第八章 机械能守恒定律 单元测试卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第八章 机械能守恒定律 单元测试卷（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 728.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-15 20:20:54 | ||
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文档简介
第八章《机械能守恒定律》单元测试卷
一、单选题（本大题共9小题）
1．如图，撑杆跳全过程可分为四个阶段：A→B阶段，助跑加速；B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升；C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升；D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。这四个阶段的能量变化为（ ）
A．A→B人和杆系统的机械能不变
B．B→C人和杆系统的动能减小、重力势能和弹性势能增加
C．C→D人和杆系统的动能减少量等于重力势能的增加量
D．D→E重力对人所做的功等于人机械能的增加量
2．如图所示，一劲度系数为的轻弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接置于粗糙水平面的物块。此时弹簧自然伸长，物块位于点。现用外力向左推动物块，当弹簧压缩量为时，使物块静止，然后由静止释放物块，物块到达点时速度刚好为0。已知此过程中向左推动木块的外力所做的功为。则此过程中弹簧的最大弹性势能为（ ）
A． B． C． D．
3．如图，倾角为的斜面固定在水平地面上，现有一物块以某一初速度从底端冲上斜面，一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向上运动的时间是向下运动的时间的一半，则它与斜面间的动摩擦因数应为（ ）
A． B． C． D．
4．以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面（足够长）上滑，如图所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力，则（ ）
A．h1=h2>h3 B．h1=h2＜h3
C．h1=h3＜h2 D．h1=h3>h2
5．如图所示，一个质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为的固定斜面，其运动的加速度大小为，该物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体的（ ）
A．整个过程中物体机械能守恒 B．重力势能增加了
C．动能损失了 D．机械能损失了
6．有一个固定的光滑直杆与水平面的夹角为53°，杆上套着一个质量为2kg的滑块A（可视为质点），用不可伸长的轻绳将滑块A与另一个质量为M=2.7kg的物块B通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂B而绷紧，此时滑轮左侧轻绳恰好水平，其长度，P点与滑轮的连线同直杆垂直（如图所示），现将滑块A从图中O点由静止释放，（整个运动过程中B不会触地，），下列说法正确的是（ ）
A．滑块A运动到P点时加速度为零
B．滑块A由O点运动到P点的过程中，物块B机械能增加
C．滑块A经过P点的速度大小为
D．滑块A经过P点的速度大小为
7．如图所示，滑草场由两段宽度相同但坡度不同的斜面AB和BC连接而成，一名滑草的游客与两段斜面间的动摩擦因数相同。从A滑到B然后到C，在沿两段斜面下滑过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB，则（ ）
A．WA>WB B．WA=WB C．WA8．如图所示，两个大小相同的小球A、B用等长的细线悬挂于O点，线长为L，mA=2mB，若将A由图示位置静止释放，在最低点与B球相碰，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．A下落到最低点的速度是
B．若A与B发生完全非弹性碰撞，则第一次碰时损失的机械能为gL
C．若A与B发生弹性碰撞，则第一次碰后A上升的最大高度是L
D．若A与B发生完全非弹性碰撞，则第一次碰后A上升的最大高度是
9．如图所示，小车A放在一个倾角为30°的足够长的固定的光滑斜面上，A、B两物体由绕过轻质定滑轮的细线相连，已知重力加速度为g，滑轮质量及细线与滑轮之间的摩擦不计，小车A的质量为3m，小球B的质量为m，小车从静止释放后，在小球B竖直上升h的过程中，小车受绳的拉力大小FT和小车获得的动能Ek分别为（ ）
A．FT=mg，Ek=3mgh/8 B．FT=mg，Ek=3mgh/2
C．FT=9mg/8，Ek=3mgh/2 D．FT=9mg/8，Ek=3mgh/8
二、多选题（本大题共3小题）
10．一质量为的物块在长的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，经过到达斜面底端，其重力势能随下滑距离s的变化如图所示，重力加速度取。则（ ）
A．物块下滑时加速度的大小为 B．由题给条件不能求出物块与斜面间的动摩擦因数
C．物块下滑过程中机械能守恒 D．物块下滑过程中机械能不守恒
11．一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数图象如图所示。若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，能求出的物理量是（ ）
A．汽车的功率
B．汽车行驶的最大速度
C．汽车所受到的阻力
D．汽车运动到最大速度所需的时间
12．如图所示，两块竖直木板夹着一物块，物块在木板内静止，两板因弹簧作用对物块有一恒定压力并保持两板之间的距离不变（图中未画出弹簧）．让木板从离地A高位置自由下落，落地后木板静止，物块在木板中下滑了l长度．已知物块与木板间的动摩擦因数不变，以下说法正确的是（以下各选项中物块均未触地）（ ）
A．如果仅改变木板下落的高度，使其从2h高度落下，物块下滑的长度将为2l
B．如果仅改变木板对物块的压力，使其变为原来一半，物块下滑的长度将大于2l
C．如果仅改变物块的质量，使其变与原来2倍，物块下滑的距离将为2l
D．如果仅改变木板的质量，使其变为原来一半，物块下滑距离将大于2l
三、实验题（本大题共2小题）
13．小明利用如图装置验证机械能守恒定律。图中为轻杆，为固定转轴，端小球固定于杆上，质量为。端小球放在轻质勺形槽内，质量为。由静止释放后，轻杆从水平位置逆时针转动，轻杆转到竖直位置时被制动，球被水平抛出。
（1）实验时，小明首先测量了、及两球距点的距离、，除此之外，还需要测量的物理量有__________。
A．球从释放到运动至最低点的时间
B．点离地面的高度
C．球落地点与点的水平距离
（2）结合（1）中的各物理量，轻杆从水平位置自由释放，利用上述测定的物理量和重力加速度，可得系统重力势能减少量为____________，动能增加量为___________。
14．为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。
（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是___________；
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；
②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；
③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；
⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；
⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、；
⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度、；
⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则___________；某次实验中，测得，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度___________（保留3位有效数字）；
（3）在误差允许范围内，若___________（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；
（4）写出两点产生误差的主要原因：___________。
四、解答题（本大题共3小题）
15．如图所示，竖直平面内一倾角的粗糙倾斜直轨道与光滑圆弧轨道相切于点，长度可忽略，且与传送带水平段平滑连接于点。一质量的小滑块从点静止释放，经点最后从点水平滑上传送带。已知点离地高度，长，滑块与间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数，长度，圆弧轨道半径。若滑块可视为质点，不计空气阻力，，，。求：
（1）小滑块经过点时对轨道的压力；
（2）当传送带以顺时针方向的速度转动时，小滑块从水平传送带右端点水平抛出后，落地点到点的水平距离。
16．如图甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面AB的A处连接一粗糙水平面OA，OA长为4m。有一质量为m的滑块，从O处由静止开始受一水平向右的力F作用。F在水平面上按图乙所示的规律变化。滑块与OA间的动摩擦因数μ＝0.25，g取10 m/s2，试求：
（1）滑块运动到A处的速度大小；（结果可保留根号）
（2）不计滑块在A处的速率变化，滑块沿斜面AB向上运动的最远距离。
17．滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜受。如图是滑板运动的轨道， 和是两段光滑圆弧形轨道，是一段长的水平轨道。一运动员从轨道上的点以的速度下滑，经轨道后冲上轨道，到点时速度减为零。已知、距水平轨道的高度分别为：，，运动员的质量，不计圆弧轨道上的摩擦，取，求：
(1)运动员第一次经过点、点时的速率各是多少？
(2)运动员与轨道的动摩擦因数为多大？
(3)运动员最后停在轨道上距点多远处？
18．电气混合新能源公交车，拥有两种不同的动力源(天然气发动机和电力发动机)．假设汽车及车上乘客总质量为m＝1×104kg，当它在平直路面上行驶时，只采用电力驱动，发动机额定功率为P1＝150 kW，能达到的最大速度为v1＝54 km/h；汽车行驶在倾角为θ＝37°的斜坡道上时，为获得足够大的驱动力，两种发动机同时启动，此时发动机的总额定功率可达P2＝560 kW．设汽车在斜坡道上行驶时所受的摩擦阻力与在平直路面上行驶时所受的摩擦阻力相等，且汽车在运动过程中摩擦阻力不变．(，，)
(1)求汽车在平直路面上行驶时受到的摩擦阻力大小；
(2)求汽车在斜坡道上能达到的最大速度v2的大小．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
A．A→B阶段，助跑加速，重力势能不变，动能增加，所以机械能增加。A错误；
B．B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升，人克服重力和弹力做功，动能减少，位置升高，所以弹性势能和重力势能增加。B正确；
C．C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升，弹性势能及动能的减少量等于重力势能的增加量。C错误；
D．D→E阶段，人越过横杆后下落，只有重力做功，机械能守恒。D错误。
故选B。
2．B
【解析】
设弹簧的最大弹性势能为，木块向左运动时，根据动能定理
木块向右运动时，根据动能定理
联立解得
故ACD错误B正确。
故选B。
3．C
【解析】
上滑过程有
下滑过程有
联立解得
故选C。
4．D
【解析】
竖直上抛的物体和沿光滑斜面运动的物体，上升到最高点时，速度均为0，由机械能守恒定律得
mgh=mv02
所以
斜上抛的物体在最高点速度不为零，设为v1，则
mgh2=mv02-mv12
所以
h2＜h1=h3
故选D。
5．D
【解析】
A．由牛顿第二定律得
mgsin30°+f=m×0.6g
解得摩擦力
f=0.1mg
此过程有摩擦力做功，机械能不守恒，故A错误；
B．物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了 EP=mgh，故B错误；
C．由动能定理可知，动能损失量为合外力做的功的大小，即
Ek=F合 s=m×0.6g×2h=1.2mgh
故C错误；
D．由功能关系知，机械能的损失量为
E=fs=0.1mg×2h=0.2mgh
故D正确。
故选D。
6．C
【解析】
A．滑块A运动到P点时，垂直于杆子的方向受力平衡，合力为零；沿杆子方向重力有沿杆向下的分力加mgsin53°，根据牛顿第二定律得
mgsin53°=ma
a=gsin53°
故A错误。
B．滑块A由O点运动到P点的过程中，绳子的拉力对滑块B做负功，其机械能减少，故B错误。
CD．由于图中杆子与水平方向成，可以解出图中虚线长度
=Lsin53°=m
B下落
H=L-=m
当A运动到P点与A相连的绳子此时垂直杆子方向的速度为零，则B的速度为零，以两个物体组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得
MgH＋mgh=
解得
v=5m/s
故C正确，D错误。
故选C。
7．B
【解析】
设AB与水平面的夹角为，则物块从A点到B点过程中，克服摩擦力做功
同理，设BC与水平面的夹角为，则物块从B点到C点过程中，克服摩擦力做功
则有
故选B。
8．D
【解析】
A．A球到达最低点时，由动能定理得
解得
选项A错误；
BD．若A与B发生完全非弹性碰撞，设共同达到的速度为，由动量守恒
解得
此过程中损失的机械能为
设第一次碰后A上升的最大高度为h，则对A由动能定理得
解得
选项B错误，D正确；
C．若A与B发生弹性碰撞，根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得
（另一值不符，舍去）
设第一次碰后A上升的最大高度为，对A由动能定理得
解得
选项C错误。
故选D。
9．D
【解析】
小车A与小球B构成的系统做加速运动，隔离分析小车，据牛顿第二定律得：3mgsin30°-FT=3ma，隔离分析小球B，据牛顿第二定律得：FT-mgsin30°=ma，联立可得小车受绳的拉力大小为，当小球B上升h高度时，根据动能定理有：，联立解得：，小车的最大动能为：，故ABC错误，D正确．
10．AD
【解析】
A．由题意可得
则可求得
故A正确；
B．由图像知，斜面的底部重力势能为零，物体在顶部重力势能
可计算出
则
由牛顿第二定律
可得
可计算出
故B错误；
CD．斜面对物块有摩擦力，所以机械能不守恒，故C错误，D正确。
故选AD。
11．ABC
【解析】
A．由
可得：
对应题图可知
已知汽车的质量，故可求出汽车的功率P，故A正确；
B．由时，可得故B正确；
C．由
可求出汽车受到的阻力，故C正确；
D．汽车做变加速运动，因此无法求出汽车运动到最大速度所需的时间；故D错误；
故选ABC。
12．AB
【解析】
设物块受到的滑动摩擦力为，根据动能定理，有，解得．仅改变木板下落的高度，使其从2h高度落下，物块下滑的长度将为2l，故A正确；如果仅改变木板对物块的压力，使其变为原来一半，物块受到的滑动摩擦力为原来的一半，物块下滑的长度将大于2l，故B正确；如果仅改变物块的质量，使其变为原来2倍，物块下滑的距离将大于2l，故C错误；如果仅改变木板的质量，物块下滑的距离仍为l，故D错误．所以AB正确，CD错误．
13． BC
【解析】
（1） 验证机械能守恒定律,需要测量系统重力势能的减少量和系统动能的增加量，系统动能的增加量需要测量小球B的速度，求平抛运动的初速度，需要B球抛出点到地面的距离和落地点与抛出点的水平距离，因已有抛出点到点O的高度，只需测量出O与地面的高度h，不需要球从释放到运动至最低点的时间。
故选BC。
（2） 轻杆从水平位置自由释放，系统重力势能的减少量
B球到达抛出点的速度
由图可知，两球转动的角速度相等，则此时A球的速度
则系统的动能增加量
14． ②④ 滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差
【解析】
（1）滑块沿光滑的斜面下滑过程机械能守恒，需要通过光电门测量通过滑块运动的速度
滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能
整理化简得
所以测量滑块和遮光条得总质量不必要，②满足题目要求，测量、之间的距离不必要，④满足题目要求。
故选②④。
（2）游标卡尺的读数为
滑块通过光电门的速度
（3）根据（1）问可知
在误差允许的范围内，满足该等式可认滑块下滑过程中机械能守恒。
（4）[5]滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差。
15．（1）；（2）
【解析】
（1）根据题意，滑块由A运动B的过程，应用动能定理
代入数据解得
由于长度可忽略，则
滑块在C点，受轨道的支持力和本身重力，根据牛顿第二定律
代入数据解得
根据牛顿第三定律，小滑块经过点时对轨道的压力等于轨道对滑块的支持力。
（2）假设滑块划上传送带之后全程加速，根据牛顿第二定律
代入数据解得
设滑块到达传送带右端的速度为，根据公式
代入数据解得
则滑块未达到传送带右端就和传送带共速，则滑块以传送带的速度从D点水平抛出，竖直方向，由于长度可忽略，则
代入数据解得
水平方向，落地点到点的水平距离
16．（1）；（2）5m
【解析】
（1）设滑块运动到A处的速度大小为v，对滑块从O运动到A的过程根据动能定理有
代入数据解得
（2）设滑块沿斜面AB向上运动的最远距离为L，对滑块从A运动到最远处的过程根据动能定理有
代入数据解得
L＝5m
17．(1)，；(2)0.2；(3)2m
【解析】
(1)由动能定理可得，运动员第一次经过点有
解得
由动能定理可得，运动员从C到Q点有
解得
(2)由动能定理可得，运动员从B到C点有
解得
(3)运动员最后停在轨道上，由动能定理可得
解得
运动员最后停在轨道上距点为
18．(1) (2)
【解析】
（1）在平直路面行驶，汽车以功率P1匀速行驶时速度最大，设驱动力为F1，阻力为f，则
①
②
解得：
（2）在斜坡上用共点力平衡可知：
最大速度为
．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题（本大题共9小题）
1．如图，撑杆跳全过程可分为四个阶段：A→B阶段，助跑加速；B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升；C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升；D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。这四个阶段的能量变化为（ ）
A．A→B人和杆系统的机械能不变
B．B→C人和杆系统的动能减小、重力势能和弹性势能增加
C．C→D人和杆系统的动能减少量等于重力势能的增加量
D．D→E重力对人所做的功等于人机械能的增加量
2．如图所示，一劲度系数为的轻弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接置于粗糙水平面的物块。此时弹簧自然伸长，物块位于点。现用外力向左推动物块，当弹簧压缩量为时，使物块静止，然后由静止释放物块，物块到达点时速度刚好为0。已知此过程中向左推动木块的外力所做的功为。则此过程中弹簧的最大弹性势能为（ ）
A． B． C． D．
3．如图，倾角为的斜面固定在水平地面上，现有一物块以某一初速度从底端冲上斜面，一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向上运动的时间是向下运动的时间的一半，则它与斜面间的动摩擦因数应为（ ）
A． B． C． D．
4．以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面（足够长）上滑，如图所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力，则（ ）
A．h1=h2>h3 B．h1=h2＜h3
C．h1=h3＜h2 D．h1=h3>h2
5．如图所示，一个质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为的固定斜面，其运动的加速度大小为，该物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体的（ ）
A．整个过程中物体机械能守恒 B．重力势能增加了
C．动能损失了 D．机械能损失了
6．有一个固定的光滑直杆与水平面的夹角为53°，杆上套着一个质量为2kg的滑块A（可视为质点），用不可伸长的轻绳将滑块A与另一个质量为M=2.7kg的物块B通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂B而绷紧，此时滑轮左侧轻绳恰好水平，其长度，P点与滑轮的连线同直杆垂直（如图所示），现将滑块A从图中O点由静止释放，（整个运动过程中B不会触地，），下列说法正确的是（ ）
A．滑块A运动到P点时加速度为零
B．滑块A由O点运动到P点的过程中，物块B机械能增加
C．滑块A经过P点的速度大小为
D．滑块A经过P点的速度大小为
7．如图所示，滑草场由两段宽度相同但坡度不同的斜面AB和BC连接而成，一名滑草的游客与两段斜面间的动摩擦因数相同。从A滑到B然后到C，在沿两段斜面下滑过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB，则（ ）
A．WA>WB B．WA=WB C．WA
A．A下落到最低点的速度是
B．若A与B发生完全非弹性碰撞，则第一次碰时损失的机械能为gL
C．若A与B发生弹性碰撞，则第一次碰后A上升的最大高度是L
D．若A与B发生完全非弹性碰撞，则第一次碰后A上升的最大高度是
9．如图所示，小车A放在一个倾角为30°的足够长的固定的光滑斜面上，A、B两物体由绕过轻质定滑轮的细线相连，已知重力加速度为g，滑轮质量及细线与滑轮之间的摩擦不计，小车A的质量为3m，小球B的质量为m，小车从静止释放后，在小球B竖直上升h的过程中，小车受绳的拉力大小FT和小车获得的动能Ek分别为（ ）
A．FT=mg，Ek=3mgh/8 B．FT=mg，Ek=3mgh/2
C．FT=9mg/8，Ek=3mgh/2 D．FT=9mg/8，Ek=3mgh/8
二、多选题（本大题共3小题）
10．一质量为的物块在长的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，经过到达斜面底端，其重力势能随下滑距离s的变化如图所示，重力加速度取。则（ ）
A．物块下滑时加速度的大小为 B．由题给条件不能求出物块与斜面间的动摩擦因数
C．物块下滑过程中机械能守恒 D．物块下滑过程中机械能不守恒
11．一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数图象如图所示。若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，能求出的物理量是（ ）
A．汽车的功率
B．汽车行驶的最大速度
C．汽车所受到的阻力
D．汽车运动到最大速度所需的时间
12．如图所示，两块竖直木板夹着一物块，物块在木板内静止，两板因弹簧作用对物块有一恒定压力并保持两板之间的距离不变（图中未画出弹簧）．让木板从离地A高位置自由下落，落地后木板静止，物块在木板中下滑了l长度．已知物块与木板间的动摩擦因数不变，以下说法正确的是（以下各选项中物块均未触地）（ ）
A．如果仅改变木板下落的高度，使其从2h高度落下，物块下滑的长度将为2l
B．如果仅改变木板对物块的压力，使其变为原来一半，物块下滑的长度将大于2l
C．如果仅改变物块的质量，使其变与原来2倍，物块下滑的距离将为2l
D．如果仅改变木板的质量，使其变为原来一半，物块下滑距离将大于2l
三、实验题（本大题共2小题）
13．小明利用如图装置验证机械能守恒定律。图中为轻杆，为固定转轴，端小球固定于杆上，质量为。端小球放在轻质勺形槽内，质量为。由静止释放后，轻杆从水平位置逆时针转动，轻杆转到竖直位置时被制动，球被水平抛出。
（1）实验时，小明首先测量了、及两球距点的距离、，除此之外，还需要测量的物理量有__________。
A．球从释放到运动至最低点的时间
B．点离地面的高度
C．球落地点与点的水平距离
（2）结合（1）中的各物理量，轻杆从水平位置自由释放，利用上述测定的物理量和重力加速度，可得系统重力势能减少量为____________，动能增加量为___________。
14．为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。
（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是___________；
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；
②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；
③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；
⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；
⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、；
⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度、；
⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则___________；某次实验中，测得，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度___________（保留3位有效数字）；
（3）在误差允许范围内，若___________（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；
（4）写出两点产生误差的主要原因：___________。
四、解答题（本大题共3小题）
15．如图所示，竖直平面内一倾角的粗糙倾斜直轨道与光滑圆弧轨道相切于点，长度可忽略，且与传送带水平段平滑连接于点。一质量的小滑块从点静止释放，经点最后从点水平滑上传送带。已知点离地高度，长，滑块与间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数，长度，圆弧轨道半径。若滑块可视为质点，不计空气阻力，，，。求：
（1）小滑块经过点时对轨道的压力；
（2）当传送带以顺时针方向的速度转动时，小滑块从水平传送带右端点水平抛出后，落地点到点的水平距离。
16．如图甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面AB的A处连接一粗糙水平面OA，OA长为4m。有一质量为m的滑块，从O处由静止开始受一水平向右的力F作用。F在水平面上按图乙所示的规律变化。滑块与OA间的动摩擦因数μ＝0.25，g取10 m/s2，试求：
（1）滑块运动到A处的速度大小；（结果可保留根号）
（2）不计滑块在A处的速率变化，滑块沿斜面AB向上运动的最远距离。
17．滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜受。如图是滑板运动的轨道， 和是两段光滑圆弧形轨道，是一段长的水平轨道。一运动员从轨道上的点以的速度下滑，经轨道后冲上轨道，到点时速度减为零。已知、距水平轨道的高度分别为：，，运动员的质量，不计圆弧轨道上的摩擦，取，求：
(1)运动员第一次经过点、点时的速率各是多少？
(2)运动员与轨道的动摩擦因数为多大？
(3)运动员最后停在轨道上距点多远处？
18．电气混合新能源公交车，拥有两种不同的动力源(天然气发动机和电力发动机)．假设汽车及车上乘客总质量为m＝1×104kg，当它在平直路面上行驶时，只采用电力驱动，发动机额定功率为P1＝150 kW，能达到的最大速度为v1＝54 km/h；汽车行驶在倾角为θ＝37°的斜坡道上时，为获得足够大的驱动力，两种发动机同时启动，此时发动机的总额定功率可达P2＝560 kW．设汽车在斜坡道上行驶时所受的摩擦阻力与在平直路面上行驶时所受的摩擦阻力相等，且汽车在运动过程中摩擦阻力不变．(，，)
(1)求汽车在平直路面上行驶时受到的摩擦阻力大小；
(2)求汽车在斜坡道上能达到的最大速度v2的大小．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
A．A→B阶段，助跑加速，重力势能不变，动能增加，所以机械能增加。A错误；
B．B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升，人克服重力和弹力做功，动能减少，位置升高，所以弹性势能和重力势能增加。B正确；
C．C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升，弹性势能及动能的减少量等于重力势能的增加量。C错误；
D．D→E阶段，人越过横杆后下落，只有重力做功，机械能守恒。D错误。
故选B。
2．B
【解析】
设弹簧的最大弹性势能为，木块向左运动时，根据动能定理
木块向右运动时，根据动能定理
联立解得
故ACD错误B正确。
故选B。
3．C
【解析】
上滑过程有
下滑过程有
联立解得
故选C。
4．D
【解析】
竖直上抛的物体和沿光滑斜面运动的物体，上升到最高点时，速度均为0，由机械能守恒定律得
mgh=mv02
所以
斜上抛的物体在最高点速度不为零，设为v1，则
mgh2=mv02-mv12
所以
h2＜h1=h3
故选D。
5．D
【解析】
A．由牛顿第二定律得
mgsin30°+f=m×0.6g
解得摩擦力
f=0.1mg
此过程有摩擦力做功，机械能不守恒，故A错误；
B．物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了 EP=mgh，故B错误；
C．由动能定理可知，动能损失量为合外力做的功的大小，即
Ek=F合 s=m×0.6g×2h=1.2mgh
故C错误；
D．由功能关系知，机械能的损失量为
E=fs=0.1mg×2h=0.2mgh
故D正确。
故选D。
6．C
【解析】
A．滑块A运动到P点时，垂直于杆子的方向受力平衡，合力为零；沿杆子方向重力有沿杆向下的分力加mgsin53°，根据牛顿第二定律得
mgsin53°=ma
a=gsin53°
故A错误。
B．滑块A由O点运动到P点的过程中，绳子的拉力对滑块B做负功，其机械能减少，故B错误。
CD．由于图中杆子与水平方向成，可以解出图中虚线长度
=Lsin53°=m
B下落
H=L-=m
当A运动到P点与A相连的绳子此时垂直杆子方向的速度为零，则B的速度为零，以两个物体组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得
MgH＋mgh=
解得
v=5m/s
故C正确，D错误。
故选C。
7．B
【解析】
设AB与水平面的夹角为，则物块从A点到B点过程中，克服摩擦力做功
同理，设BC与水平面的夹角为，则物块从B点到C点过程中，克服摩擦力做功
则有
故选B。
8．D
【解析】
A．A球到达最低点时，由动能定理得
解得
选项A错误；
BD．若A与B发生完全非弹性碰撞，设共同达到的速度为，由动量守恒
解得
此过程中损失的机械能为
设第一次碰后A上升的最大高度为h，则对A由动能定理得
解得
选项B错误，D正确；
C．若A与B发生弹性碰撞，根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得
（另一值不符，舍去）
设第一次碰后A上升的最大高度为，对A由动能定理得
解得
选项C错误。
故选D。
9．D
【解析】
小车A与小球B构成的系统做加速运动，隔离分析小车，据牛顿第二定律得：3mgsin30°-FT=3ma，隔离分析小球B，据牛顿第二定律得：FT-mgsin30°=ma，联立可得小车受绳的拉力大小为，当小球B上升h高度时，根据动能定理有：，联立解得：，小车的最大动能为：，故ABC错误，D正确．
10．AD
【解析】
A．由题意可得
则可求得
故A正确；
B．由图像知，斜面的底部重力势能为零，物体在顶部重力势能
可计算出
则
由牛顿第二定律
可得
可计算出
故B错误；
CD．斜面对物块有摩擦力，所以机械能不守恒，故C错误，D正确。
故选AD。
11．ABC
【解析】
A．由
可得：
对应题图可知
已知汽车的质量，故可求出汽车的功率P，故A正确；
B．由时，可得故B正确；
C．由
可求出汽车受到的阻力，故C正确；
D．汽车做变加速运动，因此无法求出汽车运动到最大速度所需的时间；故D错误；
故选ABC。
12．AB
【解析】
设物块受到的滑动摩擦力为，根据动能定理，有，解得．仅改变木板下落的高度，使其从2h高度落下，物块下滑的长度将为2l，故A正确；如果仅改变木板对物块的压力，使其变为原来一半，物块受到的滑动摩擦力为原来的一半，物块下滑的长度将大于2l，故B正确；如果仅改变物块的质量，使其变为原来2倍，物块下滑的距离将大于2l，故C错误；如果仅改变木板的质量，物块下滑的距离仍为l，故D错误．所以AB正确，CD错误．
13． BC
【解析】
（1） 验证机械能守恒定律,需要测量系统重力势能的减少量和系统动能的增加量，系统动能的增加量需要测量小球B的速度，求平抛运动的初速度，需要B球抛出点到地面的距离和落地点与抛出点的水平距离，因已有抛出点到点O的高度，只需测量出O与地面的高度h，不需要球从释放到运动至最低点的时间。
故选BC。
（2） 轻杆从水平位置自由释放，系统重力势能的减少量
B球到达抛出点的速度
由图可知，两球转动的角速度相等，则此时A球的速度
则系统的动能增加量
14． ②④ 滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差
【解析】
（1）滑块沿光滑的斜面下滑过程机械能守恒，需要通过光电门测量通过滑块运动的速度
滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能
整理化简得
所以测量滑块和遮光条得总质量不必要，②满足题目要求，测量、之间的距离不必要，④满足题目要求。
故选②④。
（2）游标卡尺的读数为
滑块通过光电门的速度
（3）根据（1）问可知
在误差允许的范围内，满足该等式可认滑块下滑过程中机械能守恒。
（4）[5]滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差。
15．（1）；（2）
【解析】
（1）根据题意，滑块由A运动B的过程，应用动能定理
代入数据解得
由于长度可忽略，则
滑块在C点，受轨道的支持力和本身重力，根据牛顿第二定律
代入数据解得
根据牛顿第三定律，小滑块经过点时对轨道的压力等于轨道对滑块的支持力。
（2）假设滑块划上传送带之后全程加速，根据牛顿第二定律
代入数据解得
设滑块到达传送带右端的速度为，根据公式
代入数据解得
则滑块未达到传送带右端就和传送带共速，则滑块以传送带的速度从D点水平抛出，竖直方向，由于长度可忽略，则
代入数据解得
水平方向，落地点到点的水平距离
16．（1）；（2）5m
【解析】
（1）设滑块运动到A处的速度大小为v，对滑块从O运动到A的过程根据动能定理有
代入数据解得
（2）设滑块沿斜面AB向上运动的最远距离为L，对滑块从A运动到最远处的过程根据动能定理有
代入数据解得
L＝5m
17．(1)，；(2)0.2；(3)2m
【解析】
(1)由动能定理可得，运动员第一次经过点有
解得
由动能定理可得，运动员从C到Q点有
解得
(2)由动能定理可得，运动员从B到C点有
解得
(3)运动员最后停在轨道上，由动能定理可得
解得
运动员最后停在轨道上距点为
18．(1) (2)
【解析】
（1）在平直路面行驶，汽车以功率P1匀速行驶时速度最大，设驱动力为F1，阻力为f，则
①
②
解得：
（2）在斜坡上用共点力平衡可知：
最大速度为
．
答案第1页，共2页
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