1．（4分）關于運動的性質(zhì)，以下說法中正確的是（ ）
A．曲線運動可能是勻速運動
B．曲線運動的加速度方向和速度方向一定不在同一條直線上
C．勻變速直線運動的速度和加速度都恒定不變
D．曲線運動的加速度一定大小不變，方向時刻改變的
2．（4分）北京時間2023年10月31日8時11分，神舟十六號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。若返回艙進入大氣層后先加速下落，在距離地面一定高度時打開降落傘，如圖所示，返回艙減速，經(jīng)過一段時間后返回艙勻速下落，下落到離地面很近時啟動反推發(fā)動機，最終使返回艙安全軟著陸。下列說法正確的是（ ）
A．返回艙進入大氣層后加速下落時，返回艙的機械能增加
B．打開降落傘返回艙減速過程，返回艙處于超重狀態(tài)
C．返回艙勻速下落過程，返回艙的機械能不變
D．啟動反推發(fā)動機后返回艙的動能將增大
3．（4分）2022年北京冬奧會跳臺滑雪項目比賽在位于張家口的國家跳臺滑雪中心舉行，其主體建筑設計靈感來自于中國傳統(tǒng)飾物“如意”，因此被形象地稱作“雪如意”。如圖所示，現(xiàn)有甲、乙兩名運動員（均視為質(zhì)點）從出發(fā)區(qū)先后沿水平方向向左騰空飛出，其速度大小之比為v甲：v乙＝2；1，不計空氣阻力，則甲、乙兩名運動員從飛出至落到著陸坡（可視為斜面）上的過程中（ ）
A．水平位移之比為x甲：x乙＝4：1
B．落到坡面上的瞬時速度方向不相同
C．落到坡面上的瞬時速度大小相等
D．在空中飛行的時間之比為t甲：t乙＝1：2
4．（4分）圖甲是淄博市科技館的一件名為“最速降線”的展品，在高度差一定的不同光滑軌道中，小球滾下用時最短的軌道叫做最速降線軌道。取其中的“最速降線”軌道Ⅰ和直線軌道Ⅱ進行研究，如圖乙所示，兩軌道的起點M高度相同，終點N高度也相同，軌道Ⅰ的末端與水平面相切于N點。若將兩個相同的小球a和b分別放在Ⅰ、Ⅱ兩軌道的起點M，同時由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)在Ⅰ軌道上的小球a先到達終點。下列描述兩球速率v與時間t、速率平方v2與下滑高度h的關系圖像可能正確的是（ ）
A．B．
C．D．
二、雙項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有兩項符合題目的要求。全選對得6分，選對但不全得3分，有選錯的得0分。
（多選）5．（6分）如圖，在滅火搶險的過程中，消防隊員有時要借助消防車上的梯子爬到高處進行救人或滅火作業(yè)．為了節(jié)省救援時間，在消防車向前前進的過程中，人同時相對梯子勻速向上運動．在地面上看消防隊員的運動，下列說法中正確的是（ ）
A．當消防車勻速前進時，消防隊員一定做勻加速直線運動
B．當消防車勻速前進時，消防隊員一定做勻速直線運動
C．當消防車勻加速前進時，消防隊員一定做勻變速曲線運動
D．當消防車勻加速前進時，消防隊員一定做勻變速直線運動
（多選）6．（6分）如圖所示，一條輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個小球a和b，用手托住球b，當繩剛好被拉緊時，球b離地面的高度為h，球a靜止于地面。已知球a的質(zhì)量為m，球b的質(zhì)量為3m，重力加速度為g，定滑輪的質(zhì)量及輪與軸間的摩擦均不計。若無初速度釋放球b，從球b開始下落到地面的過程中，則下列判斷正確的是（ ）
A．繩子的拉力大小為mg
B．球b的機械能減小3mgh
C．球a的機械能增加mgh
D．b球落地速度大小為
（多選）7．（6分）太陽能汽車是一種靠太陽能來驅(qū)動的汽車。如圖所示，某款太陽能概念汽車的質(zhì)量為m，額定功率為P，在一段平直公路上由靜止開始勻加速啟動，加速度大小為a，經(jīng)時間t1達到額定功率；汽車繼續(xù)以額定功率做變加速運動，又經(jīng)時間t2達到最大速度vm，之后以該速度勻速行駛。已知汽車所受阻力恒定，則下列說法正確的是（ ）
A．汽車在運動過程中所受的阻力為
B．汽車在勻加速運動階段的位移小于
C．汽車在變加速運動階段的位移為
D．從汽車啟動到剛好達到最大速度的過程中牽引力做的功為P（t1+t2）
（多選）8．（6分）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接質(zhì)量為m的小物塊，在水平外力F的作用下，小物塊靜止于水平地面的A點。已知O為彈簧原長位置，OA間距為5d，彈簧勁度系數(shù)為k，彈性勢能表達式為Ep（k為勁度系數(shù)，x為形變量），重力加速度為g，物塊與水平地面間動摩擦因數(shù)，最大摩擦力等于滑動摩擦力，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，則撤去外力F后（ ）
A．小物塊第一次向左運動的最遠位置在O點左側(cè)4d處
B．小物塊運動過程中的最大速度為4d
C．小物塊最終停在O點左側(cè)
D．從開始運動到最終停下來，全過程摩擦生熱Q＝12kd2
三、填空題：每空1分，共6分。
9．（3分）質(zhì)量為50kg的攀巖者，花了500s的時間登上一峭壁，此時攀巖者位于出發(fā)點上方20m處。這一過程中該攀巖者克服重力做的功為 J，攀巖者重力勢能 （選填“變大”或“變小”），攀巖者克服重力做功的平均功率為 W。（g取10m/s2）
10．（3分）小船要橫渡一條200m寬的河，水流速度為4m/s，船在靜水中的航速是5m/s，要使小船渡河時間最短，最短渡河時間是 s。要使小船航程最短，船頭與河岸的夾角的正弦值為 ，最短航程是 m。
四、實驗題：每空2分，共16分。
11．（6分）利用實驗室的斜面小槽等器材研究平拋運動。每次都使鋼球在斜槽上同一位置滾下，要想得到鋼球在空中做平拋運動的軌跡就得設法用鉛筆描出小球經(jīng)過的位置（每次使用鉛筆記下小球球心在木板上的水平投影點O）。通過多次實驗，把在豎直白紙上記錄的鋼球的多個位置，用平滑曲線連起來就得到了鋼球做平拋運動的軌跡。
（1）研究平拋運動，下面做法可以減小實驗誤差的是 。
A.盡量減小鋼球與斜槽間的摩擦
B.使用體積較大的鋼球
C.實驗時，讓小球每次都從同一位置由靜止開始滾下
D.使斜槽末端切線保持水平
（2）實驗過程中，要建立直角坐標系，在圖中，建系坐標原點選擇正確的是 。
（3）若某同學只記錄了小球運動途中的A、B、C三點的位置，如圖，取A點為坐標原點，各點的位置坐標如圖所示，小球平拋的初速度大小v0＝ m/s（重力加速度g取10m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
12．（10分）實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。重力加速度g取9.8m/s2，據(jù)此回答下列問題：
（1）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點計時器、交流電源（頻率為50Hz）、導線及開關外，在下列器材中，還必須使用的器材是 。（填正確答案前的字母標號）
A.秒表
B.刻度尺
C.天平（含砝碼）
（2）實驗小組讓重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，按正確操作得到了一條完整的紙帶，在紙帶上選取連續(xù)打出的點1、2、3、4、5、6，測出點3、4、5到起始點O的距離，如圖乙所示。已知重物的質(zhì)量為m＝0.5kg。從打點0到打點4的過程中，重物的重力勢能減少量ΔEp＝ J，動能增加量ΔEk＝ J。（計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）
（3）在紙帶上選取多個計數(shù)點，測量它們到起始點0的距離h，計算對應計數(shù)點的重物速度v，作出v2﹣h圖像，若圖像是一條過原點的直線，且斜率為 （用g表示），也可以驗證重物下落過程中機械能守恒。
（4）實驗小組選用兩個質(zhì)量相同、材料不同的重物P和Q分別進行實驗，多次記錄下落高度h和相應的速度大小v，作出的v2﹣h圖像如圖丙所示，對比圖像分析可知選重物 （選填“P”或“Q”）進行實驗誤差更小。
五、解答題：共三題，共38分。
13．（11分）如圖所示，某滑板愛好者在距地面高度h＝1.8m的平臺上滑行，水平離開A點后落在水平地面的B點，其水平位移s1＝3m。由于著地時存在能量損失，著地后速度變?yōu)?v＝4m/s，并以此為初速度沿水平地面滑行s2＝8m后停止。已知人與滑板的總質(zhì)量m＝70kg，取重力加速度g＝10m/s2，不計空氣阻力，求：
（1）人與滑板在水平地面滑行時受到的平均阻力大??；
（2）人與滑板離開平臺時的水平初速度的大小。
14．（12分）滑梯是兒童喜歡玩的游樂設施之一，如圖所示質(zhì)量m＝30kg 的兒童從高h＝2.0m、傾斜部分占地長l＝4.0m的固定滑梯上由靜止滑下，到達滑梯傾斜部分底端時的速度大小v0＝2.0m/s。已知滑梯水平部分與傾斜部分的材料相同，該兒童經(jīng)過這兩部分的連接處時速度大小不變，該兒童可視為質(zhì)點，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。求：
（1）該兒童剛到達滑梯傾斜部分底端時損失的機械能；
（2）為使該兒童不滑出滑梯，滑梯水平部分的最小長度。
15．（15分）如圖所示，左端有一彈性擋板Q的水平傳送帶AB長L＝6m，以 v＝2m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動。質(zhì)量m＝1kg的小滑塊靜置在與AB等高的平臺BC上，與B點距離為x。現(xiàn)用一水平向左的恒力F＝4N始終作用在滑塊上，滑塊滑上傳送帶后做勻速運動，與左側(cè)擋板碰撞后原速率彈回。已知滑塊與BC間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2。
（1）若x＝9m，求滑塊第一次到達B點的速度v1和滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ2；
（2）若x＝9m，求滑塊第一次從B點滑上傳送帶到再次返回B點所用的時間t；
（3）若滑塊第一次與擋板碰撞后返回B點時和傳送帶速度相等，求x的取值范圍。
2023-2024學年福建省龍巖市一級聯(lián)盟高一（下）期中物理試卷
參考答案與試題解析
一．選擇題（共4小題）
二．多選題（共4小題）
一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目的要求。
1．（4分）關于運動的性質(zhì)，以下說法中正確的是（ ）
A．曲線運動可能是勻速運動
B．曲線運動的加速度方向和速度方向一定不在同一條直線上
C．勻變速直線運動的速度和加速度都恒定不變
D．曲線運動的加速度一定大小不變，方向時刻改變的
【分析】物體運動軌跡是曲線的運動，稱為“曲線運動”．當物體所受的合外力和它速度方向不在同一直線上，物體就是在做曲線運動。
【解答】解：A．曲線運動速度的方向沿軌跡的切線方向，所以它的速度方向必定是改變的，所以曲線運動一定是變速運動，故A錯誤；
B．根據(jù)物體做曲線運動的條件可知，曲線運動的加速度方向和速度方向一定不在同一條直線上，故B正確；
C．根據(jù)勻變速直線運動的特點可知，勻變速直線運動的加速度恒定不變，但速度大小時刻在改變，故C錯誤；
D．曲線運動的加速度方向也可以是不變的，如平拋運動，故D錯誤。
故選：B。
【點評】本題關鍵是對質(zhì)點做曲線運動的條件的考查，勻速圓周運動，平拋運動等都是曲線運動，對于它們的特點要掌握住。
2．（4分）北京時間2023年10月31日8時11分，神舟十六號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。若返回艙進入大氣層后先加速下落，在距離地面一定高度時打開降落傘，如圖所示，返回艙減速，經(jīng)過一段時間后返回艙勻速下落，下落到離地面很近時啟動反推發(fā)動機，最終使返回艙安全軟著陸。下列說法正確的是（ ）
A．返回艙進入大氣層后加速下落時，返回艙的機械能增加
B．打開降落傘返回艙減速過程，返回艙處于超重狀態(tài)
C．返回艙勻速下落過程，返回艙的機械能不變
D．啟動反推發(fā)動機后返回艙的動能將增大
【分析】根據(jù)返回艙的運動情況，由功能關系分析機械能變化情況；根據(jù)動能表達式，判斷動能的變化情況；根據(jù)加速度方向分析其運動狀態(tài)。
【解答】解：A．由于空氣阻力做負功，返回艙進入大氣層后加速下落時，返回艙的機械能減小，故A錯誤；
B．打開降落傘返回艙減速過程，加速度向上，則返回艙處于超重狀態(tài)，故B正確；
C．返回艙勻速下落過程，返回艙的動能不變，重力勢能減小，則機械能減小，故C錯誤；
D．啟動反推發(fā)動機后返回艙做減速運動，則動能減小，故D錯誤。
故選：B。
【點評】解答本題時，要明確返回艙的運動情況，來判斷其受力情況，以及能量轉(zhuǎn)化情況。
3．（4分）2022年北京冬奧會跳臺滑雪項目比賽在位于張家口的國家跳臺滑雪中心舉行，其主體建筑設計靈感來自于中國傳統(tǒng)飾物“如意”，因此被形象地稱作“雪如意”。如圖所示，現(xiàn)有甲、乙兩名運動員（均視為質(zhì)點）從出發(fā)區(qū)先后沿水平方向向左騰空飛出，其速度大小之比為v甲：v乙＝2；1，不計空氣阻力，則甲、乙兩名運動員從飛出至落到著陸坡（可視為斜面）上的過程中（ ）
A．水平位移之比為x甲：x乙＝4：1
B．落到坡面上的瞬時速度方向不相同
C．落到坡面上的瞬時速度大小相等
D．在空中飛行的時間之比為t甲：t乙＝1：2
【分析】先根據(jù)平拋運動的位移關系得到他們運動的時間關系，然后根據(jù)水平方向做勻速直線運動得到他們的水平位移關系；根據(jù)速度方向與水平方向的夾角正切值等于豎直方向的速度與水平方向的速度之比可以得到他們落到斜坡上時的速度方向關系；根據(jù)水平方向的速度和合速度的關系可以得到他們落到斜坡上時的速度表達式。
【解答】解：D、設著陸坡的傾角為θ，運動員在空中的運動時間為t，則根據(jù)平拋運動規(guī)律有，解得，所以兩運動員在空中的運動時間之比為，故D錯誤；
A、兩運動員在水平方向做勻速直線運動，根據(jù)x＝v0t可得水平方向的位移之比為，故A正確。
B、設落到斜坡上時的速度方向與水平方向的夾角為α，則，所以兩運動員落到坡面上的瞬時速度方向是相同的，故B錯誤；
C、設落到斜坡上時的速度大小為v，則根據(jù)速度方向可得，因為他們的初速度不等，所以落到坡面上的瞬時速度大小不等，故C錯誤。
故選：A。
【點評】知道運動員在空中的運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動是解題的基礎。
4．（4分）圖甲是淄博市科技館的一件名為“最速降線”的展品，在高度差一定的不同光滑軌道中，小球滾下用時最短的軌道叫做最速降線軌道。取其中的“最速降線”軌道Ⅰ和直線軌道Ⅱ進行研究，如圖乙所示，兩軌道的起點M高度相同，終點N高度也相同，軌道Ⅰ的末端與水平面相切于N點。若將兩個相同的小球a和b分別放在Ⅰ、Ⅱ兩軌道的起點M，同時由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)在Ⅰ軌道上的小球a先到達終點。下列描述兩球速率v與時間t、速率平方v2與下滑高度h的關系圖像可能正確的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】根據(jù)機械能守恒可得小球a和b到達軌道底端的速度大小相等。小球b沿直線軌道Ⅱ做勻加速直線運動，而小球a沿“最速降線”軌道Ⅰ運動過程，切向加速度逐漸減小，根據(jù)v﹣t圖像的物理意義解答；根據(jù)機械能守恒得到v2與h的關系式，判斷v2﹣h圖像的形狀。
【解答】解：AB．由機械能守恒得：，可得小球a和b到達軌道底端的速度大小均為：
小球b沿直線軌道Ⅱ做勻加速直線運動，其加速度恒定，對應的v﹣t圖像為一條傾斜直線，小球a沿“最速降線”軌道Ⅰ運動過程，切向加速度逐漸減?。ù思铀俣扔芍亓ρ厍邢蚍较虻姆至Ξa(chǎn)生），則其v﹣t圖像的斜率逐漸減小，已知小球a所用時間小于小球b所用時間，故A正確，B錯誤；
CD．由機械能守恒得：，可得小球a和b下滑過程速率的平方與下滑高度h的關系為：v2＝2gh，可知小球a和b的v2﹣h圖像均為一條過原點的傾斜直線，故CD錯誤。
故選：A。
【點評】本題考查了機械能守恒定律的應用，題目較簡單，應用機械能守恒定律與力與運動的關系，結(jié)合圖像的物理意義解答。
二、雙項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有兩項符合題目的要求。全選對得6分，選對但不全得3分，有選錯的得0分。
（多選）5．（6分）如圖，在滅火搶險的過程中，消防隊員有時要借助消防車上的梯子爬到高處進行救人或滅火作業(yè)．為了節(jié)省救援時間，在消防車向前前進的過程中，人同時相對梯子勻速向上運動．在地面上看消防隊員的運動，下列說法中正確的是（ ）
A．當消防車勻速前進時，消防隊員一定做勻加速直線運動
B．當消防車勻速前進時，消防隊員一定做勻速直線運動
C．當消防車勻加速前進時，消防隊員一定做勻變速曲線運動
D．當消防車勻加速前進時，消防隊員一定做勻變速直線運動
【分析】消防員參與了沿梯子方向的勻加速直線運動和水平方向上的勻速直線運動，通過合速度與合加速度是否在同一條直線上判斷消防員做直線運動還是曲線運動．
【解答】解：AB、當消防車勻速前進時，因人同時相對梯子勻速向上運動，根據(jù)運動的合成，可知：消防隊員一定做勻速直線運動。故A錯誤，B正確。
C、當消防車勻加速前進時，結(jié)合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線，其加速度的方向大小不變，所以消防員做勻變速曲線運動。故C正確，D錯誤。
故選：BC。
【點評】解決本題的關鍵掌握運動的合成與分解，知道通過分解為水平方向和豎直方向來判斷消防隊員在水平方向的速度變化．
（多選）6．（6分）如圖所示，一條輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個小球a和b，用手托住球b，當繩剛好被拉緊時，球b離地面的高度為h，球a靜止于地面。已知球a的質(zhì)量為m，球b的質(zhì)量為3m，重力加速度為g，定滑輪的質(zhì)量及輪與軸間的摩擦均不計。若無初速度釋放球b，從球b開始下落到地面的過程中，則下列判斷正確的是（ ）
A．繩子的拉力大小為mg
B．球b的機械能減小3mgh
C．球a的機械能增加mgh
D．b球落地速度大小為
【分析】A.結(jié)合題意，由牛頓第二定律分別列式，即可分析判斷；
D.對b，由運動學規(guī)律列式，結(jié)合前面分析，即可判斷求解；
BC.結(jié)合前面分析，確定球b減少的機械能，再由機械能守恒定律列式，即可判斷求解。
【解答】解：A.對兩球及繩組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律可得：
3mg﹣mg＝（3m+m）a，
解得：
a＝5m/s2，
對球a，由牛頓第二定律可得：
T﹣mg＝ma，
解得，繩子的拉力大小為：
Tmg，故A正確；
D.對b，由運動學規(guī)律可得：
v2﹣0＝2ah，
結(jié)合前面分析可知：
2a＝g，
聯(lián)立可得，b球落地速度大小為：
v，故D正確；
BC.結(jié)合前面分析可知，球b減少的機械能為：
，
解得：
；
從開始釋放b球到b球落地的過程中，對兩球及繩組成的系統(tǒng)，機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律可得，球a增加的機械能為：
；
故BC錯誤；
故選：AD。
【點評】本題主要考查多物體系統(tǒng)的機械能守恒問題，解題時需注意，在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。
（多選）7．（6分）太陽能汽車是一種靠太陽能來驅(qū)動的汽車。如圖所示，某款太陽能概念汽車的質(zhì)量為m，額定功率為P，在一段平直公路上由靜止開始勻加速啟動，加速度大小為a，經(jīng)時間t1達到額定功率；汽車繼續(xù)以額定功率做變加速運動，又經(jīng)時間t2達到最大速度vm，之后以該速度勻速行駛。已知汽車所受阻力恒定，則下列說法正確的是（ ）
A．汽車在運動過程中所受的阻力為
B．汽車在勻加速運動階段的位移小于
C．汽車在變加速運動階段的位移為
D．從汽車啟動到剛好達到最大速度的過程中牽引力做的功為P（t1+t2）
【分析】勻加速運動的末速度v1＝at1，小于最大速度vm，當牽引力等于阻力時，速度最大，根據(jù)P＝fvmax求出阻力，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律求出勻加速直線運動的位移；根據(jù)動能定理求出位移的大小。
【解答】解：A．根據(jù)牛頓第二定律，汽車在勻加速階段，
F﹣f＝ma
根據(jù)速度—時間公式
v1＝at1
瞬時功率為
P＝Fv1
可得汽車在運動過程中所受的阻力為

故A錯誤；
B．汽車的最大速度為vm，則勻加速結(jié)束時的速度小于vm，則在勻加速運動階段的位移小于
x
故B正確；
C．由動能定理，汽車在變加速運動階段，

額定功率與最大速度和阻力間的關系為
P＝fvm
聯(lián)立解得位移為

故C正確；
D．汽車在勻加速階段牽引力的功率
P1＝Fv＝Fat
因加速結(jié)束時的功率為P，牽引力的功率與時間成正比，則加速階段的牽引力做功為，在以額定功率P行駛的t2時間內(nèi)牽引力做功為Pt2，則從汽車啟動到剛好達到最大速度的過程中牽引力做的功為

故D錯誤。
故選：BC。
【點評】本題考查了機車的啟動問題，解決本題的關鍵知道整個過程中的運動規(guī)律，知道發(fā)動機功率和牽引力、速度的關系，當加速度為零時，速度最大。
（多選）8．（6分）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接質(zhì)量為m的小物塊，在水平外力F的作用下，小物塊靜止于水平地面的A點。已知O為彈簧原長位置，OA間距為5d，彈簧勁度系數(shù)為k，彈性勢能表達式為Ep（k為勁度系數(shù)，x為形變量），重力加速度為g，物塊與水平地面間動摩擦因數(shù)，最大摩擦力等于滑動摩擦力，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，則撤去外力F后（ ）
A．小物塊第一次向左運動的最遠位置在O點左側(cè)4d處
B．小物塊運動過程中的最大速度為4d
C．小物塊最終停在O點左側(cè)
D．從開始運動到最終停下來，全過程摩擦生熱Q＝12kd2
【分析】撤去外力F后，對彈簧和物塊組成的系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒定律求物塊第一次向左運動的最遠距離。物塊速度最大時合力為零，由平衡條件和胡克定律得到彈簧的伸長量，再由能量守恒定律求最大速度。從開始運動到最終停下來，根據(jù)能量守恒定律求全過程摩擦生熱。
【解答】解：A.設小物塊第一次向左運動的最遠位置在O點左側(cè)x1處，
則由能量關系k（5d）2＝μmg（5d+x）kx2
解得x1＝3d
故A錯誤；
B.當加速度為零時速度最大，則此時：kx2＝μmg
解得x2＝d
由能量關系：k（5d）2＝μmg（5d﹣x2）
解得vm＝4d
故B正確；
CD.因μ可知，f＝μmg＝kd
則當物塊停止時，彈簧的形變量為d，則由能量關系從開始運動到最終停下來，全過程摩擦生熱Qk（5d）2kd2＝12kd2
此時設滑輪運動的總路程為x，則μmgx＝12kd2
解得x＝12d
則物塊將停止在O點右側(cè)距離為d的位置，故C錯誤，D正確。
故選：BD。
【點評】本題的關鍵要能正確分析物塊的受力情況來確定其運動情況，并能分析能量的轉(zhuǎn)化情況。特別要注意物塊到達最遠點時，要判斷其能否處于靜止狀態(tài)。運用能量守恒定律時，要搞清能量是如何轉(zhuǎn)化的。
三、填空題：每空1分，共6分。
9．（3分）質(zhì)量為50kg的攀巖者，花了500s的時間登上一峭壁，此時攀巖者位于出發(fā)點上方20m處。這一過程中該攀巖者克服重力做的功為 10000 J，攀巖者重力勢能 變大 （選填“變大”或“變小”），攀巖者克服重力做功的平均功率為 20 W。（g取10m/s2）
【分析】先計算攀巖者的重力G，再利用功的計算公式W＝FL求出這一過程中該攀巖者克服重力做的功，再用功率計算公式P求出攀巖者克服重力做功的平均功率．
【解答】解：攀巖者的重力為：G＝mg＝50×10N＝500N
這一過程中該攀巖者克服重力做的功為：W＝Gh＝500×20J＝10000J
克服重力做功，重力勢能變大；
克服重力做功的平均功率為：；
故答案為：10000；變大；20。
【點評】本題考查功和功率的計算，解題的關鍵是熟悉功和功率的計算公式，直接代入公式計算即可。
10．（3分）小船要橫渡一條200m寬的河，水流速度為4m/s，船在靜水中的航速是5m/s，要使小船渡河時間最短，最短渡河時間是 40 s。要使小船航程最短，船頭與河岸的夾角的正弦值為 0.60 ，最短航程是 200 m。
【分析】當船頭與河岸垂直時，渡河時間最短；當合速度與河岸垂直時，渡河位移最小。
【解答】解：當船頭與河岸垂直時，垂直于河岸方向上的分速度最大，則渡河時間最短，最短時間為，
當合速度垂直河岸時，小船航程最短，則水流速度和船速、合速度滿足如圖關系，位移最小，
，所以船頭與河岸的夾角的正弦值，
最短航程為200m。
故答案為：40，0.60，200。
【點評】考查合運動與分運動的關聯(lián)，根據(jù)幾何關系解答。
四、實驗題：每空2分，共16分。
11．（6分）利用實驗室的斜面小槽等器材研究平拋運動。每次都使鋼球在斜槽上同一位置滾下，要想得到鋼球在空中做平拋運動的軌跡就得設法用鉛筆描出小球經(jīng)過的位置（每次使用鉛筆記下小球球心在木板上的水平投影點O）。通過多次實驗，把在豎直白紙上記錄的鋼球的多個位置，用平滑曲線連起來就得到了鋼球做平拋運動的軌跡。
（1）研究平拋運動，下面做法可以減小實驗誤差的是 CD 。
A.盡量減小鋼球與斜槽間的摩擦
B.使用體積較大的鋼球
C.實驗時，讓小球每次都從同一位置由靜止開始滾下
D.使斜槽末端切線保持水平
（2）實驗過程中，要建立直角坐標系，在圖中，建系坐標原點選擇正確的是 C 。
（3）若某同學只記錄了小球運動途中的A、B、C三點的位置，如圖，取A點為坐標原點，各點的位置坐標如圖所示，小球平拋的初速度大小v0＝ 1.0 m/s（重力加速度g取10m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
【分析】（1）根據(jù)實驗原理和誤差來源分析；
（2）坐標原點為小球在斜槽末端時，小球球心在豎直面上的投影；
（3）根據(jù)勻變速直線運動的推論求解時間間隔，根據(jù)平拋運動的規(guī)律求解水平初速度。
【解答】解：（1）AC．實驗時，讓小球每次都從同一位置由靜止開始滾下，確保初速度大小相等，至于鋼球與斜槽間的摩擦沒有影響，故A錯誤，C正確；
B．使用密度大、體積小的鋼球可以減小做平拋運動時的空氣阻力，故B錯誤；
D.為了保證小球每次離開斜槽后做平拋運動，斜槽末端切線必須水平，故D正確。
故選：CD。
（2）建立坐標系時，應將小球在斜槽末端時，球心在豎直面上的投影為坐標原點，故ABD錯誤，C正確。
故選：C。
（3）小球做平拋運動，在豎直方向上做自由落體運動，根據(jù)勻變速直線運動的推論
代入數(shù)據(jù)解得T＝0.1s
平拋運動的初速度。
故答案為：（1）CD；（2）C；（3）1.0。
【點評】解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，運用運動學公式和推論靈活求解，以及知道實驗中的注意事項。
12．（10分）實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。重力加速度g取9.8m/s2，據(jù)此回答下列問題：
（1）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點計時器、交流電源（頻率為50Hz）、導線及開關外，在下列器材中，還必須使用的器材是 B 。（填正確答案前的字母標號）
A.秒表
B.刻度尺
C.天平（含砝碼）
（2）實驗小組讓重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，按正確操作得到了一條完整的紙帶，在紙帶上選取連續(xù)打出的點1、2、3、4、5、6，測出點3、4、5到起始點O的距離，如圖乙所示。已知重物的質(zhì)量為m＝0.5kg。從打點0到打點4的過程中，重物的重力勢能減少量ΔEp＝ 1.98 J，動能增加量ΔEk＝ 1.82 J。（計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）
（3）在紙帶上選取多個計數(shù)點，測量它們到起始點0的距離h，計算對應計數(shù)點的重物速度v，作出v2﹣h圖像，若圖像是一條過原點的直線，且斜率為 2g （用g表示），也可以驗證重物下落過程中機械能守恒。
（4）實驗小組選用兩個質(zhì)量相同、材料不同的重物P和Q分別進行實驗，多次記錄下落高度h和相應的速度大小v，作出的v2﹣h圖像如圖丙所示，對比圖像分析可知選重物 P （選填“P”或“Q”）進行實驗誤差更小。
【分析】（1）根據(jù)實驗原理選擇器材；
（2）根據(jù)重力勢能和動能的表達式進行分析解答；
（3）根據(jù)機械能守恒定律列式結(jié)合圖像斜率的意義進行解答；
（4）根據(jù)動能定理列式結(jié)合斜率分析阻力情況，再判斷誤差問題。
【解答】解：（1）實驗過程中需要使用刻度尺測量重物下降的高度，因此本實驗必須使用的器材還有刻度尺，故B正確，AC錯誤。
故選：B。
（2）打點周期T＝0.02s，從打點0到打點4的過程中，重物的重力勢能減少量為ΔEP＝mgh04，代入數(shù)據(jù)解得ΔEP≈1.98J；根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可得，打點計時器打點4時的速度大小為，代入數(shù)據(jù)解得v＝2.7m/s，所以重物動能的增加量為；解得ΔEk≈1.82J；
（3）若重物下落過程中機械能守恒，則有，化簡整理可得v2＝2gh，因此作出v2﹣h圖像，若圖像是一條過原點的直線，且斜率為2g，也可以驗證重物下落過程中機械能守恒。
（4）設重物下落過程中受到的阻力為f，根據(jù)動能定理可得，化簡整理可得，因此v2﹣h圖像的斜率 由于重物P、Q質(zhì)量相同，結(jié)合題目圖丙可知重物Q所受阻力較大，因此選重物P進行實驗誤差更小。
故答案為：（1）B；（2）1.98，1.82；（3）2g；（4）P。
【點評】考查機械能守恒定律的應用，以及誤差的分析，會根據(jù)題意進行準確分析解答。
五、解答題：共三題，共38分。
13．（11分）如圖所示，某滑板愛好者在距地面高度h＝1.8m的平臺上滑行，水平離開A點后落在水平地面的B點，其水平位移s1＝3m。由于著地時存在能量損失，著地后速度變?yōu)?v＝4m/s，并以此為初速度沿水平地面滑行s2＝8m后停止。已知人與滑板的總質(zhì)量m＝70kg，取重力加速度g＝10m/s2，不計空氣阻力，求：
（1）人與滑板在水平地面滑行時受到的平均阻力大??；
（2）人與滑板離開平臺時的水平初速度的大小。
【分析】（1）根據(jù)運動學公式得出人的加速度，結(jié)合牛頓第二定律得出阻力的大??；
（2）根據(jù)平拋運動的特點，結(jié)合運動學公式得出水平初速度。
【解答】解：（1）人從B到C的過程中，根據(jù)運動學公式可得：
v2＝2as2
根據(jù)牛頓第二定律可得：
f＝ma
聯(lián)立解得：f＝70N
（2）從A到B的過程中，人與滑板做平拋運動，則h
s1＝v0t1
聯(lián)立解得：v0＝5m/s
答：（1）人與滑板在水平地面滑行時受到的平均阻力大小為70N；
（2）人與滑板離開平臺時的水平初速度為5m/s。
【點評】本題主要考查了平拋運動的相關應用，理解平拋運動在不同方向上的運動特點，結(jié)合運動學公式即可完成分析。
14．（12分）滑梯是兒童喜歡玩的游樂設施之一，如圖所示質(zhì)量m＝30kg 的兒童從高h＝2.0m、傾斜部分占地長l＝4.0m的固定滑梯上由靜止滑下，到達滑梯傾斜部分底端時的速度大小v0＝2.0m/s。已知滑梯水平部分與傾斜部分的材料相同，該兒童經(jīng)過這兩部分的連接處時速度大小不變，該兒童可視為質(zhì)點，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。求：
（1）該兒童剛到達滑梯傾斜部分底端時損失的機械能；
（2）為使該兒童不滑出滑梯，滑梯水平部分的最小長度。
【分析】（1）計算兒童在滑梯傾斜部分滑下過程中損失的機械能，這涉及到重力勢能轉(zhuǎn)化為動能以及摩擦力做功導致的能量損失。
（2）根據(jù)兒童在水平部分滑動時摩擦力的作用，以及如何利用剩余的動能來克服摩擦力做功求解最小長度。
【解答】解：（1）該兒童剛到達滑梯傾斜部分底端時，損失的機械能
E損＝mghm
代入數(shù)據(jù)解得E損＝540J
（2）該兒童在滑梯傾斜部分運動時，由動能定理有

取滑梯傾斜部分傾角為θ，其中滑動摩擦力
f＝μmgcsθ
斜面長

聯(lián)立解得，該兒童與滑梯間的動摩擦因數(shù)
μ＝0.45
若該兒童滑到滑梯水平部分末端恰好靜止，由動能定理有

聯(lián)立可得滑梯水平部分的最小長度

答：（1）該兒童剛到達滑梯傾斜部分底端時損失的機械能540J；
（2）為使該兒童不滑出滑梯，滑梯水平部分的最小長度。
【點評】本題通過計算兒童在滑梯上滑動時的機械能變化，不僅考查了機械能守恒定律的應用，還涉及到了摩擦力對物體運動的影響。通過計算損失的機械能，可以間接求得摩擦系數(shù)，進而解決實際問題，如確定滑梯水平部分的最小長度，確保兒童的安全。
15．（15分）如圖所示，左端有一彈性擋板Q的水平傳送帶AB長L＝6m，以 v＝2m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動。質(zhì)量m＝1kg的小滑塊靜置在與AB等高的平臺BC上，與B點距離為x?，F(xiàn)用一水平向左的恒力F＝4N始終作用在滑塊上，滑塊滑上傳送帶后做勻速運動，與左側(cè)擋板碰撞后原速率彈回。已知滑塊與BC間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2。
（1）若x＝9m，求滑塊第一次到達B點的速度v1和滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ2；
（2）若x＝9m，求滑塊第一次從B點滑上傳送帶到再次返回B點所用的時間t；
（3）若滑塊第一次與擋板碰撞后返回B點時和傳送帶速度相等，求x的取值范圍。
【分析】（1）由動能定理求出物塊到達B點的速度，根據(jù)平衡條件求出滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)；
（2）物塊在皮帶上先做勻速直線運動到擋板處，與Q反彈原速率反彈，再做勻減速直線運動到與皮帶速度相等后，然后在一起勻速直線運動到B點，結(jié)合牛頓第二定律和運動學公式求出滑塊第一次從B點滑上傳送帶到再次返回B點所用的時間；
（3）結(jié)合運動規(guī)律找到物塊滑到皮帶上位移滿足條件，物塊碰后反彈需與皮帶共速，這應滿足反彈后勻減速到與皮帶速度相等時的位移不超過皮帶總長；
【解答】解：（1）滑塊第一次到達B點的過程中由動能定理可得：
解得；
滑塊滑上傳送帶后做勻速運動，則由平衡條件可得：F＝f＝μ2mg＝4N
解得μ2＝0.4；
（2）物塊從B到A，勻速直線運動，所花時間為
物塊與Q碰后原速率反彈，在皮帶上先勻減速到與皮帶速度相等，其加速度大小為

此勻減速的時間為t2，由v＝v1﹣at2，解得t2＝0.5s
物塊的位移為
之后勻速運動到B的時間為
滑塊第一次從B點滑上傳送帶到再次返回B點所用的時間
t＝t1+t2+t3＝1s+0.5s+2s＝3.5s
（3）由（1）知物塊從c運動到B點時的速度為，
物塊從B到A，勻速直線運動到達Q點相碰，則需滿足v1≥v，即，x≥1m
反彈后要與皮帶速度相等，反彈勻減速直線運動的位移L＝6m
則有x≤25m
若滑塊第一次與擋板碰撞后返回B點時和傳送帶速度相等，則應滿足1m≤x≤25m
答：（1）若x＝9m，滑塊第一次到達B點的速度為6m/s，滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.4；
（2）若x＝9m，滑塊第一次從B點滑上傳送帶到再次返回B點所用的時間為3.5s；
（3）若滑塊第一次與擋板碰撞后返回B點時和傳送帶速度相等，則應滿足1m≤x≤25m；
【點評】本題考查了水平傳送帶問題，解題關鍵是利用牛頓第二定律和運動學公式分析物塊和皮帶的運動特點。
聲明：試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復制發(fā)布日期：2025/4/21 10:10:01；用戶：秦子政；郵箱：13669037329；學號：41037197題號
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答案
B
B
A
A
題號
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答案
BC
AD
BC
BD

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