1、2013届黑龙江哈尔滨九中高三第二次月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 关于机械能是否守恒，下列说法正确的是 A做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B做圆周运动的物体机械能可能守恒 C做变速运动的物体机械能可能守恒 D合外力对物体做功不为零，机械能一定不守恒 答案： BC 试题分析： A、做匀速直线运动的物体，受到的合外力为零，除重力做功外可能还有其他力做功，所以机械能不一定守恒， A选项错误 B、做圆周运动的物体，可能只有重力做功，物体的动能和势能总和不变，物体机械能可能守恒， B选项正确 C、做变速运动的物体，可能只受重力或只有重力做功，物体机械能可能守恒，C选项正确 D、合外力对物体做
2、功不为零，可能是重力做功，物体机械能可能守恒， D选项错误 故选 BC 考点：机械能守恒定律的条件 点评：容易题。此题易犯的错误： (1)认为物体做匀速直线运动机械能一定守恒；(2)认为合外力的功为零，机械能守恒，这都是错误的，原因是对机械能守恒定律未作深入理解，机械能守恒定律的条件是：只有重力或弹力做功，除重力与弹力以外的其他力做功的代数和为零。 如图所示，足够长的水平传送带 AB以 v1=2 m/s的速度向左匀速 运动（传送带的传送速度恒定），质量为 M=1 kg的木块以 v0=3 m/s水平向右的速度滑上传送带，木块与传送带间的动摩擦因数 =0 5；则从木块滑上传送带到离开产生的内能为
3、A 2J B 4 5J C 10 5J D 12 5J 答案： D 试题分析：在整个过程中，只有木块相对皮带滑动时才会有摩擦力，才会产生内能，由 可知木块的加速度 ，从向右滑动到速度为零，反向加速时间 ，木块向右的总位移，皮带向左的位移 ，木块相对皮带滑动的路程 ，产生的内能 ， D选项正确 故选 D 考点：皮带传动问题 点评：难题。本题关键是算出木块相对皮带的路程。 如图所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上的 P 点，已知物体的质量为 m=2 0 kg，物体与水平面间的动摩擦因数 =0 4，弹簧的劲度系数 k=200 N/m现用力 F拉物体，使弹簧从处于自然状态的 O 点由
4、静止开始向左移动 10 cm，这时弹簧具有弹性势能 Ep=1 0 J，物体处于静止状态取 g=10 m/s2，撤去外力 F后物体会向右滑动，第一次回到 O 点时的速度为 m/s,则下列说法正确的是 A物体向右滑动的距离可以达到 12 5 cm B物体向右滑动的距离一定小于 12 5 cm C物体向右滑动过程中速度等于 m/s的位置有两个 D物体到达最右端时动能为零，系统机械能也为零 答案： BC 试题分析：滑块向右滑动的过程中，开始拉力大于摩擦力，做加速运动，弹力减小，当弹力大小等于摩擦力时，速度达到最大，以后摩擦力大于弹力就做加速运动。 A、距离可以达到 12 5 cm时，系统损失的机械能等
5、于克服摩擦力做的功即，而弹簧具有弹性势能 ，应该全部损失掉，可是此时弹簧被压缩，弹性势能没有完全损失，不合题意，物体向右滑动的距离一定小于 12 5 cm， A选项错误 B、理由同 A学校， B选项正确 C、物体向右运动先加速到最大在减速到零，速度最大的位置在 O 点左侧， O点不是速度最大的位置，因此物体向右滑动过程中速度等于 m/s的位置有两个， C选项正确 D、物体到达最右端时，弹簧被压缩，有弹性势能，机械能不为零， D选项错误 故选 BC 考点：功能关系 点评：难题。此题的解题关键是弄清整个运动过程速度变化情况和最大速度的位置以及受力特点。 如图所示，一轻弹簧左端与物体 A相连，右端与
6、物体 B相连 开始时，A B均在粗糙水平面上不动，弹簧处于原长状态在物体 B上作用 一水平向右的恒力 F，使物体 A B向右运动在此过程中，下列说法中正确的为 A合外力对物体 A所做的功等于物体 A的动能增量 B外力 F做的功与摩擦力对物体 B做的功之和等于物体 B的动能增量 C外力 F做的功及摩擦力对物体 A和 B做功的代数和等于物体 A和 B的动能增量及弹簧弹性势能增量之和 D外力 F做的功加上摩擦力对物体 B做的功等于物体 B的动能增量与弹簧弹性势能增量之和 答案： AC 试题分析： A、由动能定理可知，合外力对物体 A所做的功等于物体 A的动能增量， A选项正确 B、外力 F做的功、摩
7、擦力对物体 B做的功与弹簧 弹力对物体 B做的功之和等于物体 B的动能增量， B选项错误 C、对 A、 B及弹簧组成的系统，由能的转化和守恒可知，外力 F做的功等于克服物体 A和 B的摩擦力做功、克服弹簧弹力做功和 A和 B的动能增量之和， C选项正确 D、理由同 C， D选项错误 故选 AC 考点：功能关系 点评：中等难度。此题中一定要注意做功和各能量转化之间的关系，找到哪些能量是通过那些力做功转化成了哪些能量，不要有丢失和重复。 构建和谐型节约型社会深得民心，遍布于生活的方方面面自动充电式电动车就是很好的一例，电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接当在骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行
8、时，自行车就可以连通发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来现有某人骑车以 500J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭自充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图 所示；第二次启动自充电装置，其动能随位移变化关系如图线 所示，则第二次向蓄电池所充的电能是 A 200J B 250J C 300J D 500J 答案： A 试题分析：关闭自充电装置，克服摩擦力做功动能减少，由动能定理有：，可见克服摩擦力做功与位移成正比；第二次启动自充电装置，由能量守恒有： ，由图可知 ，所以 ,A选项正确， BCD选项错误 故选 A 考点：能的转化和守恒 点评：中等难度。能量守恒的思想
9、始终贯穿整个高中的物理教学，同时也是高考的重点与热点之一运用能量守恒定律处理问题时，首先要熟悉常见的能量形式：机械能、内能、电磁能等；其次要理解常见的能量转化形式：如克服重力 (弹力 )做功由动能转化为重力 (弹性 )势能、克服阻力做功或通过碰撞由机械能转化 为内能、克服安培力做功由机械能转化为电能，再通过电流做功转化为焦耳热等，更为重要的是要认真分析题中所给出的物理过程或物理现象，仔细推敲每一个过程或现象中能量如何转化，这是分析解决问题和提高解题能力的有效途径之一 质量为 m的物体，从距地面 h高处由静止开始以加速度 a g竖直下落到地面，在此过程中 A物体的重力势能减少 mgh B物体的动
10、能增加 mgh C物体的机械能增加 mgh D物体的机械能保持不变 答案： B 试题分析： A、物体降落 重力势能减少量为： ， A选项错误 B、由动能定理可知，物体的动能增加为 ， B选项正确 C、物体机械能的增量为： ， C选项错误 D、理由同 C， D选项错误 故选 D 考点：功能关系 点评：中等难度。在解决此类问题时一定要注意：在物体下落过程中，加速度小于 g，可见受到了阻力，即阻力做了负功，机械能减少了。 如图所示，一质量均匀的不可伸长的绳索重为 G， A B两端固定在天花板上，今在最低点 C施加一竖直向下的力将绳缓慢拉至 D点，在此过程中绳索AB的重心位置将 A逐渐升高 B逐渐降低
11、 C先降低后升高 D始终不变 答案： A 试题分析：将绳缓慢拉至 D点的过程中外力对绳索做功，绳索机械能增加，重力势能增加，重心会逐渐升高， A选项正确， BCD选项错误 故选 A 考点：功能关系 点评：容易题。此类问题不能从形状上判断重心的变化，要看重心变化会影响什么物理量的变化，通过分析可以知道重心变化会引起重力势能的变化，而重力势能的变化就是机械能变化，也就是外力做功的结果。 由地面发射一颗人造卫星绕地球作匀速圆周运动，轨道半径为 r，卫星动能为 Ek。如果发射的这颗卫星匀速园周运动的半径是 2r，则下列说法中正确的是 A发射卫星所消耗的能量增大 B卫 星在轨道上的动能增大为 2Ek C
12、卫星在轨道上的动能减小为 D卫星在轨道上的机械能增大 答案： ACD 试题分析： A由地面发射人造卫星，轨道半径越大克服引力做功越多，发射卫星所消耗的能量越大， A选项正确 B、人造卫星绕地球作匀速圆周运动，万有引力提供向心力则： 及得 ，所以卫星在轨道上的动能减小为 ， B选项错误 C、理由同 B， C选项正确 D、发射卫星的轨道半径增大所消耗的能量增大，所以卫星在轨道上的机械能增大， D选项正确 故选 ACD 考点：对卫星运动规律的理解 点评：中等难度。卫星在轨道上运行时，卫星的轨道可视为圆形，这样卫星受到的万有引力提供了卫星做圆周运动的向心力动能规律： 可见相同质量的卫星在不同轨道上卫星
13、的动能不同，且 r越大， 越小；势能、总能量规律：相同质量的卫星，在不同轨道上的势能，总能量不同，在 r越大的轨道上，卫星的势能越大，总能量越大。 在 2009年 10月全运会上，跳水运动员从 10米高处的跳台跳下，设水的平均阻力均为运动员体重的 3倍，在粗略估算中，把运动员当作质点处理，为了保证运动员的人身安全，池水深度至少为 A 1m B 3m C 5m D 7m 答案： C 试题分析：设跳台高为 H，水深为 h由动能定理有： ，所以， ， C选项正确， ABD选项错误 故选 A 考点：动能定理的应用 点评：容易题。应用动能定理可以不必细分过程，但对每一个过程要分清哪些力做功，哪些力不做功
14、，哪些力做正功，哪些力做负功，做了多少功，还要明确初、末状态的动能。 将一质量为 m的小球以初速度 v0从倾角为 的斜坡顶向外水平抛出，并落在斜坡上，那么当它击中斜坡时重力做功的功率是 A 2mgv0tan B mgv0tan C 2mgv0cot D mgv0cot 答案： A 试题分析：重力做功的功率： ，设小球落在斜坡上时速度与水平方向夹角为 则有， ，由平抛运动的推论有， ，所以， A选项正确， BCD选项错误 故选 A 考点：瞬时功率的计算 点评：中等难度。利用公式 计算功率时， 为平均速度则 P为平均功率， 为瞬时速度则 P为瞬时功率，不仅要注意其中的 表示的是瞬时速度还是平均速度
15、，还要注意找准力 F与速度 之间的夹角 ，针对性地列式求解功率。 如图所示，物体受到两个水平恒力 F1和 F2作用， F1和 F2互相垂直，物体沿光滑水平面从 A点运动到 B点的过程中，位移为 s， AB连线与 F1间的 夹角为 ，则下面关于外力做的功的表达式一定正确的是 A（ F1 F2） s B F1scos F2ssin C s D F1ssin F2scos 答案： B 试题分析： A、 、 对物体所做总功： ，为 与位移 s的夹角， A选项错误 B、 对物体做功为： ， 对物体做功为： ，所以 、对物体所做总功为 ， B选项正确 C、理由同 A选项， C选项错误 D、理由同 B选项，
16、 D选项错误 故选 B 考点：合力对物体做功的计算 点评：容易题。计算合力对物体做功有两种方法， (1)合力做的功等于各力做功的代数和即 ； (2)先求出物体受到的合力 再由求解，但应注意 应为合力与位移 的夹角 在运动过程中保持不变 为了探究能量转化和守恒，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固定在罐盖和罐底上，如图所示 让该装置从不太陡的斜面上 A处滚下，到斜面上 B处停下，发现橡皮筋被卷紧了，接着铁罐居然能从 B处自动滚了上去下列关于该装置能量转化的判断正确的是 A从 A处滚到 B处，主要是重力势能转化为动能 B从 A处滚到 B处，主要是弹性势能转化为动能 C从 B处
17、滚到最高 处，主要是动能转化为重力势能 D从 B处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能 答案： D 试题分析： A、铁罐从不太陡的斜面上 A处滚下，到斜面上 B处停下， A处与B处动能相同，重力势能减少，橡皮筋被卷紧了橡皮筋的弹性势能增加，即从A处滚到 B处，主要是重力势能转化为弹性势能， A选项错误 B、理由同 A选项， B选项错误 C、从 B处滚到最高处，重力势能增加，橡皮筋的弹性势能减少，即橡皮筋的弹性势能转化为重力势能， C选项错误 D、理由同 C选项， D选项正确 故选 D 考点：能量转化和守恒定律的理解 点评：容易题。对能量守恒定律的理解要抓住 “转化 “转移 ”“总量不变 几
18、个关键词语某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 实验题 物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了 “探究重力做功和物体动能变化间的定量关系 ”，我们提供了如图的实验装置 （ 1）某同学根据所学的知识结合该图设计一个本实验情景的命题： 如图所示，设质量为 m（已测定）的小球在重力 mg 作用下从开始端自由下落，测出小球下落至光电门时发生的 _ _和通过光电门时的_ _，试探究外力做的功 _ _ 与小球动能变化量_ _的定量关系（请在 空格处填写物理量的名称和对应符号；在 空格处填写数学表达式） （ 2）某同学根据上述命题进行如下操作并测出
19、如下数字（在计算过程中 g取10 m/s2，所有计算结果均保留三位有效数字） 用天平测定小球的质量为 0 50 kg； 用游标尺测出小球的直径为 10 0 mm； 用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为 80 80 cm； 电磁铁先通电，让小球 _； _，小球自由下落； 在小球经过光电门时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为 2 5010-3 s，由此可算得小球经过光电门时的速度为_m/s； 计算得出重力做的功为 _ J，小球动能变化量为 _J。 （ 3）试根据在（ 2）条件下做好本实验的结论：_ 答案： (1)位移 x 速度 v mgx (2) 吸在开始端 电磁铁断电 4.00 4.0
20、4 4.00 (3)在误差允许范围 内，重力做的功与物体动能的变化量相等 试题分析：（ 1）本题计算减少的重力势能需要测出小球下落至光电门时发生的位移 x；计算小球的动能需要测出小球通过光电门时的速度 v；重力就是外力，做功为 mgx；小球动能变化量为 。 （ 2） 中，小球从开始端释放，应该先吸在开始端； 中电磁铁断电，小球才能下落； 中重力做的功 mgx=4.00J，小球动能变化量 （ 3）重力做的功 mgx=4.00J和小球动能变化量 在数值上很接近，结论为：在误差允许范围内，重力做的功与物体动能的变化量相等 考点：验证机械能守恒 点评：容易题。本实验速度不能用 或 计算，因为只要认为加
21、速度为 g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用口 计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的错误结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算同样的道理，重物下落的高度 h，也只能用刻度尺直接测量，而能用或 计算得到 计算题 （ 11分）车在水平专用测试道上进行测试，该车总质量为 m 1103 kg，由静止开始沿水平测试道运动传感设备记录其运动的速度时间图象（ v-t图象）如图所示该车运动中 受到的摩擦阻力（含空气阻力）恒定，且摩擦力与车对路面压力的比值为 0 2赛车在 0 5 s的 v-t图线为直线， 5 s末达到该车发动机的额定牵
22、引功率并保持该功率行驶，在 5 s 50 s之间，赛车的 v-t图线是一段曲线， 50 s以后为直线 g取 10 m/s2， 求：（ 1）该车发动机牵引力的额定功率 P （ 2）该车行驶中的最大速度 vm （ 3）该车出发后，前 50 s内的位移 x 答案： (1) (2) 60 m/s (3) 1950m 试题分析： (1)由题图可知，赛车在 0 5 s内 (t1 5 s)做匀加速直 线运动， 5 s末的速度是 v 20 m/s 由 得 1 根据牛顿第二定律得： F-f ma 1 又 P Fv 1 可求得 1 (2)当赛车匀速运动时速度最大， 此时 而由 1 可得： 1 (3)赛车在 0 5
23、 s内发生的位移为 1 设赛车在 5 s 50 s内 ( )发生的位移为 由动能定理得： 2 解得： 1 900 m 1 所以前 50 s内的位移 : 1 考点：汽车启动问题 点评：中等难度。汽车启动问题有几个关键点，一是匀加速最后时刻达到额定功率；二是达到额定功率至到达最大速度前可用动能定理求位移；三是速度最大时牵引力大小等于阻力大小。 （ 10分）以初速为 v0，射程（水平距离）为 s的平抛运动轨迹制成一光滑轨道。一物体由静止开始从轨道顶端滑下，当其到达轨道底部时，物体的速率为多大？其水平方向的速度大小为多少？ 答案： 试题分析：根据平抛运动规律，水平方向： ， 1 竖直方向： h ， 1
24、 当物体由静止开始从轨道顶端滑下到达底端的过程， 由动能定理： ， 2 得到达轨道 底部速率 1 平抛运动落地时竖直速度 ， 1 落地速度与水平方向的夹角为 满足： cos ， 1 在轨道底部时水平方向的速度大小为 v2 v1cos， 1 解得 2 考点：平抛运动、机械能守恒 点评：中等难度。本题根据平抛运动规律算出下降高度，由机械能守恒算出落地速度，运动的分解算出分速度。 （ 15分）如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部 AB是一长为 2R的竖直细管，上半部 BC 是半径为 R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向， AB管内有一原长为 R下端固定的轻质弹簧。投饵时，每次总将弹
25、簧长度压缩到 0 5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去。设质量为 m的鱼饵到达管口 C时，对管壁的作用力恰好为零。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为 g。 求： 质量为 m的鱼饵到达管口 C时的速度大小 v1； 弹簧压缩到 0 5R时的弹性势能 Ep； 已知地面与水面相距 1 5R，若使该投饵管绕 AB管的中轴线 OO在 90o角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在 2m/3 到 m之间变化，且均能落到水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积 S是多少？ 答案： (1
26、) (2) 3mgR (3) 或 试题分析：（ 1）质量为 m的鱼饵到达管口 C时做圆周运动的向心力完全由重力提供， 则 mg = 1 解得 v1 = 1 （ 2）弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有 2 解得 1 （ 3）不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为 m的鱼饵离开管口 C后做平抛运动，设经过 t时间落到水面上，离 OO的水平距离为 x1，由平抛运动规律 有 4.5R = ， 1 ， 1 解得 1 当鱼饵的质量为 时，设其到达管口 C时速度大小为 ，由机械能定律有 2 解得 质量为 的鱼饵落到水面上时，设离 OO的水平距离为 x2， 则 1 解得 1 鱼
27、饵能够落到水面的最大面积 S = 2 1 考点：机械能守恒、平抛运动规律 点评：中等难度。本题中弹性势能每次都是一样的，质量不同的鱼食从管口射出时的速度不一样，落点就不一样，是个范围，求出最大值和最小值，两个面积差就是所求面积。 （ 12 分）如图所示，倾角为 的斜面上只有 AB 段粗糙，其余部分都光滑，AB段长为 3L有若干个相同的小方块（每个小方块视为质点）沿斜面靠在一起，但不粘接，总长为 L将它们由静止释放，释放时下端距 A为 2L当下端运动到 A下面距 A为 L/2时物块运动的速度达到最大 （ 1）求物块与粗糙斜面的动摩擦因数； （ 2）求物块停止时的位置； （ 3）要使所有物块都能通
28、过 B 点，由静止释放时物块下端距 A 点至少要多远？ 答案：（ 1） 2tan (2) 物块的下端停在 B端 (3) 3L 试题分析： (1)当整体所受合外力为零时，整体速度最大，设整体质量为 m，则 2 得 2tan 1 (2)设物块停止时下端距 A点的距离为 x，根据动能定理 2 解得 x 3L 1 即物块的下端停在 B端 1 (3)设静止时物块的下端距 A的距离为 s，物块的上端运动到 A点时速度为 v，根据动能定理 2 物块全部滑上 AB部分后，小方块间无弹力作用，取最上面一块为研究对象，设其质量为 ，运动到 B点时速度正好减到 0，根据动能定理 2 得 s 3L 1 考点：动能定理的应用 点评：难题。物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程 (如加速、减速的过程 )，此时可以分段考虑。本题涉及变力做功，且是随位移均匀变化的，所以可以用算术平均值求变力的功。
