精品解析：福建省福州市福州第一中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

福州一中2023—2024学年第二学期第三学段模块考试 高一 物理学科期中测试卷 （完卷75分钟 满分100分） 一、单选题 1. 以下说法正确的是（　　） A. 一对摩擦力做功之和一定为零 B. 一个力做功越多，其功率也一定越大 C. 物体做圆周运动时一定需要向心力 D. 物体做圆周运动时，其角速度一定不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．一对摩擦力做功之和不一定是零，例如物体在粗糙地面上滑动时，地面对物体的摩擦力做功不是零，物体对地面的摩擦力做功是零，因此这对摩擦力做功之和不是零，A错误； B．一个力做功越多，其功率不一定越大，由功率公式可知，功率的大小由做功与所用时间共同决定，B错误； C．由牛顿第二定律可知，物体做圆周运动时一定需要向心力，C正确； D．物体做圆周运动时，若是匀速圆周运动，其角速度一定不变，若是变速圆周运动时，其角速度一定改变，D错误。 故选C。 2. 如图所示为过山车模型，一小球在外力控制下沿圆周轨道做匀速圆周运动的过程中（　　） A. 该小球所受合力做功为零 B. 该小球所受合力始终为零 C. 该小球机械能守恒 D. 该小球所受重力的瞬时功率保持不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．小球在外力控制下沿圆周轨道做匀速圆周运动的过程中，由于小球的速度大小不变，则动能不变，动能变化量是零，由动能定理可知，小球所受合力做功是零，A正确； B．小球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可知，所受合力提供向心力，方向始终指向圆心，因此小球所受合力不是零，B错误； C．由题意可知，小球运动中，动能不变，可重力势能不断改变，因此小球的机械能不守恒，C错误； D．小球在运动中，竖直方向的分速度大小不断改变，由 可知，小球所受重力的瞬时功率不断改变，D错误。 故选A。 3. 如图所示，水平转台上有一个质量为m的小物块，用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为，系统静止时细绳绷直但张力为零。物块与转台间动摩擦因数为（），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。物块随转台由静止开始缓慢加速转动，在物块离开转台前（ ） A. 转台对物块的支持力大小保持不变 B. 绳中刚出现拉力时，转台的角速度为 C. 转台对物块的摩擦力先增大后保持不变 D. 物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．当转台转速较小时，绳子拉力为0，竖直方向受力平衡可知，转台对物块的支持力等于物块的重力；当转台达到一定转速后，物块受到的摩擦力达到最大，绳子拉力不为0，由于绳子有竖直向上的分力，竖直方向受力平衡可知，转台对物块的支持力小于物块的重力，故A错误； B．当绳中刚出现拉力时，物块受到的摩擦力达到最大，则有 解得 故B错误； C．在细线产生张力前，滑块所需向心力由摩擦力提供，随着转台角速度的增大，摩擦力增大；当细绳张力产生后，在竖直方向产生分力，滑块和转台间弹力减小，摩擦力减小，当物块即将离开转台时，摩擦力减为零，故C错误； D．当物块和转台之间摩擦力为零时，物块开始离开转台，根据牛顿第二定律可得 解得 所以物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为，故D正确。 故选D。 4. 如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取，下列判断正确的是（ ） A. 物块的质量为1kg B. 物块上滑过程克服摩擦力做功为5J C. 物块在最高点时重力势能为30J D. 物块所受摩擦力 【答案】B 【解析】 【详解】AD．设物块的初动能，在沿斜面上滑过程中由动能定理得 整理得 ① 沿斜面下滑过程中由动能定理得 整理得 ② 由①②再结合图（b）中的斜率得 解得物块的质量和所受摩擦力 故AD错误； B．物块上滑过程克服摩擦力做功 故B正确； C．由能量守恒定律得，物块在最高点时重力势能 故C错误； 故选B 二、多选题 5. “蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。将一根自然长度为OA的弹性轻绳一端系在人身上，另一端固定在跳台边缘。人从跳台由静止下落开始计时，下落过程中速度随时间的变化如图所示，图中、、三个时刻分别对应A、B、C三个点，时刻是图像最高点，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 人从A点运动到C点过程中，人的动能和弹性轻绳的弹性势能总和一直增大 B. 人从A点运动到B点过程中，人的重力势能转化为动能 C. 人在下落过程中，弹性绳对人先做正功再做负功 D. 人从A点运动到C点过程中，人的机械能一直减少 【答案】AD 【解析】 【详解】AD．由题意可知，人从A点运动到C点过程中，人和弹性轻绳组成的系统，只受重力和弹力作用，系统的机械能守恒，取C点是零势能位置，在A点时，系统只有动能和重力势能，在C点时，动能和重力势能是零，弹性势能最大，即人的动能与重力势能全部转化为弹性轻绳的弹性势能，因此人的动能和弹性轻绳的弹性势能总和一直增大，可知人从A点运动到C点过程中，人的机械能一直减少，AD正确； B．人从A点运动到B点过程中，人受到重力和向上弹力作用，开始弹力小于重力，合力向下，人向下仍做加速运动，速度仍逐渐增大，动能仍增大，当弹力大小等于重力时，合力是零，加速度是零，人的速度达到最大，动能最大，人的高度减小，重力势能减小，可知人的重力势能转化为动能和弹性轻绳的弹性势能，B错误； C．人在下落过程中，当弹性轻绳被拉伸时，绳对人的弹力一直向上，因此弹性轻绳对人一直做负功，C错误。 故选AD。 6. 手动挡汽车最大的驾驶乐趣就是自己能随时控制挡位，加速时可以二挡2000转，也可以二挡4000转．把挡位推入后带来的不同动力感受，有人车合一的感觉．自己有什么操作，车辆就有什么反馈，做一些降挡补油、跟趾动作等等，很有成就感．如图所示，为轿车中的手动变速杆，若保持发动机输出功率不变，将变速杆推至不同挡位，可获得不同的运行速度，从“1”~“5”挡速度增大，R是倒车挡，某型号轿车发动机的额定功率为，在水平路面上行驶的最大速度可达，假设该轿车在水平路面上行驶时所受阻力恒定，则该轿车（　　） A. 以最大牵引力爬坡，变速杆应推至“1”挡 B. 该车在水平路面上行驶时所受阻力大小为 C. 以额定功率在水平路面上以最大速度行驶时，其牵引力为 D. 改变输出功率，以的速度在同一水平路面上匀速行驶时，发动机的输出功率为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由功率的公式有 当车功率不变时，其速度越小，其牵引力越大，所以当以最大牵引力爬坡时，变速杆应推至“1”档，故A项正确； BC．当车的牵引力等于车所受的阻力时，其达到最大速度，有 解得 故B错误，C正确； D．车匀速行驶，所以此时牵引力等于阻力，即 根据功率公式有 解得 故D错误。 故选AC 7. 如图所示，一内壁光滑的圆锥面，轴线是竖直的，顶点O在下方，锥角为，现有两个质量相同的小钢珠A、B（均可视为质点）在圆锥的内壁上沿不同的圆轨道运动，则它们做圆周运动的（ ） A. 角速度可能相同 B. 线速度可能相同 C. 受到圆锥面的支持力大小一定相等 D. 向心加速度大小一定相等 【答案】CD 【解析】 【详解】C．以小球为对象，竖直方向根据受力平衡可得 解得 由于小钢珠A、B质量相同，所以它们受到圆锥面的支持力大小一定相等，故C正确； ABD．以小球为对象，水平方向根据牛顿第二定律可得 解得 ，， 由于两球做圆周运动的半径不相等，所以它们做圆周运动的角速度和线速度大小均不相等，但它们做圆周运动的向心加速度大小一定相等，故AB错误，D正确。 故选CD。 8. 如图所示，倾角为、长为的倾斜传送带以的速率沿顺时针方向匀速转动。工作时，机器手臂将质量为的工件无初速度放到A点，当该工件刚离开B点时，机器手臂将下一个工件放到A点，此后不断重复此过程．已知所有工件相同（均可视为质点），工件与传送带间的动摩擦因数均为，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A. 摩擦力对工件做的功大于工件增加的机械能 B. 工件加速时的加速度大小为 C. 1min内能运送15个工件 D. 1min内因运送工件需要多消耗电能1296J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据功能关系可知：摩擦力对工件做的功等于工件增加的机械能，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 解得工件加速时的加速度大小为 故B正确； C．设经过时间工件加速到与传送带共速，根据匀变速直线运动的规律可得 ， 解得 ， 设再经过时间工件运动到B点，则有 解得 所以内能运送的工件数为 故C错误； D．在工件加速的过程中，传送带运动的位移为 工件和传送带之间因摩擦而生的热为 内因运送工件需要多消耗电能为 联立解得 故D正确。 故选BD。 三、填空与实验题 9. 如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功。 （1）甲图中若F大小不变，OA长为，OC长为L，从A到C过程中力F做的为______； （2）乙图中，全过程中F做总功为______J； （3）丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功为______； （4）图丁中，用水平拉力F缓慢将小球从P拉到Q，小球的重力为G，绳长为l，绳子与竖直方向的夹角为，此过程中拉力F做的功为______． 【答案】 ①. ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]甲图中若F大小不变，力F作用点的位移与力的方向相同，力F作用点的位移为 则从A到C过程中力F做的为 （2）[2]由图像与x轴所围面积表示力做的功可知，F先做正功后做负功，则有全过程中F做的总功为 （3）[3]若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功为 （4）[4]用水平拉力F缓慢将小球从P拉到Q，可知拉力 是变力，由动能定理可得 则拉力F做功为 10. 如图所示，质量相同的三个小物块a、b、c处在同一高度。现将小物块a和b由静止释放，则a沿固定光滑斜面下滑，b做自由落体运动，同时将小物块c沿水平方向抛出。不计空气阻力，三个物块落地前瞬间的动能分别为、、，则这三个物块动能关系____________（填“”或“”或“”），从开始到落地三个物块重力的平均功率为、、，则这三个物块重力的平均功率关系为____________（填“”或“”或“”）。 【答案】 ①. = ②. < ③. < ④. = 【解析】 【详解】[1][2]设物块初始位置离地面高度为，分别对a、b、c由动能定理可得 ，， 可得这三个物块动能关系为 [3][4]重力平均功率为 b、c两物块竖直方向均做自由落体运动，下落时间相等；a物块竖直方向分运动的加速度小于重力加速度，所以a物块的运动时间较长，则有 则有 11. 如图一固定容器的内壁是半径为R的半球面，在半球面水平直径的一端有一质量为m质点P内壁顶端无初速度下滑，重力加速度大小为g，当质点P到达最低点时，容器对它支持力大小为2mg，则质点P在最低点时速度大小为______，质点P从开始下滑至到达最低点过程中克服摩擦力所做得功为______。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]质点P在最低点时，由牛顿第二定律可得 解得 [2]质点P从开始下滑至到达最低点过程中，由动能定理可得 解得克服摩擦力所做得功为 12. 某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式。滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，固定在铁架台上的光电门可测量遮光片通过光电门的时间，从而算出滑块的角速度ω。滑块旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。 （1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度______； （2）以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线；图像的斜率为k，则滑块的质量为______（用所测物理量符号表示）； （3）该小组验证（2）中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现示数F的测量值与其理论值相比偏小，主要原因是______。 【答案】 ①. ②. ③. 滑块与水平杆之间存在静摩擦力 【解析】 【详解】（1）[1]每次遮光片经过光电门时的线速度大小为 由线速度大小和角速度大小的关系式可得 （2）[2]根据牛顿第二定律可得 可知F与成正比，以F为纵坐标，为横坐标可在坐标纸上描出一条直线，斜率 解得 （3）[3]力传感器测量的F是绳子的拉力，而在实际情况中，滑块在做圆周运动时还会受到水平杆对它的静摩擦力，向心力等于绳子拉力F和静摩擦力之和。因此，在滑块与水平杆之间存在的静摩擦力的影响下，力传感器示数F作为向心力时会比向心力理论值偏小。 13. 利用图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)本实验可供选择的重物有以下四个，应选择__________。 A．质量为10g的砝码 B.质量为50g的塑料球 C.质量为200g的铁球 D.质量为200g的木球 (2)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示，可判定纸带的_____端 （选填“左”或“右”）与重物相连。 (3)实验中打点计时器接周期为T的交流电源。若图所示的纸带中，点O、A间的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为S2。已知重物的质量为m，重力加速度为g。则从打下O点到打下C点的过程中，则重物减少的重力势能是_________， 重物增加的动能为___________。 (4)该实验所得到的结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差，下列说法正确的是_____________。 A．该误差属于偶然误差 B.该误差属于系统误差 C.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差 D.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 (5)该同学根据纸带算出了相应点的瞬时速度，测出与此相对应的下落距离h，以v2为纵坐标，以h为横坐标，建立坐标系，作出v2-h图像，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，得到的v2-h图像如图所示。已知v2-h图像的斜率为k，可求得当地的重力加速度g=___； 【答案】 ①. C ②. 左 ③. ④. ⑤. BC ⑥. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]本实验应该选择质量较大体积较小的铁球较好，故选C； (2)[2]纸带上点间距从左到右逐渐变大，可知纸带的左端与重物相连。 (3)[3][4]从打下O点到打下C点的过程中，则重物减少的重力势能是 打下C点时的速度 重物增加的动能为 (4)[5]AB．该实验所得到的结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，该误差属于系统误差，选项A错误，B正确； C．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，选项C正确； D． 通过多次测量取平均值的方法只能减小偶然误差，不能减小系统误差，选项D错误； 故选BC。 (5)[6]根据 可得 则 2g=k 解得 五、解答题 14. 山区公路会有连续较长的下坡，有时会造成刹车失灵， 可以在长下坡公路边修建表面是粗糙的碎石沙子的“避险车道”， 其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。质量m=2.0×103kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力， 此时速度表的示数v1=36km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l=300m、下降高度h=30m时到达“避险车道”， 此时速度表的示数v2=72km/h，然后冲上上坡的“避险车道”避险。（g=10m/s2） （1）求汽车在下坡过程中所受的阻力； （2）若“避险车道”是与水平面间的夹角为17°的上坡，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的2倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移（sin17°≈0.3）。 【答案】（1）1000N；（2）50m 【解析】 【详解】（1）根据动能定理 解得 f=1000N （2）由动能定理 解得 x=50m 15. 如图所示将原长为L的轻质弹簧放置在光滑水平面AB上，一端固定在A点，另一端与滑块P（可视为质点，质量为m）接触但不连接，AB的长度为2R，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，C点与圆心O等高，D点在O点的正上方，是半圆轨道的最高点，用滑块P将弹簧压缩至E点（图中未画出），AE的长度为R，静止释放后，滑块P刚好能到达半圆轨道的最高点D；在水平面AB上铺被测材料薄膜，滑块P仍从E点由静止释放，恰能运动到半圆轨道上的F点，O、F连线与OC的夹角为53°，重力加速度为g，。 （1）求弹簧被压缩至E点时弹簧的弹性势能； （2）滑块P与被测材料间的动摩擦因数； （3）在不撤去被测材料的基础上仅将滑块P换为质量2m的同种材质的滑块Q，滑块Q最终不与弹簧接触，试分析滑块Q由静止释放后压缩弹簧的次数。 【答案】（1）；（2）；（3）2次 【解析】 【详解】（1）滑块P刚好能到达半圆轨道的最高点D，由牛顿第二定律可得 滑块P从E点到D点，由机械能守恒定律可得 解得 （2）在水平面AB上铺被测材料薄膜，滑块P仍从E点由静止释放，恰能运动到半圆轨道上的F点时，由牛顿第二定律可得 由能量守恒定律可得 其中有 联立解得 （3）将滑块P换为质量2m的同种材质的滑块Q，假设滑块Q滑不到C点处，由能量守恒定律可得 解得 则假设成立，滑块Q第一次释放后没有脱离半圆轨道到停下，由能量守恒定律可得 解得 若滑块Q下滑后都运动到E点，可知滑块Q释放后可以再运动到E点两次，而实际上滑块下滑后都只能运动到E点的左侧，可知滑块Q由静止释放后可以压缩弹簧2次。 16. 如图所示，倾角的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个半径和质量不计的光滑定滑轮D，质量均为的物体A和B用一劲度系数的轻弹簧连接，物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环C位于Q处时，绳与细杆间的夹角，且物体B对挡板P的压力恰好为零。图中SD水平且长度为，位置R与位置Q关于位置S对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行，现让环C从位置R由静止释放，，，g取。求： （1）小环C运动到位置Q的速率v； （2）小环C通过位置S时的动能； （3）小环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当整个系统静止时，环C位于Q处时，绳与细杆间的夹角，且物体B对挡板P的压力恰好为零；以A、B为整体，根据受力平衡可得 以C为研究对象，根据受力平衡可得 联立解得小环C的质量为 小环从位置 R 运动到位置 Q 的过程中，对于小环C、弹簧和A组成的系统机械能守恒，则有 又 联立解得小环C运动到位置Q的速度大小为 （2）由题意，开始时B恰好对挡板没有压力，所以B受到重力、支持力和弹簧的拉力，弹簧处于伸长状态；弹簧的伸长量为 当小环 C 通过位置 S 时A下降的距离为 此时弹簧的压缩量 由速度分解可知此时A的速度为零，所以小环C从R运动到S的过程中，初、末态的弹性势能相等，对于小环C、弹簧和A组成的系统，由机械能守恒有 解得小环C通过位置S时的动能为 （3）小环从位置 R 运动到位置 S 的过程中，由动能定理可知 解得轻绳对环做的功为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 福州一中2023—2024学年第二学期第三学段模块考试 高一 物理学科期中测试卷 （完卷75分钟 满分100分） 一、单选题 1. 以下说法正确的是（　　） A. 一对摩擦力做功之和一定为零 B. 一个力做功越多，其功率也一定越大 C. 物体做圆周运动时一定需要向心力 D. 物体做圆周运动时，其角速度一定不变 2. 如图所示为过山车模型，一小球在外力控制下沿圆周轨道做匀速圆周运动过程中（　　） A. 该小球所受合力做功为零 B. 该小球所受合力始终为零 C. 该小球的机械能守恒 D. 该小球所受重力的瞬时功率保持不变 3. 如图所示，水平转台上有一个质量为m的小物块，用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为，系统静止时细绳绷直但张力为零。物块与转台间动摩擦因数为（），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。物块随转台由静止开始缓慢加速转动，在物块离开转台前（ ） A. 转台对物块的支持力大小保持不变 B. 绳中刚出现拉力时，转台的角速度为 C. 转台对物块的摩擦力先增大后保持不变 D. 物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为 4. 如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取，下列判断正确的是（ ） A. 物块的质量为1kg B. 物块上滑过程克服摩擦力做功为5J C. 物块在最高点时重力势能为30J D. 物块所受摩擦力 二、多选题 5. “蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。将一根自然长度为OA的弹性轻绳一端系在人身上，另一端固定在跳台边缘。人从跳台由静止下落开始计时，下落过程中速度随时间的变化如图所示，图中、、三个时刻分别对应A、B、C三个点，时刻是图像最高点，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 人从A点运动到C点过程中，人的动能和弹性轻绳的弹性势能总和一直增大 B. 人从A点运动到B点过程中，人的重力势能转化为动能 C. 人在下落过程中，弹性绳对人先做正功再做负功 D. 人从A点运动到C点过程中，人的机械能一直减少 6. 手动挡汽车最大的驾驶乐趣就是自己能随时控制挡位，加速时可以二挡2000转，也可以二挡4000转．把挡位推入后带来的不同动力感受，有人车合一的感觉．自己有什么操作，车辆就有什么反馈，做一些降挡补油、跟趾动作等等，很有成就感．如图所示，为轿车中的手动变速杆，若保持发动机输出功率不变，将变速杆推至不同挡位，可获得不同的运行速度，从“1”~“5”挡速度增大，R是倒车挡，某型号轿车发动机的额定功率为，在水平路面上行驶的最大速度可达，假设该轿车在水平路面上行驶时所受阻力恒定，则该轿车（　　） A. 以最大牵引力爬坡，变速杆应推至“1”挡 B. 该车在水平路面上行驶时所受阻力大小为 C. 以额定功率在水平路面上以最大速度行驶时，其牵引力为 D. 改变输出功率，以的速度在同一水平路面上匀速行驶时，发动机的输出功率为 7. 如图所示，一内壁光滑的圆锥面，轴线是竖直的，顶点O在下方，锥角为，现有两个质量相同的小钢珠A、B（均可视为质点）在圆锥的内壁上沿不同的圆轨道运动，则它们做圆周运动的（ ） A. 角速度可能相同 B. 线速度可能相同 C. 受到圆锥面的支持力大小一定相等 D. 向心加速度大小一定相等 8. 如图所示，倾角为、长为的倾斜传送带以的速率沿顺时针方向匀速转动。工作时，机器手臂将质量为的工件无初速度放到A点，当该工件刚离开B点时，机器手臂将下一个工件放到A点，此后不断重复此过程．已知所有工件相同（均可视为质点），工件与传送带间的动摩擦因数均为，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A. 摩擦力对工件做的功大于工件增加的机械能 B. 工件加速时的加速度大小为 C. 1min内能运送15个工件 D. 1min内因运送工件需要多消耗电能1296J 三、填空与实验题 9. 如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功。 （1）甲图中若F大小不变，OA长为，OC长为L，从A到C过程中力F做的为______； （2）乙图中，全过程中F做的总功为______J； （3）丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功为______； （4）图丁中，用水平拉力F缓慢将小球从P拉到Q，小球的重力为G，绳长为l，绳子与竖直方向的夹角为，此过程中拉力F做的功为______． 10. 如图所示，质量相同三个小物块a、b、c处在同一高度。现将小物块a和b由静止释放，则a沿固定光滑斜面下滑，b做自由落体运动，同时将小物块c沿水平方向抛出。不计空气阻力，三个物块落地前瞬间的动能分别为、、，则这三个物块动能关系____________（填“”或“”或“”），从开始到落地三个物块重力的平均功率为、、，则这三个物块重力的平均功率关系为____________（填“”或“”或“”）。 11. 如图一固定容器的内壁是半径为R的半球面，在半球面水平直径的一端有一质量为m质点P内壁顶端无初速度下滑，重力加速度大小为g，当质点P到达最低点时，容器对它支持力大小为2mg，则质点P在最低点时速度大小为______，质点P从开始下滑至到达最低点过程中克服摩擦力所做得功为______。 12. 某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式。滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，固定在铁架台上的光电门可测量遮光片通过光电门的时间，从而算出滑块的角速度ω。滑块旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。 （1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度______； （2）以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线；图像的斜率为k，则滑块的质量为______（用所测物理量符号表示）； （3）该小组验证（2）中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现示数F的测量值与其理论值相比偏小，主要原因是______。 13. 利用图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)本实验可供选择的重物有以下四个，应选择__________。 A．质量为10g的砝码 B.质量为50g的塑料球 C.质量为200g的铁球 D.质量为200g的木球 (2)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示，可判定纸带的_____端 （选填“左”或“右”）与重物相连。 (3)实验中打点计时器接周期为T的交流电源。若图所示的纸带中，点O、A间的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为S2。已知重物的质量为m，重力加速度为g。则从打下O点到打下C点的过程中，则重物减少的重力势能是_________， 重物增加的动能为___________。 (4)该实验所得到的结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差，下列说法正确的是_____________。 A．该误差属于偶然误差 B.该误差属于系统误差 C.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差 D.可以通过多次测量取平均值方法来减小该误差 (5)该同学根据纸带算出了相应点瞬时速度，测出与此相对应的下落距离h，以v2为纵坐标，以h为横坐标，建立坐标系，作出v2-h图像，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，得到的v2-h图像如图所示。已知v2-h图像的斜率为k，可求得当地的重力加速度g=___； 五、解答题 14. 山区公路会有连续较长的下坡，有时会造成刹车失灵， 可以在长下坡公路边修建表面是粗糙的碎石沙子的“避险车道”， 其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。质量m=2.0×103kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力， 此时速度表的示数v1=36km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l=300m、下降高度h=30m时到达“避险车道”， 此时速度表的示数v2=72km/h，然后冲上上坡的“避险车道”避险。（g=10m/s2） （1）求汽车在下坡过程中所受的阻力； （2）若“避险车道”是与水平面间的夹角为17°的上坡，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的2倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移（sin17°≈0.3）。 15. 如图所示将原长为L的轻质弹簧放置在光滑水平面AB上，一端固定在A点，另一端与滑块P（可视为质点，质量为m）接触但不连接，AB的长度为2R，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，C点与圆心O等高，D点在O点的正上方，是半圆轨道的最高点，用滑块P将弹簧压缩至E点（图中未画出），AE的长度为R，静止释放后，滑块P刚好能到达半圆轨道的最高点D；在水平面AB上铺被测材料薄膜，滑块P仍从E点由静止释放，恰能运动到半圆轨道上的F点，O、F连线与OC的夹角为53°，重力加速度为g，。 （1）求弹簧被压缩至E点时弹簧的弹性势能； （2）滑块P与被测材料间的动摩擦因数； （3）在不撤去被测材料基础上仅将滑块P换为质量2m的同种材质的滑块Q，滑块Q最终不与弹簧接触，试分析滑块Q由静止释放后压缩弹簧的次数。 16. 如图所示，倾角的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个半径和质量不计的光滑定滑轮D，质量均为的物体A和B用一劲度系数的轻弹簧连接，物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环C位于Q处时，绳与细杆间的夹角，且物体B对挡板P的压力恰好为零。图中SD水平且长度为，位置R与位置Q关于位置S对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行，现让环C从位置R由静止释放，，，g取。求： （1）小环C运动到位置Q的速率v； （2）小环C通过位置S时的动能； （3）小环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$