高一物理（人教版）必修2第七章机械能守恒定律单元练习（word版含答案）
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| 名称 | 高一物理（人教版）必修2第七章机械能守恒定律单元练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 608.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-01 07:06:35 | ||
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文档简介
高一物理（人教版） 必修2 第七章机械能守恒定律 单元练习
一、多选题
1．如图所示，一小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为θ，物块与斜面间的动摩擦因数μ＞tanθ。下列图中表示物块的速度v、加速度a、动能Ek及所受摩擦力Ff随时间t变化的图线（以初速度v0的方向为正方向）中可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
2．把皮球从地面以某一初速度竖直上抛，经过一段时间后皮球又落回抛出点，上升最大高度的一半处记为A点，以地面为零势能面．设运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比，则（ ）
A．皮球上升过程中的克服重力做功大于下降过程中重力做功
B．皮球上升过程中重力的冲量大于下降过程中重力的冲量
C．皮球上升过程与下降过程空气阻力的冲量大小相等
D．皮球下降过程中重力势能与动能相等的位置在A点下方
3．静止在粗糙水平地面上的物块(视为质点)在水平拉力作用下向右运动，经过一段时间后撤去拉力．物体在整个运动过程中的速度的二次方随位移的变化规律如图所示．已知物块的质量为2kg，取g＝10m/s2．下列说法正确的是 ( )
A．拉力作用的时间为3s
B．物块运动过程的平均速度大小为9m/s
C．物块与地面间的动摩擦因数为0.6
D．拉力做的功为36J
4．某人用手将1Kg物体由静止向上提起1m，这时物体的速度为2m/s（g取10m/s2），则下列说法正确的是（ ）
A．手对物体做功12J B．合外力做功2J
C．合外力做功12J D．物体克服重力做功2J
二、单选题
5．目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为早日实现无人驾驶，某公司对汽车性能进行了一项测试，让质量为m的汽车沿一山坡向上或向下直线行驶。测试中发现，下坡时若只关掉油门，则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率P上坡，则从静止启动做加速运动，发生位移s时速度刚好达到最大值vm。设汽车在上坡和下坡过程中所受的由各种摩擦引起的总阻力大小恒定，下列说法正确的是（ ）
A．关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能守恒
B．上坡过程中，汽车牵引力逐渐增大
C．上坡过程中，汽车速度由增至，所用的时间大于
D．上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度vm所用时间等于
6．通过物理学习，判断下列说法正确的是（ ）
A．重力做功与路径无关，做正功时物体的重力势能必增大
B．做匀速圆周运动的物体所受合外力等于向心力，保持恒定
C．做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度和加速度均为零
D．火车拐弯时的轨道外高内低
7．全球最大水平臂上回转自升塔式起重机的开发和应用，意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从t=0时刻由静止开始提升质量为m的物体，其所受合外力随时间变化的图像如图所示，内起重机的功率为额定功率，不计物体受到的空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．物体匀加速阶段的加速度为
B．和时间内牵引力做的功之比为
C．时刻物体正在减速上升
D．阶段牵引力所做的功为
8．小球以v0=6m/s的速度从斜面中间滑上足够长的光滑斜面沿斜面向上滑行，已知小球在斜面上运动的加速度大小为，当小球速度大小减小为3m/s时则（ ）
A．小球运动可能时间为2s
B．小球运动可能时间为 5s
C．小球运动位移可能为11.25m
D．小球运动路程可能为 11.25m
9．如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动，通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示。取。则（ ）
A．物体的质量 B．物体与水平面间的动摩擦因数
C．第内物体克服摩擦力做的功 D．前内推力F做功的平均功率
10．下列说法正确的是（ ）
A．由于功有正负，所以功是矢量
B．某物体所受合力做功为零，则每个力做功均为零
C．做自由落体运动的物体，重力做正功
D．由功率表达式可知，功率P与做功W成正比，与做功时间t成反比
11．关于功的概念，下列说法正确的是（ ）
A．物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多
B．由于功有正负，所以功是矢量
C．摩擦力一定对物体做负功
D．摩擦力可以对物体做正功
12．一小球在空中从t=0时刻开始做自由落体运动，如图所示，以地面为参考平面，关于小球速率v、重力的瞬时功率P、小球的动能和重力势能随时间t变化的图像正确的是（ ）
A． B． C． D．
13．细长轻绳下端悬挂一小球A构成单摆，在悬挂点O正下方摆长处有一能挡住摆线的钉子P，如图所示，现将单摆向右方拉开一个小角度（），t=0时刻无初速度释放。不计一切阻力。下列描述释放后小球的机械能E、绳中拉力的冲量大小I、速度的大小v、离开平衡位置的位移大小x随时间t变化的关系图线中，可能正确的有（ ）
A． B．
C． D．
14．随着我国探月三步走计划的实现，将来有一天你会成功登上月球。如果你在月球上用手竖直向上抛出一个小铁球，由下列已知条件能求出你对小铁球所做功的是（ ）
A．卫星绕月球运动的周期T和轨道半径r及小铁球的质量
B．卫星绕月球运动的线速度v和轨道半径r及小铁球上抛的最大高度
C．卫星绕月球运动的角速度ω和轨道半径r及月球的半径、小铁球的质量和上抛的最大高度
D．卫星绕月球运动的角速度ω和轨道半径r及月球的质量和上抛的最大高度
15．下面说法正确的是（ ）
A．因为物体做圆周运动，所以才产生向心力
B．因为物体受到向心力，所以使物体不断改变运动的方向而做圆周运动
C．因为向心力的方向与线速度的方向垂直，所以向心力对做圆周运动的物体不做功
D．向心力是圆周运动物体所受的合力
三、实验题
16．在“探究功与速度变化的关系”的实验中，某学习小组在实验室组装了如图甲所示的装置，他们选用的砝码质量为m，称得小车的质量为M，把纸带连在小车上，细线跨过滑轮并挂上砝码，让小车处于静止状态。请回答下列问题∶
(1)要让砝码的重力近似等于小车的拉力，砝码的质量应___________小车的质量；
A．远大于 B．近似等于 C．远小于
(2)要让细线的拉力近似等于小车的合力，实验前________平衡摩擦力；
A．需要 B．不需要
(3)若遵循（1）（2）步骤进行某次实验，得到以拉力做功W为纵坐标，以速度的平方v2为横坐标的W-v2图像如图丙所示，则图像不经过原点主要原因是____________________。
四、解答题
17．某质点运动的v—t图像如图，求：
（1）0 ~ 1s内加速度大小；
（2）4 ~ 5s内平均速度；
（3）0 ~ 5s内位移大小。
18．一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m=0.10kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H = 1.00m．开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示．让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂．不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g=10m/s2．
（1）绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求C点与B点之间的水平距离．
（2）若轻绳所能承受的最大拉力Fm = 9.0N，求钉子P与O点的距离d应满足什么条件？
19．如图所示，质量为m的物块A（可视为质点）放在倾角为的光滑斜面体上。斜面放在粗糙的水平面上，劲度系数为k的轻弹簧一端连接在斜面底端的固定挡板C上，另一端连接在物块A上，绕过斜面顶端定滑轮的不可伸长的轻绳一端连接在物块A上，另一端吊着质量也为m的物体B，开始时B停在定滑轮处。物块A与滑轮间的轻绳与斜面平行，物块A静止时刚好处在斜面的正中间，已知斜面长为L，重力加速度g。斜面体始终保持静止。
（1）若剪断轻弹簧，求物块A运动到斜面顶端所用时间及该过程中斜面体受到桌面的摩擦力大小。
（2）若剪断轻绳，当B落到桌面瞬间，物块A向下运动恰达到最大速度。求该过程中物块A受到弹力的冲量大小。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BD
【详解】
A.物块沿足够长的固定斜面上滑，做匀减速运动，当运动到最高点时，最大静摩擦力为，重力沿斜面向下的分力为，由于，则最大静摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，物块停在最高点．物块不能从最高点下滑，故A错误；
B.物块上滑过程中，加速度为
保持不变；到了最高点，物块保持静止状态，加速度，故B正确；
C.上滑过程中物块的
与t非线性关系，图象是曲线，故C错误；
D.物块上滑过程中，物块受到的滑动摩擦力为
保持不变；最高点，物块受到静摩擦力为，故D正确。
故选BD。
2．CD
【详解】
A．物体所受重力做功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关，皮球在上升和下降过程中，由于运动的高度相同，所重力做的功大小相同，故A错误；
B．设上升过程的初速度为，下降过程的末速度为，对皮球在上升和下降全过程研究，重力做功为零，阻力做负功，根据动能定理得
所以上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度，以运动的高度相同，因此上升时间小于下降时间，根据冲量的定义知，上升过程中重力的冲量小于下降过程中重力的冲量，故B错误；
C．根据题意作出图象如图所示
图中第一、第四象限阴影部分的面积表示上升和下降过程的位移大小相等方向相反，由于，可将纵坐标改为，两阴影部分的面积仍相等，其物理意义为上升、下降过程阻力的冲量等大反向，故C正确；
D．设皮球下降后离地面的高度为，此时皮球的动能为，由于下降过程中要克服阻力做功，根据动能定理知
而
所以
即皮球下降过程中重力势能与动能相等的位置在中点即A点下方，故D正确。
故选CD。
3．AC
【详解】
A.根据图像可知，加速阶段的末速度为6m/s，加速位移为9m，根据平均速度公式可知 ，加速时间即拉力作用时间
故A正确．
B.物块开始做初速度为零的匀加速，然后做末速度为零的匀减速，所以平均速度相同，均为最大速度的一半，即3m/s，故B错误．
C.根据减速阶段有 ，且 ，代入数据解得： ，故C正确．
D.全程根据动能定理可知
解得拉力做功 ，故D错误．
4．AB
【解析】
【详解】
分析物体的运动的情况可知，物体的初速度的大小为0，位移的大小为1m，末速度的大小为2m/s，由导出公式：v2-v02=2ax可得，加速度a=2m/s2，由牛顿第二定律可得，F-mg=ma，
所以F=mg+ma=12N，手对物体做功W=FL=12×1J=12J，故A正确；合力的大小为ma=2N，所以合力做的功为2×1=2J，所以合外力做功为2J，故B正确，C错误；重力做的功为WG=mgh=-10×1=-10J，所以物体克服重力做功10J，故D错误；故选AB．
【点睛】
本题考查的是学生对功的理解，根据功的定义可以分析做功的情况；同时注意功能关系，明确重力做功恒量重力势能的变化量；合外力做功恒等于动能的改变量．
5．C
【详解】
A．关掉油门后的下坡过程，汽车动能不变，重力势能减小，因此汽车的机械能减小，A错误；
B．根据
由于以恒定功率起动，上坡过程中，随速度的增加，过牵引力减小，B错误；
C．设汽车速度由增至位移为s0，根据动能定理
整理得
C正确；
D．由于汽车做加速度减小的加速运动，可知
因此整个过程的运动时间
D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．重力做功与路径无关，做正功时物体的重力势能必减小。故A错误；
B．做匀速圆周运动的物体所受合外力等于向心力，保持大小恒定。故B错误；
C．做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度为零加速度不为零。故C错误；
D．火车拐弯时的轨道外高内低，以保证火车转弯所需的向心力由火车本身的重力与支持力的合力提供。故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．题图纵轴表示合外力，因此时间内，物体加速度为
故A错误；
BD．时间内牵引力做功为
时间内牵引力做功为
联立可得和时间内牵引力做的功之比为
故B正确，D错误；
C．由题图可知时刻合外力仍大于零，合外力仍向上，物体继续做加速运动，故C错误。
故选B。
8．D
【详解】
由于小球在光滑斜面上运动时，加速度的大小、方向都不改变，可判断小球先向上做匀减速运动，再向下做匀加速直线运动，以小球运动的方向为正方向，当小球的速度向上3m/s时，据v=v0+at，得
3m/s=6m/s-2t
故有
t=1.5s
则位移为
路程也为
s=6.75m
当小球的速度向下3m/s时，据v=v0+at，得
-3m/s=6m/s-2t
所以
t=4.5s
故位移为
而路程为
综上可知，当小球的速度向上3m/s时，运动时间为1.5s，位移为6.75m，路程为6.75m；当小球的速度向下3m/s时，运动时间为4.5s，位移为6.75m，路程为11.25m。
故选D。
9．C
【详解】
A．由速度时间图象可以知道在2-3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，在1-2s的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以
由牛顿第二定律可得
F-f=ma
所以
故A错误；
B．由
所以
故B错误；
C．第内物体克服摩擦力做的功
故C正确；
D．前内推力F做功的平均功率
故D错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．功有正负，但是功只有大小，无方向，是标量，选项A错误；
B．某物体所受合力做功为零，则每个力做功不一定都为零，选项B错误；
C．做自由落体运动的物体，重力的方向与位移的方向相同，则重力做正功，选项C正确；
D．功率P与做功W以及做功时间t无关，选项D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．由功的公式
可知，功的大小是由力的大小、位移的大小与力与位移夹角的余弦三者共同决定，所以物体受力越大，位移越大，力对物体做功不一定越多，故A错误；
B．尽管功有正负，但正负不是表示方向的，功是标量，故B错误；
CD．摩擦力的方向与运动方向可能相同，也可能相反，还可能与运动方向垂直，所以摩擦力可能做正功，也可能做负功，还可能不做功，故D正确，C错误。
故选D。
12．B
【详解】
小球做自由落体运动，则有：速度，即v-t图像是一条过原点的倾斜直线，故A错误；根据，可知P-t图像也是一条过原点的倾斜直线，故B正确；根据，可知是一条开口向上的曲线，故C错误；设小球释放时离地的高度为H，根据，可知图像是一条开口向下的曲线，故D错误；故选B。
【点睛】
根据自由落体运动的性质，列出速度的表达式，重力的瞬时功率的表达式，动能的表达式和重力势能的表达式，并进行分析求解。
13．C
【详解】
A．释放后小球运动过程中只有重力做功，机械能守恒，所以机械能为平行于t的直线，故A错误；
B．根据冲量的计算公式可得绳中拉力的冲量大小
I＝Ft
其中拉力的大小和方向时刻在发生变化，所以拉力的冲量与时间不可能是正比关系。故B错误；
C．小球摆动过程中，从右端最高点向最低点摆动时速度逐渐增大，设摆线长为L，经过的时间
t1＝＝
从最低点向左侧摆动过程中速度逐渐减小到零，经过的时间
t2＝＝
从左侧最高点向最低点摆动时速度逐渐增大，经过的时间
t3＝＝
从最低点向右侧摆动过程中速度逐渐减小到零，经过的时间
t4＝＝
故C正确；
D．根据机械能守恒定律可知小球达到最高点的高度左右相同，由于悬点位置变化，最大位移不相同，如图所示，故D错误。
故选C。
14．C
【详解】
A．根据万有引力提供向心力可以求出月球的质量，由于月球半径未知，所以月球表面的重力加速度无法求解，也不知道小铁球上升的最大高度，无法求出人对小铁球所做的功，选项A错误；
B．卫星绕月球运动的线速度v和轨道半径r，根据万有引力提供向心力可以求月球质量，但月球半径未知，月球表面重力加速度无法求出，小球质量未知，故无法求出人对小铁球所做的功，选项B错误；
C．根据万有引力提供向心力
得月球的质量
再根据重力等于万有引力，求出月球表面的重力加速度，由
W=mgh
可以求出人对小铁球所做的功，选项C正确；
D．小铁球质量未知，不能求出人对小铁球所做的功，选项D错误。
故选C。
考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】
解决本题的关键是知道测量的原理，人对小铁球所做的功转化为小铁球增加的重力势能，因此只需要能测出小球质量、上升的最大高度及月球表面的重力加速度即可。
15．C
【详解】
物体不是因为做圆周运动，而才产生向心力，而是做圆周运动外界必须提供向心力，故A错误；向心力并不是物体实际受到的力而是一种效果力，向心力的作用能不断改变速度方向，故B错误；因为向心力的方向与线速度的方向垂直，所以向心力对做圆周运动的物体不做功，故C正确； 向心力是圆周运动物体所受的指向圆心的合外力，不一定是合外力，只有做匀速圆周运动的物体，向心力一定是物体所受的合外力，故D错误．所以C正确，ABD错误．
16．C A 先释放小车后接通电源
【详解】
(1)[1]由牛顿第二定律可得，对小车
对砝码
联立解得
当时，，故要让砝码的重力近似等于小车的拉力，砝码的质量应远小于小车的质量，C正确。
故选C。
(2)[2]要让细线的拉力近似等于小车的合力，实验前需要平衡摩擦力，A正确。
故选A。
(3)[3]由动能定理可得
由丙图可知，在遵循（1）（2）步骤进行实验时，W=0时就有速度，主要原因是先释放小车后接通电源，纸带开始记录数据时就已经有速度了。
17．（1）（2）（3）x=14m
【解析】（1）根据公式： ；
（2）根据公式为：
则平均速度为： ；
（3）根据图像的面积等于位移大小，则： 。
点睛：明确v-t图象中图线的斜率表示加速度，图线与坐标轴围成图形的面积表示位移。
18．（1）0.80m（2）d > 0.60m
【详解】
（1）设小球运动到B点时的速度大小vB，由机械能守恒定律得
解得小球运动到B点时的速度大小
=4.0m/s
小球从B点做平抛运动，由运动学规律得
解得C点与B点之间的水平距离
=0.80m
（2）若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值Fm，由牛顿定律得
由以上各式解得
d = 0.60m
因此钉子P与O点的距离d应满足条件d > 0.60m．
19．（1），；（2）
【详解】
（1）剪断轻弹簧，对A、B两个物体，由牛顿运动定律可得
对A
对B
解得
对A有
对斜面体
，
解得
（2）若剪断轻绳到B落到桌面瞬间，B作自由落体运动，有
对A物体：开始时，弹簧处于伸长状态。伸长量为
当A的速度最大时加速度为零，弹簧处于压缩状态。压缩量为
在这个过程中，弹簧弹力做功为零。由能量转化守恒定律可得
由动量定理可得
代入得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、多选题
1．如图所示，一小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为θ，物块与斜面间的动摩擦因数μ＞tanθ。下列图中表示物块的速度v、加速度a、动能Ek及所受摩擦力Ff随时间t变化的图线（以初速度v0的方向为正方向）中可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
2．把皮球从地面以某一初速度竖直上抛，经过一段时间后皮球又落回抛出点，上升最大高度的一半处记为A点，以地面为零势能面．设运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比，则（ ）
A．皮球上升过程中的克服重力做功大于下降过程中重力做功
B．皮球上升过程中重力的冲量大于下降过程中重力的冲量
C．皮球上升过程与下降过程空气阻力的冲量大小相等
D．皮球下降过程中重力势能与动能相等的位置在A点下方
3．静止在粗糙水平地面上的物块(视为质点)在水平拉力作用下向右运动，经过一段时间后撤去拉力．物体在整个运动过程中的速度的二次方随位移的变化规律如图所示．已知物块的质量为2kg，取g＝10m/s2．下列说法正确的是 ( )
A．拉力作用的时间为3s
B．物块运动过程的平均速度大小为9m/s
C．物块与地面间的动摩擦因数为0.6
D．拉力做的功为36J
4．某人用手将1Kg物体由静止向上提起1m，这时物体的速度为2m/s（g取10m/s2），则下列说法正确的是（ ）
A．手对物体做功12J B．合外力做功2J
C．合外力做功12J D．物体克服重力做功2J
二、单选题
5．目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为早日实现无人驾驶，某公司对汽车性能进行了一项测试，让质量为m的汽车沿一山坡向上或向下直线行驶。测试中发现，下坡时若只关掉油门，则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率P上坡，则从静止启动做加速运动，发生位移s时速度刚好达到最大值vm。设汽车在上坡和下坡过程中所受的由各种摩擦引起的总阻力大小恒定，下列说法正确的是（ ）
A．关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能守恒
B．上坡过程中，汽车牵引力逐渐增大
C．上坡过程中，汽车速度由增至，所用的时间大于
D．上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度vm所用时间等于
6．通过物理学习，判断下列说法正确的是（ ）
A．重力做功与路径无关，做正功时物体的重力势能必增大
B．做匀速圆周运动的物体所受合外力等于向心力，保持恒定
C．做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度和加速度均为零
D．火车拐弯时的轨道外高内低
7．全球最大水平臂上回转自升塔式起重机的开发和应用，意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从t=0时刻由静止开始提升质量为m的物体，其所受合外力随时间变化的图像如图所示，内起重机的功率为额定功率，不计物体受到的空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．物体匀加速阶段的加速度为
B．和时间内牵引力做的功之比为
C．时刻物体正在减速上升
D．阶段牵引力所做的功为
8．小球以v0=6m/s的速度从斜面中间滑上足够长的光滑斜面沿斜面向上滑行，已知小球在斜面上运动的加速度大小为，当小球速度大小减小为3m/s时则（ ）
A．小球运动可能时间为2s
B．小球运动可能时间为 5s
C．小球运动位移可能为11.25m
D．小球运动路程可能为 11.25m
9．如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动，通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示。取。则（ ）
A．物体的质量 B．物体与水平面间的动摩擦因数
C．第内物体克服摩擦力做的功 D．前内推力F做功的平均功率
10．下列说法正确的是（ ）
A．由于功有正负，所以功是矢量
B．某物体所受合力做功为零，则每个力做功均为零
C．做自由落体运动的物体，重力做正功
D．由功率表达式可知，功率P与做功W成正比，与做功时间t成反比
11．关于功的概念，下列说法正确的是（ ）
A．物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多
B．由于功有正负，所以功是矢量
C．摩擦力一定对物体做负功
D．摩擦力可以对物体做正功
12．一小球在空中从t=0时刻开始做自由落体运动，如图所示，以地面为参考平面，关于小球速率v、重力的瞬时功率P、小球的动能和重力势能随时间t变化的图像正确的是（ ）
A． B． C． D．
13．细长轻绳下端悬挂一小球A构成单摆，在悬挂点O正下方摆长处有一能挡住摆线的钉子P，如图所示，现将单摆向右方拉开一个小角度（），t=0时刻无初速度释放。不计一切阻力。下列描述释放后小球的机械能E、绳中拉力的冲量大小I、速度的大小v、离开平衡位置的位移大小x随时间t变化的关系图线中，可能正确的有（ ）
A． B．
C． D．
14．随着我国探月三步走计划的实现，将来有一天你会成功登上月球。如果你在月球上用手竖直向上抛出一个小铁球，由下列已知条件能求出你对小铁球所做功的是（ ）
A．卫星绕月球运动的周期T和轨道半径r及小铁球的质量
B．卫星绕月球运动的线速度v和轨道半径r及小铁球上抛的最大高度
C．卫星绕月球运动的角速度ω和轨道半径r及月球的半径、小铁球的质量和上抛的最大高度
D．卫星绕月球运动的角速度ω和轨道半径r及月球的质量和上抛的最大高度
15．下面说法正确的是（ ）
A．因为物体做圆周运动，所以才产生向心力
B．因为物体受到向心力，所以使物体不断改变运动的方向而做圆周运动
C．因为向心力的方向与线速度的方向垂直，所以向心力对做圆周运动的物体不做功
D．向心力是圆周运动物体所受的合力
三、实验题
16．在“探究功与速度变化的关系”的实验中，某学习小组在实验室组装了如图甲所示的装置，他们选用的砝码质量为m，称得小车的质量为M，把纸带连在小车上，细线跨过滑轮并挂上砝码，让小车处于静止状态。请回答下列问题∶
(1)要让砝码的重力近似等于小车的拉力，砝码的质量应___________小车的质量；
A．远大于 B．近似等于 C．远小于
(2)要让细线的拉力近似等于小车的合力，实验前________平衡摩擦力；
A．需要 B．不需要
(3)若遵循（1）（2）步骤进行某次实验，得到以拉力做功W为纵坐标，以速度的平方v2为横坐标的W-v2图像如图丙所示，则图像不经过原点主要原因是____________________。
四、解答题
17．某质点运动的v—t图像如图，求：
（1）0 ~ 1s内加速度大小；
（2）4 ~ 5s内平均速度；
（3）0 ~ 5s内位移大小。
18．一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m=0.10kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H = 1.00m．开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示．让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂．不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g=10m/s2．
（1）绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求C点与B点之间的水平距离．
（2）若轻绳所能承受的最大拉力Fm = 9.0N，求钉子P与O点的距离d应满足什么条件？
19．如图所示，质量为m的物块A（可视为质点）放在倾角为的光滑斜面体上。斜面放在粗糙的水平面上，劲度系数为k的轻弹簧一端连接在斜面底端的固定挡板C上，另一端连接在物块A上，绕过斜面顶端定滑轮的不可伸长的轻绳一端连接在物块A上，另一端吊着质量也为m的物体B，开始时B停在定滑轮处。物块A与滑轮间的轻绳与斜面平行，物块A静止时刚好处在斜面的正中间，已知斜面长为L，重力加速度g。斜面体始终保持静止。
（1）若剪断轻弹簧，求物块A运动到斜面顶端所用时间及该过程中斜面体受到桌面的摩擦力大小。
（2）若剪断轻绳，当B落到桌面瞬间，物块A向下运动恰达到最大速度。求该过程中物块A受到弹力的冲量大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BD
【详解】
A.物块沿足够长的固定斜面上滑，做匀减速运动，当运动到最高点时，最大静摩擦力为，重力沿斜面向下的分力为，由于，则最大静摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，物块停在最高点．物块不能从最高点下滑，故A错误；
B.物块上滑过程中，加速度为
保持不变；到了最高点，物块保持静止状态，加速度，故B正确；
C.上滑过程中物块的
与t非线性关系，图象是曲线，故C错误；
D.物块上滑过程中，物块受到的滑动摩擦力为
保持不变；最高点，物块受到静摩擦力为，故D正确。
故选BD。
2．CD
【详解】
A．物体所受重力做功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关，皮球在上升和下降过程中，由于运动的高度相同，所重力做的功大小相同，故A错误；
B．设上升过程的初速度为，下降过程的末速度为，对皮球在上升和下降全过程研究，重力做功为零，阻力做负功，根据动能定理得
所以上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度，以运动的高度相同，因此上升时间小于下降时间，根据冲量的定义知，上升过程中重力的冲量小于下降过程中重力的冲量，故B错误；
C．根据题意作出图象如图所示
图中第一、第四象限阴影部分的面积表示上升和下降过程的位移大小相等方向相反，由于，可将纵坐标改为，两阴影部分的面积仍相等，其物理意义为上升、下降过程阻力的冲量等大反向，故C正确；
D．设皮球下降后离地面的高度为，此时皮球的动能为，由于下降过程中要克服阻力做功，根据动能定理知
而
所以
即皮球下降过程中重力势能与动能相等的位置在中点即A点下方，故D正确。
故选CD。
3．AC
【详解】
A.根据图像可知，加速阶段的末速度为6m/s，加速位移为9m，根据平均速度公式可知 ，加速时间即拉力作用时间
故A正确．
B.物块开始做初速度为零的匀加速，然后做末速度为零的匀减速，所以平均速度相同，均为最大速度的一半，即3m/s，故B错误．
C.根据减速阶段有 ，且 ，代入数据解得： ，故C正确．
D.全程根据动能定理可知
解得拉力做功 ，故D错误．
4．AB
【解析】
【详解】
分析物体的运动的情况可知，物体的初速度的大小为0，位移的大小为1m，末速度的大小为2m/s，由导出公式：v2-v02=2ax可得，加速度a=2m/s2，由牛顿第二定律可得，F-mg=ma，
所以F=mg+ma=12N，手对物体做功W=FL=12×1J=12J，故A正确；合力的大小为ma=2N，所以合力做的功为2×1=2J，所以合外力做功为2J，故B正确，C错误；重力做的功为WG=mgh=-10×1=-10J，所以物体克服重力做功10J，故D错误；故选AB．
【点睛】
本题考查的是学生对功的理解，根据功的定义可以分析做功的情况；同时注意功能关系，明确重力做功恒量重力势能的变化量；合外力做功恒等于动能的改变量．
5．C
【详解】
A．关掉油门后的下坡过程，汽车动能不变，重力势能减小，因此汽车的机械能减小，A错误；
B．根据
由于以恒定功率起动，上坡过程中，随速度的增加，过牵引力减小，B错误；
C．设汽车速度由增至位移为s0，根据动能定理
整理得
C正确；
D．由于汽车做加速度减小的加速运动，可知
因此整个过程的运动时间
D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．重力做功与路径无关，做正功时物体的重力势能必减小。故A错误；
B．做匀速圆周运动的物体所受合外力等于向心力，保持大小恒定。故B错误；
C．做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度为零加速度不为零。故C错误；
D．火车拐弯时的轨道外高内低，以保证火车转弯所需的向心力由火车本身的重力与支持力的合力提供。故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．题图纵轴表示合外力，因此时间内，物体加速度为
故A错误；
BD．时间内牵引力做功为
时间内牵引力做功为
联立可得和时间内牵引力做的功之比为
故B正确，D错误；
C．由题图可知时刻合外力仍大于零，合外力仍向上，物体继续做加速运动，故C错误。
故选B。
8．D
【详解】
由于小球在光滑斜面上运动时，加速度的大小、方向都不改变，可判断小球先向上做匀减速运动，再向下做匀加速直线运动，以小球运动的方向为正方向，当小球的速度向上3m/s时，据v=v0+at，得
3m/s=6m/s-2t
故有
t=1.5s
则位移为
路程也为
s=6.75m
当小球的速度向下3m/s时，据v=v0+at，得
-3m/s=6m/s-2t
所以
t=4.5s
故位移为
而路程为
综上可知，当小球的速度向上3m/s时，运动时间为1.5s，位移为6.75m，路程为6.75m；当小球的速度向下3m/s时，运动时间为4.5s，位移为6.75m，路程为11.25m。
故选D。
9．C
【详解】
A．由速度时间图象可以知道在2-3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，在1-2s的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以
由牛顿第二定律可得
F-f=ma
所以
故A错误；
B．由
所以
故B错误；
C．第内物体克服摩擦力做的功
故C正确；
D．前内推力F做功的平均功率
故D错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．功有正负，但是功只有大小，无方向，是标量，选项A错误；
B．某物体所受合力做功为零，则每个力做功不一定都为零，选项B错误；
C．做自由落体运动的物体，重力的方向与位移的方向相同，则重力做正功，选项C正确；
D．功率P与做功W以及做功时间t无关，选项D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．由功的公式
可知，功的大小是由力的大小、位移的大小与力与位移夹角的余弦三者共同决定，所以物体受力越大，位移越大，力对物体做功不一定越多，故A错误；
B．尽管功有正负，但正负不是表示方向的，功是标量，故B错误；
CD．摩擦力的方向与运动方向可能相同，也可能相反，还可能与运动方向垂直，所以摩擦力可能做正功，也可能做负功，还可能不做功，故D正确，C错误。
故选D。
12．B
【详解】
小球做自由落体运动，则有：速度，即v-t图像是一条过原点的倾斜直线，故A错误；根据，可知P-t图像也是一条过原点的倾斜直线，故B正确；根据，可知是一条开口向上的曲线，故C错误；设小球释放时离地的高度为H，根据，可知图像是一条开口向下的曲线，故D错误；故选B。
【点睛】
根据自由落体运动的性质，列出速度的表达式，重力的瞬时功率的表达式，动能的表达式和重力势能的表达式，并进行分析求解。
13．C
【详解】
A．释放后小球运动过程中只有重力做功，机械能守恒，所以机械能为平行于t的直线，故A错误；
B．根据冲量的计算公式可得绳中拉力的冲量大小
I＝Ft
其中拉力的大小和方向时刻在发生变化，所以拉力的冲量与时间不可能是正比关系。故B错误；
C．小球摆动过程中，从右端最高点向最低点摆动时速度逐渐增大，设摆线长为L，经过的时间
t1＝＝
从最低点向左侧摆动过程中速度逐渐减小到零，经过的时间
t2＝＝
从左侧最高点向最低点摆动时速度逐渐增大，经过的时间
t3＝＝
从最低点向右侧摆动过程中速度逐渐减小到零，经过的时间
t4＝＝
故C正确；
D．根据机械能守恒定律可知小球达到最高点的高度左右相同，由于悬点位置变化，最大位移不相同，如图所示，故D错误。
故选C。
14．C
【详解】
A．根据万有引力提供向心力可以求出月球的质量，由于月球半径未知，所以月球表面的重力加速度无法求解，也不知道小铁球上升的最大高度，无法求出人对小铁球所做的功，选项A错误；
B．卫星绕月球运动的线速度v和轨道半径r，根据万有引力提供向心力可以求月球质量，但月球半径未知，月球表面重力加速度无法求出，小球质量未知，故无法求出人对小铁球所做的功，选项B错误；
C．根据万有引力提供向心力
得月球的质量
再根据重力等于万有引力，求出月球表面的重力加速度，由
W=mgh
可以求出人对小铁球所做的功，选项C正确；
D．小铁球质量未知，不能求出人对小铁球所做的功，选项D错误。
故选C。
考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】
解决本题的关键是知道测量的原理，人对小铁球所做的功转化为小铁球增加的重力势能，因此只需要能测出小球质量、上升的最大高度及月球表面的重力加速度即可。
15．C
【详解】
物体不是因为做圆周运动，而才产生向心力，而是做圆周运动外界必须提供向心力，故A错误；向心力并不是物体实际受到的力而是一种效果力，向心力的作用能不断改变速度方向，故B错误；因为向心力的方向与线速度的方向垂直，所以向心力对做圆周运动的物体不做功，故C正确； 向心力是圆周运动物体所受的指向圆心的合外力，不一定是合外力，只有做匀速圆周运动的物体，向心力一定是物体所受的合外力，故D错误．所以C正确，ABD错误．
16．C A 先释放小车后接通电源
【详解】
(1)[1]由牛顿第二定律可得，对小车
对砝码
联立解得
当时，，故要让砝码的重力近似等于小车的拉力，砝码的质量应远小于小车的质量，C正确。
故选C。
(2)[2]要让细线的拉力近似等于小车的合力，实验前需要平衡摩擦力，A正确。
故选A。
(3)[3]由动能定理可得
由丙图可知，在遵循（1）（2）步骤进行实验时，W=0时就有速度，主要原因是先释放小车后接通电源，纸带开始记录数据时就已经有速度了。
17．（1）（2）（3）x=14m
【解析】（1）根据公式： ；
（2）根据公式为：
则平均速度为： ；
（3）根据图像的面积等于位移大小，则： 。
点睛：明确v-t图象中图线的斜率表示加速度，图线与坐标轴围成图形的面积表示位移。
18．（1）0.80m（2）d > 0.60m
【详解】
（1）设小球运动到B点时的速度大小vB，由机械能守恒定律得
解得小球运动到B点时的速度大小
=4.0m/s
小球从B点做平抛运动，由运动学规律得
解得C点与B点之间的水平距离
=0.80m
（2）若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值Fm，由牛顿定律得
由以上各式解得
d = 0.60m
因此钉子P与O点的距离d应满足条件d > 0.60m．
19．（1），；（2）
【详解】
（1）剪断轻弹簧，对A、B两个物体，由牛顿运动定律可得
对A
对B
解得
对A有
对斜面体
，
解得
（2）若剪断轻绳到B落到桌面瞬间，B作自由落体运动，有
对A物体：开始时，弹簧处于伸长状态。伸长量为
当A的速度最大时加速度为零，弹簧处于压缩状态。压缩量为
在这个过程中，弹簧弹力做功为零。由能量转化守恒定律可得
由动量定理可得
代入得
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