河南省鹤壁市淇滨高级中学2020学年高一物理下学期第三次周考试题

2020学年度下学期淇滨高中第三次周考考卷
高一物理
第I卷（选择题）
一、单选题（每题4分，共40分）
1．下列说法正确的是（）
A. 物体机械能守恒时，一定只受重力作用
B. 物体处于平衡状态时机械能一定守恒
C. 若物体除受重力外还受到其他力作用，物体的机械能也可能守恒
D. 物体的动能和重力势能之和不变，除重力以外没有其他力对物体做功
2．质量为1kg的物体从某一高度自由下落，设2s内物体未着地，则该物体下落2s 时重力做功的瞬时功率是(取g=10 m/s2)
A. 50W
B. 100W
C. 150W
D. 200W
3．如图所示，一物体以6J的初动能从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时动能仍为6J，若物体以8J的初动能从A点沿同一路线滑到B点，则物体到B点时的动能是
A. 小于8J
B. 等于8J
C. 大于8J
D. 不能确定
4．如图所示，桌面高为，质量为的小球从离桌面高处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为（）
A. B. C. D.
5．美国的NBA 篮球赛非常精彩，吸引了众多观众．经常能看到这样的场面：在终场前0.1s 的时候，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的最后胜利．已知球的质量为m ，运动员将篮球投出，球出手时的高度为、动能为，篮筐距地面高度为．不计空气阻力．则篮球进筐时的动能为（ ） A.
B.
C.
D.
6．如图所示，A 、B 两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对圆盘静止，已知两物块的质量m AB ，运动半径r A >r B ，则下列关系一定正确的是（ ）
A. 向心力F A >F B
B. 向心加速度a A >a B
C. 角速度
A
>
B
D. 线速度v AB
7．如图所示，在水平桌面上的A 点有一个质量为m 的物体以初速度0v 被抛出，不计空气阻力，当它到达B 点时，其动能为（ ）
A. 2012mv mgH +
B. ()2022
mv mg H h +-
C. mgH mgh -
D. 2
012
mv mgh +
8．一个人站在距地面为h 的阳台上，以相同的速率0v 分别沿竖直向上，水平，竖直向下抛出a 、b 、c 三个质量相同的小球，不计空气阻力，则它们： A 、落地时的动能相同
B 、落地时的动能大小是kc kb ka E E E >>
C 、从抛出到落地重力势能的减少量不同
D 、落地瞬时重力做功的功率相同
9．如图所示，在轻弹簧的上端连线一个质量为m 的小球A ，下端固定在水平地面上。

若将 小球A 从弹簧原长位置由静止释放，小球A 能够下降的最大高度为h 。

若将小球A 换为质量为3m 的小球B ，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B 下降h 时的速度为（重力加速度为g ，不计空气阻力）
A ．gh 2
B ．
3
4gh
C ．gh
D ．2gh
10．如图所示，一根弹簧下端固定，竖立在水平面上，其正上方位置有一个小球
从静止开始下落，在位置接触弹簧的上端，在
位置小球所受弹力大小等于重力。

在
位置小球速度减小到零，在小球的下降阶段中，以下说法正确的是( )
A. 系统的机械能不守恒
B. 在B 位置小球动能最大
C. 在C 位置小球动能最大
D. 从A→C 位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加
二、多选题（每题4分，共16分）
11．一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g。

这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这过程中( )
A. 物体克服重力做功0.9 mgH
B. 物体克服摩擦力做功0.6 mgH
C. 物体的动能损失了1.5 mgH
D. 物体的重力势能增加了mgH
12．如图所示，轻质弹簧上端固定在O点，下端系一小球。

将小球拉至N处，此时弹簧水平且无形变，然后释放小球，不计空气阻力，小球运动到最低点P处的过程中
A. 小球动能不变
B. 弹簧的弹性势能增大
C. 小球的重力势能增大
D. 系统的机械能守恒
13．忽略空气阻力，下列物体在运动过程中满足机械能守恒的有 ( )
A. 电梯匀速下降
B. 铅球从被抛出到落地前
C. 重物被起重机从地面提升到楼顶
D. 物体从固定的光滑斜面顶端下滑到底端
14．某物体在运动过程中，所受重力做负功、合外力做正功，下列说法正确的是
A. 物体重力势能减小
B. 物体重力势能增加
C. 物体动能减小
D. 物体动能增加
第II 卷（非选择题） ,
三、实验题（每空2分，共10分）
15．某同学利用图示装置“探究功与动能变化的关系”，图中气垫导轨已调至水平。

（1）测得两光电门中心间的距离为L ，测得固定在滑块上的竖直挡光条的宽度为d ，记录挡光条通过光电门1和2的时间分别为t 1和t 2则滑块通过光电门1和2时的速度大小分别为v 1__________和v 2=_________
（2）在（1）中，从力传感器中读出滑块受到的拉力大小为F ，滑块、挡光条和力传感器的总质量为M ，若动能定理成立，则必有FL=__________。

（用对应物理量的符号表示）
16．某实验小组采用图甲所示的装置验证“动能定理”实验中，小车碰到制动装置时，沙桶尚未到达地面，打点计时器工作电源频率为50Hz ．
（1）在已经正确平衡小车的摩擦力后，实验时为了保证小车受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是：沙和沙桶的总质
量______ 小车的质量.(填“远小于“、“等于”或“远大于”)
（2）图乙是沙和沙桶质量为0.03kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可测得各计数点到O的距离s如表，请计算出计时器打下C点时小车的瞬时速度V
=______m/s.(结果保留两位有效数字)
c
纸带的测量结果
（3）根据上述的测量数据，要验证“动能定理”还需要测量的物理量是______ ．
四、解答题（17题12分.18题10分，19题12分，共34分）
17．如图所示，竖直平面内的一半径R=0.50m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，质量m=0.10kg的小球从B点正上方H=0.75m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出，不计空气阻力，(取g＝10 m/s2)求：
(1)小球经过B点时动能；
(2)小球经过最低点C时的速度大小v
；
C
(3)小球经过最低点C时对轨道的压力大小．
18．如图所示，在光滑的水平面上有两个物体，其质量分别为M和m，现将两物块用一根轻质细线拴接，两物块中间夹着一个压缩的轻弹簧，弹簧与两物块未拴接，它们以共同速度v
在水平面上向右匀速运动．某时刻细线突然被烧断，轻弹簧将两
.
物块弹开，弹开后物块M恰好静止．求弹簧最初所具有的弹性势能E
p
19．半径R=1m的1/4圆弧轨道下端与一水平轨道相连，水平轨道距离地面h=1m，如图所示，一质量为m=1.0kg的小滑块自轨道最高点A由静止开始滑下，经过水平轨道末端B点时速度为v
=4m/s，滑块离开B点后最终落在地面上(g取10m/s2)，试求:
（1）不计空气阻力，求滑块落在地面上时的速度大小v；
（2）滑块在轨道上滑行时克服摩擦力所做的功W.
参考答案
1．C
【解析】物体机械能守恒时，一定只有重力做功，不一定只受重力作用，选项A错误；物体处于平衡状态时机械能不一定守恒，例如物体向上做匀速直线运动时，选项B错误；若物体除受重力外还受到其他力作用，若其它力做功的代数和为零，则物体的机械能也守恒，选项C正确；物体的动能和重力势能之和不变，说明机械能守恒，则除重力以外其他力对物体做功代数和为零，选项D错误；故选C.
2．D
【解析】2s末物体的速度为：v=gt=10×2=20m/s，2s末重力的瞬时功率为：P=Gv=mgv=1×10×20=200W；故ABC错误，D正确；故选D。

3．A
【解析】根据题意知：当物体以6J的初动能从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时动
能仍为6J，根据动能定理有：W
G +W
f
=0当以8J的初动能从A点下滑时，由于物体沿
圆弧下滑，指向圆心的合力提供向心力，由于速度变大，圆弧轨道给物体的弹力变大，根据滑动摩擦力大小的计算式：f=μF
N
，可得物体受到的摩擦力增大，在从A
到B 的过程中，物体通过的圆弧长度不变，所以物体在从A 到B 的过程中，克摩擦力做功增大，重力做功不变，所以到达B 点动能小于8J ，故A 正确，BCD 错误。

4．D
【解析】假设桌面为零势能面，小球的高度比零势能面低，则小球的重力势能为-mgh ，故D 正确，ABC 错误． 故选：D ． 5．B
【解析】在该过程中篮球的机械能守恒，则有：
，解得：
，B 正确．故选B ．
6．B
【解析】两物体相对于圆盘静止，它们做圆周运动的角速度ω相等；线速度v=ωr ，向心加速度a=ω2r ，ω相同，r A ＞r B ，则v A >v B ，a A ＞a B ，故B 正确，CD 错误；向心力F=mω2r ，ω相等，r A ＞r B ，m A ＜m B ，不能确定两物体向心力大小，故A 错误；故选B.
点睛：本题知道共轴转动的物体角速度相等，应用线速度、向心加速度、向心力公式即可正确解题． 7．D
【解析】小球做抛体运动，只受重力，机械能守恒，减小的重力势能等于增加的动能， 2201122mgh mv mv =
-，解得22
1122
mv mgh mv =+，故D 正确．故选D ． 点睛：本题关键是根据机械能守恒定律列式求解，也可以用动能定理列式求解；注意小球是抛体运动，不一定是平抛或下抛． 8．A 【解析】
试题分析：小球在三种情况下从抛出点开始，到落地点过程中，位移相同，即重力
做功相同，根据动能定理可得2201122G W mv mv =-，解得落地动能22
01122
G mv W mv =+，
因为初速度相同，所以落地时的动能，A 正确BC 错误；小球运动过程中，只有重力
做功，机械能守恒，故末速度大小相等，但方向不同，故重力做功功率不同，D 错误；
考点：考查了动能定理
【名师点睛】本题关键在于沿不同方向抛出的小球都只有重力做功，机械能守恒；同时速度是矢量，大小相等、方向相同速度才是相同，要有矢量意识 9．B 【解析】
试题分析：根据动能定理可得，小球A 下落h 的过程有,0=-P E mgh 小球B 下落h 的过程有：.32
1
32mv E mgh P ⨯=-联立求解得：3
4gh
v =，B 正确。

考点：机械能守恒。

【名师点睛】忽略空气阻力，小球弹簧和地球组成的系统机械能守恒，根据弹性势能与弹簧形变量的关系可以判断弹性势能的变化，根据高度变化可以确认重力势能的变化。

10．C
【解析】小球在运动过程中，受到重力和弹簧的弹力，所以小球、弹簧和地球组成的系统的机械能守恒．故A 项不正确．从A 到B ，此过程中只受到重力作用，小球做加速运动，速度增加；从B 到C ，此过程弹簧逐渐被压缩，弹簧的弹力逐渐增大，合外力逐渐减小，加速度和速度的方向相同，速度增大，到了C 点，重力和弹簧的弹力大小相等，速度达到最大值，此时的动能最大．故C 项正确，B 错误；从A 到C ，根据能量守恒定律，小球重力势能的减少量转化为小球动能和弹簧的弹性势能，故小球重力势能的减少量大于小球动能的增加量．故D 错误；故选C ． 11．CD
【解析】AD. 重力势能的增加量等于克服重力做的功mgH ，故重力势能增加了mgH ，故A 错误D 正确；
B. 物体上滑过程，根据牛顿第二定律，有：mgsin37∘+f=ma ，解得摩擦力大小
f=0.3mg，物体克服摩擦力做功Wf=0.3mg×=0.5mgH，故B错误；
C．物体上滑过程,根据牛顿第二定律,得合外力大小为F
合
=ma=0.9mg,根据动能定理
得：△Ek=−F
合
=−1.5mgH，故物体的动能减少了1.5mgH，故C正确。

故选：CD。

12．BD
【解析】小球的动能初始为零，所以动能增大，故A错误；弹簧的形变量增大，弹性势能增大，故B正确；在此过程中小球的重力做正功，重力势能减小，故C错误；整个过程只有重力和弹力做功，故系统的机械能守恒，故D正确．故选BD．
点睛：解决本题的关键掌握重力做功和重力势能的关系；同时明确弹簧和小球系统的机械能总和（包括重力势能、弹性势能和动能）保持不变．
13．BD
【解析】机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。

电梯匀速下降有一向上的力做负功，机械能减小，A错误；铅球从被抛出到落地前、物体从固定的光滑斜面顶端下滑到底端都是只有重力做功，机械能守恒，所以BD正确；重物被起重机从地面提升到楼顶，向上的拉力做正功，机械能增加，故C错误。

14．BD
【解析】重力做负功，物体重力势能增加，选项A错误，B正确；根据动能定理，合外力做正功，物体动能增加，选项D正确，C错误；故选BD.
点睛：解答此题要知道重力做功与重力势能改变的关系、动能定理以及机械能守恒的条件等知识点的内容，要把握机械能守恒的条件以及功能关系．
15．
【解析】（1）滑块通过光电门1和2时的速度大小分别为v
1=和v
2
=；
（2）动能定理成立，则必有
16． 远小于； 0.49； 小车的质量 【解析】（1）当沙和沙桶的总质量远小于小车资料时可以近似认为小车受到的拉力等于沙与沙桶的重力，为了保证小车受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是：沙和沙桶的总质量远小于小车的质量。

（2）做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于其中间时刻的瞬时速度，打
下C 点时小车的瞬时速度： ()2
7.15 3.2010/0.49/40.02C BD BD v m s m s t s --⨯==≈⨯，（3）验证动能定理实验需要求出合外力的功与物体动能的变化量，要求出小车动能的变化量除测出小车受到外海需要测出小车质量。

【点睛】当沙和沙桶的总质量远小于小车资料时可以近似认为小车受到的拉力等于沙与沙桶的重力，根据实验注意事项分析答题。

应用匀变速直线运动的推论求出打出C 点的速度。

验证动能定理应求出合外力的功与小车的动能变化量，根据实验原理分析需要测量的量。

17．(1)0.75J(2)5m/s(3)6N
【解析】（1）小球从开始运动到B 点的过程中，机械能守恒，由机械能守恒列出方程即可求解．（2）A 到C 的过程中，机械能守恒，由机械能守恒列出方程即可求解；
（3）在C 点时，做圆周运动，由机械能守恒求C 点的速度．在C 点，由重力和支持力的合力作为向心力，由向心力的公式可以求得轨道对它的支持力N F ，再由牛顿第三定律求出小球经过最低点C 时对轨道的压力大小．
（1）小球从A 点到B 点，根据机械能守恒定律得:
k mgH E =
代入数据解得： 0.75k E J =
（2）小球从A 点到C 点，设经过C 点速度为1v ，根据机械能守恒定律得:
()2112mg H R mv += 代入数据解得： 15/v m s =
（3）小球在C 点，受到的支持力与重力的合力提供向心力
由牛顿第二定律得： 21N v F mg m R -= 代入数据解得: 6N F N =
由牛顿第三定律有小球对轨道压力的大小6N
F N '= 18．
【解析】设弹簧将两物块弹开后，物块m 的速度为v ，弹簧弹开物块过程，系统动量守恒，以物块的初速度方向为正方向，对系统，由动量守恒定律得： （M+m ）v 0=mv ，
由机械能守恒定律得：(M+m)v 02+E P ＝mv 2
， 解得：E P ＝
19．（1）v=6m/s （2）2J 【解析】（1）根据动能定理得： 221122
B mgh mv mv =- 代入数据解得： 6/v m s =； （2）对A 到B 运用动能定理得： 2102f B mgR W mv -=
- 解得： 211101116222
f B W mgR mv J J =-=⨯-⨯⨯=。

点睛：本题考查动能定理的基本运用，动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，不需考虑速度的方向，这就是动能定理解题的优越性。