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题型：多选题题类：难易度：普通

江西省萍乡市2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题

如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，弹簧的劲度系数为k，原长为l。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，铁球下落到最低点。不计空气阻力，重力加速度为g，则此过程中，下列说法正确的是（　　）

A、铁球下落到距地面高度为l时动能最大 B、铁球下落到距地面高度为 $\text{[math]}$ 时动能最大 C、弹簧弹性势能的最大值为mgx D、弹簧弹性势能的最大值为 $\text{[math]}$

举一反三

下列运动过程中，机械能近似守恒的是（　　）

如图所示，一轻质弹簧左端固定在光滑水平台面上，自然伸长时右端未到达平台边缘，平台右侧有一圆心角 $\text{[math]}$ 、半径 $\text{[math]}$ 的光滑圆弧轨道，圆弧轨道左端点与平台上表面的高度差 $\text{[math]}$ ，圆弧轨道最低点的切线水平且与水平传送带左端重合，传送带左右两端之间的长度 $\text{[math]}$ ，且以 $\text{[math]}$ 的速度逆时针方向转动。现用外力使质量 $\text{[math]}$ 的物块缓慢压缩弹簧至某位置，此时弹簧的弹性势能为 $\text{[math]}$ ，然后由静止释放物块，物块飞离平台后，恰好沿圆弧轨道左端点切线方向进入轨道。已知物块与传送带间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，物块可看作质点。求：

（1）物块进入圆弧轨道时的速度大小v；

（2）弹簧的弹性势能 $\text{[math]}$ ；

（3）物块在传送带上运动时因摩擦产生的热量Q。

2023年10月17日，伴随着集结号响起，复旦附中校运动会开幕，运动会中有很多有趣的物理应用，某学习小组对其进行了研究。

如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，一个质量为 $\text{[math]}$ 的质点在外力 $\text{[math]}$ 的作用下，从坐标原点 $\text{[math]}$ 由静止沿直线 $\text{[math]}$ 斜向下运动，直线 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 轴负方向成 $\text{[math]}$ 角（ $\text{[math]}$ ），已知重力加速度为g。

（1） $\text{[math]}$ 至少为多大？

（2）若 $\text{[math]}$ ，试定性分析质点机械能的变化情况。

如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为 $\text{[math]}$ 的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高点到达F点，AF=4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为g。（取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）

（1）求P第一次运动到B点时速度的大小；

（2）求P运动到Ｅ点时弹簧的弹性势能；

（3）改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点。G点在C点左下方，与C点水平相距 $\text{[math]}$ 、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。

用图甲所示实验装置验证 $\text{[math]}$ 组成的系统机械能守恒， $\text{[math]}$ 从高处由静止开始下落， $\text{[math]}$ 上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知 $\text{[math]}$ ，则：（g取10m/s² ，结果均保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下计数点5时 $\text{[math]}$ 的速度大小 $\text{[math]}$ {#blank#}1{#/blank#} $\text{[math]}$ ；

（2）在打点 $\text{[math]}$ 过程中系统动能的增加量为{#blank#}2{#/blank#}J，系统重力势能的减少量为{#blank#}3{#/blank#}J，由此得出的结论是：{#blank#}4{#/blank#}；

（3）若某同学作出的 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，则当地的实际重力加速度 $\text{[math]}$ {#blank#}5{#/blank#} $\text{[math]}$

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