博爱县2022-2023学年高一下学期第三次考试
物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
(100分 75分钟)
评卷人得分
一、单选题(每小题4分，共28分）
1．如图所示，A、B是质量相等的两个小球，A球从高度为h的固定光滑斜面顶端静止下滑，B球从半径为h的四分之一固定光滑圆弧顶端静止下滑。关于A、B两小球的运动，下列说法正确的是（　　）
A．运动到各自底端时速度变化量相同
B．运动到各自底端时合外力做的功不同
C．B球运动过程中重力的瞬时功率先增大后减小
D．运动到斜面底端时重力的瞬时功率相等
2．汽车以速度在平直路面上匀速行驶，发动机的输出功率为P.某时刻起将汽车发动机的输出功率减为，设汽车行驶过程中受到的阻力不变，输出功率减小后（　　）
A．汽车运动的平均速度为
B．汽车所受的牵引力先逐渐增大后不变
C．汽车先做匀减速直线运动，最终以匀速运动
D．汽车先做加速度增大的减速运动，最终以匀速运动
3. 在竖直方向运动的电梯内，有一名质量为的乘客随电梯一起向下做匀速直线运动。当到达离地面时，制动系统开始启动，经过后，电梯做匀减速运动并刚好到达地面，重力加速度取，则乘客在做匀减速运动过程中（ ）
A. 乘客减速时的加速度大小为
B. 乘客受到的支持力大小为
C. 乘客的机械能减少了
D. 乘客受到的合力对乘客做的功为
4．球从高处由静止开始下落，所受空气阻力与速度成正比。下列描述球下落过程中加速度a、速度v随时间t，动能、机械能E随下落位移h变化的关系图像中可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图甲所示，一质量为1kg的滑块（视为质点）以某一初速度冲上足够长的固定斜面，以斜面底端为位移的起点，滑块在斜面上运动的动能随位移x变化的关系如图乙所示。取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　）
A．斜面倾角的正弦值为0.5
B．滑块上滑过程克服摩擦力做的功为20J
C．滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25
D．滑块返回斜面底端时，滑块所受重力的功率为12W
6．在农村人们盖房打地基叫打夯。夯锤的结构如图所示，参加打夯的共有5人，四个人分别握住夯锤的一个把手，一个人负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时向上用力将夯锤提起，号音一落四人同时松手，夯锤落至地面将地基砸实，某次打夯时，设夯锤的质量为80kg，将夯锤提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上的力，大小均为250N，力的持续时间为0.6s，然后松手，夯锤落地时将地面砸出2cm深的一个凹痕，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．夯锤上升时夯锤都处于超重状态
B．夯锤上升时夯锤处于失重状态
C．夯锤最大速度为1.5m/s
D．地面对夯锤的平均作用力为2.33×104N
7．如图甲所示，有一固定光滑斜面体ABC，一物块在平行于斜面的力F作用下从底端A点沿斜面AB由静止开始向上运动，该过程中物块的机械能E随位移x的变化图线如图乙所示，图线在~段为平行于x轴的直线。则（ ）
A．力F先减小后增大
B．从图线中不能确定零势能面位置
C．在位置物块所受力
D．在过程中物块做加速度不断减小的加速运动
评卷人得分
二、多选题(每小题6分，共18分。选对但不全的得3分，有错的得0分）
8．如图所示，质量为m的小球A可视为质点，用长为L的摆线悬挂在墙上O点，O点正下方点钉有一光滑细支柱，且O、两点的距离为。现将A球拉至偏离竖直方向释放，摆至最低点后A球仍可绕点完成圆周运动，则的比值可能为（　　）
A． B． C． D．
9．如图所示，质量为 m 的小球从静止下落，落在与 A 点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与 B 点等高 处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与 C 点等高处是小球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（　　）
A．下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球与弹簧机械能不守恒
B．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒
C．到达 C 点时，小球的动能为零，受到的重力大于弹簧的弹力
D．从 B 到 C，小球重力势能与动能都减小，转化成弹性势能
10．如图圆心为的竖直光滑半圆轨道、圆心为的竖直光滑半圆管道与水平粗糙平面连接，轨道半径与管道半径均为R，距离也为R。一小滑块以某一速度从半圆轨道最高点a水平向左进入半圆轨道作圆周运动，最终从半圆管道最高点d水平向左飞出。若小滑块在轨道最高点a和轨道最高点d受列弹力大小均为。重力加速度为g，小滑块可视为质点，管道内径较小，则（　　）
A．滑块从a点到d点机械能守恒
B．滑块从a点水平飞出的速度为
C．水平粗糙平面的动摩擦因数为0.6
D．滑块对轨道最低点和管道最低点的压力大小比为
评卷人得分
三、实验题(共16分,11题7分，12题9分）
11．某同学利用如图甲所示的实验装置探究合外力做功与物体动能改变量之间的关系．
实验步骤如下：
①用游标卡尺测量遮光条的宽度d，测得小车（含遮光条）的质量为M，用刻度尺测出两光电门中心间的距离为L．调节滑轮高度，让细线与木板始终平行．已知重力加速度为g；
②挂上沙桶，调节木板的倾角，使小车沿木板下滑时通过甲、乙两光电门的遮光时间相同；
③取下沙桶，测得沙和沙桶的总质量为m．将小车从木板上端由静止释放，分别记录小车通过两光电门甲、乙时的遮光时间、；
④改变沙桶总质量和木板倾角，重复步骤②③；
⑤进行数据处理．
回答下列问题：
（1）取下沙桶后，小车加速运动过程中受到的合外力大小为____________（用所给物理量符号表示）；
（2）若小车下滑过程中满足表达式___________________（用所给物理量符号表示），则说明合外力做的功等于动能的改变量．
12．某实验小组同学用光电计时仪器来探究小车在固定木板上运动时受到的平均阻力情况。如图所示，给小车一个水平初速度，小车将在长木板上运动。小车总质量m，挡光片宽度d，从数字计时器上可读出挡光条通过光电门的时间t，测出小车从经过光电门到停止运动距离为x。
（1）小车经过光电门时的动能为______（用题中已知物理量表示）。
（2）根据实验测得的多组x、t数据，绘制出一条过原点的直线，图像的纵坐标为x，横坐标应为______（选填t或）。若图像斜率为k，则小车运动时受到的平均阻力的大小为______（用m、d、k表示）。
评卷人得分
四、解答题(共38分,13题14分，14题12分，15题12分）
13．如图甲所示，水平轨道的端与半径为的光滑半圆轨道相切，原长为的轻质弹簧水平放置，一端固定在点，另一端与质量为的物块P接触但不连接。用水平外力向左缓慢推动物块P，水平外力随弹簧形变量的关系如图乙，将弹簧压缩至形变量为，然后放开，P开始沿轨道运动，恰好到达D点，已知重力加速度大小为。求：
（1）弹簧的劲度系数；
（2）水平轨道的长度。
14．如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接（即物体经过C点时速度的大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆轨道的半径，水平轨道BC长为0.4m，其动摩擦因数，光滑斜面轨道上CD长为0.6m，g取，求：
（1）滑块第一次经过圆轨道上B点时的速度大小v；
（2）滑块第一次运动到C点的动能；
（3）整个过程中弹簧具有最大的弹性势能。
15．如图是某教具“离心轨道”，它可以形象地演示“过山车”的运行原理，其演示过程可简化成图所示的“小滑块轨道”模型。已知图中轨道光滑且处于竖直平面内，B、C两点分别为圆弧轨道的最低点和最高点，现将一质量m=100g可视为质点的小球，自轨道AB段上距B点的高度为h的位置由静止释放，已知小球在圆弧轨道上做圆周运动的半径为10cm，重力加速度g=10m/s2。若小球恰能通过C点，求：
（1）h的大小；
（2）在圆弧轨道与圆心等高处，小球的加速度。
答案
1．C
【详解】AB．根据动能定理可得
可得
可知两球运动到各自底端时合外力做的功相同；两球运动到各自底端时速度大小相等，但方向不同，则速度变化量大小相等，方向不同，故AB错误；
CD．重力的瞬时功率为
B球运动过程中的竖直分速度从零先增大后又减小到零，则B球运动过程中重力的瞬时功率先增大后减小；两球运动到斜面底端时，A球的竖直分速度不为零，B球的竖直分速度为零，则两球的重力瞬时功率不相等，故C正确，D错误。
故选C。
2．B【详解】A．发动机的输出功率为P，汽车做匀速运动时
发动机的输出功率为，汽车最终做匀速运动时
所以整个过程汽车运动的平均速度应大于，A错误；
B．根据
当功率减半时，牵引力也减半，由于汽车受到的阻力不变，所以汽车做减速运动，随着速度的减小，牵引力增大，直到等于阻力时，速度到达最大，以后牵引力不变，故B正确；
CD．汽车在减速阶段，根据牛顿第二定律
根据上述分析可知，加速度逐渐变小，当加速度减小到零后汽车匀速运动，匀速运动的速度为，CD错误；
故选B。
3．C
4．D
【详解】AB．已知球所受的空气阻力与速度大小成正比，即
f=kv
根据牛顿第二定律得
得
开始时v比较小，且mg＞kv
球向下加速，当v逐渐增大，则a减小，即球做加速度逐渐减小的加速运动；当
mg=kv
时加速度为零，此时速度不再增大，做匀速直线运动，则全过程小球先做加速度减小的变加速直线运动，后做加速度等于零的匀速直线运动，v-t图像的斜率表示加速度，则斜率应该逐渐减小到零后不变；
a-t图像的斜率为
可知a减小，a-t图像斜率绝对值减小，故AB错误；
C．由动能定理
即
由于v逐渐增大的，故Ek-h的斜率要不断减小，故C错误；
D．机械能的变化量等于克服阻力做的功
可得
v逐渐增大，则f逐渐增大，即E-h图像的斜率的绝对值逐渐变大，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】AB．由乙图可知滑块上滑的最大位移为5m，从斜面底端上滑至回到斜面底端过程中客服阻力做功为20J，所以上滑和下滑过程客服阻力做功都为。则上滑过程中有
，
解得
故AB错误；
C．上滑过程中阻力做功，
解得故C正确；
D．滑块返回斜面底端时，滑块的动能为
解得
滑块所受重力的功率为
故D错误。故选C。
6．D
【详解】AB．夯锤受到向上的4个力的合力为1000N，大于夯锤的重力，故夯锤加速上升时处于超重状态，松手后夯锤只受重力作用，处于失重状态，AB错误；
C．依题意，可得夯锤先向上加速时的加速度为
加速过程最大速度为
则加速时上升的高度
此后小球向上做减速运动，再上升的高度为
则上升的最大高度为
由位移速度公式可得
解得
C错误；
D．陷入地面的过程由动能定理可知
解得地面对夯锤的平均作用力为
D正确。故选D。
7．C
【详解】AC．机械能E的变化是由于外力F做功引起的；所以机械能E随位移x的变化图线的斜率反应了外力F的变化，由图乙可知力F一直减小，在位置物块所受力，故A错误，C正确；
B．初始位置的机械能为0，可知初始位置为零势能面位置，故B错误；
D．力F一直减小，根据牛顿第二定律可知物块的加速度先减小，当，加速度为0，后反向增大，故D错误；
故选C。
8．CD
【详解】由机械能守恒得
解得
要使A球摆至最低点后仍可绕点完成圆周运动则
得CD正确。
9．BD
【详解】AB．小球下落过程中，重力一直做正功，小球重力势能减小，在弹簧弹力等于小球重力之前，小球加速度向下，在弹簧弹力等于小球重力之后，小球加速度向上，小球的速度先增大后减小，则动能先增大后减小，小球与弹簧组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，B正确，A错误；
C．到达C点时，小球的动能为零，此时弹簧弹力大于小球的重力,C错误；
D．从B到C，小球重力势能与动能都减小，转化成弹性势能，D正确。
故选BD。
10．CD
【详解】A．由于水平平面粗糙，滑块受到摩擦力对其做负功，所以滑块从a点到d点机械能不守恒，故A错误；
B．由于a点和d点受到弹力大小均为，所以a点小滑块受到弹力竖直向下，d点小滑块受到弹力方向竖直向上，在a点，
在d点
解得
故B错误；
C．从a点到d点根据动能定理
解得
故C正确；
D．从a点到b点，根据动能定理
在b点
解得
从c点到d点根据动能定理
在c点
解得
故滑块对轨道最低点和管道最低点的压力大小比为，故D正确。
故选CD。
11． mg （3分） （4分）
（1）[2]挂上沙桶，调节木板的倾角，使小车沿木板下滑时通过甲、乙两光电门的遮光时间相同；遏制小车匀速下滑，此时
取下沙桶后，小车加速运动过程中受到的合外力大小为
（2）若满足
即满足
则说明合外力做的功等于动能的改变量。
12．
【详解】（1）[1]依据中间时刻瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则有
小车经过光电门时的动能为
（2）[2]由动能定理可得
即
图像的纵坐标为x，横坐标为，是一条通过原点的倾斜直线。
[3]结合图像可知，斜率
小车运动时受到的平均阻力的大小为
13．（1）；（2）
【详解】（1）根据题意，由图可知，当时，物块P开始移动，则物块与水平轨道间的摩擦力为
物块缓慢移动，则有
可知，图像的斜率为弹簧的劲度系数，则有
（2）根据题意可知，恰好到达D点，由牛顿第二定律有
从放开到最高点，设水平轨道的长度为，弹簧弹力做功为，由动能定理有
其中
解得
14．（1）=3m/s；（2）；（3）
【详解】（1）对滑块，由A至B由动能定理有
解得 =3m/s
（2）对滑块由A至C由动能定理有
解得
（3）滑块第一次到D点具有最大的弹性势能，由A至D由动能定理可得
解得
又
15．（1）；（2）
【详解】（1）小滑块顺利通过C点的最小速度满足
从A到C由动能定理得
解得
（2）从与圆心等高处到C点
在与圆心等高处
解得
又竖直方向有
求得