高一物理（人教版）必修二第七章机械能守恒定律单元小测验（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 高一物理（人教版）必修二第七章机械能守恒定律单元小测验（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.2MB | ||
| 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 07:19:02 | ||
图片预览
文档简介
高一物理（人教版）必修二 第七章 机械能守恒定律 单元小测验
一、多选题
1．如图所示，汽车用绳索通过定滑轮牵引小船，使小船匀速靠岸，若水对船的阻力不变，则下列说法中正确的是（ ）
A．绳子的拉力不断增大 B．船受到的浮力不断减小
C．船受到的合力不断增大 D．汽车也做匀速运动
2．如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以大小为V1的初速度从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度大小为V2（V2＜V1）．若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则（ ）
A．小物体上升的最大高度为
B．从N到M的过程中，小物体的电势能一直不变，机械能减少
C．从M到N的过程中，电场力对小物体先做正功后做负功
D．从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小
3．如图所示，轻质弹簧上端固定，下端与质量为m的圆环相连，圆环套在倾斜的粗糙固定杆上，杆与水平面之间的夹角为α．将圆环从a处由静止释放，环沿杆上滑到b处时的速度为v，滑到d处时速度为零，且弹簧竖直并处于自然长度；接着，圆环又从d处沿杆下滑，滑到b处时速度为零．已知bd ＝ L，c是b d的中点，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．环上滑经过c点的速度等于下滑经过c点的速度
B．环上滑经过c点的速度大于下滑经过c点的速度
C．环经过b点时，弹簧的弹性势能是
D．环经过b点时，弹簧的弹性势能是
4．如图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图，水面与大坝的交点为O.一人站在A点处以速度v0沿水平方向扔小石子，已知AO=40m，g取10m/s2．下列说法正确的是 （ ）
A．若v0=16m/s，则石块可以落入水中
B．若石块能落入水中，则v0越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小
C．若石块不能落入水中，则v0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大
D．若石块不能落入水中，则v0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越小
5．如图甲所示，固定斜面的倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以初速度v0沿斜面向上做匀减速运动，经过一段时间后又沿斜面下滑回到底端，整个过程小物块的v-t图像如图乙所示。下列判断正确的是（）
A．滑块沿斜面上滑的整个过程中机械能减小
B．滑块沿斜面上滑的整个过程中机械能减小
C．滑块沿斜面下滑的整个过程中动能增加
D．滑块沿斜面下滑的整个过程中动能增加
6．为早日实现无人驾驶，如图所示，华为公司对某款汽车性能进行了一项测试，让质量为m的汽车以恒定的牵引力从静止启动加速运动，经过时间，速度刚好达到，之后汽车以恒定功率P运行至最大速度，汽车速度由0到所用时间为t，已知设汽车在运动过程中所受阻力保持不变，下列说法正确的是（ ）
A．当汽车速度达到时，加速度的大小为
B．当汽车速度达到时，加速度的大小为
C．汽车速度由0增至，克服阻力做功为
D．汽车速度由增至，克服阻力做功为
7．如图所示，一球员将足球从球门正前方某处踢出，在竖直平面内经位置1、2、3后落地，位置1、3等高，位置2在最高点，不考虑足球的旋转，则足球（ ）
A．在位置3与位置1时的速度大小相等
B．上升过程的时间小于下落过程的时间
C．在位置2的加速度比位置3的加速度大
D．从位置1到2过程减少的动能大于从位置2到3过程增加的动能
8．如图所示，三角形物体ACE由两种材料拼接而成，上面的ABD部分为一种材料，下面的BDEC部分为另一种材料。BD界面平行与底面CE，AC侧面与水平面的夹角为θ1，AE侧面与水平面的夹角为θ2，且有θ1＜θ2。物块从A点由静止下滑，加速至B点后，又匀速运动至C点。若该物块由静止从A点沿另一侧面下滑，则有（ ）
A．由D匀速运动至E
B．由D加速运动至E
C．通过D点的速率等于通过B点的速率
D．AB段运动的时间大于AD段运动的时间
二、单选题
9．将一只苹果水平抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3，图中曲线为苹果在空中运行的轨迹，不计空气阻力．下列说法中正确的是（ ）
A．苹果通过第1个窗户所用的时间最短
B．苹果通过第1个窗户的过程中，重力做功最多
C．苹果通过第3个窗户的过程中，重力的平均功率最大
D．苹果通过第3个窗户的过程中，竖直方向的平均速度最小
10．如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处。将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点时的速度为v，间的竖直高度差为h，重力加速度为g，则（ ）
A．由A到B重力对小球做的功小于
B．由A到B小球的重力势能减少
C．由A到B小球克服弹力做功为
D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为
11．人手里抓住一根长为L的轻质细绳的一端，绳的另一端系着一个质量为m的小球，若要使小球能在竖直面内作完整的圆周运动，它转动的角速度应满足的条件是：（ ）
A． B． C． D．
12．某人在高h处抛出一个质量为m的物体，不计空气阻力，物体落地时速度为v，该人对物体所做的功为（ ）
A． B． C． D．
13．如图所示,在摩擦力不计的水平面上,放一辆质量为M的小车,小车左端放一只箱子,其质量为m,水平恒力F把箱子拉到小车的右端．如果第一次小车被固定在地面上,第二次小车没固定,可沿水平面运动,在上述两种情况下( )
A．箱子与小车之间的摩擦力大小不相等
B．F做的功一样多
C．箱子获得的动能一样多
D．由摩擦转变成内能的能量一样多
14．某游乐场中的“旋转飞椅”，其基本装置是将铁索绳上端固定在转盘支架的边缘，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成是一个质点，则可简化为如图所示的物理模型。其中P为处于水平面内的转盘支架，可绕竖直转轴转动，设绳长，质点的质量，转盘静止时质点与转轴之间的距离。转盘从静止开始逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角，（不计空气阻力及绳重，绳不可伸长，，，）则下列说法正确的是（ ）
A．质点受到重力、绳索的拉力和向心力 B．质点的角速度为
C．绳索的拉力大小为 D．质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，绳子对质点做的功为
15．如图甲所示，一个小球用轻质细线悬挂在支架ABO的O点，支架固定小车上，当小车在倾角为θ的斜面上做不同的运动时（小车不翻转），悬线可能会出现图乙所示的各种情况（图中Oa竖直，Ob垂直斜面，Oc与Ob夹角为θ），下列说法正确的是（ ）
A．小车以一定的初速度沿斜面上滑时，如果斜面粗糙，则悬线方向如图1所示
B．小车以一定的初速度沿斜面上滑时，如果斜面光滑，则悬线方向如图2所示
C．小车从静止开始沿斜面下滑时，如果斜面粗糙，则悬线方向如图3所示
D．小车从静止开始沿斜面下滑时，如果斜面光滑，则悬线方向如图4所示
16．小亮同学质量为50kg，他从一楼走到五楼用时60s，上升高度为12m，重力加速度g取10m/s2．则小亮从一楼走到五楼克服重力做功的平均功率为
A．10W B．600W C．100W D．720W
17．如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是 （ ）
A． B． C． D．
三、实验题
18．图甲是“验证机械能守恒定律”的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连，细线与导轨平行。
（1）首先测量出遮光条的宽度d.
a.测遮光条的宽度需要用图丙中的_________. （选填“C”或“D”）
b.某同学用卡尺把遮光条夹紧后, 拧紧紧固螺钉再进行读数，如图乙所示读数为________cm.
（2）正确进行实验操作，测出滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m，遮光条的宽度用d表示，已知重力加速度为g，现将滑块从图示位置由静止释放。
①本实验中__________M m； （选填“需要”或“不需要”）
②若滑块经过光电门2时钩码未着地，测得两光电门中心间距L，由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2，则验证机械能守恒定律的表达式是_________；
③若滑块经过光电门2时钩码已着地，为验证机械能守恒定律，已测得钩码初始位置离地的高度h，还需测量的一个物理量是__________。.
四、解答题
19．质量相等的小球与之间压缩一轻质弹簧，球的大小和弹簧的长度均可忽略不计。从地面上以速度竖直向上抛出该装置，装置到达最高点瞬间弹簧自动弹开，弹开两小球的时间极短，小球与弹簧脱离（不计空气阻力，重力加速度为）。已知第一次弹簧水平弹开，两小球落地点间距为，第二次弹簧竖直弹开。求第二次两小球落地的时间差。
20．如图所示，m1=m2=1.0 kg，θ=37°，足够长的固定斜面与m1之间的动摩擦因数μ=0.25，m2离地面h=0.8 m，求系统由静止开始运动，当m2落地后，m1还能向上滑行多远？（已知斜面足够长，取g=10 m/s2，sin37 =0.6）
21．如图所示，一张薄纸板置于固定水平桌面上，纸板上放一枚象棋子，象棋子的质量，纸板的质量，各接触面间的动摩擦因数均为，现用水平向右的拉力F（大小可改变）拉动纸板，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度g取。
（1）当时，象棋子相对纸板静止，并一起向右做匀加速直线运动，求此时象棋子的加速度和所受摩擦力的大小；
（2）要使象棋子相对纸板运动，求该纸板所受水平拉力F的大小应满足的条件。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．AB
【详解】
ABC．小船处于平衡状态，设拉力与水平方向夹角为，受力分析如图，有
船在匀速靠岸过程中，增大，阻力不变，故绳子的拉力不断增大；船受到的浮力不断减小。而船受到的合力为零。故AB正确；C错误；
D．把小船的运动分解成沿绳子方向和垂直绳子方向，如图
则有
易知，汽车做变速运动。故D错误。
故选AB。
2．ACD
【分析】
根据电场力做功的特点可求得电场力做功的大小，由动能定理可分别列出上滑及下滑过程中的表达式，联立即可解得最大高度；由电场力做功与电势能关系要得出电势能的变化及电场力做功的特点；分析小球运动中压力的变化，由滑动摩擦力的计算公式可分析摩擦力的变化．
【详解】
A．设斜面倾角为θ、上升过程沿斜面运动的最大距离为L．因为OM=ON，则MN两点电势相等，小物体从M到N、从N到M电场力做功均为0．上滑和下滑经过同一个位置时，垂直斜面方向上电场力的分力相等，则经过相等的一小段位移在上滑和下滑过程中电场力分力对应的摩擦力所作的功均为相等的负功，所以上滑和下滑过程克服电场力产生的摩擦力所作的功相等、并设为W1．在上滑和下滑过程，对小物体，摩擦力做功相等，则应用动能定理分别有：
上两式相减可得：，故A正确；
B．由OM=ON，可知从N到M的过程中，电场力对小物体先作正功后作负功，电势能先减小后增大，故B错误；
C．从M到N的过程中，电场力对小物体先做正功后做负功，故C正确；
D．从N到M的过程中，小物体受到的电场力垂直斜面的分力先增大后减小，而重力分力不变，则摩擦力先增大后减小，在此过程中小物体到O的距离先减小后增大，根据库仑定律可知小物体受到的电场力先增大后减小，故D正确．
【点睛】
本题考查动能定理的应用、摩擦力及电场力做功的特点，涉及能量变化的题目一般都要优先考虑动能定理的应用，并要求学生能明确几种特殊力做功的特点，如摩擦力、电场力、洛仑兹力等．
3．BD
【详解】
从c到d再到c，重力、弹簧的拉力做功均为零，只有摩擦力做功，由动能定理得：Wf＝mvC′2 mvC2，由于Wf＜0，则vC′＜vC，故A错误，B正确；设从c到d摩擦力做功为Wf，从b到d再到b的过程中，重力、弹簧的拉力做功均为零，只有摩擦力做功，整个运动的过程中，由动能定理得：2Wf＝0 mv2，解得：Wf＝ mv2，设b处弹性势能为EP，从b到d由动能定理得：WG+Wf+WT＝0 mv2，其中WG=-mgLsinα，则EP=mgLsinα-mv2，故C错误，D正确．故选BD．
点睛：本题主要考查了动能定理的直接应用，要求同学们能正确分析物体的受力情况和运动情况，能选择合适的研究过程，这样会使复杂问题简单化．
4．AB
【详解】
试题分析：根据AOsin30°＝gt2得，，则石块落入水中最小的初速度，所以石块可以落入水中．故A正确．若石块能落入水中，高度一定，则竖直分速度一定，水平初速度越大，落水速度方向与水平面的夹角越小．故B正确．若石块不能落入水中，设速度方向与水平方向的夹角为α，位移与水平方向的夹角为θ，因为，，则tanα=2tanθ，因为落在坡面上，位移方向不变，则速度与水平方向的夹角不变，所以速度方向与斜面的夹角不变，与初速度无关．故CD错误．故选AB．
考点：平抛运动
5．AC
【详解】
AB．设滑块上滑时加速度大小为，下滑时加速度大小为。由速度图象的斜率表示加速度，可知
因此
对上滑过程，根据牛顿第二定律得
对下滑过程，根据牛顿第二定律得
联立解得，对于上滑过程，由动能定理得
由功能原理得
由以上两式解得
即滑块沿斜面上滑的整个过程中机械能减小，故A正确，B错误；
CD．对于下滑过程，由动能定理得
解得，即滑块沿斜面下滑的整个过程中动能增加，故C正确，D错误。
故选AC。
6．AD
【详解】
AB．当汽车速度刚好达到最大值时，合外力为零，即
当汽车速度达到时，由牛顿第二定律可得
联立可得
故A正确，B错误；
C．汽车速度由0增至的过程，功率不恒定，故C错误；
D．在时间内汽车为恒定功率加速过程，由动能定理可得
解得
故D正确。
故选AD。
7．BCD
【详解】
A．由于空气阻力不能忽略，从1到2位置，根据动能定理有
从2到3位置，根据动能定理有
由于从1到2位置和2到3位置，空气阻力做功不同，上升时平均阻力更大，做功多，即，即所以在位置3与位置1时的动能大小不相等，那么速度大小也不相等，A错误；
B．运动时间由竖直方向决定，对竖直方向受力分析，根据牛顿第二定律，上升阶段有
下降阶段有
比较可得，上升阶段的平均加速度大于下降阶段，位移相同时，上升过程的时间就小于下落过程的时间，B正确；
C．在2位置时，速度最小，阻力也最小，合力与重力较为接近，在3位置时，速度较大，阻力也较大，阻力与重力的合力一定小于2位置，所以在位置2的加速度比位置3的加速度大，C正确；
D．从位置1到2中，减少的动能等于重力做的负功和阻力做的负功之和，从位置2到3过程，增加的动能也为重力做的正功和阻力做的负功之和，重力做的功大小相等，由于空气阻力都做负功，所以很明显从位置1到2过程减少的动能大于从位置2到3过程增加的动能，D正确。
故选BCD。
8．BD
【详解】
AB．由题意可知物块从B匀速运动到C，则有
由D到E，根据牛顿第二定律有
因为
所以
即由D加速至E，故A错误，B正确；
C．从A到B根据动能定理，有
从A到D根据动能定理，有
根据几何关系
所以
故C错误；
D．由牛顿第二定律，在AB段
在BC段
因为
所以
根据
解得
因为
所以
故D正确。
故选BD。
9．C
【分析】
苹果水平抛出，做平抛运动，根据竖直方向上的运动规律确定苹果经过各个窗户所用时间的长短，根据重力做功的大小比较平均功率大小．
【详解】
A．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，速度越来越快，可知通过相同竖直位移所用的时间越来越短，所以通过第3个窗户时间最短，故A错误．
B．通过三个窗户下降的高度相同，则重力做功相同，故B错误．
C．通过第3个窗户时间最短，根据P=知，重力的平均功率最大，故C正确．
D．苹果通过第3个窗户的过程中，由于时间最少，则竖直方向的平均速度最大，故D错误．
【点睛】
解决本题的关键知道重力做功与路径无关，与首末位置的高度差有关，知道平均功率等于重力做功与时间的比值，基础题．
10．D
【详解】
A．重力做功只与初末位置的高度差有关，则由A至B重力做功为，故A错误；
B．由A至B重力势能减少mgh，减少的重力势能转化成动能和弹簧的弹性势能，故B错误；
C．由动能定理
则
故C错误；
D．弹簧弹力做功是弹性势能变化的量度，故小球到达位置B时弹簧的弹性势能为，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】
对小球在最高点进行受力分析，合力提供向心力，则
当T=0时小球的角速度取最小值，故
故选C
12．A
【详解】
根据动能定理，人对物体所做的功
物体被抛出后，根据机械能守恒有
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A.
13．D
【详解】
A、根据滑动摩擦力公式知，两种情况下，m对车的压力相等，都等于mg，动摩擦因数是一定的，故滑动摩擦力一定相等，A错误；
B、第二次由于小车也会向右移动，故滑块对地的位移比第一次大，F一样大，由知，第二次拉力做的功多，B错误；
C、第二次滑块对地的位移x大，根据动能定理：可知，第二次m获得的动能大，C错误；
D、摩擦产生的热量等于滑动摩擦力乘以相对位移，即：，两次的相对位移相同，都等于车长，所以摩擦产生的热量一样多，D正确；
故选D．
14．B
【详解】
A．质点受到重力和绳索的拉力，这两个力的合力提供质点做匀速圆周运动的向心力，向心力是按效果命名的力，在分析质点受力个数时不能将其与其他性质力混淆在一起，故A错误；
B．根据力的合成与分解规律可知质点做匀速圆周运动所需的向心力大小为
根据向心力公式有
联立以上两式解得
故B正确；
C．根据力的合成与分解规律可得绳索的拉力大小为
故C错误；
D．根据动能定理有
解得
W=3450J
故D错误。
故选B。
15．B
【详解】
设连接小球的细线与竖直方向的夹角为α，小球质量为m，整体质量为M，对小球进行受力分析如图所示：
根据牛顿第二定律可知
mgsinα=ma
即加速度
a=gsinα
BD．如果斜面光滑，以整体为研究对象可得
Mgsinθ=Ma′
解得
a′=gsinθ
由于a=a′，所以
α=θ
绳子方向与斜面垂直，选项B正确、D错误；
A．小车以一定的初速度沿斜面上滑时，如果斜面粗糙，以整体为研究对象可得
Mgsinθ+μMgcosθ=Ma′
解得
a′=gsinθ+μgcosθ
由于a=a′，所以
α＞θ
选项A错误；
C．小车从静止开始沿斜面下滑时，如果斜面粗糙，以整体为研究对象可得
Mgsinθ-μMgcosθ=Ma′
解得
a′=gsinθ-μgcosθ
由于a=a′，所以
α＜θ
选项C错误；
故选B。
16．C
【详解】
小亮从一楼走到五楼克服重力做功的平均功率，故C项正确，ABD三项错误．
17．C
【详解】
A．由A图可知，力F对物体做正功，机械能增加，不守恒，故A错误；
B．由B图可知，力F做负功，机械能减小，故B错误；
C．C图中物体斜面光滑，运动过程中只有重力做功，只有重力势能和动能的相互转化，机械能守恒，故C正确；
D．D图中斜面粗糙，物体下滑中，摩擦力做负功，机械能减小，不守恒，故D错误．
18．C 1.350 cm 不需要 遮光条通过光电门2的时间
【详解】
（1）[1]测量遮光条的宽度需要用图丙中的外测量爪，即C；
[2]根据游标卡尺的读数规则可知，分度值为0.05mm，由图示可得读数为
（2）①[3]因为研究的是系统内机械能守恒，所以实验中不需要M m；
②[4]两个光电门的速度分别为和，因此可得
即
③[5]因为滑块经过光电门2时钩码已着地，所以为验证机械能守恒定律，还需要知道两点的速度，因此需要测量遮光条通过光电门2的时间。
19．
【详解】
小球竖直上抛到达最高点，由运动学公式：
弹簧瞬间自动弹开后小球，的速度分别为、，由动量守恒：
第一次弹簧水平弹开，两小球均做平抛运动，
第二次弹簧竖直弹开，小球在下以速度下落
小球在上以度上升
两小球落地的时间差
联立解得：
20．s=0.1 m
【详解】
设m2开始下落时两物体的加速度大小为a1，绳子拉力为F，则根据牛顿第二定律得
m2g-F=m2a1
F-m1gsinθ-μm1gcosθ=m1a1
由上两式得到，
m2g-m1gsinθ-μm1gcosθ=（m1+m2）a1
代入解得
a1=1m/s2
设m2落地时的速度为v，则
v2=2a1h
设m2落地后m1的加速度为a2，m1还能沿斜面上升S，则有
m1gsinθ+μm1gcosθ=m1a2
v2=2a2S
联立上两式得到，
s=
代入解得
s=0.1m
【点睛】
解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，掌握整体法和隔离法．此题也可以根据动能定理，分两个过程求解．
21．（1）；；（2）
【详解】
(1)设棋子和纸板的加速度大小为，棋子受到的摩擦力大小为，纸板受地面的摩擦力大小为，对棋子和纸板由牛顿第二定律有
棋子受到的摩擦力
纸板受地面的摩擦力
联立代入数据解得
(2)棋子相对纸板运动，设棋子受到的摩擦力大小为，加速度大小为；纸板的加速度大小为，对象棋子和纸板分由牛顿第二定律有
象棋子受到的摩擦力
要使棋子相对纸板运动应满足的条件
连理解得
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，汽车用绳索通过定滑轮牵引小船，使小船匀速靠岸，若水对船的阻力不变，则下列说法中正确的是（ ）
A．绳子的拉力不断增大 B．船受到的浮力不断减小
C．船受到的合力不断增大 D．汽车也做匀速运动
2．如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以大小为V1的初速度从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度大小为V2（V2＜V1）．若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则（ ）
A．小物体上升的最大高度为
B．从N到M的过程中，小物体的电势能一直不变，机械能减少
C．从M到N的过程中，电场力对小物体先做正功后做负功
D．从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小
3．如图所示，轻质弹簧上端固定，下端与质量为m的圆环相连，圆环套在倾斜的粗糙固定杆上，杆与水平面之间的夹角为α．将圆环从a处由静止释放，环沿杆上滑到b处时的速度为v，滑到d处时速度为零，且弹簧竖直并处于自然长度；接着，圆环又从d处沿杆下滑，滑到b处时速度为零．已知bd ＝ L，c是b d的中点，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．环上滑经过c点的速度等于下滑经过c点的速度
B．环上滑经过c点的速度大于下滑经过c点的速度
C．环经过b点时，弹簧的弹性势能是
D．环经过b点时，弹簧的弹性势能是
4．如图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图，水面与大坝的交点为O.一人站在A点处以速度v0沿水平方向扔小石子，已知AO=40m，g取10m/s2．下列说法正确的是 （ ）
A．若v0=16m/s，则石块可以落入水中
B．若石块能落入水中，则v0越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小
C．若石块不能落入水中，则v0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大
D．若石块不能落入水中，则v0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越小
5．如图甲所示，固定斜面的倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以初速度v0沿斜面向上做匀减速运动，经过一段时间后又沿斜面下滑回到底端，整个过程小物块的v-t图像如图乙所示。下列判断正确的是（）
A．滑块沿斜面上滑的整个过程中机械能减小
B．滑块沿斜面上滑的整个过程中机械能减小
C．滑块沿斜面下滑的整个过程中动能增加
D．滑块沿斜面下滑的整个过程中动能增加
6．为早日实现无人驾驶，如图所示，华为公司对某款汽车性能进行了一项测试，让质量为m的汽车以恒定的牵引力从静止启动加速运动，经过时间，速度刚好达到，之后汽车以恒定功率P运行至最大速度，汽车速度由0到所用时间为t，已知设汽车在运动过程中所受阻力保持不变，下列说法正确的是（ ）
A．当汽车速度达到时，加速度的大小为
B．当汽车速度达到时，加速度的大小为
C．汽车速度由0增至，克服阻力做功为
D．汽车速度由增至，克服阻力做功为
7．如图所示，一球员将足球从球门正前方某处踢出，在竖直平面内经位置1、2、3后落地，位置1、3等高，位置2在最高点，不考虑足球的旋转，则足球（ ）
A．在位置3与位置1时的速度大小相等
B．上升过程的时间小于下落过程的时间
C．在位置2的加速度比位置3的加速度大
D．从位置1到2过程减少的动能大于从位置2到3过程增加的动能
8．如图所示，三角形物体ACE由两种材料拼接而成，上面的ABD部分为一种材料，下面的BDEC部分为另一种材料。BD界面平行与底面CE，AC侧面与水平面的夹角为θ1，AE侧面与水平面的夹角为θ2，且有θ1＜θ2。物块从A点由静止下滑，加速至B点后，又匀速运动至C点。若该物块由静止从A点沿另一侧面下滑，则有（ ）
A．由D匀速运动至E
B．由D加速运动至E
C．通过D点的速率等于通过B点的速率
D．AB段运动的时间大于AD段运动的时间
二、单选题
9．将一只苹果水平抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3，图中曲线为苹果在空中运行的轨迹，不计空气阻力．下列说法中正确的是（ ）
A．苹果通过第1个窗户所用的时间最短
B．苹果通过第1个窗户的过程中，重力做功最多
C．苹果通过第3个窗户的过程中，重力的平均功率最大
D．苹果通过第3个窗户的过程中，竖直方向的平均速度最小
10．如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处。将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点时的速度为v，间的竖直高度差为h，重力加速度为g，则（ ）
A．由A到B重力对小球做的功小于
B．由A到B小球的重力势能减少
C．由A到B小球克服弹力做功为
D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为
11．人手里抓住一根长为L的轻质细绳的一端，绳的另一端系着一个质量为m的小球，若要使小球能在竖直面内作完整的圆周运动，它转动的角速度应满足的条件是：（ ）
A． B． C． D．
12．某人在高h处抛出一个质量为m的物体，不计空气阻力，物体落地时速度为v，该人对物体所做的功为（ ）
A． B． C． D．
13．如图所示,在摩擦力不计的水平面上,放一辆质量为M的小车,小车左端放一只箱子,其质量为m,水平恒力F把箱子拉到小车的右端．如果第一次小车被固定在地面上,第二次小车没固定,可沿水平面运动,在上述两种情况下( )
A．箱子与小车之间的摩擦力大小不相等
B．F做的功一样多
C．箱子获得的动能一样多
D．由摩擦转变成内能的能量一样多
14．某游乐场中的“旋转飞椅”，其基本装置是将铁索绳上端固定在转盘支架的边缘，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成是一个质点，则可简化为如图所示的物理模型。其中P为处于水平面内的转盘支架，可绕竖直转轴转动，设绳长，质点的质量，转盘静止时质点与转轴之间的距离。转盘从静止开始逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角，（不计空气阻力及绳重，绳不可伸长，，，）则下列说法正确的是（ ）
A．质点受到重力、绳索的拉力和向心力 B．质点的角速度为
C．绳索的拉力大小为 D．质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，绳子对质点做的功为
15．如图甲所示，一个小球用轻质细线悬挂在支架ABO的O点，支架固定小车上，当小车在倾角为θ的斜面上做不同的运动时（小车不翻转），悬线可能会出现图乙所示的各种情况（图中Oa竖直，Ob垂直斜面，Oc与Ob夹角为θ），下列说法正确的是（ ）
A．小车以一定的初速度沿斜面上滑时，如果斜面粗糙，则悬线方向如图1所示
B．小车以一定的初速度沿斜面上滑时，如果斜面光滑，则悬线方向如图2所示
C．小车从静止开始沿斜面下滑时，如果斜面粗糙，则悬线方向如图3所示
D．小车从静止开始沿斜面下滑时，如果斜面光滑，则悬线方向如图4所示
16．小亮同学质量为50kg，他从一楼走到五楼用时60s，上升高度为12m，重力加速度g取10m/s2．则小亮从一楼走到五楼克服重力做功的平均功率为
A．10W B．600W C．100W D．720W
17．如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是 （ ）
A． B． C． D．
三、实验题
18．图甲是“验证机械能守恒定律”的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连，细线与导轨平行。
（1）首先测量出遮光条的宽度d.
a.测遮光条的宽度需要用图丙中的_________. （选填“C”或“D”）
b.某同学用卡尺把遮光条夹紧后, 拧紧紧固螺钉再进行读数，如图乙所示读数为________cm.
（2）正确进行实验操作，测出滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m，遮光条的宽度用d表示，已知重力加速度为g，现将滑块从图示位置由静止释放。
①本实验中__________M m； （选填“需要”或“不需要”）
②若滑块经过光电门2时钩码未着地，测得两光电门中心间距L，由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2，则验证机械能守恒定律的表达式是_________；
③若滑块经过光电门2时钩码已着地，为验证机械能守恒定律，已测得钩码初始位置离地的高度h，还需测量的一个物理量是__________。.
四、解答题
19．质量相等的小球与之间压缩一轻质弹簧，球的大小和弹簧的长度均可忽略不计。从地面上以速度竖直向上抛出该装置，装置到达最高点瞬间弹簧自动弹开，弹开两小球的时间极短，小球与弹簧脱离（不计空气阻力，重力加速度为）。已知第一次弹簧水平弹开，两小球落地点间距为，第二次弹簧竖直弹开。求第二次两小球落地的时间差。
20．如图所示，m1=m2=1.0 kg，θ=37°，足够长的固定斜面与m1之间的动摩擦因数μ=0.25，m2离地面h=0.8 m，求系统由静止开始运动，当m2落地后，m1还能向上滑行多远？（已知斜面足够长，取g=10 m/s2，sin37 =0.6）
21．如图所示，一张薄纸板置于固定水平桌面上，纸板上放一枚象棋子，象棋子的质量，纸板的质量，各接触面间的动摩擦因数均为，现用水平向右的拉力F（大小可改变）拉动纸板，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度g取。
（1）当时，象棋子相对纸板静止，并一起向右做匀加速直线运动，求此时象棋子的加速度和所受摩擦力的大小；
（2）要使象棋子相对纸板运动，求该纸板所受水平拉力F的大小应满足的条件。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．AB
【详解】
ABC．小船处于平衡状态，设拉力与水平方向夹角为，受力分析如图，有
船在匀速靠岸过程中，增大，阻力不变，故绳子的拉力不断增大；船受到的浮力不断减小。而船受到的合力为零。故AB正确；C错误；
D．把小船的运动分解成沿绳子方向和垂直绳子方向，如图
则有
易知，汽车做变速运动。故D错误。
故选AB。
2．ACD
【分析】
根据电场力做功的特点可求得电场力做功的大小，由动能定理可分别列出上滑及下滑过程中的表达式，联立即可解得最大高度；由电场力做功与电势能关系要得出电势能的变化及电场力做功的特点；分析小球运动中压力的变化，由滑动摩擦力的计算公式可分析摩擦力的变化．
【详解】
A．设斜面倾角为θ、上升过程沿斜面运动的最大距离为L．因为OM=ON，则MN两点电势相等，小物体从M到N、从N到M电场力做功均为0．上滑和下滑经过同一个位置时，垂直斜面方向上电场力的分力相等，则经过相等的一小段位移在上滑和下滑过程中电场力分力对应的摩擦力所作的功均为相等的负功，所以上滑和下滑过程克服电场力产生的摩擦力所作的功相等、并设为W1．在上滑和下滑过程，对小物体，摩擦力做功相等，则应用动能定理分别有：
上两式相减可得：，故A正确；
B．由OM=ON，可知从N到M的过程中，电场力对小物体先作正功后作负功，电势能先减小后增大，故B错误；
C．从M到N的过程中，电场力对小物体先做正功后做负功，故C正确；
D．从N到M的过程中，小物体受到的电场力垂直斜面的分力先增大后减小，而重力分力不变，则摩擦力先增大后减小，在此过程中小物体到O的距离先减小后增大，根据库仑定律可知小物体受到的电场力先增大后减小，故D正确．
【点睛】
本题考查动能定理的应用、摩擦力及电场力做功的特点，涉及能量变化的题目一般都要优先考虑动能定理的应用，并要求学生能明确几种特殊力做功的特点，如摩擦力、电场力、洛仑兹力等．
3．BD
【详解】
从c到d再到c，重力、弹簧的拉力做功均为零，只有摩擦力做功，由动能定理得：Wf＝mvC′2 mvC2，由于Wf＜0，则vC′＜vC，故A错误，B正确；设从c到d摩擦力做功为Wf，从b到d再到b的过程中，重力、弹簧的拉力做功均为零，只有摩擦力做功，整个运动的过程中，由动能定理得：2Wf＝0 mv2，解得：Wf＝ mv2，设b处弹性势能为EP，从b到d由动能定理得：WG+Wf+WT＝0 mv2，其中WG=-mgLsinα，则EP=mgLsinα-mv2，故C错误，D正确．故选BD．
点睛：本题主要考查了动能定理的直接应用，要求同学们能正确分析物体的受力情况和运动情况，能选择合适的研究过程，这样会使复杂问题简单化．
4．AB
【详解】
试题分析：根据AOsin30°＝gt2得，，则石块落入水中最小的初速度，所以石块可以落入水中．故A正确．若石块能落入水中，高度一定，则竖直分速度一定，水平初速度越大，落水速度方向与水平面的夹角越小．故B正确．若石块不能落入水中，设速度方向与水平方向的夹角为α，位移与水平方向的夹角为θ，因为，，则tanα=2tanθ，因为落在坡面上，位移方向不变，则速度与水平方向的夹角不变，所以速度方向与斜面的夹角不变，与初速度无关．故CD错误．故选AB．
考点：平抛运动
5．AC
【详解】
AB．设滑块上滑时加速度大小为，下滑时加速度大小为。由速度图象的斜率表示加速度，可知
因此
对上滑过程，根据牛顿第二定律得
对下滑过程，根据牛顿第二定律得
联立解得，对于上滑过程，由动能定理得
由功能原理得
由以上两式解得
即滑块沿斜面上滑的整个过程中机械能减小，故A正确，B错误；
CD．对于下滑过程，由动能定理得
解得，即滑块沿斜面下滑的整个过程中动能增加，故C正确，D错误。
故选AC。
6．AD
【详解】
AB．当汽车速度刚好达到最大值时，合外力为零，即
当汽车速度达到时，由牛顿第二定律可得
联立可得
故A正确，B错误；
C．汽车速度由0增至的过程，功率不恒定，故C错误；
D．在时间内汽车为恒定功率加速过程，由动能定理可得
解得
故D正确。
故选AD。
7．BCD
【详解】
A．由于空气阻力不能忽略，从1到2位置，根据动能定理有
从2到3位置，根据动能定理有
由于从1到2位置和2到3位置，空气阻力做功不同，上升时平均阻力更大，做功多，即，即所以在位置3与位置1时的动能大小不相等，那么速度大小也不相等，A错误；
B．运动时间由竖直方向决定，对竖直方向受力分析，根据牛顿第二定律，上升阶段有
下降阶段有
比较可得，上升阶段的平均加速度大于下降阶段，位移相同时，上升过程的时间就小于下落过程的时间，B正确；
C．在2位置时，速度最小，阻力也最小，合力与重力较为接近，在3位置时，速度较大，阻力也较大，阻力与重力的合力一定小于2位置，所以在位置2的加速度比位置3的加速度大，C正确；
D．从位置1到2中，减少的动能等于重力做的负功和阻力做的负功之和，从位置2到3过程，增加的动能也为重力做的正功和阻力做的负功之和，重力做的功大小相等，由于空气阻力都做负功，所以很明显从位置1到2过程减少的动能大于从位置2到3过程增加的动能，D正确。
故选BCD。
8．BD
【详解】
AB．由题意可知物块从B匀速运动到C，则有
由D到E，根据牛顿第二定律有
因为
所以
即由D加速至E，故A错误，B正确；
C．从A到B根据动能定理，有
从A到D根据动能定理，有
根据几何关系
所以
故C错误；
D．由牛顿第二定律，在AB段
在BC段
因为
所以
根据
解得
因为
所以
故D正确。
故选BD。
9．C
【分析】
苹果水平抛出，做平抛运动，根据竖直方向上的运动规律确定苹果经过各个窗户所用时间的长短，根据重力做功的大小比较平均功率大小．
【详解】
A．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，速度越来越快，可知通过相同竖直位移所用的时间越来越短，所以通过第3个窗户时间最短，故A错误．
B．通过三个窗户下降的高度相同，则重力做功相同，故B错误．
C．通过第3个窗户时间最短，根据P=知，重力的平均功率最大，故C正确．
D．苹果通过第3个窗户的过程中，由于时间最少，则竖直方向的平均速度最大，故D错误．
【点睛】
解决本题的关键知道重力做功与路径无关，与首末位置的高度差有关，知道平均功率等于重力做功与时间的比值，基础题．
10．D
【详解】
A．重力做功只与初末位置的高度差有关，则由A至B重力做功为，故A错误；
B．由A至B重力势能减少mgh，减少的重力势能转化成动能和弹簧的弹性势能，故B错误；
C．由动能定理
则
故C错误；
D．弹簧弹力做功是弹性势能变化的量度，故小球到达位置B时弹簧的弹性势能为，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】
对小球在最高点进行受力分析，合力提供向心力，则
当T=0时小球的角速度取最小值，故
故选C
12．A
【详解】
根据动能定理，人对物体所做的功
物体被抛出后，根据机械能守恒有
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A.
13．D
【详解】
A、根据滑动摩擦力公式知，两种情况下，m对车的压力相等，都等于mg，动摩擦因数是一定的，故滑动摩擦力一定相等，A错误；
B、第二次由于小车也会向右移动，故滑块对地的位移比第一次大，F一样大，由知，第二次拉力做的功多，B错误；
C、第二次滑块对地的位移x大，根据动能定理：可知，第二次m获得的动能大，C错误；
D、摩擦产生的热量等于滑动摩擦力乘以相对位移，即：，两次的相对位移相同，都等于车长，所以摩擦产生的热量一样多，D正确；
故选D．
14．B
【详解】
A．质点受到重力和绳索的拉力，这两个力的合力提供质点做匀速圆周运动的向心力，向心力是按效果命名的力，在分析质点受力个数时不能将其与其他性质力混淆在一起，故A错误；
B．根据力的合成与分解规律可知质点做匀速圆周运动所需的向心力大小为
根据向心力公式有
联立以上两式解得
故B正确；
C．根据力的合成与分解规律可得绳索的拉力大小为
故C错误；
D．根据动能定理有
解得
W=3450J
故D错误。
故选B。
15．B
【详解】
设连接小球的细线与竖直方向的夹角为α，小球质量为m，整体质量为M，对小球进行受力分析如图所示：
根据牛顿第二定律可知
mgsinα=ma
即加速度
a=gsinα
BD．如果斜面光滑，以整体为研究对象可得
Mgsinθ=Ma′
解得
a′=gsinθ
由于a=a′，所以
α=θ
绳子方向与斜面垂直，选项B正确、D错误；
A．小车以一定的初速度沿斜面上滑时，如果斜面粗糙，以整体为研究对象可得
Mgsinθ+μMgcosθ=Ma′
解得
a′=gsinθ+μgcosθ
由于a=a′，所以
α＞θ
选项A错误；
C．小车从静止开始沿斜面下滑时，如果斜面粗糙，以整体为研究对象可得
Mgsinθ-μMgcosθ=Ma′
解得
a′=gsinθ-μgcosθ
由于a=a′，所以
α＜θ
选项C错误；
故选B。
16．C
【详解】
小亮从一楼走到五楼克服重力做功的平均功率，故C项正确，ABD三项错误．
17．C
【详解】
A．由A图可知，力F对物体做正功，机械能增加，不守恒，故A错误；
B．由B图可知，力F做负功，机械能减小，故B错误；
C．C图中物体斜面光滑，运动过程中只有重力做功，只有重力势能和动能的相互转化，机械能守恒，故C正确；
D．D图中斜面粗糙，物体下滑中，摩擦力做负功，机械能减小，不守恒，故D错误．
18．C 1.350 cm 不需要 遮光条通过光电门2的时间
【详解】
（1）[1]测量遮光条的宽度需要用图丙中的外测量爪，即C；
[2]根据游标卡尺的读数规则可知，分度值为0.05mm，由图示可得读数为
（2）①[3]因为研究的是系统内机械能守恒，所以实验中不需要M m；
②[4]两个光电门的速度分别为和，因此可得
即
③[5]因为滑块经过光电门2时钩码已着地，所以为验证机械能守恒定律，还需要知道两点的速度，因此需要测量遮光条通过光电门2的时间。
19．
【详解】
小球竖直上抛到达最高点，由运动学公式：
弹簧瞬间自动弹开后小球，的速度分别为、，由动量守恒：
第一次弹簧水平弹开，两小球均做平抛运动，
第二次弹簧竖直弹开，小球在下以速度下落
小球在上以度上升
两小球落地的时间差
联立解得：
20．s=0.1 m
【详解】
设m2开始下落时两物体的加速度大小为a1，绳子拉力为F，则根据牛顿第二定律得
m2g-F=m2a1
F-m1gsinθ-μm1gcosθ=m1a1
由上两式得到，
m2g-m1gsinθ-μm1gcosθ=（m1+m2）a1
代入解得
a1=1m/s2
设m2落地时的速度为v，则
v2=2a1h
设m2落地后m1的加速度为a2，m1还能沿斜面上升S，则有
m1gsinθ+μm1gcosθ=m1a2
v2=2a2S
联立上两式得到，
s=
代入解得
s=0.1m
【点睛】
解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，掌握整体法和隔离法．此题也可以根据动能定理，分两个过程求解．
21．（1）；；（2）
【详解】
(1)设棋子和纸板的加速度大小为，棋子受到的摩擦力大小为，纸板受地面的摩擦力大小为，对棋子和纸板由牛顿第二定律有
棋子受到的摩擦力
纸板受地面的摩擦力
联立代入数据解得
(2)棋子相对纸板运动，设棋子受到的摩擦力大小为，加速度大小为；纸板的加速度大小为，对象棋子和纸板分由牛顿第二定律有
象棋子受到的摩擦力
要使棋子相对纸板运动应满足的条件
连理解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页