高三物理阶段考试测试试卷3（机械能及守恒定律）[上学期]

高三物理阶段考试测试试卷3
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共150分考试用时120分钟
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．
1．关于作用力和反作用力对系统做功，下列说法不正确的是（ 　 ）
A．作用力和反作用力对发生相互作用的系统做功之和一定为零
B．作用力与反作用力做功的大小可以不相等
C．一对静摩擦力对系统做功为零
D．一对滑动摩擦力对系统一定做负功
2．质量为m的物体，在距地面为h的高处，以g/3的恒定加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中不正确的是 （ ）
A．物体的重力势能减少mgh/3 B．物体的机械能减少2mgh/3
C．物体的动能增加mgh/3 D．重力做功mgh
3．测定运动员体能一种装置如图1所示，运动员质量为m1，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮质量及摩擦），下悬一质量为m2的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速率v匀速向右运动。下面是人对传送带做功的四种说法，其中正确的是（ ）
A．人对传送带做功
B．人对传送带不做功
C．人对传送带做功的功率为m2gv
D．人对传送带做功的功率为(m1+m2)gv
4．如图2所示，一轻弹簧左端固定在长木板m2的左端，右端与小木块m1连接，且m1、m2及m2与地面之间接触面光滑，开始时m1和m2均静止，现同时对m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2，从两物体开始运动以后的整个过程中，对m1、m2和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（ ）
A．由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒
B．由于F1、F2分别对m1、m2做正功，故系统动能不断增加
C．由于F1、F2分别对m1、m2做正功，故系统机械能不断增加
D．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m1、m2的动能最大
5．两相同的物体A和B, 分别静止在光滑的水平桌面上, 由于分别受到水平恒力作用. 同时开始运动. 若B所受的力是A的2倍, 经过一段时间后, 分别用WA、IA和WB、IB表示在这段时间内A和B各自所受恒力做的功和冲量的大小,则有（ ）
A． WB=2WA, IB=2IA B．WB=4WA, IB=2IA
C． WB=2WA, IB=4IA D．WB=4WA, IB=4IA
6．竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道，如图3所示，A、M、B三点位于
同一水平面上，C、D分别为两轨道的最低点，将两个相同的小球分别从A、B处同
时无初速释放，则 （ ）
A．通过C、D时，两球的速度大小相等；
B．通过C、D时，两球的机械能大小相等；
C．通过C、D时，两球的加速度大小相等；
D．通过C、D时，两球对轨道的压力大小相等；
7．从地面某高度处以初速度v0平抛一物体, 已知物体落地时的速度方向与竖直方向的夹角为。若忽略空气阻力的影响, 取地面处为重力势能零点,则抛出时物体的动能与重力势能之比为（ ）
A． 　 　B． 　　 C． 　　 D．
8．一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，在t0时刻撤去力F，其v-t图象如图4所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则下列关于力F的大小和力F做的功W的大小关系式，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．如图5所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，
在A处固定质量为2m的小球，B处固定质量为m的小球，支
架悬挂在O点，可绕O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转
动，开始时OB与地面垂直，放手开始运动，在不计任何阻力
的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．A球到达最低点时速度为零
B．A球机械能减少量等于B球机械能增加量
C．B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度
D．当支架从左向右回摆时，A球一定能回到其始高度
10．足够长的传送带以v匀速传动，一质量为m的小物块A由静止轻放于传送带上，若小物体与传送带之间的动摩擦因数为，如图6所示，当物体与传送带相对静止时，转化为内能的能量为（ 　）
A．　　　B． C．　　　D．
高三物理阶段考试测试答案卷3
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
第Ⅱ卷（非选择题 共110分）
二、本题共2小题，共20分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．
11．（4分）利用自由落体做验证机械能守恒定律的实验时，有下列器材可供选择：①铁架台；②打点计时器；③复写纸：④低压直流电源；⑤天平；⑥秒表；⑦导线；⑧纸带，其中实验中不必要的器材是(填序号) ；除上述器材外还差的器材是 　　　 、 　　　　 、 　　　　　 。
12．（8分）若已知打点计时器的电源频率为50Hz、当地的重力加速度为g=9.8m／s2，重物质量为m kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图7所示，其中O为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，由图中数据，可知重物由0点运动到B点重力势能减少量
= 　　 J，动能增量= 　 J，产生误差的原因是 　　 。
13．（8分）如图8所示，水平桌面上有斜面体A、小铁块B。斜面体的斜面是曲面，由其截面图可以看出曲线下端的切线是水平的。现提供的实验测量工具只有：天平、直尺。其他的实验器材可根据实验要求自选。请设计一个实验，测出小铁块B自斜面顶端由静止下滑到低端的过程中，小铁块B克服摩擦力做的功，要求：
（1）简要说明实验中需测量的物理量。
（2）简要说明实验步骤。
（3）写出实验结果的表达式。（重力加速度g已知）
三、本题共6小题，满分90分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14．（14分）一辆汽车质量为m，从静止开始起动，沿水平面前进了s米后，就达到了最大行驶速度vm，设汽车的牵引功率保持不变，所受阻力为车重的k倍。求：
(a)汽车的牵引力功率。
(b)汽车从静止到开始匀速运动所需的时间(提示：汽车以额定功率起动后的运动不是匀加速运动，不能用运动学公式求解)。
15．（15分）半径R=20cm的竖直放置的圆轨道与水平直轨道相连接。如图9所示。质量为m=50g的小球A以一定的初速度由直轨道向左运动，并沿圆轨道的内壁冲上去，如果A经过N点时的速度=4m/s,A经过轨道最高点M时对轨道的压力为0.5N，取g=10m/s2．
求：小球A从N到M这一段过程中克服阻力做的功W．
16．（15分）如图10所示，在高15m的光滑平台上有一个质量为2kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧，当烧断细线时。小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60°角。求弹簧被压缩时具有的弹性势能．
(g = 10m/s2)

17．（15分）一辆质量为5×103kg的汽车，额定功率为60kW,现让汽车保持60kW的功率的水平路面上从静止开始运动，运动中汽车所受阻力恒为车重的0.1倍，求：
（1）启动后0.5s内牵引力做的功； （2）汽车的加速度为1m/s2时汽车的速度；
（3）汽车的加速度为10m/s时汽车的加速度；
（4）汽车行驶能达到的最大速度（g = 10m/s2）
18．（15分）一劲度系数k = 800N/m的轻质弹簧两端分别连接着质量均为12kg的物体A、B,将他们竖直静止在水平面上，如图11所示，现将一竖直向上的变力F作用A上，使A开始向上做匀加速运动，经0.4s物体B刚要离开地面，求：（设整个过程弹簧都在弹性限度内，取g = 10m/s2）
(1)此过程中所加外力F的最大值；
(2)此过程中力F所做的功
19．（16分）如图12，长木板ab的b端固定一档板，木板连同档板的质量为M=4.0kg，a、b间距离s=2.0m。木板位于光滑水平面上。在木板a端有一小物块，其质量m=1.0kg，小物块与木板间的动摩擦因数，它们都处于静止状态。现令小物块以初速沿木板向前滑动，直到和档板相撞。碰撞后，小物块恰好回到a端而不脱离木板。求碰撞过程中损失的机械能。
高三物理阶段考试测试答案3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ａ
Ａ
ＡＣ
Ｄ
Ｂ
ＢＣＤ
Ｃ
Ｄ
ＢＣＤ
Ｄ
11. ④⑤⑥;重锤、毫米刻度尺、低压交流电源
12. 7.62m, 7.59m；；阻力存在。
13．（1）斜面高度H，桌面到地面的高度h，O到P的距离s，小铁块B的质量m。
（2）①.用天平测出B的质量m；②.如图所示安装实验器材，地面铺白纸、复写纸并用胶带粘牢；③.用手按住斜面A，让B从斜面顶端由静止滑下，记录落地点P1；④.重复③的步骤五次，找出平均落地点P；⑤.用直尺测出图中的H，h，s；⑥.实验结束，整理器材。
（3）Wf=mgH－mgs2/4h
14．设功率为P P=F引Vm 匀速时F引=kmg P= kmgVm-
Pt= 而f= kmg t=
15．解析：小球运动到M点时，速度为,轨道对球的作用力为N，由向心力公式可得：
N+mg= 0.5+0.05×10=0.05× =2m/s
从N到M点由动能定理： -mg
Wf=
Wf=0．1J
16．小球落地时的竖直速度 ，小球落地时的水平速度即离开弹簧时的速度： ，由机械能守恒定律可知，原来被压缩时的弹性势能，应等于小球离开弹簧时的动能．即：
17．(1)W = Pt = 60×103×0.5 = 3×104J
(2)汽车所受阻力f = 0.1mg = 0.1×5×103×10=5×103N
汽车的加速度为1m/s时，设牵引力为F
∴F–f = ma F= f + ma=(5×103+1×5×103)=1.0×104N
此时速度υ=P/F=60×103/1.0×104=6m/s
(3)汽车的速度为10m/s时，加速度为
(4)汽车速度最大时,合力为零,牵引力的大小等于阻力,
∴汽车的最大速度为υ0=P/f=
18．(1)t = 0时,A所受重力与弹力平衡,此时弹簧的压缩量为x1,因为kx1=mg
所以x1=mg/k=0.15m
t = 0.4s时,B受地面支持力为零,此时弹簧的伸长量为x2,因为kx2=mg
所以x2=mg/k=0.15m
匀加速运动的位移为:x1+x2,则a=2(x1+x2)/t2=2×0.3/0.42=3.75m/s2
当外力F最大时，即B刚离地时，
(2)过程末了时刻A的速度
在A上升的过程中,弹簧先由压缩 的状态变化为伸长 .在上升x1阶段，弹力对A作正功,在上升x2阶段弹力对A作负功，由对称性可知,在上升阶段弹力所作功的代数和为零,由动能定理有：
19．设木块和物块最后共同的速度为v，由动量守恒定律：
①
设全过程损失的机械能为E， ②
用s1表示从物块开始运动到碰撞前瞬间木板的位移，W1表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功。用W2表示同样时间内摩擦力对物块所做的功。用s2表示从碰撞后瞬间到物块回到a端时木板的位移，W3表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功。用W4表示同样时间内摩擦力对物块所做的功。用W表示在全过程中摩擦力做的总功，则
W1= ③ W2= ④
W3= ⑤ W4= ⑥
W=W1+W2+W3+W4 ⑦
用E1表示在碰撞过程中损失的机械能，则
E1=E－W ⑧
由①—⑧式解得
⑨
代入数据得
E1=2.4J ⑩