末）质量为m的物体由固定在地面上的斜面顶端匀速滑到斜面底端，斜面倾角为θ，物体下滑速度为v，如图所示，以下说法中正确的是（ ） A．重力对物体做功的功率为mgvsinθ B．重力对物体做功的功率为mgv C．物体克服摩擦力做功的功率为mgvsinθ D．物体克服摩擦力做功的功率为mgv-22-10．（3分）（2022•安徽）如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道．半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（ ） A．重力做功2mgRB．机械能减少mgR C．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功mgR11．（3分）（2022春•腾冲县校级期末）一物体在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45J，在第1秒末撤去拉力，其v﹣t图象如图所示，g取10m/s2，则（ ） A．物体的质量为10kg B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2 C．第1秒内摩擦力对物体做的功为60J D．第1秒内拉力对物体做的功为60J12．（3分）（2022•广东模拟）如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C为水平的，其距离d=0.50m盆边缘的高度为h=0.30m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10．小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为（ ） A．0.50mB．0.25mC．0.10mD．013．（3分）（2022•山东）将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v﹣t图象如图所示．以下判断正确的是（ ）-22- A．前3s内货物处于超重状态 B．最后2s内货物只受重力作用 C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同 D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒14．（3分）（2022春•道里区校级期末）如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M＞m，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中（ ） A．M、m各自的机械能分别守恒 B．M减少的机械能等于m增加的机械能 C．M减少的重力势能等于m增加的重力势能 D．M和m组成的系统机械能守恒15．（3分）（2022春•裕华区校级月考）如图所示，长为l的均匀铁链对称挂在一轻质小滑轮上，某一微小的扰动使铁链向一侧滑动，则铁链完全离开滑轮时速度大小为（ ） A．B．C．D．16．（3分）（2022•福建）如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）．初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（ ） A．速率的变化量不同B．机械能的变化量不同 C．重力势能的变化量相同D．重力做功的平均功率相同 二、实验题（共18分，每空3分）请把正确答案填写在答题纸相应的位置上17．（18分）（2022春•香坊区校级期末）在验证机械能守恒定律的实验中，质量为m=1.00kg的重锤拖着纸带下落，在此过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，如图所示．其中O为重锤开始下落时记录的点，各点到O点的距离分别是31.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm．当地重力加速度g=9.8m/s2．本实验所用电源的频率f=50Hz．-22-（1）打点计时器打下点B时，重锤下落的速度vB= m/s，打点计时器打下点D时，重锤下落的速度vD= m/s．（结果保留两位小数）（2）从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量△Ep= J，重锤动能增加量△Ek= J（结果保留两位小数）（3）在误差允许范围内，通过比较 就可以验证重锤下落过程中机械能守恒了．（4）设重锤在下落过程中受到恒定不变的阻力F，则可根据本实验数据求得阻力F的表达式为 （用题中所给字母m，g，s1，s4，f表示）． 三、计算题（本题共4小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）18．（8分）（2022春•裕华区校级月考）三峡水力发电站是我国最大的水力发电站，平均水位落差约100m，水的流量约1.35×104m3/s．船只通航需要约3500m3/s的流量，其余流量全部用来发电．水流冲击全部用来发电．水流冲击水轮机发电时，水流减少的机械能有25%转化为电能．（g取10m/s2）（1）按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大是多少？（2）根据对家庭生活用电量的调查，三口之家平均每户同时用电0.5kw，如果三峡电站全部用于城市生活用电，它可以满足多少个百万人口城市的生活用电？19．（8分）（2022秋•灌南县校级期中）质量m=1.0kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑．B、C为圆弧的两端点，其连线水平．已知圆弧半径R=1.0m，圆弧对应圆心角为θ=106°，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=0.8m，固定斜面与圆弧轨道在C点相切．小物块离开C点后的沿斜面向上运动，能到达最高点D，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.75（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．试求：（1）小物块离开A点做平抛运动的时间和水平初速度v1；（2）小物块经过O点时动能Ek；（3）斜面上CD间的距离L．20．（9分）（2022春•裕华区校级月考）额定功率为80kw，质量为2.0t的汽车，在平直公路上沿直线行驶．在汽车的速度υ＜10m/s时，汽车受到的阻力保持不变，当υ≥10m/s时，阻力与速度成正比f=kυ=200υ（N）．问：（1）汽车的最大行驶速度多大？（2）如果汽车的速度为10m/s时，发动机的功率为额定功率，此时的加速度为多大？（3）如果速度达到10m/s以前，汽车做匀加速直线运动，达到10m/s后保持发动机功率为额定功率，那么汽车做匀加速运动的时间多长？21．（9分）（2022•扬州学业考试）如图是过山车的部分模型图．模型图中光滑圆形轨道的半径R=8.0m，该光滑圆形轨道固定在倾角为α=37°斜轨道面上的Q点，圆形轨道的最高点A与P点平齐，圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接．现使小车（视作质点）从P点以一定的初速度沿斜面向下运动，已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为μ=-22-，不计空气阻力，取g=10m/s2．sin37°=0.6，cos37°=0.8．若小车恰好能通过圆形轨道的最高点A处，问：（1）小车在A点的速度为多大？（2）小车在圆形轨道的最低点B时对轨道的压力为重力的多少倍？（3）小车在P点的初速度为多大？ -22-2022-2022学年河北省石家庄市精英中学高一（下）第三次调研物理试卷（理科）参考答案与试题解析 一、选择题（本题共16小题；每小题3分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分；每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．不涂在答题卡上，只答在试卷上不得分.）1．（3分）（2022春•谯城区校级期中）如图是位于锦江乐园的摩天轮，高度为108m，直径是98m．一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min．如果以地面为零势能面，则他到达最高处时的（取g=10m/s2）（ ） A．重力势能为5.4×104J，角速度为0.2rad/s B．重力势能为4.9×104J，角速度为0.2rad/s C．重力势能为5.4×104J，角速度为4.2×10﹣3rad/s D．重力势能为4.9×104J，角速度为4.2×10﹣3rad/s考点：重力势能；线速度、角速度和周期、转速．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：根据重力势能的表达式Ep=mgh计算重力势能，根据加速度计算公式计算角速度．解答：解：重力势能为：Ep=mgh=50×10×108J=5.4×104J角速度为：故选C．点评：知道重力势能的表达式和角速度的计算公式，就很方便的解出该题． 2．（3分）（2022春•安庆期末）汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一小段时间保持匀加速直线运动，则（ ） A．不断增大牵引功率B．不断减小牵引功率 C．保持牵引功率不变D．不能判断牵引功率怎样变化考点：功率、平均功率和瞬时功率．专题：功率的计算专题．分析：-22-要使汽车在开始运动一小段时间保持匀加速直线运动，则牵引力不能变化，而速度增大，根据P=Fv分析即可．解答：解：汽车做匀加速直线运动，加速度不变，根据牛顿第二定律可知，牵引力不变，而速度增大，根据P=Fv可知，牵引力的功率增大，故A正确．故选A．点评：本题主要考查了牛顿第二定律及P=Fv的直接应用，难度不大，记住相关公式即可． 3．（3分）（2022春•萧山区期中）一个质量为2kg的物体，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起在物体上作用一个水平向右的水平力，经过一段时间，物体的速度方向变为向右，大小仍是4m/s，在这段时间内水平力对物体所做的功为（ ） A．0JB．3JC．16JD．32J考点：动能定理的应用．专题：动能定理的应用专题．分析：在力F作用的过程中只有F对物体做功，力F对物体做的功等于物体动能的变化解答：解：根据动能定理有，力F对物体做的功为：W=﹣==0故选：A点评：本题主要考查了动能定理的直接应用，难度不大，属于基础题． 4．（3分）（2022春•裕华区校级月考）一个人稳站在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速运动，如图所示，则（ ） A．人对踏板的压力大小等于人受到的重力大小 B．人只受到重力、摩擦力和踏板的支持力作用 C．人受到的力的合力对人所做的功等于动能的增加量 D．踏板对人做的功等于人的机械能的增加量考点：功能关系；牛顿第二定律．分析：自动扶梯上的人随扶梯斜向上做加速运动，人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向，根据牛顿第二定律即可求解．除重力以外的力对物体做的功，等于物体机械能的变化量，而合外力对人做的功等于人动能的增加量．解答：解：A、B、人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得：ax=acosθ，方向水平向右；ay=asinθ，方向竖直向上，水平方向受静摩擦力作用，f=ma=macosθ，水平向右，竖直方向受重力和支持力，FN﹣mg=masinθ，所以FN＞mg，故A错误，B正确；C、根据动能定理可知：合外力对人做的功等于人动能的增加量，故C正确；D、除重力以外的力对物体做的功，等于物体机械能的变化量，所以踏板对人做的功等于人的机械能增加量，故D正确．故选：BCD点评：-22-该题中将牛顿第二定律与功能关系相结合，解决本题的关键是把加速度进行分解，结合牛顿第二定律求解，难度适中． 5．（3分）（2022•苍南县校级学业考试）在如图所示的“蹦极跳”运动中，质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L时到达最低点，若在下落过程中不计空气阻力，则以下说法正确的是（ ） A．游戏者速度先增大后减小B．游戏者加速度先不变后减小 C．游戏者动能增加了mgLD．游戏者重力势能减小了mgL考点：功能关系；牛顿第二定律；重力势能．分析：游戏者自由下落L高度后橡皮绳绷紧产生向上的拉力，开始阶段，拉力小于重力，游戏者向下做加速运动，当拉力大于重力后，游戏者做减速运动．橡皮绳的拉力大小随着伸长的长度增加而增大，根据牛顿第二定律分析加速度的变化．由静止开始下落1.5L时到达最低点，游戏者动能增加量为零，重力势能减小1.5mgL解答：解：A、橡皮绳绷紧后，开始阶段，拉力小于重力，游戏者向下做加速运动，当拉力大于重力后，游戏者做减速运动，即速度先增大后减小．故A正确．B、设橡皮绳的拉力为F，游戏者的质量为m，加速度大小为a．橡皮绳绷紧前，游戏者做自由落体运动，加速度不变；橡皮绳绷紧后，开始阶段，拉力小于重力时，由牛顿第二定律得：mg﹣F=ma，F增大，a减小；当拉力大于重力时，F﹣mg=ma，F增大，a增大，所以加速度先不变，后减小，再增大．故B错误．C、由静止开始下落1.5L时到达最低点，游戏者动能增加量为零．故C错误．D、戏者动能增加量为零，重力势能减小1.5mgL，故D错误．故选：A点评：本题与弹簧类型问题相似，关键是分析物体的受力情况，确定物体的运动情况． 6．（3分）（2022•广东模拟）连接A、B两点的在竖直面内的弧形轨道ACB和ADB形状相同、材料相同，如图所示．一个小物体从A点以一定初速度v开始沿轨道ACB运动，到达B点的速度为v1；若以相同大小的初逮度v沿轨道ADB运动，物体到达B点的速度为v2，比较v1和v2的大小，有（ ） A．v1＞v2B．v1=v2 C．v1＜v2D．条件不足，无法判定考点：向心力；牛顿第二定律；超重和失重；动能定理．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：-22-滑块从A到B过程中，只有阻力做功，但ACB轨道上运动时失重，ADB轨道上运动时超重，故ABD轨道上运动时阻力大，根据动能定理判断末速度大小．解答：解：由于AB轨道等高，故滑块从A到B过程中，只有阻力做功，根据动能定理，克服阻力做功等于动能的减小量；但ACB轨道上运动时加速度向下，是失重；ADB轨道上运动时加速度向上，是超重；故ABD轨道上运动时阻力大，克服阻力做功多，动能减小多，故v1＞v2；故选A．点评：本题关键根据动能定理和超失重知识进行分析，要明确两个轨道上阻力大小不同，不难． 7．（3分）（2022春•江都市校级期中）关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（ ） A．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒 B．作匀变速运动的物体机械能可能守恒 C．除重力和弹簧的弹力之外的外力对系统做功的代数和为零时，系统的机械能一定守恒 D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒考点：机械能守恒定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：在只有重力或弹簧弹力做功时，机械能守恒．要正确理解只有重力做功，物体除受重力外，可以受其它力，但其它力不做功或做功的代数和为0．解答：解：A、做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒，比如：降落伞匀速下降，机械能减小．故A错误．B、做匀变速直线运动的物体机械能可能守恒．比如：自由落体运动．故B正确．C、除重力和弹簧的弹力之外的外力对系统做功的代数和为零时，系统的机械能一定守恒，故C正确；D、只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒，故D正确；故选BCD．点评：解决本题的关键掌握机械能守恒的条件，机械能守恒的条件是只有重力或弹簧弹力做功． 8．（3分）（2022•广州一模）质量为1kg的物体以某一初速度在水平地面上滑行，由于受到地面摩擦阻力作用，其动能随位移变化的图线如图所示，g=10m/s2，则物体在水平地面上（ ） A．所受合外力大小为5N B．滑行的总时间为4s C．滑行的加速度大小为1m/s2 D．滑行的加速度大小为2.5m/s2考点：动能定理的应用；牛顿第二定律．专题：动能定理的应用专题．分析：-22-运用动能定理把动能和位移的关系表示出来；把物理表达式与图象结合起来，根据图象中的数据求出未知物理量．解答：解：A、物体受重力、支持力和摩擦力，合力等于摩擦力；由图象可知，EK1=50J，EK2=0J，位移x=20m，EK1=mv12=50J，初速度v1=10m/s，由动能定理得：EK2﹣EK1=﹣fx，解得：f=2.5N故A错误；B、物体加速度a==2.5m/s2，物体运动时间t==4s，故B正确；C、D、根据牛顿第二定律，有：，故C错误，D正确；故选BD．点评：利用数学图象处理物理问题的方法就是把物理表达式与图象结合起来，根据图象中的数据求解．一般我们通过图象的特殊值和斜率进行求解． 9．（3分）（2022春•顺德区校级期末）质量为m的物体由固定在地面上的斜面顶端匀速滑到斜面底端，斜面倾角为θ，物体下滑速度为v，如图所示，以下说法中正确的是（ ） A．重力对物体做功的功率为mgvsinθ B．重力对物体做功的功率为mgv C．物体克服摩擦力做功的功率为mgvsinθ D．物体克服摩擦力做功的功率为mgv考点：功率、平均功率和瞬时功率．专题：功率的计算专题．分析：根据共点力平衡求出摩擦力的大小，结合瞬时功率的表达式得出重力做功的功率和克服摩擦力做功的功率．解答：解：A、重力做功的瞬时功率P=mgvcos（90°﹣θ）=mgvsinθ．故A正确，B错误．C、根据共点力平衡知，摩擦力的大小f=mgsinθ，则克服摩擦力做功的功率P′=fv=mgvsinθ．故C正确，D错误．故选：AC．点评：解决本题的关键掌握瞬时功率的求法，即P=Fvcosα，α为力与速度之间的夹角． -22-10．（3分）（2022•安徽）如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道．半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（ ） A．重力做功2mgRB．机械能减少mgR C．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功mgR考点：牛顿第二定律；动能定理的应用．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，根据牛顿第二定律求解出B点的速度；然后对从P到B过程根据功能关系列式判读．解答：解：A、重力做功与路径无关，只与初末位置有关，故P到B过程，重力做功为WG=mgR，故A错误；B、小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，根据牛顿第二定律，有mg=m，解得；从P到B过程，重力势能减小量为mgR，动能增加量为=，故机械能减小量为：mgR﹣，故B错误；C、从P到B过程，合外力做功等于动能增加量，故为=，故C错误；D、从P到B过程，克服摩擦力做功等于机械能减小量，故为mgR﹣，故D正确；故选D．点评：解决本题的关键知道球到达B点时对轨道的压力为0，有mg=m，以及能够熟练运用动能定理． 11．（3分）（2022春•腾冲县校级期末）一物体在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45J，在第1秒末撤去拉力，其v﹣t图象如图所示，g取10m/s2，则（ ）-22- A．物体的质量为10kg B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2 C．第1秒内摩擦力对物体做的功为60J D．第1秒内拉力对物体做的功为60J考点：功的计算；匀变速直线运动的图像．专题：功的计算专题．分析：根据速度图象与坐标轴所围“面积”表示位移求出加减速运动阶段的位移，再根据动能定理列式求摩擦力；根据功的定义求摩擦力的功，拉力的功．解答：解：由图知第1S内的位移为x1=，则由动能定理可得=45J 得F合=30N m=10Kg则A正确 从第1S末到4S，摩擦力做功为﹣45J位移为： 摩擦力为大小为f，则：﹣f×x2=﹣45得f=10N，则，则B错误 第1S内摩擦力做功为：wf=﹣fx1=﹣10×1.5=﹣15J，则C错误 第1S内：wf+W拉力=45可得W拉力=60J，故D正确故选：AD点评：本题关键灵活地选择过程对物体运用动能定理，同时要注意速度时间图线与x轴包围的面积等于物体的位移． 12．（3分）（2022•广东模拟）如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C为水平的，其距离d=0.50m盆边缘的高度为h=0.30m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10．小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为（ ） A．0.50mB．0.25mC．0.10mD．0考点：动能定理的应用．专题：动能定理的应用专题．分析：根据动能定理，对小物块开始运动到停止的全过程进行研究，求出小物块在BC面上运动的总路程，再由几何关系分析最后停止的地点到B的距离．解答：-22-解：设小物块间在BC面上运动的总路程为S．物块在BC面上所受的滑动摩擦力大小始终为f=μmg，对小物块从开始运动到停止运动的整个过程进行研究，由动能定理得mgh﹣μmgS=0得到S===3m，d=0.50m，则S=6d，所以小物块在BC面上来回运动共6次，最后停在B点．故选D点评：本题对全过程运用动能定理进行研究，关键要抓住滑动摩擦力做功与总路程关系． 13．（3分）（2022•山东）将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v﹣t图象如图所示．以下判断正确的是（ ） A．前3s内货物处于超重状态 B．最后2s内货物只受重力作用 C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同 D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒考点：机械能守恒定律；牛顿运动定律的应用-超重和失重．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：根据v﹣t图象可知道物体的运动过程和性质，也可求出对应的加速度，前3s内货物向上做匀加速直线运动，加速度的方向是向上．匀变速直线运动平均速度，只有重力或弹力做功时机械能守恒．解答：解：A、前3s内货物向上做匀加速直线运动，加速度的方向是向上，所以处于超重状态，故A正确；B、最后2s内货物的加速度a=＜g，所以还受到绳子的拉力，故B错误；C、前3s内的平均速度，最后2s内货物的平均速度，所以前3s内与最后2s内货物的平均速度相同，故C正确；D、第3s末至第5s末的过程中，货物匀速运动，绳子的拉力等于重力，绳子的拉力做正功，机械能不守恒，故D错误．故选：AC点评：该题考查了匀变速直线运动的速度时间图象、平均速度公式、机械能守恒条件等知识点．本题的关键在于能够通过速度时间图象对物体进行运动过程分析和受力分析，难度适中． -22-14．（3分）（2022春•道里区校级期末）如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M＞m，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中（ ） A．M、m各自的机械能分别守恒 B．M减少的机械能等于m增加的机械能 C．M减少的重力势能等于m增加的重力势能 D．M和m组成的系统机械能守恒考点：机械能守恒定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：对于单个物体系统机械能不守恒，但两个物体系统中只有动能和势能相互转化，机械能守恒．根据功能关系和机械能守恒条件进行分析．解答：解：A、对单个物体进行受力分析可知，除了受重力外还受到绳子的拉力，绳子拉力对M做负功，M的机械能减小；拉力对m做正功，m的机械能增加，故A错误；B、D对两个物体系统进行受力分析，只受重力，故系统机械能守恒，所以M减少的机械能等于m增加的机械能，故B、D正确．C、M重力势能减小，动能增加，m重力势能和动能都增加，故M减小的重力势能等于m增加的重力势能和两个物体增加的动能之和，故C错误．故选：BD．点评：本题关键是抓住：两个物体构成的系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变． 15．（3分）（2022春•裕华区校级月考）如图所示，长为l的均匀铁链对称挂在一轻质小滑轮上，某一微小的扰动使铁链向一侧滑动，则铁链完全离开滑轮时速度大小为（ ） A．B．C．D．考点：机械能守恒定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：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．解答：解：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l，链条下落过程，由机械能守恒定律，得：-22-mg•l=mv2解得：v=故选：C点评：本题主要考查了机械能守恒定律的直接应用，其中求重力势能的减小量时关键要抓住重心下降的高度求解，难度适中． 16．（3分）（2022•福建）如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）．初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（ ） A．速率的变化量不同B．机械能的变化量不同 C．重力势能的变化量相同D．重力做功的平均功率相同考点：机械能守恒定律；功率、平均功率和瞬时功率．专题：压轴题；机械能守恒定律应用专题．分析：剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，机械能守恒，重力势能变化量等于重力所做的功，重力做功的平均功率等于重力做功与时间的比值．解答：解：设斜面倾角为θ，刚开始AB处于静止状态，所以mBgsinθ=mAg，所以mB＞mA，A、剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，根据动能定理得：mv2=mghv=所以速度的变化量为v﹣0=，故A错误；B、剪断细线，A、B两物体都只有重力做功，机械能守恒，则机械能的变化量都为零，故B错误；C、重力势能变化量△EP=mgh，由于AB的质量不相等，所以重力势能变化不相同，故C错误；D、A运动的时间为：t1=，所以A重力做功的平均功率为：B运动有：，解得：t2=，所以B重力做功的平均功率为：，-22-而mBgsinθ=mAg，所以重力做功的平均功率相等，故D正确．故选D点评：重力做功决定重力势能的变化与否，若做正功，则重力势能减少；若做负功，则重力势能增加，重力做功的平均功率等于重力做功与时间的比值，难度适中． 二、实验题（共18分，每空3分）请把正确答案填写在答题纸相应的位置上17．（18分）（2022春•香坊区校级期末）在验证机械能守恒定律的实验中，质量为m=1.00kg的重锤拖着纸带下落，在此过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，如图所示．其中O为重锤开始下落时记录的点，各点到O点的距离分别是31.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm．当地重力加速度g=9.8m/s2．本实验所用电源的频率f=50Hz．（1）打点计时器打下点B时，重锤下落的速度vB= 0.98 m/s，打点计时器打下点D时，重锤下落的速度vD= 1.4 m/s．（结果保留两位小数）（2）从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量△Ep= 0.46 J，重锤动能增加量△Ek= 0.45 J（结果保留两位小数）（3）在误差允许范围内，通过比较 重锤重力势能减小量与重锤动能增加量的关系 就可以验证重锤下落过程中机械能守恒了．（4）设重锤在下落过程中受到恒定不变的阻力F，则可根据本实验数据求得阻力F的表达式为 （用题中所给字母m，g，s1，s4，f表示）．考点：验证机械能守恒定律．专题：实验题．分析：（1）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度；（2）根据公式Ek=mv2从而求出动能，根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．（3）在误差允许范围内，通过比较重力势能减少和动能增加的大小来验证重锤下落过程是否机械能守恒．（4）根据△x=aT2求出加速度，再根据牛顿第二定律列方程求阻力F的表达式．解答：解：（1）vB===0.98m/svD===1.4m/s（2）△Ep=mgh=mg（s2+s3）=1.00×10×（95.9﹣49.0）×10﹣3=0.46J△Ek=mvD2﹣mvB2=×1.00×（1.362﹣0.9782）=0.45J-22-（3）在误差允许范围内，通过比较重力势能减少和动能增加的大小就可以验证重锤下落过程中机械能守恒了．（4）根据△x=aT2得：s4﹣s1=3aT2可得：a=根据牛顿第二定律得：mg﹣F=ma则得F=mg﹣=故答案为：（1）0.98；1.4．（2）0.46；0.45．（3）重锤重力势能减小量与重锤动能增加量的关系．（4）点评：纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，对于这类问题要熟练应用运动学规律和推论进行求解． 三、计算题（本题共4小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）18．（8分）（2022春•裕华区校级月考）三峡水力发电站是我国最大的水力发电站，平均水位落差约100m，水的流量约1.35×104m3/s．船只通航需要约3500m3/s的流量，其余流量全部用来发电．水流冲击全部用来发电．水流冲击水轮机发电时，水流减少的机械能有25%转化为电能．（g取10m/s2）（1）按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大是多少？（2）根据对家庭生活用电量的调查，三口之家平均每户同时用电0.5kw，如果三峡电站全部用于城市生活用电，它可以满足多少个百万人口城市的生活用电？考点：远距离输电．专题：交流电专题．分析：先求出用于发电的水流量，根据W=Gh求出水的重力所做的功，然后结合效率求出的发电功率；先求出一万人口的用电量，再根据总电量求出可以满足多少个城市用电；解答：解：（1）用于发电的水流量Q=1.35×104m3/s﹣3.5×103m3/s=1.0×104m3/s．发电功率是为：P=×20%水的质量为：m=ρVt时间内流水的体积为：V=Qtp=0.2ρQghρ=1.0×103kg/m3，Q=1.0×104m3/s，g=10m/s2，h=100m，p=2×109W．（2）可供给用户数为-22-n==4×106人人口数为N=3n=12×106人可满足16个百万人口城市的生活用电．答：（1）按照以上数据估算三峡发电站的发电功率为2×109W．（2）设三口之家的生活用电的平均功率为0.5kW，如果三峡电站全部用于城市生活用电，它大约可以满足个12个百万人口城市的生活用电．点评：本题考查了学生对流量公式、功的计算公式、电功的计算公式的了解与掌握． 19．（8分）（2022秋•灌南县校级期中）质量m=1.0kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑．B、C为圆弧的两端点，其连线水平．已知圆弧半径R=1.0m，圆弧对应圆心角为θ=106°，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=0.8m，固定斜面与圆弧轨道在C点相切．小物块离开C点后的沿斜面向上运动，能到达最高点D，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.75（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．试求：（1）小物块离开A点做平抛运动的时间和水平初速度v1；（2）小物块经过O点时动能Ek；（3）斜面上CD间的距离L．考点：功能关系；平抛运动．分析：（1）由A到B，物体做平抛，由竖直分位移公式可得运动时间，根据速度位移关系公式可得B的竖直分速度，由几何关系可知B点速度与竖直方向成53°角，可得水平速度；（2）对B到O过程根据动能定理列式求解；（3）对C到D过程根据动能定理列式求解即可．解答：解：（1）小物块平抛运动的时间：t===0.4s由A到B有：在B点：tan=代入数据解得：-22-vy=4m/sv1=3m/s（2）对小物块由B到O过程有：mgR（1﹣sin37°）=Ek又==5m/s代入解得：Ek=16.5J（3）对物块沿斜面上滑过程，由功能关系，有：mgLsin53°+μmgLcos53°=由机械能守恒可知：vC=vB=5m/s解得：L=1m答：（1）小物块离开A点做平抛运动的时间为0.4s，水平初速度为3m/s；（2）小物块经过O点时动能为16.5J；（3）斜面上CD间的距离L为1m．点评：本题关键是明确受力情况和运动过程，注意过程的连接点是解题的切入点，结合动能定理和平抛运动的规律列式求解，不难． 20．（9分）（2022春•裕华区校级月考）额定功率为80kw，质量为2.0t的汽车，在平直公路上沿直线行驶．在汽车的速度υ＜10m/s时，汽车受到的阻力保持不变，当υ≥10m/s时，阻力与速度成正比f=kυ=200υ（N）．问：（1）汽车的最大行驶速度多大？（2）如果汽车的速度为10m/s时，发动机的功率为额定功率，此时的加速度为多大？（3）如果速度达到10m/s以前，汽车做匀加速直线运动，达到10m/s后保持发动机功率为额定功率，那么汽车做匀加速运动的时间多长？考点：功率、平均功率和瞬时功率．专题：功率的计算专题．分析：（1）当阻力等于牵引力时速度达到最大；（2）如果汽车的速度为10m/s时，由P=Fv求出牵引力，由F﹣f=ma求出加速度；（3）由牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求的时间解答：解：（1）汽车以最大速度行驶时，发动机功率一定是额定功率，而且此时汽车的运动一定是匀速直线运动．设最大速度为υm，汽车牵引力F=，阻力f=kυm，匀速运动时有F=f或=kυm所以υm==20m/s（2）加速度由牛顿第二定律求出-22-a=①υ=10m/s时的牵引力和阻力分别是：F=②f=kυ③由①②③式得出a==3m/s2（3）在速度达到10m/s以前，阻力保持不变，匀加速直线运动就意味着牵引力不变而功率增大，而功率的最大值应是额定功率，因此匀加速直线运动的时间有一限度t0．由前述分析可知，v=10m/s时，a=3m/s2，此为匀加速直线运动的末速度和加速度，因此t0==3.3（s）答：（1）汽车的最大行驶速度为20m/s（2）如果汽车的速度为10m/s时，发动机的功率为额定功率，此时的加速度为3m/s2（3）如果速度达到10m/s以前，汽车做匀加速直线运动，达到10m/s后保持发动机功率为额定功率，那么汽车做匀加速运动的时间为3.3s点评：解决本题的关键知道发动机功率与牵引力、速度的关系，知道牵引力等于阻力时，速度最大．对变加速运动过程，不能通过动力学求解时间，只能通过动能定理进行求解． 21．（9分）（2022•扬州学业考试）如图是过山车的部分模型图．模型图中光滑圆形轨道的半径R=8.0m，该光滑圆形轨道固定在倾角为α=37°斜轨道面上的Q点，圆形轨道的最高点A与P点平齐，圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接．现使小车（视作质点）从P点以一定的初速度沿斜面向下运动，已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为μ=，不计空气阻力，取g=10m/s2．sin37°=0.6，cos37°=0.8．若小车恰好能通过圆形轨道的最高点A处，问：（1）小车在A点的速度为多大？（2）小车在圆形轨道的最低点B时对轨道的压力为重力的多少倍？（3）小车在P点的初速度为多大？考点：动能定理的应用；牛顿第二定律；牛顿第三定律；向心力．专题：动能定理的应用专题．分析：（1）小车恰好能通过圆形轨道的最高点A处，知轨道对小车的弹力为零，重力提供圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律求出小车在A点的速度．（2）根据动能定理求出小车在轨道B点是的速度，再运用牛顿第二定律，通过支持力和重力的合力提供向心力，求出支持力与重力的关系．-22-（3）对P到A全过程运用动能定理，重力做功为零，根据几何关系求出在斜面上的位移，通过动能定理求出初速度的大小．解答：解（1）小车经过A点时的临界速度为vA（2）根据动能定理得，由牛顿第二定律得，解得：FB=6mg由牛顿第三定律可知：球对轨道的作用力FB'=6mg，方向竖直向下．（3）设Q点与P点高度差为h，PQ间距离为L，．P到A对小车，由动能定理得2．解得m/s．答：（1）小车在A点的速度为．（2）小车在圆形轨道的最低点B时对轨道的压力为重力的6倍．（3）小车在P点的初速度为m/s．点评：本题综合考查了牛顿第二定律和动能定理，关键是理清运动的过程，运用合适的规律进行求解． -22-
