2023年05月14日巡行的高中物理組卷機械能(高一)一．選擇題（共21小題）1．（2023春?武漢期中）地震引起的海嘯會給人們帶來巨大的損失。某中學的部分學生組成了一個課題小組，對海嘯的威力進行了模擬研究，他們設計了如下的模型：如圖甲所示，在水平地面上放置一個質量為m＝4kg的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力（模擬海嘯）作用下運動，推力F隨位移x變化的圖像如圖乙所示，已知物體與地面之間的動摩擦因數為μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，忽略空氣阻力，則（）A．運動過程中物體的最大加速度為15m/s2 B．物體在水平地面上運動的最大位移是50m C．整個過程中摩擦力對物體做功1kJ D．在距出發點5.0m位置時物體的速度達到最大2．（2023春?集美區校級期中）如圖所示，用同樣大的力F拉同一物體，在甲（光滑水平面）、乙（粗糙水平面）、丙（光滑斜面）、丁（粗糙斜面）上沿力F的方向通過大小相等的位移，則拉力F的做功情況是（）A．甲做功最少 B．丁做功最多 C．丙做功最多 D．做功一樣多3．（2023春?思明區校級期中）如圖所示，將一質量為m的小球用長為l的輕繩懸掛于O點，水平拉力F將小球從平衡位置P緩慢地拉至輕繩與豎直方向夾角為θ處。已知重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．小球的重力勢能增加了mglcosθ B．拉力F所做的功為Flsinθ C．拉力F所做的功為mgl（1﹣cosθ） D．輕繩的拉力所做的功為mgl4．（2023春?余姚市校級期中）如圖所示，質量為m的小球從距桌面h1，高處的A點由靜止釋放，自由下落到地面上的B點，桌面離地高為h2。選擇桌面為參考平面，則小球（）A．在A點時的重力勢能為﹣mgh1 B．在A點時的機械能為mg（h1+h2） C．在B點時的重力勢能為mgh2 D．在B點時的機械能為mgh15．（2023春?廣州期中）人們用“打夯”的方式把松散的地面夯實，兩人同時對靜止于地面的質量為M重物，各施加一個與豎直方向成θ角的恒力F，重物加速離開地面高度H后，人停止施力，最后重物陷入地面深度h。整個過程中，下列說法正確的是（）A．重力對重物做功為零 B．拉力對重物做功為2FHcosθ C．地面對重物做的功為﹣MgH D．重物上升的最大高度為H6．（2023春?呈貢區校級期中）如圖所示，質量為M的木塊A，放在光滑水平面上，A上固定一豎直輕桿，輕桿上端的O點系長為L的細線，細線另端系一質量為m的球B。現將B球拉起使細線水平伸直，并由靜止釋放（B從豎直桿前擺過），則下列判斷錯誤的一項是（）A．若A固定在水平面上，則小球B可以到達左側與釋放點等高處 B．若A可以在水平面上自由滑動，則小球B可以到達左側與釋放點等高處 C．若A固定在水平面上，小球B在最低點對擺線拉力大小為3mg D．若A可以在水平面上自由滑動，小球B在最低點對擺線拉力大小為3mg7．（2023?上海）一物塊爆炸分裂為速率相同、質量不同的三個物塊，對三者落地速率大小判斷正確的是（）A．質量大的落地速率大 B．質量小的落地速率大 C．三者落地速率都相同 D．無法判斷8．（2023春?海安市校級月考）如圖所示，質量均為m的兩個物塊A、B疊放在輕彈簧上，處于靜止狀態。輕彈簧下端固定在地面上，上端與物塊B連接。從某時刻開始對物塊A施加豎直向上的恒力F，物塊A開始向上運動，物塊B與彈簧組成的系統機械能沒有變化。經過時間t，撤去力F，物塊B也第一次達到最大高度。忽略空氣阻力，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A．F大小為2mg B．F大小可能為1.8mg C．若在2t時刻兩物塊的距離剛好達到最大，則該最大距離為gt2 D．在1.5t時刻，物塊B與彈簧組成的系統的勢能可能達到最大值9．（2023?河北模擬）如圖甲所示，一質量為1kg的滑塊（視為質點）以某一初速度沖上足夠長的固定斜面，以斜面底端為位移的起點，滑塊在斜面上運動的動能Ek隨位移x變化的關系如圖乙所示。取重力加速度大小g＝10m/s2。下列說法正確的是（）A．斜面傾角的正弦值為0.5 B．滑塊上滑過程克服摩擦力做的功為20J C．滑塊與斜面間的動摩擦因數為0.25 D．滑塊返回斜面底端時，滑塊所受重力的功率為12W10．（2023?河北模擬）如圖所示，從傾角為θ的斜面上某點沿水平方向拋出兩個小球M和N，已知M球的初動能為E0，N球的初動能為2E0，兩小球均落在斜面上，不計空氣阻力，則（）A．M、N兩小球落在斜面上時的速度方向與水平方向間夾角的正切值之比為1：2 B．M、N兩小球在空中運動的時間之比為 C．M、N兩小球距離斜面的最遠距離之比為1：2 D．M球落在斜面上時的動能為（1+4tan2θ）E011．（2023春?北侖區校級期中）如圖所示，有一斜面體ABC，第一次將BC邊固定在水平地面上，小物體從頂端沿斜面恰能勻速下滑；第二次將AB邊固定于水平地面上，讓該小物體從頂端C靜止開始下滑，那么（）A．小物體兩次從頂端滑到底端的過程中，克服摩擦力做功相等 B．斜面的動摩擦因數為0.75 C．第二次小物體滑到底端A點時的速度大小 D．第二次小物體滑到底端A點時的克服摩擦力做功為1.5mgh12．（2023春?海淀區校級期中）關于重力勢能的理解，下列說法正確的是（）A．放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于0 B．重力勢能可以為負值，說明重力勢能是矢量 C．當重力對物體做正功時，物體的重力勢能增加 D．重力勢能是物體和地球共有的13．（2023?吉安一模）一質量為m的小球用一根足夠長的輕繩懸掛于天花板上的O點，現用一光滑的輕質金屬掛鉤勾住輕繩，水平向右緩慢拉動輕繩（掛鉤與輕繩的接觸點A始終在同一條水平線上），下列說法正確的是（）A．OA段輕繩的力逐漸增大 B．掛鉤對輕繩的作用力大小可能等于小球的重力大小 C．掛鉤對輕繩的作用力一定沿水平方向 D．掛鉤對輕繩做的功小于小球重力勢能的增加量14．（2023春?南京期中）一輛汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持額定功率運動，其v﹣t圖像如圖所示。已知汽車的質量m＝2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍，g取10m/s2，則（）A．汽車在前5s內的牽引力為4×103N B．汽車在15m/s時的加速度為1m/s2 C．汽車的額定功率為40kW D．汽車在前5s內摩擦力做功為﹣1.5×105J15．（2023春?海淀區校級期中）關于摩擦力對物體做功的問題，以下說法中正確的是（）A．滑動摩擦力總是對物體做負功 B．滑動摩擦力可能對某個物體不做功 C．滑動摩擦力做的功等于摩擦生的熱 D．靜摩擦力一定對物體不做功16．（2023春?南京期中）下列物體在運動過程中，機械能守恒的是（）A．沿粗糙的斜面向下做勻加速運動的木塊 B．在空中向上做勻速運動的氫氣球 C．做平拋運動的鐵球 D．被起重機拉著向上做勻速運動的貨物17．（2023春?南京期中）如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，那么小球從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中（彈簧保持豎直），下列說法正確的是（）A．重力勢能先減小后增大 B．重力一直做正功 C．彈性勢能先增大再減小 D．小球動能一直減小18．（2023春?常州月考）如圖所示，一子彈以水平速度射入放置在光滑水平面上原來靜止的木塊，并留在木塊當中，在此過程中子彈鉆入木塊的深度為d，木塊的位移為l，木塊與子彈間的摩擦力大小為f，則（）A．f對木塊做功為﹣fl B．f對木塊做功為f（l+d） C．f對子彈做功為﹣fd D．f對子彈做功為﹣f（l+d）19．（2023春?市中區校級月考）如圖所示，可視為質點的小球A、B用不可伸長的細軟輕線連接，跨過固定在地面上、半徑為R的光滑圓柱，A的質量為B的2倍。當B位于地面上時，A恰與圓柱軸心等高，將A由靜止釋放，B上升的最大高度是（）A．2R B． C． D．20．（2023春?余姚市校級期中）某同學在操場上踢足球，足球質量為m，該同學將足球以速度v0從地面上的A點踢起，最高可以到達離地面高度為h的B點位置，從A到B足球克服空氣阻力做的功為W，選地面為零勢能的參考平面，則下列說法中正確的是（）A．足球從A到B機械能守恒 B．該同學對足球做的功等于 C．足球在A點處的機械能為 D．足球在B點處的動能為21．（2023春?黃浦區校級期中）如圖將秋千坐板和人作為一個整體，其由最高點擺動擺至最低點過程中，做功情況分析正確的是（）A．克服重力做功 B．拉力做正功 C．空氣阻力做負功 D．合力不做功二．多選題（共7小題）（多選）22．（2023春?武漢期中）如圖所示，質量為M、長度為L的小車靜止在光滑水平面上，質量為m的小物塊（可視為質點）放在小車的最左端，現用一大小為F的水平恒力作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做直線運動，當小物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為x，小物塊和小車之間的滑動摩擦力大小為f，在此過程中（小物塊從小車最左端滑到最右端），不計空氣阻力，下列結論正確的是（）A．小物塊動能增加（F﹣f）（L+x） B．小物塊克服摩擦力做功為fL C．小車的動能增加fx D．物塊和小車組成的系統機械能增加量為F（L+x）（多選）23．（2023春?萬州區校級期中）質量為2千克的物體，放在動摩擦因數μ＝0.1的水平面上，在水平拉力的作用下，由靜止開始運動，水平拉力做的功W和物體發生的位移s之間的關系如圖所示，則（）A．此物體在AB段做勻加速直線運動 B．此物體在AB段做勻速直線運動 C．此物體在OA段做勻速直線運動 D．此物體在OA段做勻加速直線運動（多選）24．（2023?重慶模擬）如圖甲所示，傾角為θ的傳送帶以恒定速率逆時針運行，現將一質量為1kg的煤塊輕輕放在傳送帶的A端，煤塊的速度隨時間變化的關系如圖乙所示，2s末煤塊到達B端，取沿傳送帶向下為正方向，g取10m/s2，則（）A．傾角θ＝37° B．物體與傳送帶間的動摩擦因數0.4 C．2s內傳送帶上留下的痕跡長為5m D．2s內物體與傳送帶摩擦產生的內能20J（多選）25．（2023春?廈門期中）如圖所示，在地面上以速度v0拋出質量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上。若以地面為零勢能面，而且不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）A．物體到海平面時的重力勢能為mgh B．重力對物體做功為mgh C．物體在海平面上的動能為 D．物體在海平面上的機械能為（多選）26．（2023春?天心區校級月考）如圖所示，傾角為θ的固定斜面AB段粗糙，BP段光滑，一輕彈簧下端固定于斜面底端P點，彈簧處于原長時上端位于B點，質量為m的物體（可視為質點）從A點由靜止釋放，第一次將彈簧壓縮后恰好能回到AB的中點Q。已知A、B間的距離為x，重力加速度為g，則（）A．物體最終停止于Q點 B．物體由A點運動至最低點的過程中，加速度先不變后減小為零，再反向增大直至速度減為零 C．物體與AB段的動摩擦因數 D．整個運動過程中物體與斜面間摩擦生熱為mgxsinθ（多選）27．（2023春?福州期中）如圖所示，半徑為R的豎直光滑圓軌道與光滑水平面相切，質量均為m的小球A、B與輕桿連接，置于圓軌道上，A與圓心O等高，B位于O的正下方，它們由靜止釋放，最終在水平面上運動，下列說法正確的是（）A．下滑過程中A的機械能守恒 B．最終小球A和B在水平面上運動的速度大小為 C．下滑過程中重力對A做功的功率一直增加 D．整個過程中輕桿對B做的功為mgR（多選）28．（2023春?市中區校級月考）一質量為M＝1.0kg的小物塊隨足夠長的水平傳送帶一起運動，被一水平向左飛來的子彈擊中并從物塊中穿過（不計子彈穿過物塊的時間），如圖甲所示。地面觀察者記錄了物塊被擊中后的速度隨時間變化的關系如圖乙所示，已知傳送帶的速度保持不變，g取10m/s2。在這一個過程中下列判斷正確的是（）A．傳送帶的速度大小為2m/s，逆時針轉動 B．物塊與傳送帶間的動摩擦因數為0.2 C．傳送帶對物塊做的功為﹣6J D．傳送帶對物塊做的功為6J三．實驗題（共7小題）29．（2023?梅州一模）某同學利用水平放置的氣墊導軌和光電門“驗證機械能守恒定律”，裝置如圖所示。已知滑塊的質量為M，鉤碼的質量為m，重力加速度大小為g。測得遮光條的寬度為d，光電門A、B之間的距離為l，滑塊通過光電門A、B的時間分別為t1、t2。（1）滑塊通過光電門A時的速度大小vA＝。（2）要驗證系統機械能守恒，需要驗證的表達式為。（3）根據實驗數據發現鉤碼重力勢能的減少量大于系統動能的增加量，是因為。30．（2023?龍泉驛區模擬）某同學用如圖1所示裝置驗證機械能守恒定律，他將質量分別為M、m的A、B兩小球用輕質無彈性細繩連接并跨過輕質定滑輪，M＞m，在B上端分布有兩個光電門，光電門中心間距是h，重力加速度g，實驗步驟如下：（1）用游標卡尺測出小球直徑d，如圖2所示，則d＝mm。（2）將A球由靜止釋放，記錄B小球依次通過光電門1和光電門2的遮光時間t1和t2。（3）計算從光電門1到光電門2過程中系統動能的增量ΔEk＝系統勢能的減少量ΔEp＝（用題中給出的物理量d，t1，t2，M，m，h，g表示）。（4）改變小球B位置，重復上述步驟，并得出結論。31．（2023?昌平區二模）在“驗證機械能守恒定律”實驗中。（1）甲同學采用讓重物自由下落的方法驗證機械能守恒，實驗裝置如圖甲所示。下列說法正確的是。A．實驗前必需用天平測出重物的質量B．打點計時器應接低壓直流電源C．實驗時先通電，穩定后再釋放紙帶D．重錘釋放位置應靠近打點計時器（2）該同學選取了如圖乙所示的一條紙帶，O點是重錘開始下落時打出的點，A、B、C是按打點先后順序選取的三個計數點。通過測量得到O、A間距離為h1，O、B間距離為h2，O、C間距離為h3。已知計數點A、B間和B、C間的時間間隔均為T，重錘質量為m，當地重力加速度為g。從重錘開始下落到打點計時器打B點的過程中，重錘動能的增加量ΔEk＝。如果ΔEk與近似相等，則可驗證機械能守恒（用題目中所測量和已知量表示）。（3）乙同學設計了一個用拉力傳感器驗證機械能守恒定律的實驗。如圖丙所示，將拉力傳感器固定在天花板上，細線一端系著小球，另一端連在拉力傳感器上的O點。將小球拉至細線與豎直方向成θ角處無初速度釋放，拉力傳感器顯示拉力的最大值為F。已知小球的質量為m，重力加速度為g。當約為時，可說明小球擺動過程中機械能守恒。32．（2023春?思明區校級期中）（1）從下列器材中選出做驗證機械能守恒定律實驗時所必需的器材，其編號為；A．打點計時器（包括紙帶）B．重物C．天平D．毫米刻度尺E．秒表F．運動小車（2）某同學不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了，他測出剩下的一段紙帶上的各個點間的距離如圖所示，已知重物質量為1kg，打點計時器的工作頻率為50Hz，重力加速度g＝9.8m/s2。利用這段紙帶說明：重物通過1、5兩點時減少的勢能ΔEp＝J，增加的動能ΔEk＝J，在誤差允許的范圍內機械能守恒（保留三位有效數字）。33．（2023春?潤州區校級期中）如圖1所示為“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置。（1）關于本實驗，下列說法正確的有。A．為減小實驗誤差，應選用質量和密度較大的金屬重錘作為重物B．為減小實驗誤差，可將“釋放紙帶前用手拉住紙帶上端”改為“用固定的夾子夾住紙帶上端”C．必須用天平準確測量出重物的質量，否則無法進行驗證D．應先釋放重物，再立即接通打點計時器的電源（2）實驗中得到的一條紙帶如圖2所示，在紙帶上選取三個連續打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。重物質量用m表示，已知當地重力加速度為g，打點計時器打點的周期為T。根據這些數據，應選用從打下O點到打下點（選填A、B、C）的過程驗證機械能守恒，該過程中，重物重力勢能的減少量ΔEp＝，動能的增加量ΔEk＝。（3）某同學在紙帶上選取了多個計數點，測量它們到初速度為零的起始點的距離h，并計算出打相應計數點時重物的速度v，描點并繪出v2﹣h的圖像。若實驗中重物所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，合理的v2﹣h圖像是圖3中的。（4）某同學的實驗數據結果顯示：重物動能的增加量小于重力勢能的減少量，則可能的原因有。A．空氣對重物有阻力和打點計時器對紙帶有阻力B．重物的速度是用計算得到的C．交流電源的實際頻率大于50HzD．交流電源的實際頻率小于50Hz34．（2023?遼寧二模）北京冬奧會期間奧運場館和運動員村之間首次大規模使用氫能源汽車作為主要交通工具。在一次測試中，某款質量m＝1000kg的氫能源汽車沿平直公路從靜止開始做直線運動，其v﹣t圖像如圖所示。汽車在0～t1時間內做勻加速直線運動，t1時刻的瞬時速度為v1＝20m/s，t1～50s內汽車保持額定功率不變，50s～70s內汽車做勻速直線運動，最大速度vm＝40m/s，汽車從70s末開始關閉動力減速滑行，t2時刻停止運動。已知汽車的額定功率為40kW，整個過程中汽車受到的阻力大小不變。（1）求t1和t2為多少？（2）求汽車在t1～50s內通過的距離x。35．（2023春?南京期中）用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，使質量為m＝1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶，如圖1所示，用刻度尺測得OA＝3.16cm，OB＝4.90cm，OC＝7.04cm。O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的連續點中的三個點。已知打點計時器每隔0.02s打一個點，當地的重力加速度為g＝9.80m/s2，那么：（1）某小組經歷以下操作：①接通電源；②釋放紙帶；③取下紙帶；④切斷電源。關于這些操作步驟，合理的順序是。A．①②③④B．②①③④C．②①④③D．①②④③（2）根據圖中所給的數據，應取圖中O點到點來驗證機械能守恒定律。（3）從O點到（2）問中所取的點，對應的重物重力勢能的減少量ΔEp＝J，動能增加量ΔEk＝J。（結果保留兩位有效數字）（4）若測出紙帶上所有點到O點的距離，根據紙帶算出各點的速度v及重物下落的高度h，則以為縱軸、以h為橫軸畫出的圖像是圖2中的。四．計算題（共12小題）36．（2023春?思明區校級期中）在離地h高處將質量m＝1kg的小球以6m/s速度沿水平方向拋出，已知落地時小球速度大小為10m/s，取g＝10m/s2，（不計空氣阻力）求：（1）小球拋出時的重力勢能；（取地面為零勢能面）（2）小球落地時的重力功率；（3）小球落地時位移與豎直方向夾角的正切值。37．（2023春?思明區校級期中）如圖甲所示，物體以一定初速度從傾角α＝37°的斜面底端沿斜面向上運動，上升的最大高度為3.0m。選擇地面為參考平面，上升過程中，物體的機械能E機隨高度h的變化如圖乙所示。g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：（1）物體的質量；（2）物體與斜面間的動摩擦因數；（3）物體回到斜面底端時的動能。38．（2023?姜堰區模擬）如圖所示，長度為L的輕桿上端連著一質量為m的小球A（可視為質點），桿的下端用鉸鏈固接于水平面上的O點．置于同一水平面上的立方體B恰與A接觸，立方體B的邊長為L，質量為4m，重力加速度為g。求：（1）若A、B之間光滑，B與水平面之間的摩擦因數為μ＝，則①用一拉力緩慢向右拉B，撤去外力時系統恰好處于平衡狀態時桿與豎直方向的夾角α；②在上述過程中拉力所做功W；（2）若A與B，B與水平面的摩擦都不計，對A施加微小擾動，使桿向右傾倒，求小球A與立方體B剛脫離接觸的瞬間，求桿與豎直方向的夾角β以及B所獲得的最大速度vm。39．（2023春?天寧區校級月考）如圖是檢驗某種防護罩承受沖擊能力的裝置，M為半徑R＝1.6m、固定于豎直平面內的光滑半圓弧軌道，A、B分別是軌道的最低點和最高點；N為防護罩，它是一個豎直固定的圓弧，其半徑r＝m，圓心位于B點。在A放置水平向左的彈簧槍，可向M軌道發射速度不同的質量均為m＝0.01kg的小鋼珠（可視為質點），彈簧槍可將彈性勢能完全轉化為小鋼珠的動能。假設某次發射的小鋼珠沿軌道恰好能經過B點（即彈力恰好為零），水平飛出后落到N的某一點上，取g＝10m/s2。求：（1）鋼珠在B點的速度；（2）發射該鋼珠前，彈簧的彈性勢能Ep；（3）鋼珠從M圓弧軌道B點飛出至落到防護罩N上所用的時間。40．（2023春?南京期中）如圖所示，水平軌道BC的左端與固定的光滑豎直圓軌道相切于B點，右端與一傾角為30°的光滑斜面軌道在C點平滑連接（即物體經過C點時速度的大小不變），斜面頂端固定一輕質彈簧，一質量為m＝1kg的滑塊從圓弧軌道的頂端A點由靜止釋放，經水平軌道后滑上斜面并壓縮彈簧，第一次可將彈簧壓縮至D點。已知光滑圓軌道的半徑R＝0.45m，水平軌道BC長為0.4m，其動摩擦因數μ＝0.1，光滑斜面軌道上CD長為0.6m，g取10m/s2，求：（1）滑塊第一次經過圓軌道上B點時的速度大小v；（2）滑塊第一次運動到C點的動能；（3）整個過程中彈簧具有最大的彈性勢能Ep。41．（2023春?浙江期中）如圖所示某重型氣墊船，質量為5×104kg，最高時速為72km/h，裝有額定輸出功率為6×106W的燃氣輪機，假設該重型氣墊船在海面航行過程所受的阻力Ff與速度v滿足Ff＝kv，求：（1）k的數值及其單位；（2）當以最高時速一半的速度勻速航行時，氣墊船發動機的輸出功率；（3）當以額定功率航行，速度達到15m/s時，氣墊船的加速度。42．（2023春?浙江期中）如圖所示，運動員把質量為400g的足球從水平地面踢出，足球在空中到達的最大高度是5m，在最高點的速度為20m/s，不考慮空氣阻力，g＝10m/s2。求：（1）足球上升過程中克服重力做功；（2）運動員踢球時對足球做的功。43．（2023春?浙江期中）城市的公園里有為滑板愛好者開辟的運動區域，如左圖所示，其簡化模型如圖。一名愛好者連同滑板（可視為質點）的總質量為m＝80kg，從A點以初速度v0＝9m/s沿光滑圓弧AB滑，后續過程均為自由滑行，先經過長為9m的水平地面BC段，滑板與水平面間的動摩擦因數μ＝0.4，后沿粗糙圓弧CD的D點的切線方向飛出，vD＝5m/s（不計空氣阻力），恰好能水平落在平臺E上。已知兩圓弧的半徑均為R＝2m，半徑OC與豎直半徑OD間的夾角θ＝53°，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2。（1）求平臺E離水平地面BC的高度H；（2）求人與滑板經過C點時對圓弧軌道的壓力；（3）求CD段阻力做功。44．（2023春?泉州期中）一列火車總質量為m，發動機的額定功率為P，在平直軌道上行駛時，軌道對列車的阻力Ff是車重的k倍。求：（1）求列車在水平軌道上行駛的最大速度；（2）在水平軌道上，發動機以額定功率工作，當加速行駛速度為v1時，求列車的瞬時加速度a1的大小。45．（2023春?泉州期中）滑板運動是一項驚險刺激的運動，深受青少年的喜愛。圖中ABCD為滑板的運動軌道，AB和CD是兩段與水平面夾角均為θ的光滑的斜面，底部與水平面平滑相接，粗糙水平段BC的長度L＝5m。一運動員從P點以v0＝6m/s的初速度下滑，經BC后沖上CD軌道，達到Q點時速度減為零。已知運動員連同滑板的質量m＝70kg，h＝2m，H＝3m，g取10m/s2，求：（結果可帶根號）（1）運動員第一次經過B點和C點的速度vB，vC；（2）滑板與BC之間的動摩擦因數μ；（3）運動員最后靜止的位置與C點之間的距離x。46．（2023春?泉州期中）如圖所示，有一個質量為m＝1kg的小物塊（可視為質點），從光滑平臺上的A點以v0＝3m/s的初速度水平拋出，到達C點時，恰好沿切線方向進入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道CD，最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點的長木板。已知足夠長的長木板質量為M＝1kg，放在粗糙的水平地面上，長木板下表面與地面間的動摩擦因數μ2＝0.1，長木板上表面與小物塊間的動摩擦因數μ1＝0.3，且與圓弧軌道末端切線相平，圓弧軌道的半徑為R＝0.5m，半徑OC與豎直方向的夾角θ＝53°（不計空氣阻力，g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）。求：（1）小物塊到達C點時的速度大小；（2）AB的高度；（3）小物塊與長木板因摩擦而產生的熱量。47．（2023春?金鳳區校級期中）一條輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球A和B。A球質量為2m，B球質量為6m，用手托住B球，當輕繩剛好被拉緊時，B球離地面的高度為h，A球靜止在地面，如圖所示，釋放B球，（不計一切阻力，重力加速度為g）（1）當B球剛落地時，求A球的速度大小？（2）A能達到的最大高度為多少？五．解答題（共13小題）48．（2023春?武漢期中）一滑雪項目如圖所示，可視為質點的總質量（包括裝備）為m＝60kg的滑板運動員，從高為H＝30m的斜面AB的頂端A點由靜止開始沿斜面下滑，在B點進入光滑的四分之一圓弧BC，圓弧BC半徑為R＝5m，運動員經C點沿豎直軌道沖出向上運動，經時間t＝1s后到達C點正上方的最高點D（圖中未標出）。若運動員經C點后在空中運動時只受重力，軌道AB段粗糙、BC段光滑.g＝10m/s2。（不計過B點時機械能的損耗和空氣阻力）求：（1）運動員在C點的速度大小和離開C點可上升的高度；（2）運動員（包括裝備）運動到圓軌道最低點B時對軌道的壓力大小；（3）從A點到B點，運動員損失的機械能。49．（2023春?杭州期中）為豐富課余活動，高一某課外活動小組設計了一個游戲裝置，該裝置的簡化圖如圖所示，粗糙水平直軌道OB、半徑R＝0.5m的光滑豎直圓軌道、水平傳送帶相切于B點，圓軌道最低點略微錯開，C點右側有一陷阱，圖中C、D兩點的豎直高度差h＝5.0m，水平距離為s，將質量為m＝1kg的小物塊（大小忽略不計）鎖定在O點，此時輕質彈簧的彈性勢能為Ep。物塊與水平軌道OB和傳送帶間的動摩擦因數均為μ＝0.1，OB間的距離sOB＝6.0m，BC間的距離sBC＝8.0m，水平傳送帶順時針勻速傳動，其中v傳＝2m/s。某時刻解除鎖定，小物塊在彈力作用下從靜止開始運動，恰好通過圓形軌道最高點A后，經水平傳送帶BC從C點水平拋出，恰好落到D點。不計空氣阻力，求：（1）通過A點時速度的大小vA；（2）彈簧彈性勢能的大小Ep；（3）水平距離s及全程摩擦生熱Q。50．（2023春?虹口區期中）體育運動中，蘊含著很多力學知識。請回答：（1）下列運動過程中，機械能近似守恒的是。A．鉛球在空中飛行的過程B．跳傘運動員勻速下降的過程C．光滑冰面上，運動員推動冰壺加速前進的過程D．過山車在電動機的帶動下，沿軌道勻速上升的過程（2）如圖1，運動員在平衡木上緩慢做花樣動作的過程中。A．重力大小不斷變化B．重心位置一定不變C．重心始終在支撐點的正上方D．重心始終在運動員的身體內（3）如圖2所示為運動員跳水時的精彩瞬間，則運動員。A．在最高點時，處于平衡狀態B．在下降過程中，處于失重狀態C．在上升過程中，處于超重狀態D．起跳時，跳板的支持力大于她對跳板的壓力（4）如圖3，將質量為m的籃球從離地高度為h的A處，以初始速度v拋出，籃球恰能進入高度為H的籃圈。不計空氣阻力和籃球轉動的影響，經過籃球入圈位置B的水平面為零勢能面，重力加速度為g．則籃球經過位置B時的機械能為。A．B．C．D．（5）如圖4，質量為20kg的冰壺與運動員分離時的速度為3m/s，在水平冰面上做勻減速直線運動，經15s停下．冰壺在運動的過程中，加速度為m/s2，受到冰面摩擦力的大小為N。51．（2023春?南京期中）如圖所示，質量為m＝2kg的物體靜止在水平地面上，受到與水平地面夾角為θ＝37°，大小F＝20N的拉力作用，物體移動的距離L＝4m物體與地面間的動摩擦因數μ＝0.5，g取10m/s2。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：（1）拉力F所做的功W1；（2）摩擦力Ff所做的功W2；（3）L＝4m處拉力F做功的瞬時功率Pt。52．（2023春?承德期中）圖甲為“海洋和諧號”游輪，它是目前世界上最大的游輪，假設其總質量M＝2.5×108kg，發動機額定輸出功率P＝6×107W，某次航行過程中，“海洋和諧號”游輪從靜止開始在海面上做直線運動，其加速度—時間圖像如圖乙所示，在T＝20s時，發動機輸出功率達到額定輸出功率，此后保持不變假設航行過程中所受阻力恒定不變，求：（1）游輪航行過程中所受的阻力大小；（2）游輪行駛的最大速度。53．（2023春?涼山州期中）一額定功率P＝40kW的汽車質量m＝1000kg，在平直路面上從靜止開始以a＝2m/s2的加速度勻加速啟動，運動過程中受到大小f＝2000N的恒定阻力，求：（1）汽車勻速時速度大小；（2）汽車勻加速的時間；（3）勻加速運動階段牽引力做的功。54．（2023春?湖北期中）在一次抗洪搶險活動中，解放軍某部利用直升機搶救一重要物體，靜止在空中的直升機，其電動機通過吊繩（質量不計）將物體從地面豎直吊到機艙里。已知物體的質量為m＝100kg，繩的拉力不能超過F＝1500N，電動機的最大輸出功率為P＝30kW。為盡快把物體安全救起，操作人員采取的辦法是，先讓吊繩以最大的拉力工作一段時間，達到最大功率后電動機就以最大功率工作，再經過t＝2s物體到達機艙時恰好達到最大速度vm。重力加速度g＝10m/s2.求：（1）物體剛到達機艙時的速度大小vm；（2）勻加速階段上升的高度h1；（3）電動機以最大功率工作時物體上升的位移h2。55．（2023春?福州期中）如圖所示，長L＝3m的傳送帶水平放置，并保持v＝4m/s的速度向右勻速運動，其右端與一傾角θ＝30°粗糙直軌道AB平滑相連。質量m＝0.2kg的物塊以v0＝6m/s的速度從傳送帶左端水平滑上傳送帶，然后滑上足夠長的直軌道，不考慮A處的能量損失。已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ1＝0.4，物塊與直軌道間的動摩擦因數μ2＝，重力加速度g取10m/s2。求：（1）物塊滑上傳送帶到達A點時獲得的動能；（2）物塊在直軌道AB上滑行的最大距離；（3）全過程摩擦產生的熱量Q。56．（2023春?濱湖區校級期中）如圖所示，粗糙水平面AB長為L1＝10m，質量m＝2kg的物塊在水平外力作用下從A點由靜止開始運動，當位移s＝4m時撤去水平外力，物塊最后落到C點，C點離B點水平距離L2＝1.2m，已知外力F＝14N，物塊與水平面之間的動摩擦因數μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）物塊離開B點的水平速度大小；（2）物塊在C點時重力的瞬時功率。57．（2023春?金山區校級期中）質量為1kg的一物塊在一個水平拉力作用下沿粗糙水平面運動，其v﹣t圖象如圖甲所示，水平拉力的P﹣t圖象如圖乙所示，g＝10m/s2，求：（1）物塊在前兩秒做什么運動？所受拉力為多大？（2）物塊運動全過程中水平拉力所做的功W1為多少焦耳？（3）物塊運動全過程中摩擦力所做的功W2為多少焦耳？58．（2023春?濱江區期中）如圖所示，足夠長的光滑水平桌面左端固定一立柱，質量為m＝0.1kg的小球置于桌面上，它與立柱之間有一壓縮的輕彈簧，輕彈簧與立柱之間栓接與小球不栓接。某時刻釋放小球，它被彈出從桌面右端A點飛出，恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的頂端B點，并沿軌道滑下。圖中右端為固定在豎直面內半徑R＝2m的圓弧軌道，水平軌道CD將傾斜軌道與圓弧軌道連接在一起。已知B點與桌面間的豎直高度差h＝0.45m，傾斜軌道BC長為L＝2.75m，傾角α＝37°，小球與傾斜軌道間的動摩擦因數μ＝0.5；不計水平軌道與圓弧軌道的摩擦與小球經過C點時的能量損失，取g＝10m/s2，求：（1）被釋放前彈簧的彈性勢能；（2）小球第一次經過圓弧軌道最低點時對軌道的壓力的大小；（3）為了讓小球不離開軌道，并且能夠滑回傾斜軌道BC，則豎直圓軌道的半徑應該滿足什么條件？59．（2023春?福州期中）某工廠的工件提升裝置，其工作原理示意圖可簡化為：質量為M的牽引小車以恒定功率P0向左行駛，車后通過足夠長的輕質纜繩跨過光滑的定滑輪與質量為m的工件連接。當小車在P處時速度為v1，繩與水平方向夾角為60°。經過時間t，小車行駛到Q處，此時速度為v2，繩與水平方向夾角為30°。已知PQ間距離為d，M＝2m，定滑輪可視為質點且不計質量，忽略空氣阻力，重力加速度為g，試求：（1）當小車在P處時，工件的速度大小為多少？（2）小車從P行駛到Q的過程中，工件增加的機械能？（3）小車從Q行駛到P的過程中，牽引小車克服阻力做的功？60．（2023?黃山模擬）北京冬奧會中的冰壺比賽令人印象深刻，冰壺比賽場地如圖所示：運動員從起滑架處推著冰壺（可視為質點）沿中心線出發，在投擲線處放手讓冰壺以一定的速度滑出，使冰壺的停止位置盡量靠近大本營圓心O，為了使冰壺滑行得更遠，運動員可以用毛刷摩擦冰壺運行前方的冰面，使冰壺與冰面間的阻力減小。已知冰壺質量m＝20kg，未刷冰時，冰壺與冰面間的動摩擦因數μ1＝0.02，刷冰后μ2＝0.01，起滑架到投擲線的距離l1＝10m，投擲線與圓心O點的距離為l2＝30m，取g＝10m/s2，則：（1）比賽中在不刷冰的情況下，要使冰壺剛好停在大本營圓心O處，求冰壺從投擲線被投出時速度v0大小；（2）比賽中若冰壺從投擲線被投出時速度v1＝3m/s，為了使冰壺恰好停在圓心O處，求冰壺被投出后需要刷冰的距離s；（3）投壺手從起滑架處開始對冰壺施加一個沿中心線的水平推力F＝20N，推著冰壺由靜止出發，冰壺到達投擲線之前就撤除推力，冰壺沿著中心線做勻減速直線運動，在不刷冰的情況下，最后停在圓心O處，求推力F的作用時間t。

2023年05月14日巡行的高中物理組卷機械能(高一)參考答案與試題解析一．選擇題（共21小題）1．（2023春?武漢期中）地震引起的海嘯會給人們帶來巨大的損失。某中學的部分學生組成了一個課題小組，對海嘯的威力進行了模擬研究，他們設計了如下的模型：如圖甲所示，在水平地面上放置一個質量為m＝4kg的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力（模擬海嘯）作用下運動，推力F隨位移x變化的圖像如圖乙所示，已知物體與地面之間的動摩擦因數為μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，忽略空氣阻力，則（）A．運動過程中物體的最大加速度為15m/s2 B．物體在水平地面上運動的最大位移是50m C．整個過程中摩擦力對物體做功1kJ D．在距出發點5.0m位置時物體的速度達到最大【解答】解：A．對物體進行受力分析，根據牛頓第二定律可得：F﹣μmg＝ma根據圖像中力的變化特點可知，當F＝200N時，物體加速度最大，此時加速度為45m/s2，故A錯誤；BC．由F﹣x圖像中圖線與坐標軸所圍的“面積”表示功可知，推力對物體做功為：由動能定理有WF﹣μmgxm＝0解得：xm＝50m即物體在水平面上運動的最大位移是50m，整個過程中摩擦力對物體做功﹣1000J，故B正確，C錯誤；D．由題圖乙可得推力F隨位移x變化的關系為F＝200﹣20x（N）物體速度最大時，加速度為零，有F＝μmg解得：x＝9m所以距出發點9m位置時物體的速度達到最大，故D錯誤。故選：B。2．（2023春?集美區校級期中）如圖所示，用同樣大的力F拉同一物體，在甲（光滑水平面）、乙（粗糙水平面）、丙（光滑斜面）、丁（粗糙斜面）上沿力F的方向通過大小相等的位移，則拉力F的做功情況是（）A．甲做功最少 B．丁做功最多 C．丙做功最多 D．做功一樣多【解答】解：根據功的公式W＝Fl知，四種情況下的拉力F相同，拉力方向上的位移l相同，所以做功一樣多，故D正確，ABC錯誤。故選：D。3．（2023春?思明區校級期中）如圖所示，將一質量為m的小球用長為l的輕繩懸掛于O點，水平拉力F將小球從平衡位置P緩慢地拉至輕繩與豎直方向夾角為θ處。已知重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．小球的重力勢能增加了mglcosθ B．拉力F所做的功為Flsinθ C．拉力F所做的功為mgl（1﹣cosθ） D．輕繩的拉力所做的功為mgl【解答】解：A、小球上升的高度為h＝l（1﹣cosθ），重力對小球做的功WG＝﹣mgl（1﹣cosθ），所以小球的重力勢能增加mgl（1﹣cosθ），故A錯誤；BCD、小球從平衡位置P點緩慢地移動到Q點的過程中，輕繩的拉力所做的功為0，根據動能定理可得：WF﹣WG＝0，解得拉力F所做的功：WF＝mgl（1﹣cosθ），故C正確，BD錯誤。故選：C。4．（2023春?余姚市校級期中）如圖所示，質量為m的小球從距桌面h1，高處的A點由靜止釋放，自由下落到地面上的B點，桌面離地高為h2。選擇桌面為參考平面，則小球（）A．在A點時的重力勢能為﹣mgh1 B．在A點時的機械能為mg（h1+h2） C．在B點時的重力勢能為mgh2 D．在B點時的機械能為mgh1【解答】解：AB．若選擇桌面為參考平面，A點在參考平面的上方h1處，所以小球在A點時的重力勢能為Ep1＝mgh1由于小球在A點時動能為零，故機械能為EA＝Ep1＝mgh1故AB錯誤；CD．由于B點在參考平面的下方h2處，所以小球在B點的重力勢能為Ep2＝﹣mgh2小球機械能守恒，在B點的機械能為EB＝EA＝mgh1故C錯誤，D正確。故選：D。5．（2023春?廣州期中）人們用“打夯”的方式把松散的地面夯實，兩人同時對靜止于地面的質量為M重物，各施加一個與豎直方向成θ角的恒力F，重物加速離開地面高度H后，人停止施力，最后重物陷入地面深度h。整個過程中，下列說法正確的是（）A．重力對重物做功為零 B．拉力對重物做功為2FHcosθ C．地面對重物做的功為﹣MgH D．重物上升的最大高度為H【解答】解：A．整個過程重物的位移向下，由此可知重力做正功，故A錯誤；B．根據功的計算公式可知拉力做功為W＝2FHcosθ，故B正確；C．整個過程中由動能定理可得：2FHcosθ+Mgh+W地＝0解得：W地＝﹣2FHcosθ﹣Mgh，故C錯誤；D．重物從離開地面到最高點，由動能定理可得：W﹣MgHmax＝0其中，由于2Fcosθ＞Mg重物上升的最大高度大于H，故D錯誤。故選：B。6．（2023春?呈貢區校級期中）如圖所示，質量為M的木塊A，放在光滑水平面上，A上固定一豎直輕桿，輕桿上端的O點系長為L的細線，細線另端系一質量為m的球B。現將B球拉起使細線水平伸直，并由靜止釋放（B從豎直桿前擺過），則下列判斷錯誤的一項是（）A．若A固定在水平面上，則小球B可以到達左側與釋放點等高處 B．若A可以在水平面上自由滑動，則小球B可以到達左側與釋放點等高處 C．若A固定在水平面上，小球B在最低點對擺線拉力大小為3mg D．若A可以在水平面上自由滑動，小球B在最低點對擺線拉力大小為3mg【解答】解：AC、若A固定在水平面上，擺線對小球B不做功，只有重力做功，小球B的機械能守恒，則小球B可以到達左側與釋放點等高處。從開始到最低點的過程，由機械能守恒定律得：mgL＝在最低點，對小球B，由牛頓第二定律得F﹣mg＝m聯立解得：F＝3mg由牛頓第三定律知小球B在最低點對擺線拉力大小為3mg，故AC正確；B、若A可以在水平面上自由滑動，當小球B到達左側最高點時速度與A的速度相同，設為v′，并設左側最高點與釋放點間的高度為h。取水平向左為正方向，由水平方向動量守恒得：0＝（M+m）v′，解得：v′＝0根據系統機械能守恒得：mgh＝（M+m）v′2，解得：h＝0，即小球B可以到達左側與釋放點等高處，故B正確；D、若A可以在水平面上自由滑動，設小球B在最低點時，A與B的速度大小分別為v1和v2。取水平向左為正方向，由水平方向動量守恒得：0＝mv2﹣Mv1根據系統機械能守恒得：mgL＝+聯立解得：v1＝，v2＝在最低點，小球B相對于A的速度大小為v相＝v1+v2，根據牛頓第二定律得F′﹣mg＝m聯立解得：F′＝3mg+＞3mg，由牛頓第三定律知小球B在最低點對擺線拉力大小大于3mg，故D錯誤。本題選錯誤的，故選：D。7．（2023?上海）一物塊爆炸分裂為速率相同、質量不同的三個物塊，對三者落地速率大小判斷正確的是（）A．質量大的落地速率大 B．質量小的落地速率大 C．三者落地速率都相同 D．無法判斷【解答】解：根據動能定理有mgh＝﹣解得v＝可知三者落地速率都相同，故ABD錯誤，C正確；故選：C。8．（2023春?海安市校級月考）如圖所示，質量均為m的兩個物塊A、B疊放在輕彈簧上，處于靜止狀態。輕彈簧下端固定在地面上，上端與物塊B連接。從某時刻開始對物塊A施加豎直向上的恒力F，物塊A開始向上運動，物塊B與彈簧組成的系統機械能沒有變化。經過時間t，撤去力F，物塊B也第一次達到最大高度。忽略空氣阻力，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A．F大小為2mg B．F大小可能為1.8mg C．若在2t時刻兩物塊的距離剛好達到最大，則該最大距離為gt2 D．在1.5t時刻，物塊B與彈簧組成的系統的勢能可能達到最大值【解答】解：AB．在恒力F作用前，對A、B整體，由平衡條件有F彈＝2mg，物塊A開始向上運動時，物塊B與彈簧組成的系統機械能沒有變化，則以B為研究對象，由牛頓第二定律有F彈﹣mg＝maB，解得aB＝g，此時物塊A的最小加速度則也應為g，故恒力F最小值為2mg，故AB錯誤；C．若在2t時刻兩物塊距離剛好達到最大，經t時間物塊B也第一次達到最大高度。則再經t時間物塊B恰好回到原來靜止位置，且物塊A應恰好達到最高點，這樣兩物塊距離恰好達到最大。在0～t時間，物塊A做勻加速運動，在t～2t時間物塊A做加速度為g勻減速運動，則有aAt＝gt，aA＝g，可得F＝2mg，根據勻變速直線運動位移—時間公式，則有物塊A在2t時間內上升高度，物塊B在2t時間內位置不變，故該最大距離為gt2，故C正確；D．物塊B與彈簧組成的系統勢能最大時，根據能量守恒，動能最小，所以應是0時刻或2t時刻，物塊B與彈簧組成的系統勢能最大，故D錯誤。故選：C。9．（2023?河北模擬）如圖甲所示，一質量為1kg的滑塊（視為質點）以某一初速度沖上足夠長的固定斜面，以斜面底端為位移的起點，滑塊在斜面上運動的動能Ek隨位移x變化的關系如圖乙所示。取重力加速度大小g＝10m/s2。下列說法正確的是（）A．斜面傾角的正弦值為0.5 B．滑塊上滑過程克服摩擦力做的功為20J C．滑塊與斜面間的動摩擦因數為0.25 D．滑塊返回斜面底端時，滑塊所受重力的功率為12W【解答】解：AB．由乙圖可知滑塊上滑的最大位移為5m，從斜面底端上滑至回到斜面底端過程中克服阻力做功為20J，所以上滑和下滑過程克服阻力做功都為10J。則上滑過程中有﹣mgxsinθ+Wf＝﹣40J，Wf＝﹣10J聯立解得：故AB錯誤；C．上滑過程中阻力做功Wf＝﹣μmgcosθ?x＝﹣10J，聯立解得：μ＝0.25故C正確；D．滑塊返回斜面底端時，滑塊的動能為：解得滑塊所受重力的功率為：故D錯誤。故選：C。10．（2023?河北模擬）如圖所示，從傾角為θ的斜面上某點沿水平方向拋出兩個小球M和N，已知M球的初動能為E0，N球的初動能為2E0，兩小球均落在斜面上，不計空氣阻力，則（）A．M、N兩小球落在斜面上時的速度方向與水平方向間夾角的正切值之比為1：2 B．M、N兩小球在空中運動的時間之比為 C．M、N兩小球距離斜面的最遠距離之比為1：2 D．M球落在斜面上時的動能為（1+4tan2θ）E0【解答】解：A．由于兩小球均落在斜面上，位移與水平方向的夾角均為θ，速度方向與水平方向夾角為α，根據平拋運動的推論，速度偏轉角正切值是位移偏轉角正切值的二倍，則有tanα＝2tanθ，依題意，則兩小球落在斜面上時速度方向與水平方向夾角正切值之比為1：1，故A錯誤；B．設小球拋出點到落點的距離為x，水平方向勻速直線運動，豎直方向自由落體運動，則有xcosθ＝v0t，則由于兩球的質量關系不確定，所以不能確定兩球運動的時間，故B錯誤；C．小球運動過程中距離斜面最遠，速度方向與斜面平行，此時最遠距離為由于兩球的質量關系不確定，所以不能確定兩球距離斜面最遠的距離關系，故C錯誤；D．根據平拋運動規律有，由動能定理有mgh＝Ek﹣E0且聯立解得故D正確。故選：D。11．（2023春?北侖區校級期中）如圖所示，有一斜面體ABC，第一次將BC邊固定在水平地面上，小物體從頂端沿斜面恰能勻速下滑；第二次將AB邊固定于水平地面上，讓該小物體從頂端C靜止開始下滑，那么（）A．小物體兩次從頂端滑到底端的過程中，克服摩擦力做功相等 B．斜面的動摩擦因數為0.75 C．第二次小物體滑到底端A點時的速度大小 D．第二次小物體滑到底端A點時的克服摩擦力做功為1.5mgh【解答】解：B．由幾何關系可知tanC＝0.5則第一次勻速下滑，根據受力分析可得：mgsinC＝μmgcosC解得：μ＝0.5故B錯誤；AD．小物體兩次從頂端滑到底端的過程中，兩次克服摩擦力做功分別為：由此可知小物體兩次從頂端滑到底端的過程中，克服摩擦力做功不相等，故AD錯誤；C．第二次小物體滑到底端A點時解得：，故C正確。故選：C。12．（2023春?海淀區校級期中）關于重力勢能的理解，下列說法正確的是（）A．放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于0 B．重力勢能可以為負值，說明重力勢能是矢量 C．當重力對物體做正功時，物體的重力勢能增加 D．重力勢能是物體和地球共有的【解答】解：A、重力勢能的大小與零勢能面的選取有關，當物體放在零勢能面上時，重力勢能為零，物體放在地面上時，重力勢能不一定等于零，故A錯誤；B、重力勢能的正負表示重力勢能的大小，重力勢能是標量，故B錯誤；C、當重力對物體做正功時，物體的重力勢能減小，故C錯誤；D、重力勢能是物體和系統共有的，具有系統性，故D正確。故選：D。13．（2023?吉安一模）一質量為m的小球用一根足夠長的輕繩懸掛于天花板上的O點，現用一光滑的輕質金屬掛鉤勾住輕繩，水平向右緩慢拉動輕繩（掛鉤與輕繩的接觸點A始終在同一條水平線上），下列說法正確的是（）A．OA段輕繩的力逐漸增大 B．掛鉤對輕繩的作用力大小可能等于小球的重力大小 C．掛鉤對輕繩的作用力一定沿水平方向 D．掛鉤對輕繩做的功小于小球重力勢能的增加量【解答】解：A．掛鉤光滑，同一根輕繩上的張力處處相等，故OA段輕繩的拉力大小一直為mg，故A錯誤；B．由題意，輕繩與掛鉤的接觸點A始終處于動態平衡狀態，故A點合力始終為零，當兩段輕繩與掛鉤三者之間的夾角均為120°時，掛鉤對輕繩的作用力大小等于mg，故B正確；C．輕繩對A點的兩個拉力的合力指向左下方，A點合力為零，故掛鉤對輕繩的作用力與兩段輕繩對A點的合力等大反向，方向應指向右上方，故C錯誤；D．小球緩慢移動，動能可視為不變，根據功能關系可知，掛鉤對輕繩做的功用來增加小球重力勢能，故D錯誤。故選：B。14．（2023春?南京期中）一輛汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持額定功率運動，其v﹣t圖像如圖所示。已知汽車的質量m＝2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍，g取10m/s2，則（）A．汽車在前5s內的牽引力為4×103N B．汽車在15m/s時的加速度為1m/s2 C．汽車的額定功率為40kW D．汽車在前5s內摩擦力做功為﹣1.5×105J【解答】解：A．根據v﹣t圖象，前5s內加速度由牛頓第二定律F﹣0.1mg＝ma解得F＝6.0×103N故A錯誤；C．汽車5s末達到額定功率，額定功率為P＝Fv＝6.0×103×10W＝60000W＝60kW故C錯誤；B．汽車速度為15m/s時，則有解得a′＝1m/s2故B正確；D．前5s內的位移是摩擦力做功Wf＝﹣0.1mgx，解得Wf＝﹣5×104J故D錯誤。故選：B。15．（2023春?海淀區校級期中）關于摩擦力對物體做功的問題，以下說法中正確的是（）A．滑動摩擦力總是對物體做負功 B．滑動摩擦力可能對某個物體不做功 C．滑動摩擦力做的功等于摩擦生的熱 D．靜摩擦力一定對物體不做功【解答】解：A、將小物塊輕輕放在勻速運動的傳送帶上，小物塊相對于傳送帶運動，滑動摩擦力充當動力，傳送帶對小物塊的摩擦力做正功，故A錯誤；B、恒力做功的表達式W＝Fscosα，滑動摩擦力的方向與物體相對運動方向相反，但與運動方向可以相同，也可以相反，滑動摩擦力可以不做功，受到滑動摩擦力的物體不一定運動，故可能做負功，也可能做正功，也可以不做功，故B正確；C、摩擦生的熱量等于滑動摩擦力與相對位移的乘積，不是滑動摩擦力做的功，故C錯誤；D、靜摩擦力作用的物體間無相對滑動，但不代表沒發生位移，所以可以做正功、負功或不做功，例如糧倉運送糧食的傳送帶對糧食施加一靜摩擦力，該力對糧食做正功，隨轉盤一起轉動的物體，摩擦力提供向心力，不做功等，故D錯誤。故選：B。16．（2023春?南京期中）下列物體在運動過程中，機械能守恒的是（）A．沿粗糙的斜面向下做勻加速運動的木塊 B．在空中向上做勻速運動的氫氣球 C．做平拋運動的鐵球 D．被起重機拉著向上做勻速運動的貨物【解答】解：A．沿粗糙斜面向下做勻加速運動的木塊，摩擦力對木塊做負功，根據功能關系，機械能減少，故A錯誤；B．在空中向上做勻速運動的氫氣球，氫氣球動能不變，重力勢能變大，機械能變大，故B錯誤；C．做平拋運動的鐵球，只受重力作用，機械能守恒，故C正確；D．被起重機拉著向上做勻速運動的貨物，動能不變，重力勢能變大，機械能變大，故D錯誤。故選：C。17．（2023春?南京期中）如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，那么小球從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中（彈簧保持豎直），下列說法正確的是（）A．重力勢能先減小后增大 B．重力一直做正功 C．彈性勢能先增大再減小 D．小球動能一直減小【解答】解：D、在小球剛接觸彈簧的時候，彈簧的彈力小于小球的重力，合力向下，小球還是向下加速；當彈簧的彈力和小球的重力相等時，小球的速度達到最大，之后彈力大于重力，小球開始減速，直至減為零。綜上所述，小球先做加速度減小的加速運動，再做加速度增大的減速運動，所以動能先增大后減少，故D錯誤；AB、小球一直向下運動，小球的重力做正功，重力勢能一直減小，故A錯誤，B正確；C、彈簧的彈力一直做負功，彈簧的彈性勢能一直在增大，故C錯誤；故選：B。18．（2023春?常州月考）如圖所示，一子彈以水平速度射入放置在光滑水平面上原來靜止的木塊，并留在木塊當中，在此過程中子彈鉆入木塊的深度為d，木塊的位移為l，木塊與子彈間的摩擦力大小為f，則（）A．f對木塊做功為﹣fl B．f對木塊做功為f（l+d） C．f對子彈做功為﹣fd D．f對子彈做功為﹣f（l+d）【解答】解：AB、摩擦力大小為f，木塊在摩擦力作用下的位移為l，根據功的公式可知，則摩擦力對木塊做正功W木＝fl，故AB錯誤；CD、摩擦力對子彈做負功，在有摩擦力作用下，子彈的位移為（l+d），則可知摩擦力對子彈做功為W彈＝﹣f（l+d），故C錯誤，D正確。故選：D。19．（2023春?市中區校級月考）如圖所示，可視為質點的小球A、B用不可伸長的細軟輕線連接，跨過固定在地面上、半徑為R的光滑圓柱，A的質量為B的2倍。當B位于地面上時，A恰與圓柱軸心等高，將A由靜止釋放，B上升的最大高度是（）A．2R B． C． D．【解答】解：設B球質量為m，則A球質量為2m，A球剛落地時，兩球速度大小都為v，根據機械能守恒定律得2mgR＝mgR+得v2＝gR，B球繼續上升高度h＝，B球上升最大高度為h+R＝R，故C正確，ABD。故選：C。20．（2023春?余姚市校級期中）某同學在操場上踢足球，足球質量為m，該同學將足球以速度v0從地面上的A點踢起，最高可以到達離地面高度為h的B點位置，從A到B足球克服空氣阻力做的功為W，選地面為零勢能的參考平面，則下列說法中正確的是（）A．足球從A到B機械能守恒 B．該同學對足球做的功等于 C．足球在A點處的機械能為 D．足球在B點處的動能為【解答】解：A．由題意可知，運動過程中，空氣阻力對足球做負功，則足球從A到B機械能不守恒，故A錯誤；B．根據題意，設該同學對足球做的功等于W1，由動能定理有﹣0，故B錯誤；C．選地面為零勢能面，足球在A點處的機械能為故C錯誤；D．由題意，由動能定理有﹣mgh﹣W＝EkB﹣m解得故D正確。故選：D。21．（2023春?黃浦區校級期中）如圖將秋千坐板和人作為一個整體，其由最高點擺動擺至最低點過程中，做功情況分析正確的是（）A．克服重力做功 B．拉力做正功 C．空氣阻力做負功 D．合力不做功【解答】解：A、將秋千坐板和人作為一個整體，其由最高點擺動擺至最低點過程中，高度下降，重力做正功，故A錯誤；B、拉力始終與秋千坐板和人的運動方向始終垂直，則拉力不做功，故B錯誤；C、空氣阻力方向始終與秋千坐板和人的運動方向相反，空氣阻力做負功，故C正確；D、將秋千坐板和人作為一個整體，其由最高點擺動擺至最低點過程中，速度變大，動能增加，根據動能定理可知合力做正功，故D錯誤。故選：C。二．多選題（共7小題）（多選）22．（2023春?武漢期中）如圖所示，質量為M、長度為L的小車靜止在光滑水平面上，質量為m的小物塊（可視為質點）放在小車的最左端，現用一大小為F的水平恒力作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做直線運動，當小物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為x，小物塊和小車之間的滑動摩擦力大小為f，在此過程中（小物塊從小車最左端滑到最右端），不計空氣阻力，下列結論正確的是（）A．小物塊動能增加（F﹣f）（L+x） B．小物塊克服摩擦力做功為fL C．小車的動能增加fx D．物塊和小車組成的系統機械能增加量為F（L+x）【解答】解：A．小物塊的對地位移為L+x，對于小物塊根據動能定理可得Ekm＝（F﹣f）（L+x），故A正確；B．小物塊克服摩擦力做的功為W＝f（L+x），故B錯誤；C．物塊到達小車最右端時，小車的對地距離為x，對小車根據動能定理得EkM＝fx，故C正確；D．小車和小物塊增加的動能為Ek＝Ekm+EkM＝（F﹣f）（L+x）+fx＝F（L+x）﹣fL系統重力勢能不變，根據機械能的定義可知，小物塊和小車增加得機械能為F（L+x）﹣fL，故D錯誤。故選：AC。（多選）23．（2023春?萬州區校級期中）質量為2千克的物體，放在動摩擦因數μ＝0.1的水平面上，在水平拉力的作用下，由靜止開始運動，水平拉力做的功W和物體發生的位移s之間的關系如圖所示，則（）A．此物體在AB段做勻加速直線運動 B．此物體在AB段做勻速直線運動 C．此物體在OA段做勻速直線運動 D．此物體在OA段做勻加速直線運動【解答】解：物體在水平面上運動，水平拉力與物體運動方向相同，物體受到的滑動摩擦力大小f＝μmg＝0.1×2×10N＝2N在OA段受到的水平拉力大小等于，由于水平拉力大于摩擦力，則物體在OA段做勻加速直線運動。在AB段受到的水平拉力大小等于，由于水平拉力等于摩擦力，則物體在AB段做勻速直線運動，故AC錯誤，BD正確。故選：BD。（多選）24．（2023?重慶模擬）如圖甲所示，傾角為θ的傳送帶以恒定速率逆時針運行，現將一質量為1kg的煤塊輕輕放在傳送帶的A端，煤塊的速度隨時間變化的關系如圖乙所示，2s末煤塊到達B端，取沿傳送帶向下為正方向，g取10m/s2，則（）A．傾角θ＝37° B．物體與傳送帶間的動摩擦因數0.4 C．2s內傳送帶上留下的痕跡長為5m D．2s內物體與傳送帶摩擦產生的內能20J【解答】解：AB、由圖乙可知，0～1s物體的加速度為：a1＝10m/s21～2s物體的加速度為：a2＝2m/s2根據牛頓第二定律得，物體與傳送帶共速前：mgsinθ+μmgcosθ＝ma1共速后：mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma2聯立代入數據解得：θ＝37°，μ＝0.5，故A正確，B錯誤；C、t＝1s末皮帶的速度為：v1＝10m/s，0～1s內皮帶的位移及物體的位移分別為：s1＝v1t＝10×1m＝10m，x1＝＝m＝5m它們的相對位移為：Δx1＝s1﹣x1＝5m1～2s內皮帶的位移及物體的位移分別為：s2＝v1t＝10×1m＝10m，它們的相對位移為：Δx2＝x2﹣s2＝11m﹣10m＝1m0～1s內物體位移小于皮帶位移，在皮帶上出現5m長的痕跡，1～2s內物體位移大于皮帶的位移，這1m長的痕跡與剛才的痕跡重合，所以皮帶上出現的痕跡長為5m，故C正確；D、2s內物體與傳送帶摩擦產生的內能為：Q＝μmgcosθ（Δx1+Δx2），代入數據得到Q＝24J，故D錯誤。故選：AC。（多選）25．（2023春?廈門期中）如圖所示，在地面上以速度v0拋出質量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上。若以地面為零勢能面，而且不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）A．物體到海平面時的重力勢能為mgh B．重力對物體做功為mgh C．物體在海平面上的動能為 D．物體在海平面上的機械能為【解答】解：A、以地面為零勢能面，海平面低于地面h，所以物體在海平面上時的重力勢能為﹣mgh，故A錯誤。B、重力做功與路徑無關，只與始末位置的高度差有關，拋出點與海平面的高度差為h，并且重力做正功，所以整個過程重力對物體做功為mgh，故B正確。C、由動能定理得：mgh＝Ek2﹣，物體在海平面上的動能為：Ek2＝+mgh，故C錯誤。D、整個過程機械能守恒，即初末狀態的機械能相等，以地面為零勢能面，拋出時的機械能為，所以物體在海平面時的機械能也為，故D正確。故選：BD。（多選）26．（2023春?天心區校級月考）如圖所示，傾角為θ的固定斜面AB段粗糙，BP段光滑，一輕彈簧下端固定于斜面底端P點，彈簧處于原長時上端位于B點，質量為m的物體（可視為質點）從A點由靜止釋放，第一次將彈簧壓縮后恰好能回到AB的中點Q。已知A、B間的距離為x，重力加速度為g，則（）A．物體最終停止于Q點 B．物體由A點運動至最低點的過程中，加速度先不變后減小為零，再反向增大直至速度減為零 C．物體與AB段的動摩擦因數 D．整個運動過程中物體與斜面間摩擦生熱為mgxsinθ【解答】解：A、開始時物體從A點由靜止釋放，物體能夠滑下，說明重力的分力大于滑動摩擦力，所以物體不能停止于Q點，故A錯誤；C、物體從A開始運動到上滑到Q點的過程，由能量守恒得：mgsinθ?＝μmgcosθ解得：，故C正確；B、物體接觸彈簧前，由牛頓第二定律可得：mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma解得：a＝gsinθ﹣μgcosθ加速度保持不變，剛接觸彈簧時，因BP段光滑，沒有摩擦，加速度突然增大為gsinθ。接觸彈簧后，由牛頓第二定律：mgsinθ﹣kx＝ma隨著壓縮量x的增大，加速度a減小，當滿足：mgsinθ＝kx加速度為零，之后：kx﹣mgsinθ＝ma隨著壓縮量x的增大，加速度a增大，直至速度為零，綜上所述可知，物體由A點運動至最低點的過程中加速度先不變后突然增大，再減小為零，最后反向增大直至速度減為零，故B錯誤；D、由于物體在AB段運動時會有機械能損失，故物體每次反彈后上升的高度逐漸較少，最終物體以B點為最高點做往復運動，之后不會產生熱量，由功能關系可得，物體在從開始到最終停止的整個運動過程中摩擦生熱為：Q＝mgxsinθ，故D正確。故選：CD。（多選）27．（2023春?福州期中）如圖所示，半徑為R的豎直光滑圓軌道與光滑水平面相切，質量均為m的小球A、B與輕桿連接，置于圓軌道上，A與圓心O等高，B位于O的正下方，它們由靜止釋放，最終在水平面上運動，下列說法正確的是（）A．下滑過程中A的機械能守恒 B．最終小球A和B在水平面上運動的速度大小為 C．下滑過程中重力對A做功的功率一直增加 D．整個過程中輕桿對B做的功為mgR【解答】解：B、A、B小球組成的系統，在運動過程中，機械能守恒，設A到達軌道最低點時速度為v，根據機械能守恒定律得：mgR＝（m+m）v2，解得：v＝，故B正確；A、下滑過程中，A的重力勢能減小ΔEP＝mgR，動能增加量ΔEK＝mv2＝mgR，所以下滑過程中A的機械能減小mgR，故A錯誤；C、因為初位置速度為零，則重力的功率為0，最低點速度方向與重力的方向垂直，重力的功率為零，下滑過程重力對A的功率：先增大后減小，故C錯誤；D、整個過程中對B，根據動能定理得：W＝mv2＝mgR，故D正確。故選：BD。（多選）28．（2023春?市中區校級月考）一質量為M＝1.0kg的小物塊隨足夠長的水平傳送帶一起運動，被一水平向左飛來的子彈擊中并從物塊中穿過（不計子彈穿過物塊的時間），如圖甲所示。地面觀察者記錄了物塊被擊中后的速度隨時間變化的關系如圖乙所示，已知傳送帶的速度保持不變，g取10m/s2。在這一個過程中下列判斷正確的是（）A．傳送帶的速度大小為2m/s，逆時針轉動 B．物塊與傳送帶間的動摩擦因數為0.2 C．傳送帶對物塊做的功為﹣6J D．傳送帶對物塊做的功為6J【解答】解：A、從v﹣t圖象看出，物塊被向左運動的子彈擊穿后，先向左減速到v＝2.0m/s，以后隨傳送帶一起做勻速運動，所以傳送帶的速度方向向左，逆時針轉動，其速度2.0m/s，故A正確；B、由v﹣t圖象可得，Δv＝（4.0﹣2.0）m/s＝2m/s，Δt＝3s，物塊在滑動摩擦力的作用下做勻變速運動的加速度大小為：a＝＝m/s2，由牛頓第二定律得，滑動摩擦力：f＝μMg＝Ma，物塊與傳送帶間的動摩擦因數：μ＝0.067，故B錯誤；C、傳送帶對物塊做的功由動能定理可得：W＝Mv2﹣，代入數據得：W＝﹣6J，故C正確，D錯誤。故選：AC。三．實驗題（共7小題）29．（2023?梅州一模）某同學利用水平放置的氣墊導軌和光電門“驗證機械能守恒定律”，裝置如圖所示。已知滑塊的質量為M，鉤碼的質量為m，重力加速度大小為g。測得遮光條的寬度為d，光電門A、B之間的距離為l，滑塊通過光電門A、B的時間分別為t1、t2。（1）滑塊通過光電門A時的速度大小vA＝。（2）要驗證系統機械能守恒，需要驗證的表達式為。（3）根據實驗數據發現鉤碼重力勢能的減少量大于系統動能的增加量，是因為實驗過程中存在阻力，導致動能減少。【解答】解：（1）滑塊通過光電門A時的速度大小為：（2）滑塊通過光電門B時的速度大小為：減少的勢能為Ep＝mgl增加的動能為：要驗證系統機械能守恒，需要mgl和在誤差范圍內相等，即（3）根據實驗數據發現鉤碼重力勢能的減少量大于系統動能的增加量，是因為實驗過程中存在阻力，導致動能減少。故答案為：（1）；（2）；（3）實驗過程中存在阻力，導致動能減少30．（2023?龍泉驛區模擬）某同學用如圖1所示裝置驗證機械能守恒定律，他將質量分別為M、m的A、B兩小球用輕質無彈性細繩連接并跨過輕質定滑輪，M＞m，在B上端分布有兩個光電門，光電門中心間距是h，重力加速度g，實驗步驟如下：（1）用游標卡尺測出小球直徑d，如圖2所示，則d＝17.5mm。（2）將A球由靜止釋放，記錄B小球依次通過光電門1和光電門2的遮光時間t1和t2。（3）計算從光電門1到光電門2過程中系統動能的增量ΔEk＝系統勢能的減少量ΔEp＝（M﹣m）gh（用題中給出的物理量d，t1，t2，M，m，h，g表示）。（4）改變小球B位置，重復上述步驟，并得出結論。【解答】解：（1）游標卡尺主尺的讀數為17mm，游標最小分度為0.1mm，不需要估讀。第5條刻線和主尺刻線對齊，游標尺讀數為：5×0.1mm＝0.5mm，游標卡尺讀數為：17mm+0.5mm＝17.5mm（3）B球經過光電門1的速度為B球經過光電門2的速度為從光電門1到光電門2過程中系統動能的增量為＝系統勢能的減少量為：ΔEp＝（M﹣m）gh故答案為：（1）17.5；（3）；（M﹣m）gh31．（2023?昌平區二模）在“驗證機械能守恒定律”實驗中。（1）甲同學采用讓重物自由下落的方法驗證機械能守恒，實驗裝置如圖甲所示。下列說法正確的是CD。A．實驗前必需用天平測出重物的質量B．打點計時器應接低壓直流電源C．實驗時先通電，穩定后再釋放紙帶D．重錘釋放位置應靠近打點計時器（2）該同學選取了如圖乙所示的一條紙