精品解析：山东省名校联盟2024-2025学年高一下学期3月校际联考物理试题 A

2025年3月高一校际联考（名校卷） 物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。 4．本试卷考试时间为90分钟，满分为100分。 一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 某同学参加户外拓展活动，坐在滑板上，从高为h粗糙斜坡顶端由静止下滑，至底端时速度为v。已知人与滑板的总质量为m，可视为质点。重力加速度大小为g，不计空气阻力。斜坡与水平面的夹角为θ。则此过程中摩擦力对人与滑板做的功为（　　） A. mgh B. C. D. 2. 利用风洞实验室测试装备的风阻性能在我国已被大量运用。我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助观察来类比研究风洞里的流场环境，在某次实验中获得一烟尘颗粒从P点到Q点做曲线运动的轨迹，如图所示，不计烟尘颗粒的重力，下列说法正确的是（　　） A. 烟尘颗粒飘在空中速度不变 B. P点处的速度方向从P点指向Q点 C. P点处的加速度方向可能斜向右下方 D. Q点处的合力方向可能竖直向下 3. 如图所示是足球比赛中踢出的香蕉球场景。香蕉球，又称弧线球，常用于攻方在对方禁区附近获得直接任意球时，利用其弧线运行状态，避开人墙直接射门得分。对此下列说法正确的是（　　） A. 踢球时足球从离开脚到落地的过程中机械能减少 B. 足球在空中减速转弯时所受合力与运动方向相同 C. 足球在空中加速转弯时所受合力与运动方向相同 D. 在研究如何才能踢出香蕉球时，也能把足球看作质点 4. 一个音乐喷泉喷头出水口每秒钟喷出水的质量为1 kg，竖直向上喷出的水的高度为5 m，重力加速度取10 m/s2。由此可以估算出则该喷头喷水的功率约为（　　） A. 200 W B. 100 W C. 50 W D. 20 W 5. 我省是农业大省，已广泛使用无人机进行农作物的监测和喷洒。某次监测无人机（可视为质点）在飞行过程中，水平方向的速度vx与飞行时间t的关系如图甲所示，竖直方向以1.5 m/s的速度向上做匀速直线运动，关于无人机的运动，下列说法正确的是（　　） A. 0~1 s内无人机的位移大小为1.875 m B. 1 s末无人机加速度大小为0.75 m/s2 C. 1 s末无人机的速度大小为 D. 无人机运动轨迹是图乙中的抛物线P 6. 某同学练习投篮入筐，篮球在空中运动的轨迹如图所示，A为出手点，出手速度大小为v=10m/s，出手后篮球经0.6s到达轨迹的最高点B点后由C点进入篮筐。不计空气阻力，篮球可视为质点，取g=10m/s2。则（　　） A. AB的水平距离为4.8m B. AB连线与水平面的夹角θ的大小满足 C. 篮球离手时的速度方向与水平面的夹角α满足 D. 由斜抛运动的对称性可知篮球从A到B的时间与从B到C的时间相等 7. 小王和小张学习运动的合成与分解后，在一条小河中进行实验验证。两人从一侧河岸的同一地点各自以大小恒定的速度向河对岸游去，小王以最短时间渡河，小张以最短距离渡河，结果两人抵达对岸的地点恰好相同，若小王和小张渡河所用时间的比值为1：2，则小王和小张在静水中游泳的速度的比值为（　　） A. 1：2 B. C. D. 2：1 8. 如图甲所示，质量m＝20 kg的物体静止在水平地面上，在水平推力F的作用下开始运动，水平推力（F）随位移（x）变化的图像如图乙所示。已知物体与地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小g＝10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列判断正确的是（　　） A. 0~10 m内物体先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动 B. 物体的位移在0~10 m的过程中，物体运动的时间等于4 s C. 物体的位移在0~10 m的过程中，力F对物体所做的功为2000 J D. x＝10 m时，物体的动能为0 二、多项选择题（本题包括4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意，选对但不全者得2分，有错选者不得分） 9. 汽车正在水平路面匀速行驶，然后驶上坡路，如图所示。设水平路面与上坡路面对汽车的阻力大小相等。则关于上坡过程下列说法正确的是（　　） A. 若维持汽车的输出功率不变，汽车的速度将减小 B. 若维持汽车的输出功率不变，汽车将做匀减速直线运动 C. 若维持汽车的输出功率不变，经过足够长的坡路，汽车仍能以水平面上的速度大小运动 D. 若维持汽车的速度大小不变，需要增大汽车的输出功率 10. 如图所示，质量为m的小球A从地面向上斜抛，抛出时的速度大小为5 m/s，方向与水平方向夹角为53°，在A抛出的同时有一质量为m的黏性小球B从某高处自由下落，当A上升到最高点时恰能击中竖直下落中的黏性小球B，A、B两球碰撞时间极短，碰后A、B两球粘在一起，整体碰后水平速度变为A球碰前水平速度的一半，碰后竖直速度变为B球碰前竖直速度的一半，然后落回地面，不计空气阻力，，g取10 m/s2。以下说法正确的是（　　） A. 小球A上升至最高处时水平位移是1.2 m B. 小球B下落时离地面的高度是0.8 m C. 小球A从抛出到落回地面的时间为 D. 小球A从抛出到落回地面的水平位移为 11. 竖直固定在水平地面上的轻质弹簧劲度系数为k、原长为l，如图所示。质量为m的小球由弹簧正上方h处由静止释放，小球运动到最低点时弹簧的压缩量为x。不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　） A. 小球先加速下降h，再减速下降x B. 小球运动到最低点时，弹簧的弹性势能为 C. 小球速度最大时距地面的高度为 D. 小球速度最大时弹簧的弹性势能为 12. 如图所示，光滑固定的竖直细杆上穿有带孔物块A，A与一不可伸长的轻质细绳连接，细绳另一端跨过轻质光滑定滑轮连接物块B，开始时A位于与定滑轮等高处。已知物块A、B的质量分别为m和，定滑轮到细杆的距离为L，细绳的长度为2L。现由静止释放物块A，不计一切摩擦和空气阻力，不计定滑轮大小，重力加速度大小为g，两物块均可视为质点。则下列说法正确的是（　　） A. 物块A下落时机械能在减小 B. 由于绳子伸直，A、B两物块的速度始终等大 C. 物块A、B等高时物块B的速度大小为0 D. 物块B恰好能上升到滑轮处 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某小组用如图所示的装置验证“机械能守恒定律”。甲，乙两小物块分别连接在一条跨过定滑轮的轻绳两端，甲右侧水平固定一宽度为d的遮光条，遮光条下方水平固定一光电门。已知甲（含遮光条）的质量为m1，乙的质量为m2，且m1>m2。先让甲、乙保持静止，测出遮光条到光电门中心的高度H，然后将甲，乙同时由静止释放，测出遮光条通过光电门的遮光时间。 （1）为了减小实验误差，下列操作必要的是______ A. 实验时必须满足m1远远大于m2 B. 实验时应选择d较小的遮光条 C. 小物块应该选择密度比较大的金属块 （2）则遮光条通过光电门过程中，甲的速度大小v＝______。（用d，表示）。 （3）已知当地重力加速度大小为g。若在误差允许范围内，关系式______（用m1、m2、g、d、、H表示）成立，则成功验证了“机械能守恒定律”。 14. 某实验小组用如图甲所示的实验装置，探究小球做平抛运动的规律，其中桌面高度为H，重力加速度为g。 （1）关于该实验，下列说法正确的是______ A. 斜槽轨道末端应保持水平 B. 应想办法尽量减小小球与轨道之间摩擦 C. 每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放 D. 实验时，必须控制挡板高度等间距下降 （2）某次正确实验后，在方格纸上记录了小球在不同时刻的位置如图乙中a、b、c所示，建立如图所示的平面直角坐标系，y轴沿竖直方向，方格纸每一小格的边长为L，a、b、c三点的坐标分别为a（2L，2L）、b（4L，3L）、c（8L，8L）。在小球轨迹上取一个点d（图中未画出），使得小球从b点到d点和从d点到c点的运动时间相等，则d点的纵坐标为______。 （3）该小组实验过程中，利用n个厚度相同的垫板放在桌面上，通过改变垫板的个数探究初速度相同的平抛运动，如图丙所示。通过记录得到垫板个数n和小球落地时的水平位移，得到n—x2图像如图丁所示。图丁中图像的截距为-b，斜率为k，则小球平抛的初速度v0=______，垫板的厚度d=______（用k、b、H、g表示）。 15. 花式排球充满活力和挑战，深受年轻人欢迎。某次排球游戏时，甲把球水平发出，排球与地面碰撞一次后反弹，乙能在水平距离甲L处接住水平飞来的球就算成功。已知某次成功的游戏，排球的质量m＝0.26 kg，甲、乙两人的水平距离为L＝19.5 m，甲发球的高度H1＝2.45 m，乙接球的高度为H2＝1.8 m。排球与地面接触前后水平速度不变，运动过程中忽略空气阻力。重力加速度，g＝10 m/s2。求： （1）甲拍出排球的初速度的大小。 （2）排球与地面碰撞时损失的机械能。 16. 在深海打捞作业中，一打捞船利用绞车提升水下货物。绞车可视为电动机带动的装置，电动机的额定功率P＝100kW，绞车与货物间通过钢缆相连，货物质量m＝5×103kg。假设货物从静止开始被提升，在提升过程中钢缆始终保持竖直，且货物所受浮力恒为3.5×104N，阻力恒为f＝5×103N。重力加速度g＝10m/s2求： （1）货物能达到的最大速度vm是多少？ （2）若货物以a＝1m/s2的加速度匀加速启动，这一过程能维持多长时间？ （3）若以第（2）问中的加速度先匀加速启动，当货物速度达到v＝4.5m/s时，其加速度为多大？ 17. 如图所示，倾斜传送带与水平面倾角θ＝37°，以v＝1 m/s顺时针转动。初始时，一物体（可视为质点）静置于传送带下端的A点。一橡皮筋原长l0＝1.6 m，一端固定在物体上，另一端固定在O点，OA距离恰好等于橡皮筋的原长。某时刻由静止释放物体，物体沿传送带向上运动，经过与O点等高的C点时橡皮筋刚好再次伸直，物体最终静止在传送带的最高点B。C、B两点的距离s＝1.6 m。已知物块的质量为m＝1 kg，物块与传送带间的动摩擦因数。橡皮筋的弹力满足胡克定律，弹性势能的公式。重力加速度g＝10m/s2，计算中可能用到的数据：，，。计算结果保留两位小数。求： （1）物体由A运动至C过程中与传送带之间产生热量Q （2）物体由A运动至C过程中由于带动物体运动，电动机对传送带多做的功W1 （3）物体由C运动至B的整个过程中，传送带对物体的摩擦力做的功W2为多少。 18. 如图是学校物理兴趣小组同学为游乐场设计的一款游戏项目模型，同学们利用学校的3D打印机，设计出抛物线型管道BC，其中C端切线水平。将此管道的B端与倾斜轨道AB平滑连接，轨道AB与水平面夹角θ=53°，A端连接轻弹簧，弹簧上部自由端距离B点L1=2m。C端与水平面CD平滑连接。C与B的竖直高度差h=0.4m，在水平面CD上放置质量M=1kg的厚度不计的木板，木板的左端与C点重合，木板长度L2=0.75m。在木板的右端放置小滑块Q，ABC轨道为光滑轨道。已知弹簧的弹性势能表达式为其中x为弹簧的形变量。木板与水平面的动摩擦因数，P、Q与木板间动摩擦因数均为。现将滑块P置于弹簧顶端，由静止释放，同时对P施加平行于斜面向下的推力，使滑块P把弹簧压缩至不能再压缩，此时的推力记为F。滑块P、Q质量均为m=1kg，且均可看作质点。重力加速度g=10m/s2。 （1）调整F的大小，使滑块P刚好沿轨道上升到B处，求推力F做的功。 （2）若某次弹簧最短时，F=106N，撤去F后，滑块P沿轨道向上运动，滑上木板后恰好与Q不相撞，求弹簧的劲度系数k。 （3）在木板右侧距离木板右端的E点设置触发装置。调整F的大小，使滑块P沿轨道向上运动冲上木板，当Q接触到触发装置E同时Q不能与木板脱落，视为游戏成功，求游戏成功时，弹簧压缩量的最小值（本结果可用根号表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年3月高一校际联考（名校卷） 物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。 4．本试卷考试时间为90分钟，满分为100分。 一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 某同学参加户外拓展活动，坐在滑板上，从高为h的粗糙斜坡顶端由静止下滑，至底端时速度为v。已知人与滑板的总质量为m，可视为质点。重力加速度大小为g，不计空气阻力。斜坡与水平面的夹角为θ。则此过程中摩擦力对人与滑板做的功为（　　） A. mgh B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】以人与滑板为对象，根据动能定理可得 解得此过程中摩擦力对人与滑板做的功为 故选C。 2. 利用风洞实验室测试装备的风阻性能在我国已被大量运用。我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助观察来类比研究风洞里的流场环境，在某次实验中获得一烟尘颗粒从P点到Q点做曲线运动的轨迹，如图所示，不计烟尘颗粒的重力，下列说法正确的是（　　） A. 烟尘颗粒飘在空中速度不变 B. P点处的速度方向从P点指向Q点 C. P点处的加速度方向可能斜向右下方 D. Q点处的合力方向可能竖直向下 【答案】D 【解析】 【详解】A．烟尘颗粒做曲线运动，速度方向发生变化，可知，烟尘颗粒飘在空中速度在变化，故A错误； B．P点处的速度方向沿该点的切线方向向右，故B错误； C．烟尘颗粒做曲线运动，合力方向指向轨迹内侧，即加速度方向指向轨迹内侧，可知，P点处的加速度方向不可能斜向右下方，故C错误； D．烟尘颗粒做曲线运动，合力方向指向轨迹内侧，即加速度方向指向轨迹内侧，可知，Q点处的合力方向可能竖直向下，故D正确。 故选D。 3. 如图所示是足球比赛中踢出的香蕉球场景。香蕉球，又称弧线球，常用于攻方在对方禁区附近获得直接任意球时，利用其弧线运行状态，避开人墙直接射门得分。对此下列说法正确的是（　　） A. 踢球时足球从离开脚到落地的过程中机械能减少 B. 足球在空中减速转弯时所受合力与运动方向相同 C. 足球在空中加速转弯时所受合力与运动方向相同 D. 在研究如何才能踢出香蕉球时，也能把足球看作质点 【答案】A 【解析】 【详解】A．足球从离开脚到落地的过程中，由于受到空气阻力的作用，空气阻力会对足球做负功，消耗足球的机械能，所以机械能减少，故A正确； BC．物体做曲线运动时，合力方向与速度方向不在一条直线上，足球在空中减速转弯时或加速转弯时，足球做曲线运动，则足球在空中减速转弯时所受合力与运动方向不可能相同，故BC错误； D．研究如何踢出香蕉球时，需要考虑足球的旋转等自身因素，足球的形状和大小不能忽略，不能把足球看作质点，故D错误。 故选A。 4. 一个音乐喷泉喷头出水口每秒钟喷出水的质量为1 kg，竖直向上喷出的水的高度为5 m，重力加速度取10 m/s2。由此可以估算出则该喷头喷水的功率约为（　　） A. 200 W B. 100 W C. 50 W D. 20 W 【答案】C 【解析】 【详解】设喷泉喷头喷水时水的速度为，则有 整理得 喷头喷水的功率等于单位时间内喷出的水的动能增加量，即 故选C。 5. 我省是农业大省，已广泛使用无人机进行农作物的监测和喷洒。某次监测无人机（可视为质点）在飞行过程中，水平方向的速度vx与飞行时间t的关系如图甲所示，竖直方向以1.5 m/s的速度向上做匀速直线运动，关于无人机的运动，下列说法正确的是（　　） A. 0~1 s内无人机的位移大小为1.875 m B. 1 s末无人机的加速度大小为0.75 m/s2 C. 1 s末无人机的速度大小为 D. 无人机的运动轨迹是图乙中的抛物线P 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图甲可知，无人机水平方向加速度 0~1 s内无人机的水平位移为 0~1 s内无人机的竖直位移为 0~1 s内无人机的位移为m 故A错误； B．无人机的加速度一直不变，故1 s末无人机的加速度大小为0.75 m/s2，故B正确； C．1 s末无人机的水平方向速度大小为 1 s末无人机的速度大小为 故C错误； D．因无人机具有x轴正方向的加速度，故合力沿x轴正方向，轨迹的弯曲方向指向合力方向，无人机的运动轨迹是图乙中的抛物线Q，故D错误。 故选B。 6. 某同学练习投篮入筐，篮球在空中运动的轨迹如图所示，A为出手点，出手速度大小为v=10m/s，出手后篮球经0.6s到达轨迹的最高点B点后由C点进入篮筐。不计空气阻力，篮球可视为质点，取g=10m/s2。则（　　） A. AB的水平距离为4.8m B. AB连线与水平面的夹角θ的大小满足 C. 篮球离手时的速度方向与水平面的夹角α满足 D. 由斜抛运动的对称性可知篮球从A到B的时间与从B到C的时间相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．篮球从A到B过程做斜抛运动，B点为最高点，令初速度方向与水平方向夹角为，利用逆向思维有， 解得， 故A正确； C．结合上述可知，篮球离手时的速度方向与水平面的夹角α满足 故C错误； B．篮球从A到B过程做斜抛运动，B点为最高点，利用逆向思维有 则AB连线与水平面的夹角θ的大小满足 故B错误； D．篮球做斜抛运动，根据对称性，可以将其运动看为最高点左右两个相同的平抛运动，竖直方向上根据 解得 根据图示可知，A到B竖直高度大于B到C的竖直高度，则篮球从A到B的时间大于从B到C的时间，故D错误。 故选A。 7. 小王和小张学习运动的合成与分解后，在一条小河中进行实验验证。两人从一侧河岸的同一地点各自以大小恒定的速度向河对岸游去，小王以最短时间渡河，小张以最短距离渡河，结果两人抵达对岸的地点恰好相同，若小王和小张渡河所用时间的比值为1：2，则小王和小张在静水中游泳的速度的比值为（　　） A. 1：2 B. C. D. 2：1 【答案】B 【解析】 【详解】设小王和小张在静水中游泳的速度分别为，水流速度为，设河宽为d，小王以最短时间渡河，则小王渡河最短时间 小张以最短距离渡河，且两人抵达对岸的地点恰好相同，可知此时小张渡河的合速度与垂直，设合速度方向与河岸方向成角，则小张渡河时间 题意知 联立解得 设小王到河对岸时沿河岸的位移为 设小张到河对岸时沿河岸的位移为 因为， 联立整理得 联立以上可得 故选B。 8. 如图甲所示，质量m＝20 kg的物体静止在水平地面上，在水平推力F的作用下开始运动，水平推力（F）随位移（x）变化的图像如图乙所示。已知物体与地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小g＝10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列判断正确的是（　　） A. 0~10 m内物体先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动 B. 物体的位移在0~10 m的过程中，物体运动的时间等于4 s C. 物体的位移在0~10 m的过程中，力F对物体所做的功为2000 J D. x＝10 m时，物体的动能为0 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体受到的滑动摩擦力大小为 0～5m过程，推力大于摩擦力，随着推力的减小，物体的加速度逐渐减小；5～10m过程，推力小于摩擦力，随着推力的减小，物体的加速度逐渐增大，故A错误； C．物体位移在0~10 m的过程中，力F对物体所做的功为 故C错误； D．物体的位移在0~10 m的过程中，对物体由动能定理得 解得 故D正确； B．0~5m过程中，F做的功为 根据前面分析可知x=5m时，物体速度达到最大值vm，根据动能定理有 解得 设物体运动的时间为t1，物体先做加速度逐渐减小到加速运动，再做加速度逐渐增大的减速运动，作出物体运动的v-t图像如图所示。 根据v-t图像与t轴所围面积表示位移可知 解得 故B错误。 故选D。 二、多项选择题（本题包括4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意，选对但不全者得2分，有错选者不得分） 9. 汽车正在水平路面匀速行驶，然后驶上坡路，如图所示。设水平路面与上坡路面对汽车的阻力大小相等。则关于上坡过程下列说法正确的是（　　） A. 若维持汽车的输出功率不变，汽车的速度将减小 B. 若维持汽车的输出功率不变，汽车将做匀减速直线运动 C. 若维持汽车的输出功率不变，经过足够长的坡路，汽车仍能以水平面上的速度大小运动 D. 若维持汽车的速度大小不变，需要增大汽车的输出功率 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．汽车正在水平路面匀速行驶，则有， 若维持汽车的输出功率不变，经过足够长的坡路匀速运动时，有 此时 可见汽车刚上坡的时候做减速运动，此时牵引力变大，加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的减速运动最后匀速运动，故A正确，BC错误； D．若维持汽车的速度大小不变，由于牵引力逐渐增大，根据可知，需要增大汽车的输出功率，故D正确； 故选AD。 10. 如图所示，质量为m的小球A从地面向上斜抛，抛出时的速度大小为5 m/s，方向与水平方向夹角为53°，在A抛出的同时有一质量为m的黏性小球B从某高处自由下落，当A上升到最高点时恰能击中竖直下落中的黏性小球B，A、B两球碰撞时间极短，碰后A、B两球粘在一起，整体碰后水平速度变为A球碰前水平速度的一半，碰后竖直速度变为B球碰前竖直速度的一半，然后落回地面，不计空气阻力，，g取10 m/s2。以下说法正确的是（　　） A. 小球A上升至最高处时水平位移是1.2 m B. 小球B下落时离地面的高度是0.8 m C. 小球A从抛出到落回地面的时间为 D. 小球A从抛出到落回地面的水平位移为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小球A抛出时在竖直方向的分速度为 则上升时间为 则小球A上升至最高处时水平位移是 故A正确； B．A球竖直方向做竖直上抛运动至最高点，B球做自由落体落体运动，运动时间相同，则两球运动的高度相同，均为 小球B下落时离地面的高度是1.6m，故B错误； C．根据题意可知碰后A、B两球粘在一起，整体碰后水平速度变为A球碰前水平速度的一半，碰后竖直速度变为B球碰前竖直速度的一半，则碰后的竖直速度为 则碰后的水平速度为 碰后A球下落的时间为t2，则有 解得 小球A从抛出到落回地面的时间为 故C正确； D．碰后A球水平方向运动的位移为 小球A从抛出到落回地面的水平位移为 故D错误。 故选AC。 11. 竖直固定在水平地面上的轻质弹簧劲度系数为k、原长为l，如图所示。质量为m的小球由弹簧正上方h处由静止释放，小球运动到最低点时弹簧的压缩量为x。不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　） A. 小球先加速下降h，再减速下降x B. 小球运动到最低点时，弹簧的弹性势能为 C. 小球速度最大时距地面的高度为 D. 小球速度最大时弹簧的弹性势能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球在接触弹簧之前，只受重力，做自由落体运动，加速下降h。接触弹簧后，开始时重力大于弹簧弹力，小球继续加速，当重力等于弹簧弹力时，速度达到最大，之后弹簧弹力大于重力，小球开始减速下降直到最低点，所以不是接触弹簧就开始减速，故A错误； B．由能量守恒可知，物体下降到最低点时速度为0，物体的重力势能转化为弹力势能，即弹性势能 故B正确； C．小球速度最大时，重力大小等于弹力大小，有 此时小球速度最大时距地面的高度为 故C错误； D．小球速度最大时弹簧的弹性势能 联立解得 故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，光滑固定的竖直细杆上穿有带孔物块A，A与一不可伸长的轻质细绳连接，细绳另一端跨过轻质光滑定滑轮连接物块B，开始时A位于与定滑轮等高处。已知物块A、B的质量分别为m和，定滑轮到细杆的距离为L，细绳的长度为2L。现由静止释放物块A，不计一切摩擦和空气阻力，不计定滑轮大小，重力加速度大小为g，两物块均可视为质点。则下列说法正确的是（　　） A. 物块A下落时机械能在减小 B. 由于绳子伸直，A、B两物块的速度始终等大 C. 物块A、B等高时物块B的速度大小为0 D. 物块B恰好能上升到滑轮处 【答案】AD 【解析】 【详解】A．A下落过程中，绳子拉力对A做负功，所以物块A下落时机械能在减小，故A正确； B．设绳子与竖直方向夹角为θ，AB速度分别为，将物块A的速度沿绳子方向和垂直绳子方向分解，则有 可知A、B两物块的速度不是始终等大，故B错误； C．物块A、B等高时，设B上升高度为，则A下落高度，几何关系有 解得 由于接触面均光滑，则AB系统机械能守恒，系统减少的重力势能为 系统减速的重力势能转化为系统动能，故系统动能不为可能为0，即AB速度均不为0，故C错误； D．设物块B恰好能上升到滑轮处，则当物块B恰好上升到滑轮处时，物块A下降到最低点，此时物块A、B的速度都为 0，该过程A减少的重力势能为 该过程B增加的重力势能为 可知该过程A减少的重力势能等于B增加的重力势能，假设成立，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某小组用如图所示的装置验证“机械能守恒定律”。甲，乙两小物块分别连接在一条跨过定滑轮的轻绳两端，甲右侧水平固定一宽度为d的遮光条，遮光条下方水平固定一光电门。已知甲（含遮光条）的质量为m1，乙的质量为m2，且m1>m2。先让甲、乙保持静止，测出遮光条到光电门中心的高度H，然后将甲，乙同时由静止释放，测出遮光条通过光电门的遮光时间。 （1）为了减小实验误差，下列操作必要的是______ A. 实验时必须满足m1远远大于m2 B. 实验时应选择d较小的遮光条 C. 小物块应该选择密度比较大的金属块 （2）则遮光条通过光电门过程中，甲的速度大小v＝______。（用d，表示）。 （3）已知当地重力加速度大小为g。若在误差允许范围内，关系式______（用m1、m2、g、d、、H表示）成立，则成功验证了“机械能守恒定律”。 【答案】（1）BC （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 A．本实验是验证m1、m2组成的系统机械能守恒，所以不需要满足m1远远大于m2，故A错误； B．实验中用挡光过程的平均速度代替瞬时速度，为了减小误差，应使挡光时间小一些，应选择d较小的遮光条，故B正确； C．为了减小空气阻力的影响，小物块应该选择密度比较大的金属块，故C正确。 故选BC。 【小问2详解】 遮光条通过光电门过程中，甲的速度大小为 【小问3详解】 根据系统机械能守恒可得 联立可得在误差允许范围内，关系式 成立，则成功验证了“机械能守恒定律”。 14. 某实验小组用如图甲所示的实验装置，探究小球做平抛运动的规律，其中桌面高度为H，重力加速度为g。 （1）关于该实验，下列说法正确的是______ A. 斜槽轨道末端应保持水平 B. 应想办法尽量减小小球与轨道之间的摩擦 C. 每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放 D 实验时，必须控制挡板高度等间距下降 （2）某次正确实验后，在方格纸上记录了小球在不同时刻的位置如图乙中a、b、c所示，建立如图所示的平面直角坐标系，y轴沿竖直方向，方格纸每一小格的边长为L，a、b、c三点的坐标分别为a（2L，2L）、b（4L，3L）、c（8L，8L）。在小球轨迹上取一个点d（图中未画出），使得小球从b点到d点和从d点到c点的运动时间相等，则d点的纵坐标为______。 （3）该小组实验过程中，利用n个厚度相同的垫板放在桌面上，通过改变垫板的个数探究初速度相同的平抛运动，如图丙所示。通过记录得到垫板个数n和小球落地时的水平位移，得到n—x2图像如图丁所示。图丁中图像的截距为-b，斜率为k，则小球平抛的初速度v0=______，垫板的厚度d=______（用k、b、H、g表示）。 【答案】（1）AC （2）5L （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．为了确保小球飞出初速度方向沿水平方向，实验中，应使斜槽轨道末端保持水平，故A正确； B．小球每次均从斜槽同一高度由静止释放，则每次小球的平抛初速度不会因为摩擦力而变化，所以实验中不需要想办法尽量减小小球与轨道之间的摩擦，故B错误； C．为了确保小球飞出斜槽末端的初速度大小一定，实验中，每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放，故C正确； D．实验时，需要描出小球在纸面上的多个位置点，便于确定小球的运动轨迹，但不需要控制挡板高度等间距下降，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 小球飞出斜槽末端后做平抛运动，水平方向为匀速直线运动，若相邻点迹之间的时间间隔相等，则相邻点迹之间水平方向的分位移相等，可知，为使得小球从b点到d点和从d点到c点的运动时间相等，则d点的横坐标为6L，此时相邻点迹水平方向的分位移均为2L，小球在竖直方向做自由落体运动，由于相邻点迹之间的时间间隔相等，根据 可知，相邻点迹竖直方向上的位移之差均相等，令d点的纵坐标为为y，则有 解得 【小问3详解】 小球做平抛运动，则有， 解得 结合图像有， 解得， 15. 花式排球充满活力和挑战，深受年轻人欢迎。某次排球游戏时，甲把球水平发出，排球与地面碰撞一次后反弹，乙能在水平距离甲L处接住水平飞来的球就算成功。已知某次成功的游戏，排球的质量m＝0.26 kg，甲、乙两人的水平距离为L＝19.5 m，甲发球的高度H1＝2.45 m，乙接球的高度为H2＝1.8 m。排球与地面接触前后水平速度不变，运动过程中忽略空气阻力。重力加速度，g＝10 m/s2。求： （1）甲拍出排球的初速度的大小。 （2）排球与地面碰撞时损失的机械能。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 排球先做平抛运动到地面，与地面碰撞后水平速度不变，再做斜抛运动到乙处 排球从甲处平抛到地面的过程，竖直方向由 解得 设排球从地面反弹后到乙处所用时间为，根据竖直方向的运动学公式 解得 排球在水平方向做匀速直线运动，水平速度不变，设初速度为，根据 解得 【小问2详解】 甲将排球水平抛出到乙接到水平飞来的排球，整个运动过程不计空气阻力，那么只有排球与地面碰撞过程有机械能损失 因此排球与地面碰撞损失的机械能等于初、末过程机械能的减少量 选取地面为零势能面，则 解得 16. 在深海打捞作业中，一打捞船利用绞车提升水下货物。绞车可视为电动机带动的装置，电动机的额定功率P＝100kW，绞车与货物间通过钢缆相连，货物质量m＝5×103kg。假设货物从静止开始被提升，在提升过程中钢缆始终保持竖直，且货物所受浮力恒为3.5×104N，阻力恒为f＝5×103N。重力加速度g＝10m/s2求： （1）货物能达到的最大速度vm是多少？ （2）若货物以a＝1m/s2的加速度匀加速启动，这一过程能维持多长时间？ （3）若以第（2）问中的加速度先匀加速启动，当货物速度达到v＝4.5m/s时，其加速度为多大？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当货物匀速运动时，速度达到最大，根据平衡条件可得 可得此时钢缆对货物拉力为 又 解得货物能达到的最大速度为 【小问2详解】 若货物以的加速度匀加速启动，根据牛顿第二定律可得 解得钢缆对货物的拉力为 由 解得功率刚达到额定功率时的速度大小为 则这一过程能维持的时间为 【小问3详解】 若以第（2）问中的加速度先匀加速启动，当货物速度达到，此时钢缆对货物的拉力为 根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 17. 如图所示，倾斜传送带与水平面倾角θ＝37°，以v＝1 m/s顺时针转动。初始时，一物体（可视为质点）静置于传送带下端的A点。一橡皮筋原长l0＝1.6 m，一端固定在物体上，另一端固定在O点，OA距离恰好等于橡皮筋的原长。某时刻由静止释放物体，物体沿传送带向上运动，经过与O点等高的C点时橡皮筋刚好再次伸直，物体最终静止在传送带的最高点B。C、B两点的距离s＝1.6 m。已知物块的质量为m＝1 kg，物块与传送带间的动摩擦因数。橡皮筋的弹力满足胡克定律，弹性势能的公式。重力加速度g＝10m/s2，计算中可能用到的数据：，，。计算结果保留两位小数。求： （1）物体由A运动至C过程中与传送带之间产生的热量Q （2）物体由A运动至C过程中由于带动物体运动，电动机对传送带多做的功W1 （3）物体由C运动至B的整个过程中，传送带对物体的摩擦力做的功W2为多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 几何关系可知 AC过程，对物块，由牛顿第二定律有 解得加速度 物体与传送带共速所需时间 则有 故物块先加速后匀速，则物体由A运动至C过程中与传送带之间产生的热量 联立解得 【小问2详解】 电动机对传送带多做的功等于物块增加的机械能与该过程产生的热量Q之和，即 联立解得 【小问3详解】 几何关系可知 在B点，对物块有 且 解得 以上分析可知，在C点时物体速度 CB过程，对物块，由动能定理得 其中， 联立解得传送带对物体的摩擦力做的功 18. 如图是学校物理兴趣小组同学为游乐场设计的一款游戏项目模型，同学们利用学校的3D打印机，设计出抛物线型管道BC，其中C端切线水平。将此管道的B端与倾斜轨道AB平滑连接，轨道AB与水平面夹角θ=53°，A端连接轻弹簧，弹簧上部自由端距离B点L1=2m。C端与水平面CD平滑连接。C与B的竖直高度差h=0.4m，在水平面CD上放置质量M=1kg的厚度不计的木板，木板的左端与C点重合，木板长度L2=0.75m。在木板的右端放置小滑块Q，ABC轨道为光滑轨道。已知弹簧的弹性势能表达式为其中x为弹簧的形变量。木板与水平面的动摩擦因数，P、Q与木板间动摩擦因数均为。现将滑块P置于弹簧顶端，由静止释放，同时对P施加平行于斜面向下的推力，使滑块P把弹簧压缩至不能再压缩，此时的推力记为F。滑块P、Q质量均为m=1kg，且均可看作质点。重力加速度g=10m/s2。 （1）调整F的大小，使滑块P刚好沿轨道上升到B处，求推力F做的功。 （2）若某次弹簧最短时，F=106N，撤去F后，滑块P沿轨道向上运动，滑上木板后恰好与Q不相撞，求弹簧的劲度系数k。 （3）在木板右侧距离木板右端的E点设置触发装置。调整F的大小，使滑块P沿轨道向上运动冲上木板，当Q接触到触发装置E同时Q不能与木板脱落，视为游戏成功，求游戏成功时，弹簧压缩量的最小值（本结果可用根号表示）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 推力F使滑块P把弹簧压缩至不能再压缩后滑块P恰好到达B处，所以在B处的速度为0，初到末全过程，根据动能定理有 解得 小问2详解】 弹簧最短时有 解得 滑块P从弹簧最低点到C点过程，根据能量守恒定律有 滑块P运动到C点时恰好水平滑上木板之后对物块分析 解得 对木板分析 由可知，所以木板和物块Q将一起向右做匀加速直线运动，加速度 因为滑块P和滑块Q恰好不相撞，所以当滑块P运动到滑块Q处时，滑块P与木板和物块Q的速度相等，设此过程时间为，由运动学公式， 联立解得 小问3详解】 设弹簧最小压缩量为，则弹簧的弹性势能 弹簧从压缩到最短到C点根据能量守恒定律有 弹簧压缩量最小，P滑上木板时速度最大，由于Q没有与木板脱离，结合上述，表明物块P滑上木板后物块P做减速运动，木板和物块Q一起向右加速，在木板达到E点前，三者已经达到共同速度，之后共同向右匀减速至E点，由于木板不能够越过触发装置，为了使Q不与木板脱离，则Q触发E时，速度恰好减为0，三者共同匀减速过程，根据牛顿第二定律有 解得 三者达到共同速度过程有 对Q与木板进行分析，利用逆向思维，根据速度与位移的关系有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$