还剩17页未读，
继续阅读
精品解析：黑龙江省哈尔滨市第九中学校2022--2023学年高一下学期6月月考物理试题（解析版）
展开
这是一份精品解析：黑龙江省哈尔滨市第九中学校2022--2023学年高一下学期6月月考物理试题（解析版），共20页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
哈尔滨市第九中学2022——2023学年度
高一下学期6月月考物理试卷
（考试时间：90分钟 满分：100分）
第I卷（选择题，14小题，共48分）
一、单项选择题（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，只有一项符合题目要求）
1. 关于功和能的下列说法正确的是（ ）
A. 功有正功、负功，所以功是矢量 B. 功和能的单位相同，它们的物理意义也相同
C. 功是能量转化的量度 D. 功有正负之分，因此-10J的功小于5J的功
【答案】C
【解析】
【详解】A．功有正功、负功，指的是力做功的效果，而非方向，功是标量，故A错误；
B．功和能的单位相同，它们的物理意义却不相同，功是过程量，能是状态量，故B错误；
C．功是能量转化的量度，故C正确；
D．功有正负之分，力做负功表示物体克服该力做功，但做功的多少比较的是绝对值，因此- 10的功大于5J的功，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力对物体做功为，力对物体做功为，则力与的合力对物体做的功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】求多个力对物体做功时，总功的大小等于各个力对物体做功之和，所以力与的合力对物体做的功为
故选A。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 行星绕太阳运动的轨道一定是圆轨道
B. 行星绕太阳运动时，近日点的速度小于远日点的速度
C 行星绕太阳由近日点向远日点运动时，万有引力对行星做正功
D. 人造地球卫星绕地球做圆周运动时，向心力一定不做功
【答案】D
【解析】
【详解】A．行星绕太阳运动的轨道是椭圆轨道，故A错误；
B．根据开普勒第二定律，行星绕太阳运动时，近日点的速度大于远日点的速度，故B错误；
C．行星绕太阳由近日点向远日点运动时，万有引力对行星做负功，故C错误；
D．人造地球卫星绕地球做圆周运动时，向心力与速度垂直，一定不做功，故D正确。
故选D。
4. 质量的物体在光滑水平面上由静止开始沿直线运动，所受水平外力F与物体位移x的关系如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 0~3m物体做匀加速运动 B. 外力在0~3m位移内做的功为9J
C. 外力在0~4m位移内做的功为14J D. 位移为3m时，物体的速度为3m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，0~3m物体所受水平外力增大，故加速度也在增大，物体做变加速运动，故A错误；
B．外力在0~3m位移内做功为图线与x轴所围图形的面积，故为
故B正确；
C．外力在0~4m位移内做的功为图线与x轴所围图形的面积，故为
故C错误；
D．根据动能定理可得
解得位移为3m时，物体的速度为
故D错误。
故选B
5. 如图所示，一质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂在O点，小球在水平力F作用下静止于Q点，此时绳与竖直方向的偏角为，将小球由Q点缓慢移动到P点的过程中，力F所做的功为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小球由Q点缓慢移动到P点的过程中，绳子的拉力对小球不做功，只有小球的重力和力F对小球做功，根据动能定理有
求得力F所做功为
故选D。
6. 如图，某学习小组用三个完全相同的小球A、B、C做如下的研究：A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿固定的光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动。以上运动均忽略空气阻力，三个小球从开始运动到落地前的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 运动时间相等 B. 落地时的速度大小相等
C. 动能的变化量相等 D. 落地前瞬间重力的功率相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．C在竖直方向做自由落体运动，根据
解得
可知A、C运动时间相等，对B有
，
解得
可知
即AC运动时间相等，且小于B运动时间，故A错误；
B．对AB，根据动能定理有
解得
对C，根据动能定理有
解得
可知
即AB落地时的速度大小相等，且小于C的落地速度，故B错误；
C．ABC在运动过程中，均只有重力做功，根据动能定理有
可知，ABC动能的变化量相等，故C正确；
D．根据上述，AC在竖直方向做自由落体运动，A的落地速度与C落地的竖直分速度相等，根据
可知，AC落地前瞬间重力的功率相等，根据上述可知，AB落地的速度大小相等，但B落地速度与水平方向夹角等于斜面倾角，根据
可知，B落地前瞬间重力的功率小于A落地前瞬间重力的功率，即AC落地前瞬间重力的功率相等，且大于B落地前瞬间重力的功率，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，ABCD是一个固定在水平地面上的盆式容器，盆的内侧与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧。BC水平，其长度为，盆边缘的高度为，在A处放一个质量为m的小物块并让其自由下滑，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，取重力加速度，则（ ）
A. 小物块在盆内来回滑动全过程中机械能是守恒的
B. 小物块第一次到达B点的速度为4m/s
C. 小物块第一次到达C点的速度为2m/s
D. 小物块在盆内来回滑动，最后停在BC段距B点2m处
【答案】B
【解析】
【详解】AD．根据题意可知，小物块在盆地滑动过程中有摩擦力作用，小物块要克服摩擦力做功，因此小物块在盆内来回滑动全过程中机械能不守恒，最终小物块的机械能会全部用来克服摩擦力做功，小物块会停在盆地某一位置处，对小物块运动全过程，设其在盆地来回运动的路程为，根据能量守恒有
解得
而由已知条件可知，小物块在盆地运动一个来回的路程为7m，则可知小物块在盆内来回滑动，最后停在BC段距B点1m处，故AD错误；
B．设小物块第一次到达B点时的速度为，则由机械能守恒有
解得
故B正确；
C．设小物块第一次到达C点的速度为，由动能定理有
解得
故C错误。
故选B。
8. 我国劳动人民发明的汉石磨盘可使谷物脱壳、粉碎，通常用驴来拉磨把谷物磨成面粉，如图所示。若驴对磨杆的拉力F沿圆周切线方向，大小为500N，磨盘半径r为0.4m，磨杆长为0.4m，驴对磨杆的拉力作用在磨杆末端，磨盘转动一周的时间为5s（驴拉磨可以看成做匀速圆周运动），则（ ）
A. 磨盘与磨杆处处线速度相等
B. 磨杆末端的线速度大小为
C. 驴拉磨转动一周拉力做的功为
D. 磨盘边缘的向心加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．磨盘与磨杆属于同轴转动，所以其处处角速度相等，但是由于它们做圆周运动的轨道半径不同，根据线速度与角速度的关系
所以线速度不相等，故A项错误；
B．磨杆长度与磨盘半径相等，则磨杆末端转动一周弧长为
线速度的大小为
故B项错误；
C．驴对磨的拉力沿圆周切线方向，拉力作用点的速度方向也在圆周切线方向，所以可以认为拉磨过程中拉力方向始终与速度方向相同，根据微元法可知，拉力对磨盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，则磨转动一周弧长为
所以拉力所做的功为
故C项正确；
D．磨盘边缘的向心加速度为
故D项错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，选不全的得2分，有选错的得0分）
9. 下面实例中，研究对象的运动过程机械能不守恒的是（ ）
A. 沿滑梯匀速下滑的小孩 B. 做自由落体运动的小球
C. 被起重机加速吊起的重物 D. 打开降落伞后下降的跳伞运动员
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．匀速下滑说明动能不变重力势能减小，故机械能减小，故A正确；
B．自由落体运动的小球只受重力作用，下落过程只有重力做功机械能守恒，故B错误；
C．加速吊起的重物动能增加，重力势能增加，机械能增加，故C正确；
D．打开降落伞下降的运动员受空气阻力的作用，除重力做功之外还有空气阻力做功，机械能不守恒，故D正确；
故选ACD。
10. 关于力作用力与反作用力做功的下列说法中正确的是（ ）
A. 作用力与反作用力等大反向，因此做功一定是大小相等、正负相反的
B. 一对作用力与反作用力做功，可能作用力做负功反作用力不做功
C. 一对相互作用的滑动摩擦力做功代数和可以是正值也可能是负值
D. 一对相互作用的静摩擦力做功代数和一定为零
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．一对作用力和反作用力等大反向，可以同时做正功，可以同时做负功，可以一个做正功，一个做负功，还可能一个做功，另一个不做功，故A错误，B正确；
C．两个物体间存在相互作用的滑动摩擦力，由发生相对运动，一定有内能的产生，据功能关系可知，这对相互作用的滑动摩擦力做功代数和一定不为零，且为负值，故C错误；
D．发生静摩擦的两个物体相对静止，相对与同一参考系的位移一定相同， 故一对相互作用的静摩擦力做的功一定等大，一正一负，所以做功代数和一定为零，故D正确。
故选BD。
11. 如图所示，一长为L，质量为m的匀质链条，开始时用手按住A端，放在距地面高2L的光滑的桌面上，有的长度悬在桌边缘，松手后链条开始运动滑离桌面，下列说法正确的是（ ）
A. 链条开始运动到触地前机械能守恒
B. 链条滑离桌面过程中动能在增加
C. 链条全部滑离桌面时重力势能减少
D. 链条刚好触到地面时的速度大小为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．链条开始运动到触地前的过程中，只有重力做功，因此机械能守恒，A正确；
B．链条滑离桌面过程中，重力势能不断减小，动能不断增加，B正确；
C．设桌面为零势能面，初始状态，重力势能为
刚好滑离桌面时，重力势能为
因此重力势能减少量
C正确；
D．链条刚好触到地面时的重力势能
根据机械能守恒可知
解得链条刚好触到地面时的速度
D错误。
故选ABC。
12. 2022北京冬奥会自由式滑雪女子U型池决赛，中国选手谷爱凌夺金。如图所示，在某次训练中，谷爱凌从离底端高处由静止滑下，滑到底端时的速度大小为。已知谷爱凌及装备总质量70kg，运动时所受摩擦力与速率成正比，空气阻力不计，取重力加速度，在上述训练过程中，谷爱凌的（ ）
A. 动能增加了2240J
B. 机械能减少了220J
C. 重力势能减少了2450J
D. 在U型池下滑和上升过程中由摩擦产生的热量相等
【答案】AC
【解析】
【详解】A．增加的动能为
故A正确；
B．减少的机械能为
故B错误；
C．减少的重力势能为
故C正确；
D．由于存在摩擦力做功，谷爱凌及装备在运动过程中机械能减小，则在左右对称位置，左侧向下运动的速度大于右侧向上运动的速度，由于运动时所受摩擦力与速率成正比，则在左右对称位置，左侧位置的摩擦力大于右侧位置的摩擦力，可知在U型池下滑过程克服摩擦力做功大于在U型池上升过程克服摩擦力做功，即在U型池下滑过程摩擦产生的热量大于上升过程中摩擦产生的热量，故D错误。
故选AC。
13. 如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m的a球置于地面上，质量为m的b球从水平位置静止释放．当a球对地面压力刚好为零时，b球摆过的角度为．下列结论正确的是（ ）
A.
B.
C. b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小
D. b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大
【答案】AC
【解析】
【详解】b球在摆过的过程中做圆周运动，设此时其速度为v，由机械能守恒定律可得，在沿半径方向上由牛顿第三定律可得，因a球此时对地面压力刚好为零，则，联立得，A对，B错．b球从静止到最低点的过程中，其在竖直方向的分速度是先由零增大后又减至零，由，可知，重力的功率是先增大后减小，C对，D错．
14. 如图所示，挡板P固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端M与半径为R的圆弧轨道MN连接其圆心O在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为m的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在M点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的劲度系数为
B. 小球A到达N点时的速度大小为
C. 小球A到达N点时的速度大小为
D. 小球A由M运动到N的过程中，小球A和物块B的机械能之和先增大后减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A．设弹簧的劲度系数为k，初始时刻弹簧的压缩长度为，则B沿斜面方向受力平衡，则
小球A沿圆弧运动到最低点N时，物块C即将离开挡板时，设弹簧的拉伸长度为，则C沿斜面方向受力平衡，则
易得
当小球A沿圆弧运动到最低点N时，B沿斜面运动的位移为
所以
解得
，
故A错误；
BC．设小球A到达N点时的速度为，对进行分解，在沿绳子方向的速度
由于沿绳子方向的速度处处相等，所以此时B的速度也为，对A、B、C和弹簧组成的系统，在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，且A在M和N处，弹簧的形变量相同，故弹性势能不变，弹簧弹力做功为0，重力对A做正功，对B做负功，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，可知
解得
故B正确，C错误；
D．小球A由M运动到N的过程中，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球A和物块B的机械能之和与弹簧和C的能量之和不变，C一直处于静止状态，弹簧一开始处于压缩状态，之后变为原长，后开始拉伸，则弹性势能先减小后增大，故小球A和物块B的机械能之和先增大后减小，故D正确。
故选BD。
第II卷（非选择题，6小题，共52分）
三、实验题（两小题共15分）
15. 验证机械能守恒定律的实验装置如图1所示，现有的器材：带铁夹的铁架台、纸带、电火花打点计时器、频率为50Hz交流电源、带夹子的重物。回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________；
A．秒表 B．天平 C．毫米刻度尺
（2）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．动能变化量与重力势能变化量
B．速度变化量和重力势能变化量
C．速度变化量和高度变化量
（3）实验过程中，需要的电源电压为________V，打点计时器的打点周期为________S。
（4）部分实验步骤如下：
A．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开纸带
B．手提纸带的上端，让重物静止在打点计时器附近
C．关闭电源，取出纸带
D．把打点计时器固定在铁夹上，让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是________；
（5）实验中，得到图乙所示的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量________，动能增加量________。（均用字母表示）
【答案】 ①. C ②. A ③. 220 ④. 0.02 ⑤. DBAC ⑥. ⑦.
【解析】
【详解】（1）[1]为完成此实验，需要用毫米刻度尺测量纸带上计数点之间的距离；通过打点计时器可以知道计数点之间的时间间隔，则不需要用秒表测时间；由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，故不需要用天平测质量。
故选C。
（2）[2]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动能变化量与重力势能变化量。
故选A。
（3）[3][4]实验中使用的是电火花打点计时器、频率为50Hz交流电源，则需要的电源电压为，打点计时器的打点周期为
（4）[5]实验时，应先把打点计时器固定在铁夹上，让纸带穿过限位孔；手提纸带的上端，让重物静止在打点计时器附近；接通电源，待打点计时器工作稳定后放开纸带；关闭电源，取出纸带。则实验步骤的正确顺序是DBAC。
（5）[6]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为
[7]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有
则从打O点到打B点的过程中，动能增加量为
16. 某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律，轻质细杆一端固定一小钢球，另一端可绕光滑的固定轴O转动，固定在转轴上的角度传感器可以测出细杆与竖直方向的夹角θ（小于90°）；在O点的正下方放置一光电门（连接光电计时器），使球心到达最低点时可以恰好通过光电门，测得小球的直径为d，小球质量为m，球心到转轴O的距离为L。已知当地重力加速度为g，将小球拉至某一位置，测出θ；由静止释放小球，读出光电计时器显示的挡光时间为t，小球到达最低点时速度为________，动能的增加量ΔEk可表示为________，下摆过程中，小球的重力势能减少量ΔEp可表示为________，如果二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]小球到达最低点时速度为
[2]动能的增加量为
[3]根据重力做功与重力势能变化的关系可得重力势能的减小量为
四、解答题（四小题共37分）
17. 如图所示为背越式跳高的精彩瞬间，北京时间2023年5月14日，中国跳高名将张国伟在韩国益山亚太运动会男子跳高项目上以2.20米的好成绩夺得冠军。假设张国伟质量为60kg身高为1.8m重心在身体中央，在某次背越式跳高中训练中重心恰好越过2.10m高的横杆而平落在垫子上，落垫时运动员的重心离地高度为60cm。取。
求：（1）上升阶段运动员要克服重力做多少功？
（2）下降阶段到落垫时重力做了多少功？
【答案】（1）720J；（2）900J
【解析】
【详解】（1）上升阶段，重心升高的距离约为
克服重力做功
（2）下降阶段，重心下降距离
重力做功
18. 如图所示，静止在水平地面质量为2kg的物体，在与水平方向成37°角斜向上方大小为的拉力作用下，以2m/s2的加速度向前运动了10m，取重力加速度，物体在这一运动过程中（，）求：
（1）拉力F对物体所做的功；
（2）第2s末拉力F对物体做功的功率；
（3）物体克服阻力做的功。
【答案】（1）80J；（2）32W；（3）40J
【解析】
【详解】（1）推力对物体所做的功为
解得
（2）第2s末物体的速度
第2s末拉力F对物体做功的功率
解得
（3）由牛顿第二定律可得
代入数据解得，物体所受阻力的大小为
物体克服阻力做的功
解得
故物体克服阻力做功为40J。
19. 2020年9月15日，中智行5GAI无人驾驶汽车亮相上海5G科普活动，活动现场，中智行展示了公司最新研发的、具有百分百自主知识产权的无人驾驶技术。在一次性能测试中，汽车发动机的额定功率为40kW，质量为1000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为自重的0.2倍，取重力加速度。求：
（1）汽车在路面上能达到的最大速度大小：
（2）若汽车以额定功率启动，当汽车速度为8m/s时的加速度大小；
（3）若汽车从2m/s开始保持2m/s的加速度做匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了20s，直到获得最大速度后才匀速行驶。求汽车从2m/s到获得最大行驶速度所通过的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）349m
【解析】
【详解】（1）当汽车达到最大速度时，有
由
解得
（2）当汽车速度为时，此时牵引力大小为
根据牛顿第二定律可得
解得
（3）当汽车达到额定功率时，有
解得
，
对汽车由到，有
解得
，
由动能定理得
联立解得
20. 质量为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点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点，其连线水平，斜面与圆弧轨道在C点相切连接（小物块经过C点时机械能损失不计）。已知圆弧半径，圆弧对应圆心角，轨道最低点为O，A点距水平面的高度。设小物块首次经过C点时为零时刻，在时刻小物块经过D点，小物块与斜面间的滑动摩擦因数为。（，，）求：
（1）小物块离开A点的水平初速度大小；
（2）小物块经过O点时受到轨道的支持力大小；
（3）斜面上CD间的距离。
【答案】（1）；（2）43N；（3）0.98m
【解析】
【详解】（1）对小物块，由A到B做平抛运动，则在竖直方向有
在B点有
，
（2）设小物块到达O点时的速度为，对小物块，由B到O，根据动能定理有
而
在O点，由牛顿第二定律有
联立解得
（3）根据牛顿第二定律，小物块上滑过程有
解得
下滑过程有
解得
由机械能守恒知
小物块由C上升到最高点历时
由最高点到D点历时
因此可得
哈尔滨市第九中学2022——2023学年度
高一下学期6月月考物理试卷
（考试时间：90分钟 满分：100分）
第I卷（选择题，14小题，共48分）
一、单项选择题（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，只有一项符合题目要求）
1. 关于功和能的下列说法正确的是（ ）
A. 功有正功、负功，所以功是矢量 B. 功和能的单位相同，它们的物理意义也相同
C. 功是能量转化的量度 D. 功有正负之分，因此-10J的功小于5J的功
【答案】C
【解析】
【详解】A．功有正功、负功，指的是力做功的效果，而非方向，功是标量，故A错误；
B．功和能的单位相同，它们的物理意义却不相同，功是过程量，能是状态量，故B错误；
C．功是能量转化的量度，故C正确；
D．功有正负之分，力做负功表示物体克服该力做功，但做功的多少比较的是绝对值，因此- 10的功大于5J的功，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力对物体做功为，力对物体做功为，则力与的合力对物体做的功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】求多个力对物体做功时，总功的大小等于各个力对物体做功之和，所以力与的合力对物体做的功为
故选A。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 行星绕太阳运动的轨道一定是圆轨道
B. 行星绕太阳运动时，近日点的速度小于远日点的速度
C 行星绕太阳由近日点向远日点运动时，万有引力对行星做正功
D. 人造地球卫星绕地球做圆周运动时，向心力一定不做功
【答案】D
【解析】
【详解】A．行星绕太阳运动的轨道是椭圆轨道，故A错误；
B．根据开普勒第二定律，行星绕太阳运动时，近日点的速度大于远日点的速度，故B错误；
C．行星绕太阳由近日点向远日点运动时，万有引力对行星做负功，故C错误；
D．人造地球卫星绕地球做圆周运动时，向心力与速度垂直，一定不做功，故D正确。
故选D。
4. 质量的物体在光滑水平面上由静止开始沿直线运动，所受水平外力F与物体位移x的关系如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 0~3m物体做匀加速运动 B. 外力在0~3m位移内做的功为9J
C. 外力在0~4m位移内做的功为14J D. 位移为3m时，物体的速度为3m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，0~3m物体所受水平外力增大，故加速度也在增大，物体做变加速运动，故A错误；
B．外力在0~3m位移内做功为图线与x轴所围图形的面积，故为
故B正确；
C．外力在0~4m位移内做的功为图线与x轴所围图形的面积，故为
故C错误；
D．根据动能定理可得
解得位移为3m时，物体的速度为
故D错误。
故选B
5. 如图所示，一质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂在O点，小球在水平力F作用下静止于Q点，此时绳与竖直方向的偏角为，将小球由Q点缓慢移动到P点的过程中，力F所做的功为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小球由Q点缓慢移动到P点的过程中，绳子的拉力对小球不做功，只有小球的重力和力F对小球做功，根据动能定理有
求得力F所做功为
故选D。
6. 如图，某学习小组用三个完全相同的小球A、B、C做如下的研究：A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿固定的光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动。以上运动均忽略空气阻力，三个小球从开始运动到落地前的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 运动时间相等 B. 落地时的速度大小相等
C. 动能的变化量相等 D. 落地前瞬间重力的功率相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．C在竖直方向做自由落体运动，根据
解得
可知A、C运动时间相等，对B有
，
解得
可知
即AC运动时间相等，且小于B运动时间，故A错误；
B．对AB，根据动能定理有
解得
对C，根据动能定理有
解得
可知
即AB落地时的速度大小相等，且小于C的落地速度，故B错误；
C．ABC在运动过程中，均只有重力做功，根据动能定理有
可知，ABC动能的变化量相等，故C正确；
D．根据上述，AC在竖直方向做自由落体运动，A的落地速度与C落地的竖直分速度相等，根据
可知，AC落地前瞬间重力的功率相等，根据上述可知，AB落地的速度大小相等，但B落地速度与水平方向夹角等于斜面倾角，根据
可知，B落地前瞬间重力的功率小于A落地前瞬间重力的功率，即AC落地前瞬间重力的功率相等，且大于B落地前瞬间重力的功率，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，ABCD是一个固定在水平地面上的盆式容器，盆的内侧与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧。BC水平，其长度为，盆边缘的高度为，在A处放一个质量为m的小物块并让其自由下滑，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，取重力加速度，则（ ）
A. 小物块在盆内来回滑动全过程中机械能是守恒的
B. 小物块第一次到达B点的速度为4m/s
C. 小物块第一次到达C点的速度为2m/s
D. 小物块在盆内来回滑动，最后停在BC段距B点2m处
【答案】B
【解析】
【详解】AD．根据题意可知，小物块在盆地滑动过程中有摩擦力作用，小物块要克服摩擦力做功，因此小物块在盆内来回滑动全过程中机械能不守恒，最终小物块的机械能会全部用来克服摩擦力做功，小物块会停在盆地某一位置处，对小物块运动全过程，设其在盆地来回运动的路程为，根据能量守恒有
解得
而由已知条件可知，小物块在盆地运动一个来回的路程为7m，则可知小物块在盆内来回滑动，最后停在BC段距B点1m处，故AD错误；
B．设小物块第一次到达B点时的速度为，则由机械能守恒有
解得
故B正确；
C．设小物块第一次到达C点的速度为，由动能定理有
解得
故C错误。
故选B。
8. 我国劳动人民发明的汉石磨盘可使谷物脱壳、粉碎，通常用驴来拉磨把谷物磨成面粉，如图所示。若驴对磨杆的拉力F沿圆周切线方向，大小为500N，磨盘半径r为0.4m，磨杆长为0.4m，驴对磨杆的拉力作用在磨杆末端，磨盘转动一周的时间为5s（驴拉磨可以看成做匀速圆周运动），则（ ）
A. 磨盘与磨杆处处线速度相等
B. 磨杆末端的线速度大小为
C. 驴拉磨转动一周拉力做的功为
D. 磨盘边缘的向心加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．磨盘与磨杆属于同轴转动，所以其处处角速度相等，但是由于它们做圆周运动的轨道半径不同，根据线速度与角速度的关系
所以线速度不相等，故A项错误；
B．磨杆长度与磨盘半径相等，则磨杆末端转动一周弧长为
线速度的大小为
故B项错误；
C．驴对磨的拉力沿圆周切线方向，拉力作用点的速度方向也在圆周切线方向，所以可以认为拉磨过程中拉力方向始终与速度方向相同，根据微元法可知，拉力对磨盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，则磨转动一周弧长为
所以拉力所做的功为
故C项正确；
D．磨盘边缘的向心加速度为
故D项错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，选不全的得2分，有选错的得0分）
9. 下面实例中，研究对象的运动过程机械能不守恒的是（ ）
A. 沿滑梯匀速下滑的小孩 B. 做自由落体运动的小球
C. 被起重机加速吊起的重物 D. 打开降落伞后下降的跳伞运动员
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．匀速下滑说明动能不变重力势能减小，故机械能减小，故A正确；
B．自由落体运动的小球只受重力作用，下落过程只有重力做功机械能守恒，故B错误；
C．加速吊起的重物动能增加，重力势能增加，机械能增加，故C正确；
D．打开降落伞下降的运动员受空气阻力的作用，除重力做功之外还有空气阻力做功，机械能不守恒，故D正确；
故选ACD。
10. 关于力作用力与反作用力做功的下列说法中正确的是（ ）
A. 作用力与反作用力等大反向，因此做功一定是大小相等、正负相反的
B. 一对作用力与反作用力做功，可能作用力做负功反作用力不做功
C. 一对相互作用的滑动摩擦力做功代数和可以是正值也可能是负值
D. 一对相互作用的静摩擦力做功代数和一定为零
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．一对作用力和反作用力等大反向，可以同时做正功，可以同时做负功，可以一个做正功，一个做负功，还可能一个做功，另一个不做功，故A错误，B正确；
C．两个物体间存在相互作用的滑动摩擦力，由发生相对运动，一定有内能的产生，据功能关系可知，这对相互作用的滑动摩擦力做功代数和一定不为零，且为负值，故C错误；
D．发生静摩擦的两个物体相对静止，相对与同一参考系的位移一定相同， 故一对相互作用的静摩擦力做的功一定等大，一正一负，所以做功代数和一定为零，故D正确。
故选BD。
11. 如图所示，一长为L，质量为m的匀质链条，开始时用手按住A端，放在距地面高2L的光滑的桌面上，有的长度悬在桌边缘，松手后链条开始运动滑离桌面，下列说法正确的是（ ）
A. 链条开始运动到触地前机械能守恒
B. 链条滑离桌面过程中动能在增加
C. 链条全部滑离桌面时重力势能减少
D. 链条刚好触到地面时的速度大小为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．链条开始运动到触地前的过程中，只有重力做功，因此机械能守恒，A正确；
B．链条滑离桌面过程中，重力势能不断减小，动能不断增加，B正确；
C．设桌面为零势能面，初始状态，重力势能为
刚好滑离桌面时，重力势能为
因此重力势能减少量
C正确；
D．链条刚好触到地面时的重力势能
根据机械能守恒可知
解得链条刚好触到地面时的速度
D错误。
故选ABC。
12. 2022北京冬奥会自由式滑雪女子U型池决赛，中国选手谷爱凌夺金。如图所示，在某次训练中，谷爱凌从离底端高处由静止滑下，滑到底端时的速度大小为。已知谷爱凌及装备总质量70kg，运动时所受摩擦力与速率成正比，空气阻力不计，取重力加速度，在上述训练过程中，谷爱凌的（ ）
A. 动能增加了2240J
B. 机械能减少了220J
C. 重力势能减少了2450J
D. 在U型池下滑和上升过程中由摩擦产生的热量相等
【答案】AC
【解析】
【详解】A．增加的动能为
故A正确；
B．减少的机械能为
故B错误；
C．减少的重力势能为
故C正确；
D．由于存在摩擦力做功，谷爱凌及装备在运动过程中机械能减小，则在左右对称位置，左侧向下运动的速度大于右侧向上运动的速度，由于运动时所受摩擦力与速率成正比，则在左右对称位置，左侧位置的摩擦力大于右侧位置的摩擦力，可知在U型池下滑过程克服摩擦力做功大于在U型池上升过程克服摩擦力做功，即在U型池下滑过程摩擦产生的热量大于上升过程中摩擦产生的热量，故D错误。
故选AC。
13. 如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m的a球置于地面上，质量为m的b球从水平位置静止释放．当a球对地面压力刚好为零时，b球摆过的角度为．下列结论正确的是（ ）
A.
B.
C. b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小
D. b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大
【答案】AC
【解析】
【详解】b球在摆过的过程中做圆周运动，设此时其速度为v，由机械能守恒定律可得，在沿半径方向上由牛顿第三定律可得，因a球此时对地面压力刚好为零，则，联立得，A对，B错．b球从静止到最低点的过程中，其在竖直方向的分速度是先由零增大后又减至零，由，可知，重力的功率是先增大后减小，C对，D错．
14. 如图所示，挡板P固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端M与半径为R的圆弧轨道MN连接其圆心O在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为m的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在M点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的劲度系数为
B. 小球A到达N点时的速度大小为
C. 小球A到达N点时的速度大小为
D. 小球A由M运动到N的过程中，小球A和物块B的机械能之和先增大后减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A．设弹簧的劲度系数为k，初始时刻弹簧的压缩长度为，则B沿斜面方向受力平衡，则
小球A沿圆弧运动到最低点N时，物块C即将离开挡板时，设弹簧的拉伸长度为，则C沿斜面方向受力平衡，则
易得
当小球A沿圆弧运动到最低点N时，B沿斜面运动的位移为
所以
解得
，
故A错误；
BC．设小球A到达N点时的速度为，对进行分解，在沿绳子方向的速度
由于沿绳子方向的速度处处相等，所以此时B的速度也为，对A、B、C和弹簧组成的系统，在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，且A在M和N处，弹簧的形变量相同，故弹性势能不变，弹簧弹力做功为0，重力对A做正功，对B做负功，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，可知
解得
故B正确，C错误；
D．小球A由M运动到N的过程中，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球A和物块B的机械能之和与弹簧和C的能量之和不变，C一直处于静止状态，弹簧一开始处于压缩状态，之后变为原长，后开始拉伸，则弹性势能先减小后增大，故小球A和物块B的机械能之和先增大后减小，故D正确。
故选BD。
第II卷（非选择题，6小题，共52分）
三、实验题（两小题共15分）
15. 验证机械能守恒定律的实验装置如图1所示，现有的器材：带铁夹的铁架台、纸带、电火花打点计时器、频率为50Hz交流电源、带夹子的重物。回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________；
A．秒表 B．天平 C．毫米刻度尺
（2）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．动能变化量与重力势能变化量
B．速度变化量和重力势能变化量
C．速度变化量和高度变化量
（3）实验过程中，需要的电源电压为________V，打点计时器的打点周期为________S。
（4）部分实验步骤如下：
A．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开纸带
B．手提纸带的上端，让重物静止在打点计时器附近
C．关闭电源，取出纸带
D．把打点计时器固定在铁夹上，让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是________；
（5）实验中，得到图乙所示的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量________，动能增加量________。（均用字母表示）
【答案】 ①. C ②. A ③. 220 ④. 0.02 ⑤. DBAC ⑥. ⑦.
【解析】
【详解】（1）[1]为完成此实验，需要用毫米刻度尺测量纸带上计数点之间的距离；通过打点计时器可以知道计数点之间的时间间隔，则不需要用秒表测时间；由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，故不需要用天平测质量。
故选C。
（2）[2]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动能变化量与重力势能变化量。
故选A。
（3）[3][4]实验中使用的是电火花打点计时器、频率为50Hz交流电源，则需要的电源电压为，打点计时器的打点周期为
（4）[5]实验时，应先把打点计时器固定在铁夹上，让纸带穿过限位孔；手提纸带的上端，让重物静止在打点计时器附近；接通电源，待打点计时器工作稳定后放开纸带；关闭电源，取出纸带。则实验步骤的正确顺序是DBAC。
（5）[6]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为
[7]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有
则从打O点到打B点的过程中，动能增加量为
16. 某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律，轻质细杆一端固定一小钢球，另一端可绕光滑的固定轴O转动，固定在转轴上的角度传感器可以测出细杆与竖直方向的夹角θ（小于90°）；在O点的正下方放置一光电门（连接光电计时器），使球心到达最低点时可以恰好通过光电门，测得小球的直径为d，小球质量为m，球心到转轴O的距离为L。已知当地重力加速度为g，将小球拉至某一位置，测出θ；由静止释放小球，读出光电计时器显示的挡光时间为t，小球到达最低点时速度为________，动能的增加量ΔEk可表示为________，下摆过程中，小球的重力势能减少量ΔEp可表示为________，如果二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]小球到达最低点时速度为
[2]动能的增加量为
[3]根据重力做功与重力势能变化的关系可得重力势能的减小量为
四、解答题（四小题共37分）
17. 如图所示为背越式跳高的精彩瞬间，北京时间2023年5月14日，中国跳高名将张国伟在韩国益山亚太运动会男子跳高项目上以2.20米的好成绩夺得冠军。假设张国伟质量为60kg身高为1.8m重心在身体中央，在某次背越式跳高中训练中重心恰好越过2.10m高的横杆而平落在垫子上，落垫时运动员的重心离地高度为60cm。取。
求：（1）上升阶段运动员要克服重力做多少功？
（2）下降阶段到落垫时重力做了多少功？
【答案】（1）720J；（2）900J
【解析】
【详解】（1）上升阶段，重心升高的距离约为
克服重力做功
（2）下降阶段，重心下降距离
重力做功
18. 如图所示，静止在水平地面质量为2kg的物体，在与水平方向成37°角斜向上方大小为的拉力作用下，以2m/s2的加速度向前运动了10m，取重力加速度，物体在这一运动过程中（，）求：
（1）拉力F对物体所做的功；
（2）第2s末拉力F对物体做功的功率；
（3）物体克服阻力做的功。
【答案】（1）80J；（2）32W；（3）40J
【解析】
【详解】（1）推力对物体所做的功为
解得
（2）第2s末物体的速度
第2s末拉力F对物体做功的功率
解得
（3）由牛顿第二定律可得
代入数据解得，物体所受阻力的大小为
物体克服阻力做的功
解得
故物体克服阻力做功为40J。
19. 2020年9月15日，中智行5GAI无人驾驶汽车亮相上海5G科普活动，活动现场，中智行展示了公司最新研发的、具有百分百自主知识产权的无人驾驶技术。在一次性能测试中，汽车发动机的额定功率为40kW，质量为1000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为自重的0.2倍，取重力加速度。求：
（1）汽车在路面上能达到的最大速度大小：
（2）若汽车以额定功率启动，当汽车速度为8m/s时的加速度大小；
（3）若汽车从2m/s开始保持2m/s的加速度做匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了20s，直到获得最大速度后才匀速行驶。求汽车从2m/s到获得最大行驶速度所通过的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）349m
【解析】
【详解】（1）当汽车达到最大速度时，有
由
解得
（2）当汽车速度为时，此时牵引力大小为
根据牛顿第二定律可得
解得
（3）当汽车达到额定功率时，有
解得
，
对汽车由到，有
解得
，
由动能定理得
联立解得
20. 质量为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点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点，其连线水平，斜面与圆弧轨道在C点相切连接（小物块经过C点时机械能损失不计）。已知圆弧半径，圆弧对应圆心角，轨道最低点为O，A点距水平面的高度。设小物块首次经过C点时为零时刻，在时刻小物块经过D点，小物块与斜面间的滑动摩擦因数为。（，，）求：
（1）小物块离开A点的水平初速度大小；
（2）小物块经过O点时受到轨道的支持力大小；
（3）斜面上CD间的距离。
【答案】（1）；（2）43N；（3）0.98m
【解析】
【详解】（1）对小物块，由A到B做平抛运动，则在竖直方向有
在B点有
，
（2）设小物块到达O点时的速度为，对小物块，由B到O，根据动能定理有
而
在O点，由牛顿第二定律有
联立解得
（3）根据牛顿第二定律，小物块上滑过程有
解得
下滑过程有
解得
由机械能守恒知
小物块由C上升到最高点历时
由最高点到D点历时
因此可得
相关试卷
2024届黑龙江省哈尔滨市第九中学校高三下学期开学考试物理试题（Word版）： 这是一份2024届黑龙江省哈尔滨市第九中学校高三下学期开学考试物理试题（Word版），共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
黑龙江省哈尔滨市第四中学校2023-2024学年高一上学期11月月考物理试题（解析版）： 这是一份黑龙江省哈尔滨市第四中学校2023-2024学年高一上学期11月月考物理试题（解析版），共14页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
精品解析：黑龙江省哈尔滨市第三中学校2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版）： 这是一份精品解析：黑龙江省哈尔滨市第三中学校2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版），共18页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
