2027届高三物理一轮复习：机械能测试题

高三物理一轮复习《机械能》测试题 班级 姓名 学号 总分 本试卷满分：100分；考试时间：75分钟 第I卷（选择题，共46分） 1、 单项选择题：（本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求）。 1．如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，则足球（　　） A．从1到2动能减少 B．从1到2重力势能增加 C．从2到3动能增加 D．从2到3机械能不变 【答案】B 【解析】AB．由足球的运动轨迹可知，足球在空中运动时一定受到空气阻力作用，则从1到2重力势能增加，则1到2动能减少量大于，故A错误，B正确； CD．从2到3由于空气阻力作用，则机械能减小，重力势能减小mgh，则动能增加小于，故CD错误。故选B。 2．（2024·山东·高考）如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d（d<l）。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉伸时弹性势能E=kx2（x为绳的伸长量）。现用水平力F缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则F所做的功等于（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】当甲所坐木板刚要离开原位置时，对甲及其所坐木板整体有，解得弹性绳的伸长量，则此时弹性绳的弹性势能为，从开始拉动乙所坐木板到甲所坐木板刚要离开原位置的过程，乙所坐木板的位移为，则由功能关系可知该过程F所做的功，故选B。 3．一辆电动小车上的光伏电池，将太阳能转换成的电能全部给电动机供电，刚好维持小车以速度v匀速运动，此时电动机的效率为。已知小车的质量为m，运动过程中受到的阻力（k为常量），该光伏电池的光电转换效率为，则光伏电池单位时间内获得的太阳能为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】依题意小车匀速运动，则有，小车的机械功率，由于电动机的效率为，则有，光伏电池的光电转换效率为，即，可得，故选A。 4．赛艇分单人艇、双人艇、四人艇、八人艇。研究者对各种艇赛的2000米成绩数据进行分析后推测：比赛成绩t（时间）与桨手数量n之间应存在一定的关系。 为方便探究在简化条件下的关系式，现建立以下物理模型： ①认为赛艇沿前进方向的横截面积S与其浸入水中的体积V满足； ②艇重与桨手数n的比值为常数，即； ③比赛全过程赛艇视为匀速运动，当速度为v时赛艇受到的阻力f满足 ④每个桨手的体重G都相同，比赛中每个桨手划桨的功率P均恒定，且。 根据以上物理模型，下列关系式可能正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．n人艇的总功率与艇阻力和速度的乘积成正比，即，故A正确；B．由于，，解得，B错误；D．由于，，，解得，D错误；C．由于，，解得，所以，C错误。故选A。 5．图甲是游乐场的过山车在竖直圆轨道内做圆周运动的情景，图乙为某实验小组用可视为质点的小球代替过山车模拟的实验图。某次测试中，质量为的小球从曲面轨道上的点由静止下滑后，恰能在半径为的竖直圆轨道上完成圆周运动。已知为轨道最低点，为轨道最高点，、两点的高度差为，不计一切摩擦和空气阻力，且轨道各处平滑相连。则下列说法正确的是（　　） A．小球经过点时处于失重状态 B．、两点的高度差 C．小球在圆轨道上经过与圆心等高处时，其加速度是重力加速度的倍 D．小球释放点越高，则在轨道、两点受到的轨道弹力大小之差越大 【答案】C 【解析】A．小球经过点时，加速度向上，故小球处于超重状态，A错误； B．小球恰能完成圆周运动，小球通过点时重力提供向心力，解得，小球从点运动到点的过程中，根据动能定理有，解得，B错误； C．小球由静止下滑到圆心等高处的过程中，解得，小球在圆轨道上经过圆心等高处时，，小球的加速度，故C正确； D．释放点越高，小球在圆轨道上的速度越大，小球通过C点，小球通过B点，小球从B点运动到C点的过程中，根据动能定理有，小球在轨道上、两点受到的弹力大小之差，联立解得，故弹力大小之差与释放点的高度无关，D错误。故选C。 6．如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（ ） A．在ab段汽车的输出功率逐渐减小 B．汽车在ab段的输出功率比bc段的大 C．在cd段汽车的输出功率逐渐减小 D．汽车在cd段的输出功率比bc段的大 【答案】B 【解析】汽车定速巡航，速率不变，设为，设汽车整个过程中受到的空气阻力和摩擦阻力之和为，根据功率公式有.A．在ab段，设路面倾角为，根据平衡条件有，由于各物理量大小均不变，可知牵引力保持不变，汽车的输出功率保持不变，故A错误； B．在bc段，路面水平，根据平衡条件有，比较可知，根据功率公式可知汽车在ab段的输出功率比bc段的大，故B正确； C．在cd段，设路面倾角为，根据平衡条件有，解得，可知牵引力大小不变，汽车的输出功率保持不变，故C错误； D．由前面的分析可知，根据功率公式可知汽车在cd段的输出功率比bc段的小，故D错误。故选B。 7．如图所示，两块由相同材料制成的木板分别水平、倾斜固定，粗糙程度相同，两块木板在O处平滑连接。一可视为质点的小物块从倾斜木板的P处由静止滑下，滑到水平木板右端Q处恰好停下。现将倾斜木板的倾角调大或调小（如虚线所示）并固定在地面上，再让小物块从倾斜木板的某处由静止滑下，仍滑到水平木板右端Q处停下，则小物块释放的位置可能是（　　） A．a B．b C．c D．d 【答案】B 【解析】设物块质量为，物块与木板间动摩擦因数为。如图所示，设在倾斜木板上下滑的距离为，水平木板上滑行的距离为，倾斜木板与水平方向夹角为，释放位置和停下来位置的连线与水平面所成的夹角为。从到，根据动能定理有，解得，根据几何知识则有，可见物块的释放位置和停下来位置的连线与水平面所成的夹角是个定值，如图只有b点有可能。 故选B。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．某同学使用如图所示的方式将卡在球筒底部的羽毛球从筒内取出：初始时，手握球筒底部保持静止，手臂和球筒均处于水平状态。随后甩动球筒，使其绕手肘点在竖直平面内做圆周运动。当球筒运动到最低点时，羽毛球恰要相对球筒滑动，羽毛球和球筒间的最大静摩擦力为。已知羽毛球质量为，可视为质点，羽毛球到点的距离为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A．球在最低点时受到的摩擦力方向向下 B．球在最低点时的线速度为 C．球在最低点时的角速度为 D．此过程中球筒对羽毛球做的功为 【答案】BD 【解析】A．设羽毛球的质量为，在最低点时，羽毛球随球筒做圆周运动，具有向心加速度，方向指向圆心（即向上）。此时羽毛球受到向下的重力和沿球筒径向的摩擦力。因为羽毛球有沿球筒向外（向下）甩出的运动趋势，所以受到的静摩擦力方向应指向圆心（即向上），以提供做圆周运动所需的向心力，故A错误； B．当球筒运动到最低点时，羽毛球恰要相对球筒滑动，说明此时静摩擦力达到了最大值，根据牛顿第二定律，在径向有，代入数据可得，解得球在最低点时的线速度为 ，故B正确； C．根据线速度与角速度的关系，可得球在最低点时的角速度为，故C错误； D．在羽毛球从水平位置运动到最低点的过程中，对羽毛球应用动能定理。重力做正功，设球筒对羽毛球做的功为，则有，将代入，解得，故D正确。 故选BD。 9．如图，t=0时刻，在距离水平地面高H处，将一弹性球以初速度v0竖直向下抛出，球与地面碰撞没有机械能损失，碰后反弹返回抛出点，整个过程球受到的阻力恒定。运动过程中，球的加速度、速度、重力势能、机械能分别设为a、v、Ep、E，球下落过程与抛出点距离设为h，在下列选项a-t图、v-t图、Ep-h图和E-h图中，实线表示忽略空气阻力的情况，虚线表示考虑了空气阻力的情况，以向下为正方向、地面为零势能面。球从抛出到返回抛出点的过程中，可能正确的图像有（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【解析】A．球向下运动时，阻力向上，故考虑空气阻力的情况下加速度小于g，球向上运动时，阻力向下，故考虑空气阻力的情况下加速度大于g，故A错误； B．v-t图中，图线的斜率表示加速度，结合选项A分析可知，第一段虚线的斜率应小于实线，第二段虚线斜率的绝对值大于实线。由于存在机械能损失，球不能回到原来的高度，图像与t轴围成的面积（表示位移）虚线情况要小于实线的情况，故B正确； C．小球的重力势能先减小后增大，但有空气阻力时，由于阻力一直做负功，机械能损失，小球不能回到原来的高度，故C错误； D．若不考虑阻力，机械能不变，若考虑阻力，小球下落过程和反弹过程机械能均减小，且图像的斜率大小均等于阻力大小，故D正确。故选BD。 10．如图甲所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为的小球从弹簧上端由静止下落。若以小球开始下落的位置为坐标原点，沿竖直向下建立坐标轴，小球下落至最低点过程中的图像如图乙所示（图中坐标值皆已知），不计空气阻力，小球可看作质点，重力加速度为。则（　　） A．劲度系数 B．小球向下运动过程中最大速度 C．弹簧最大弹力 D．小球向下运动过程中最大加速度 【答案】BD 【解析】A．结合图乙可知，小球下落的加速度为零时，由胡克定律及平衡条件可得 解得弹簧的劲度系数为，故A错误； C．由胡克定律可知，小球向下运动过程中弹簧最大弹力为，解得，故C错误； D．弹簧弹力最大时加速度最大，则小球向下运动过程中最大加速度为，解得，故D正确； B．根据动能定理可知，整理可得，设小球向下运动过程中最大速度为，结合图像可知，解得小球向下运动过程中最大速度为，故B正确。故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 三、实验题（本大题共2小题，共15分） 11．（6分）某小组同学用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 (1)实验时甲同学进行了如下操作，其中操作不当的步骤是____（选填选项前的字母） A．对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验 B．将打点计时器接到直流电源上 C．将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔 D．先释放纸带，再接通打点计时器电源 (2)实验得到如图2所示的一条纸带（其中一段纸带图中未画出）。选取纸带上清晰的某点记为O，再选取三个连续打出的点A、B、C，测出它们到O点的距离分别为、、。已知打点计时器所用电源的频率为，重物质量，当地重力加速度。由此可计算出打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度______。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为______J。（结果保留两位有效数字） (3)乙同学的实验结果显示，重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，最可能的原因是______。（选填选项前的字母） A．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 B．将打下O点时重物的速度记为0 C．没有采用多次实验取平均值的方法 (4)丙同学设计了另一种“验证机械能守恒定律”的实验方案，如图3所示。他在一个较粗的矿泉水桶侧面开一个小孔，将一细管插入小孔处，水能够从细管中水平射出。该同学仅选用刻度尺作为测量工具，验证桶中液面下降过程中水的机械能守恒。写出需测量的物理量及其应满足的关系： （用所需测量的物理量表示） 【答案】(1)BD （1分） (2)1.5（1分） ； 0.35（1分） (3)B（1分） (4)（2分） 【解析】（1）A．对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验，以减小阻力影响，选项A正确；B．将打点计时器接到交流电源上，选项B错误；C．将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔，选项C正确；D．先接通打点计时器电源，再释放纸带，选项D错误。题目选择不当步骤，故选BD。 （2）打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度，从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为 （3）A．由于存在空气阻力和摩擦阻力的影响，会造成重物的重力势能减少量总是大于其动能增加量，选项A错误；B．若打下O点时的速度不为零，而将打下O点时重物的速度记为0，则会造成重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，选项B正确；C．采用多次实验取平均值的方法会产生偶然误差，不一定会重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，选项C错误。故选B。 （4）选择质量m为研究对象，若机械能守恒则满足，其中h为瓶内水的液面到出口的高度；水射出后做平抛运动，则由x=v0t，，可得，则只需验证，需要测量的物理量：瓶内水的液面到出口的高度h；水射出后做平抛运动水平射程x和竖直高度y。 12．（9分）小明同学探究机械能守恒定律，实验装置如图。实验时，将小钢球在斜槽上某位置A由静止释放，钢球沿斜槽通过末端O处的光电门，光电门记录下钢球的遮光时间t。用游标卡尺测出钢球的直径d，由得出其通过光电门的速度v，再计算出动能增加量。用刻度尺测得钢球下降的高度h，计算出重力势能减少量。 (1)安装实验装置的操作有： ①在斜槽末端安装光电门 ②调节斜槽在竖直平面内 ③调节斜槽末端水平 ④将斜槽安装到底座上 其合理的顺序是__________（选填“A”“B”或“C”）。 A．①②③④ B．④②③① C．④①②③ (2)测量钢球直径的正确操作是图中__________（选填“甲”或“乙”）所示的方式。 (3)在斜槽上5个不同的位置由静止释放钢球。测量得出的实验数据见表1。已知钢球的质量，重力加速度。请将下表的数据补充完整。 表1 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 4.90 6.25 7.45 8.78 10.0 7.84 9.80 11.8 13.7 _______ (4)实验数据表明，明显小于，钢球在下降过程中发生机械能的损失。小明认为，机械能的损失主要是由于钢球受到的摩擦力做功造成的。 为验证此猜想，小明另取一个完全相同的斜槽按下图平滑对接。若钢球从左侧斜槽上A点由静止释放，运动到右侧斜槽上，最高能到达B点，A、B两点高度差为H．则该过程中，摩擦力做功大小的理论值__________（用m、g、H表示）。 (5)用上图的装置，按表1中所列部分高度h进行实验，测得摩擦力做功大小。由于观察到H值较小，小明认为，AO过程摩擦力做功近似等于AB过程的一半，即。然后通过表1的实验数据，计算出AO过程损失的机械能。整理相关数据，见表2。 表2 4.00 5.00 6.00 7.00 2.94 3.55 4.35 4.92 0.98 1.08 1.18 1.27 上表中与相差明显。小明认为这是由于用近似计算不合理。你是否同意他的观点？______________请根据表2数据简要说明理由。______________ 【答案】(1)B（1分） (2)甲（1分） (3)15.7（2分） (4)mgH（2分） (5)不同意（1分）， 小球减小的重力势能有一部分转化为小球的转动动能，相差很大的原因是小球的转动动能没有计入（1分） 【解析】（1）正确步骤为将斜槽安置于底座，调节斜槽在竖直平面内，调节斜槽末端水平，最后安装光电门，故序号为④②③①。故选B。 （2）测量小球直径的正确操作需要确保测量工具与小球接触良好，并且小球的位置不会导致测量误差。在图中的情形中，甲图示显示出的卡尺测量方式更准确地使卡尺的两测量面与小球的表面垂直接触，适合测量直径。而乙图因为夹持不住小球，使得小球并没有夹在量爪之间，测量不准确。故选甲。 （3）根据可知下降高度为时减少的重力势能为下降高度为的二倍，代入数据可得 （4）根据动能定理可得，可得 （5）不同意，原因是小球减小的重力势能有一部分转化为小球的转动动能，相差很大的原因是小球的转动动能没有计入。 四、解答题（本大题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13．(10分)如图，一雪块从倾角的屋顶上的点由静止开始下滑，滑到A点后离开屋顶。O、A间距离，A点距地面的高度，雪块与屋顶的动摩擦因数。不计空气阻力，雪块质量不变，取，重力加速度大小。求： (1)雪块从A点离开屋顶时的速度大小； (2)雪块落地时的速度大小，及其速度方向与水平方向的夹角。 【答案】(1)5m/s (2)8m/s，60° 【解析】（1）雪块在屋顶上运动过程中，由动能定理 （2分） 代入数据解得雪块到A点速度大小为 （1分） （2）雪块离开屋顶后，做斜向下抛运动，由动能定理 （2分） 代入数据解得雪块到地面速度大小 （1分） 速度与水平方向夹角，满足 （2分） 解得 （2分） 14 ．(12分)如图所示，用开瓶器取出紧塞在瓶口的软木塞时，先将拔塞钻旋入木塞内，随后下压把手，使齿轮绕固定支架上的转轴转动，通过齿轮啮合，带动与木塞相固定的拔塞钻向上运动。从0时刻开始，顶部与瓶口齐平的木塞从静止开始向上做匀加速直线运动，木塞所受摩擦力f随位移大小x的变化关系为，其中为常量，h为圆柱形木塞的高，木塞质量为m，底面积为S，加速度为a，齿轮半径为r，重力加速度为g，瓶外气压减瓶内气压为且近似不变，瓶子始终静止在桌面上。（提示：可用图线下的“面积”表示f所做的功）求： (1)木塞离开瓶口的瞬间，齿轮的角速度。 (2)拔塞的全过程，拔塞钻对木塞做的功W。 (3)拔塞过程中，拔塞钻对木塞作用力的瞬时功率P随时间t变化的表达式。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）木塞的末速度等于齿轮线速度，对木塞，根据运动学公式 （1分） 根据角速度和线速度的关系 （1分） 联立可得 （1分） （2）根据题意画出木塞摩擦力与运动距离的关系图如图所示 （1分） 可得摩擦力对木塞所做的功为 （1分） 对木塞，根据动能定理（1分） 解得 （1分） （3）设开瓶器对木塞的作用力为，对木塞，根据牛顿第二定律（1分） 速度 （1分） 位移 （1分） 开瓶器的功率 （1分） 联立可得 （1分） 15．（17分） “深坑打夯机”的工作示意图如图所示。首先，电动机带动两个摩擦轮匀速转动，将静止的夯杆从深坑提起；当夯杆的下端刚到达坑口时，两个摩擦轮将夯杆松开；夯杆因惯性继续运动，在自身重力的作用下，落回坑底；这样周而复始地进行，就可以达到将坑底夯实的目的。已知两摩擦轮边缘的线速度，对夯杆的压力均为，与夯杆的动摩擦因数，夯杆的质量，坑深，重力加速度，不计夯实坑底引起的深度变化，不计空气阻力，求： (1)夯杆由静止开始加速时的加速度大小； (2)每次夯杆在上升过程中经历的时间； (3)每个打夯周期中，因带动夯杆向上运动，电动机多消耗的电能。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）两个摩擦轮对夯杆各提供一个向上的摩擦力，总摩擦力 （1分） 根据牛顿第二定律： （1分） 代入数值 ，解得： （1分） （2）夯杆上升分为三个阶段：匀加速、匀速、松开后匀减速上升 匀加速阶段：加速到摩擦轮线速度后共速： 加速时间 （2分） 位移 （2分） 匀速阶段：从匀加速结束到夯杆下端到达坑口，剩余位移 （1分） 匀速时间 （1分） 匀减速上升阶段：松开后夯杆靠惯性上升到最高点，时间 （1分） 总上升时间： （1分） （3）电动机消耗的电能等于摩擦生热加上夯杆获得的机械能 摩擦生热：仅匀加速阶段存在相对滑动，摩擦轮位移 （1分） 相对位移 （1分） 内能 （2分） 夯杆机械能：摩擦轮松开时，夯杆的机械能为重力势能加动能： （1分） 总电能 （1分） 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理一轮复习《机械能》测试题 班级 姓名 学号 总分 本试卷满分：100分；考试时间：75分钟 第I卷（选择题，共46分） 1、 单项选择题：（本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求）。 1．如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，则足球（　　） A．从1到2动能减少 B．从1到2重力势能增加 C．从2到3动能增加 D．从2到3机械能不变 2．（2024·山东·高考）如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d（d<l）。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉伸时弹性势能E=kx2（x为绳的伸长量）。现用水平力F缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则F所做的功等于（　　） A． B． C． D． 3．一辆电动小车上的光伏电池，将太阳能转换成的电能全部给电动机供电，刚好维持小车以速度v匀速运动，此时电动机的效率为。已知小车的质量为m，运动过程中受到的阻力（k为常量），该光伏电池的光电转换效率为，则光伏电池单位时间内获得的太阳能为（　　） A． B． C． D． 4．赛艇分单人艇、双人艇、四人艇、八人艇。研究者对各种艇赛的2000米成绩数据进行分析后推测：比赛成绩t（时间）与桨手数量n之间应存在一定的关系。 为方便探究在简化条件下的关系式，现建立以下物理模型： ①认为赛艇沿前进方向的横截面积S与其浸入水中的体积V满足； ②艇重与桨手数n的比值为常数，即； ③比赛全过程赛艇视为匀速运动，当速度为v时赛艇受到的阻力f满足 ④每个桨手的体重G都相同，比赛中每个桨手划桨的功率P均恒定，且。 根据以上物理模型，下列关系式可能正确的是（ ） A． B． C． D． 5．图甲是游乐场的过山车在竖直圆轨道内做圆周运动的情景，图乙为某实验小组用可视为质点的小球代替过山车模拟的实验图。某次测试中，质量为的小球从曲面轨道上的点由静止下滑后，恰能在半径为的竖直圆轨道上完成圆周运动。已知为轨道最低点，为轨道最高点，、两点的高度差为，不计一切摩擦和空气阻力，且轨道各处平滑相连。则下列说法正确的是（　　） A．小球经过点时处于失重状态 B．、两点的高度差 C．小球在圆轨道上经过与圆心等高处时，其加速度是重力加速度的倍 D．小球释放点越高，则在轨道、两点受到的轨道弹力大小之差越大 6．如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（ ） A．在ab段汽车的输出功率逐渐减小 B．汽车在ab段的输出功率比bc段的大 C．在cd段汽车的输出功率逐渐减小 D．汽车在cd段的输出功率比bc段的大 7．如图所示，两块由相同材料制成的木板分别水平、倾斜固定，粗糙程度相同，两块木板在O处平滑连接。一可视为质点的小物块从倾斜木板的P处由静止滑下，滑到水平木板右端Q处恰好停下。现将倾斜木板的倾角调大或调小（如虚线所示）并固定在地面上，再让小物块从倾斜木板的某处由静止滑下，仍滑到水平木板右端Q处停下，则小物块释放的位置可能是（　　） A．a B．b C．c D．d 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．某同学使用如图所示的方式将卡在球筒底部的羽毛球从筒内取出：初始时，手握球筒底部保持静止，手臂和球筒均处于水平状态。随后甩动球筒，使其绕手肘点在竖直平面内做圆周运动。当球筒运动到最低点时，羽毛球恰要相对球筒滑动，羽毛球和球筒间的最大静摩擦力为。已知羽毛球质量为，可视为质点，羽毛球到点的距离为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A．球在最低点时受到的摩擦力方向向下 B．球在最低点时的线速度为 C．球在最低点时的角速度为 D．此过程中球筒对羽毛球做的功为 9．如图，t=0时刻，在距离水平地面高H处，将一弹性球以初速度v0竖直向下抛出，球与地面碰撞没有机械能损失，碰后反弹返回抛出点，整个过程球受到的阻力恒定。运动过程中，球的加速度、速度、重力势能、机械能分别设为a、v、Ep、E，球下落过程与抛出点距离设为h，在下列选项a-t图、v-t图、Ep-h图和E-h图中，实线表示忽略空气阻力的情况，虚线表示考虑了空气阻力的情况，以向下为正方向、地面为零势能面。球从抛出到返回抛出点的过程中，可能正确的图像有（　　） A． B． C． D． 10．如图甲所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为的小球从弹簧上端由静止下落。若以小球开始下落的位置为坐标原点，沿竖直向下建立坐标轴，小球下落至最低点过程中的图像如图乙所示（图中坐标值皆已知），不计空气阻力，小球可看作质点，重力加速度为。则（　　） A．劲度系数 B．小球向下运动过程中最大速度 C．弹簧最大弹力 D．小球向下运动过程中最大加速度 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 三、实验题（本大题共2小题，共15分） 11．（6分）某小组同学用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 (1)实验时甲同学进行了如下操作，其中操作不当的步骤是____（选填选项前的字母） A．对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验 B．将打点计时器接到直流电源上 C．将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔 D．先释放纸带，再接通打点计时器电源 (2)实验得到如图2所示的一条纸带（其中一段纸带图中未画出）。选取纸带上清晰的某点记为O，再选取三个连续打出的点A、B、C，测出它们到O点的距离分别为、、。已知打点计时器所用电源的频率为，重物质量，当地重力加速度。由此可计算出打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度______。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为______J。（结果保留两位有效数字） (3)乙同学的实验结果显示，重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，最可能的原因是______。（选填选项前的字母） A．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 B．将打下O点时重物的速度记为0 C．没有采用多次实验取平均值的方法 (4)丙同学设计了另一种“验证机械能守恒定律”的实验方案，如图3所示。他在一个较粗的矿泉水桶侧面开一个小孔，将一细管插入小孔处，水能够从细管中水平射出。该同学仅选用刻度尺作为测量工具，验证桶中液面下降过程中水的机械能守恒。写出需测量的物理量及其应满足的关系： （用所需测量的物理量表示） 12．（9分）小明同学探究机械能守恒定律，实验装置如图。实验时，将小钢球在斜槽上某位置A由静止释放，钢球沿斜槽通过末端O处的光电门，光电门记录下钢球的遮光时间t。用游标卡尺测出钢球的直径d，由得出其通过光电门的速度v，再计算出动能增加量。用刻度尺测得钢球下降的高度h，计算出重力势能减少量。 (1)安装实验装置的操作有： ①在斜槽末端安装光电门 ②调节斜槽在竖直平面内 ③调节斜槽末端水平 ④将斜槽安装到底座上 其合理的顺序是__________（选填“A”“B”或“C”）。 A．①②③④ B．④②③① C．④①②③ (2)测量钢球直径的正确操作是图中__________（选填“甲”或“乙”）所示的方式。 (3)在斜槽上5个不同的位置由静止释放钢球。测量得出的实验数据见表1。已知钢球的质量，重力加速度。请将下表的数据补充完整。 表1 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 4.90 6.25 7.45 8.78 10.0 7.84 9.80 11.8 13.7 _______ (4)实验数据表明，明显小于，钢球在下降过程中发生机械能的损失。小明认为，机械能的损失主要是由于钢球受到的摩擦力做功造成的。 为验证此猜想，小明另取一个完全相同的斜槽按下图平滑对接。若钢球从左侧斜槽上A点由静止释放，运动到右侧斜槽上，最高能到达B点，A、B两点高度差为H．则该过程中，摩擦力做功大小的理论值__________（用m、g、H表示）。 (5)用上图的装置，按表1中所列部分高度h进行实验，测得摩擦力做功大小。由于观察到H值较小，小明认为，AO过程摩擦力做功近似等于AB过程的一半，即。然后通过表1的实验数据，计算出AO过程损失的机械能。整理相关数据，见表2。 表2 4.00 5.00 6.00 7.00 2.94 3.55 4.35 4.92 0.98 1.08 1.18 1.27 上表中与相差明显。小明认为这是由于用近似计算不合理。你是否同意他的观点？______________请根据表2数据简要说明理由。______________ 四、解答题（本大题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13．(10分)如图，一雪块从倾角的屋顶上的点由静止开始下滑，滑到A点后离开屋顶。O、A间距离，A点距地面的高度，雪块与屋顶的动摩擦因数。不计空气阻力，雪块质量不变，取，重力加速度大小。求： (1)雪块从A点离开屋顶时的速度大小； (2)雪块落地时的速度大小，及其速度方向与水平方向的夹角。 14 ．(12分)如图所示，用开瓶器取出紧塞在瓶口的软木塞时，先将拔塞钻旋入木塞内，随后下压把手，使齿轮绕固定支架上的转轴转动，通过齿轮啮合，带动与木塞相固定的拔塞钻向上运动。从0时刻开始，顶部与瓶口齐平的木塞从静止开始向上做匀加速直线运动，木塞所受摩擦力f随位移大小x的变化关系为，其中为常量，h为圆柱形木塞的高，木塞质量为m，底面积为S，加速度为a，齿轮半径为r，重力加速度为g，瓶外气压减瓶内气压为且近似不变，瓶子始终静止在桌面上。（提示：可用图线下的“面积”表示f所做的功）求： (1)木塞离开瓶口的瞬间，齿轮的角速度。 (2)拔塞的全过程，拔塞钻对木塞做的功W。 (3)拔塞过程中，拔塞钻对木塞作用力的瞬时功率P随时间t变化的表达式。 15．（17分） “深坑打夯机”的工作示意图如图所示。首先，电动机带动两个摩擦轮匀速转动，将静止的夯杆从深坑提起；当夯杆的下端刚到达坑口时，两个摩擦轮将夯杆松开；夯杆因惯性继续运动，在自身重力的作用下，落回坑底；这样周而复始地进行，就可以达到将坑底夯实的目的。已知两摩擦轮边缘的线速度，对夯杆的压力均为，与夯杆的动摩擦因数，夯杆的质量，坑深，重力加速度，不计夯实坑底引起的深度变化，不计空气阻力，求： (1)夯杆由静止开始加速时的加速度大小； (2)每次夯杆在上升过程中经历的时间； (3)每个打夯周期中，因带动夯杆向上运动，电动机多消耗的电能。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $