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湖北省松滋市第一中学2025-2026学年高一下学期3月模拟物理试题（机械能）
一、单选题
1．如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点正下方P点。小球在水平拉力F的作用下，从P点缓慢地移动到Q点。重力加速度取g，则该过程中（ ）
A．拉力F先增大后减小 B．拉力F先减小后增大
C．拉力F做的功为 D．拉力F做的功为
2．一质量为m的汽车沿平直的公路由静止开始启动，通过计算机描绘了汽车牵引力的功率关于时间的变化规律，整个过程中汽车所受的阻力为f，时刻汽车达到额定功率。已知汽车启动瞬间的牵引力为，时汽车的速度刚好达到最大。则下列说法正确的是（ ）
A．时间内，汽车的加速度逐渐增大 B．时间内，汽车的加速度保持不变
C．汽车的最大速度为 D．时间内，汽车的位移为
3．链球运动员掷出的链球（忽略链子的质量，不计空气阻力）在空中的运动可视为斜上抛运动。链球在空中运动过程中，其总的机械能E、重力势能（以地面为零势能面）、动能随链球离地高度h变化的图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．现有轻质细绳AB、BC以及轻质弹簧CD，在竖直面内按照如图所示的方式连接，其中A、D两点固定于竖直墙上，1、2为两个可视为质点的小球，质量均为m，绳AB、弹簧CD与竖直方向的夹角均为30°，且绳AB长为L，绳BC沿水平方向。已知重力加速度为g，忽略一切阻力，下列说法不正确的是（　　）
A．剪断绳子前，绳AB与弹簧CD中的弹力大小相等且为
B．剪断绳子BC瞬间，小球1的加速度大小为
C．剪断绳子AB瞬间，小球1的加速度大小为
D．剪断绳子BC后，小球1摆动到竖直面最低点时速度大小为
5．如图所示，被称为“空中电站”的S1000型涵道式浮空风力发电系统于2025年首次稳定悬停于高空并顺利发电。有风时，风吹叶片转动形成的圆面与风向垂直且半径为，通过此圆面空气动能的20%转化为电能。已知某段时间内该区域空气的密度为，该系统的发电功率为，则风速的大小为（　　）
A． B． C． D．
6．图所示，粗糙的斜面abcd是宽为L、长为的长方形，其倾角为，把质量为m的物块放置在c点，给物块一个由c指向a的初速度v0，同时给物块一个沿着斜面的拉力F（为未知量），物块沿着ca匀速运动到a，已知物块在运动过程中滑动摩擦力等于重力的0.6倍，重力加速度为g，，，下列说法不正确的是（ ）
A．物块与斜面间的动摩擦因数为0.6
B．物块与斜面间的摩擦生热为1.2mgL
C．F与bc的夹角为30°
D．F的大小为
7．如图所示，一个劲度系数为100N/m的轻弹簧下端连接在倾角为53°的光滑斜面底端，弹簧上端连接物体P，物体P通过平行于斜面的轻绳绕过定滑轮O与套在光滑竖直杆上的小圆环Q相连，竖直杆上的点A与滑轮等高，点A与小滑轮间的距离为0.6m。一开始通过外力使小圆环Q静止在B点，A、B间距离为0.8m，此时轻绳的拉力大小为60N。现将小圆环Q由静止释放，弹簧始终在弹性限度内。已知物体P的质量为5kg，小圆环Q的质量为1kg，重力加速度大小取，，。小圆环Q从B点上升至A点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．弹簧的弹性势能变小
B．小圆环Q上升至A点时的速度大小为
C．细线拉力对Q做的功为16J
D．物体P的机械能减少了8J
二、多选题
8．固定在水平地面上的斜面顶端有一轻质定滑轮，一不可伸长的轻绳绕过定滑轮并连接滑块a、b，如图所示。将滑块a置于斜面顶端时，滑块b与地面接触且轻绳伸直。现释放滑块a，在滑块b由地面上升到斜面顶端等高处的过程中，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．重力对滑块a做的功等于滑块a动能的增加量
B．轻绳对滑块b做的功大于滑块b动能的增加量
C．滑块a机械能的减少量等于滑块b机械能的增加量
D．滑块a重力势能的减少量等于滑块a、b总动能的增加量
9．如图甲所示，长木板A静置于光滑的水平面上，质量m=2kg的小滑块B（可视为质点）以某一初速度滑上A的左端，从B滑上A开始计时，B相对A的速度随时间t的变化如图乙所示，已知B恰好未从A上滑出，达到共速的过程中B的位移大小是A的位移大小的4倍，g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．长木板的长度为0.5m
B．A、B之间的动摩擦因数为0.1
C．达到共速的过程中A的动能增加了J
D．若仅使滑块B的初速度增加，则B仍不会从A上滑出
10．一光滑轨道由水平部分和竖直圆周部分组成，圆轨道半径为R。水平轨道左端连接一轻弹簧，第一次质量为m的小球在水平轨道上被压缩的弹簧弹出后，在轨道上运动时最高只能到达离水平轨道高度为的位置。若保持每次弹射前的弹簧压缩量与第一次相同，改变小球的质量，要保证小球被弹簧弹出后在圆轨道上运动时不会从轨道上脱落，则小球的质量可能是（　　）
A． B． C． D．
三、实验题
11．利用图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验；
(1)实验操作步骤如下，请将第二步补充完整：
第一步：按实验要求安装好实验装置；
第二步：使重物靠近打点计时器，接着__________，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
A．先接通电源后释放纸带 B．先释放纸带后接通电源
第三步：如图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离、、…
(2)为了验证下落OB段过程重物的机械能是否守恒，若重物的质量为m，打点计时器所使用交流电的频率为f，重力加速度为g，则重物重力势能的减少量为__________，动能的增加量为__________。（用题中所给的符号来表示）
(3)若同学在某次实验得到的纸带如图3所示。在测量数据时不慎将上述纸带从OA之间扯断，她仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？__________（选填“能”或“不能”）；
12．利用如图甲所示的装置探究轻弹簧的弹性势能。弹簧的左端固定，右端与小滑块接触但不连接，小滑块位于桌面边缘时弹簧恰好处于原长。向左推小滑块移动距离s后，由静止释放，小滑块向右移动离开桌面落到水平地面上。测出桌面到地面高度h，桌边到小滑块落地点的水平距离x。重力加速度为g，忽略空气阻力的影响，则：
(1)若改变滑块的质量m，仍将弹簧压缩s后由静止开始释放滑块，测出不同滑块离开桌面后的水平距离x，作的关系图像如图乙所示。图像的斜率为k，与纵轴的截距为b，则弹簧压缩s时的弹性势能为_________；
(2)本实验中滑块与桌面间动摩擦因数为_________，（用h、k、s、b等物理量表示）桌面有摩擦对计算弹簧的弹性势能结果_________（选填“有影响”或“无影响”）。
四、解答题
13．如图，航模试验时小船A在水面上失去动力，某同学在岸上通过电动机用跨过光滑定滑轮的轻绳把A沿水平直线拖向岸边，A的水平甲板上有一货箱B，A和B始终保持相对静止。已知A和B的质量均为m，电动机的输出功率恒为P，A经过c处时速度大小为v0，经过d处时B受到甲板的静摩擦力大小为f，A受水面的阻力忽略不计，求：
(1)小船在d处的加速度大小a；
(2)小船在d处的速度大小v；
(3)小船从c运动到d所用的时间t。
14．如图所示，竖直面内光滑圆弧轨道最低点C与水平面平滑连接，圆弧轨道半径为R，圆心角60°，水平面上B点左侧光滑，右侧粗糙。一根轻弹簧放在水平面上，其左端连接在固定挡板上，右端自由伸长到B点。现将质量为m的物块放在水平面上，并向左压缩弹簧到位置A，由静止释放物块，物块被弹开后刚好不滑离圆弧轨道，物块与BC段间的动摩擦因数为0.5，BC段的长度也为R，重力加速度为g，物体视为质点。求：
(1)物块运动到圆弧轨道C点时，轨道对物块的支持力大小；
(2)物块最终停下的位置离C点的距离；
(3)调整弹簧的压缩量，物块由静止释放恰能到达与O点等高的高度，则弹簧的最大弹性势能为多大。
15．一工厂运送产品的示意图如图甲所示，水平传送带AB长L0=2.5m、顺时针转动的速度大小v0=4m/s，在B点与长度为L1=1.6m、倾角为θ（sinθ=0.3）的斜面BC平滑连接，斜面在C点与长L2=6.9m的水平轨道CD平滑连接。一质量m=20kg可视为质点的产品无初速度地放于A处，恰好能到达C处，在C处施加一拉力后到达D处进行质检，产品与AB、CD间的动摩擦因数分别为μ0=0.4、μ=0.2。不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求产品在AB上运动的时间t；
(2)求产品在BC上运动受到的摩擦力大小f；
(3)若在C处没有对产品施加拉力，产品将沿BC返回，求产品在BC上运动的总路程；
(4)若在C处对产品施加与CD方向成α=37°角的斜向上拉力F，F大小与产品在CD上运动的位移的关系如图乙所示，已知sin37°=0.6，求当产品到达x=6.9m的D处时的速度大小。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C D C B A C BC AC AD
11．(1)A
(2)
(3)能
12．(1)
(2) 无影响
13．(1)
(2)
(3)
14．(1)
(2)R
(3)
15．(1)1.125s
(2)40N
(3)4m
(4)0
【详解】（1）产品在AB上加速过程，有，，
因，所以产品在AB上将继续做匀速运动，匀速运动所用时间为
所以
（2）产品在BC上运动，有，
解得
（3）产品在BC上每次下滑到B处经传送带减速再加速回到B处时的速度大小不变，最终停在B处，在BC上运动的全过程，有
解得
（4）在极短位移内，摩擦力为
由动能定理有
即
将上式求和得
由图像得
解得

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