人教版高中物理必修二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 | 人教版高中物理必修二第八章机械能守恒定律单元测试卷（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 802.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-20 09:31:42 | ||
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文档简介
人教版高中物理必修二第八章机械能守恒定律单元测试卷
注意事项：1．本试卷满分100分，建议时长70分钟；
2．如无特殊说明，本试卷中g取10m/s2 。
第一部分（选择题40分）
一、单项选择题（共8道小题，每小题3分，共24分，每道小题只有一个选项符合题目要求）。
1．如图所示，撑杆跳是运动会中非常具有观赏性的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性。运动员助跑时杆未发生形变，撑杆起跳后杆弯曲程度逐渐变大，到运动员水平越过横杆时，杆竖直且恢复原状。关于撑杆起跳到运动员越过横杆过程，下列说法正确的是（ ）
A．杆的弹性势能先增大后减小 B．杆一直对运动员做负功
C．运动员越过横杆正上方时速度为零 D．以上说法均错误
2．引体向上是中学生体育测试的项目之一，若一个质量为50 kg的普通中学生在30秒内完成12次引体向上，每次引体向上重心上升0.4 m，该学生此过程中克服重力做功的平均功率为（ ）
A．5 W B．20 W C．80 W D.200 W
3．平传送带在电动机的带动下以恒定的速率v运动。某时刻在传送带左侧A端轻轻放置一个质量为m的小物体，经时间t小物体恰好与传送带共速，此时小物体未到达传送带的最右端，在这段时间内（ ）
A．摩擦力对小物体做的功为mv2
B．由于小物体与传送带相互作用而产生的内能为mv2
C．由于小物体与传送带相互作用电动机要多做的功为mv2
D．共速前小物体受向右的摩擦力，共速后小物体受向左的摩擦力
4．如图所示，有两个半径不同的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，质量相等的两小球可看成质点，分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放。以圆心所在水平面为零势能面，在两小球下滑到最低点时（ ）
A.机械能不同，动能相同，对轨道压力不同
B.机械能相同，动能相同，对轨道压力不同
C.机械能不同，动能不同，对轨道压力相同
D.机械能相同，动能不同，对轨道压力相同
5．空降兵在某次跳伞训练中，打开伞之前的运动可视为匀加速直线运动，其加速度为a，下降的高度为h，伞兵和装备系统的总质量为m，重力加速度为g。此过程中伞兵和装备系统的（ ）
A．动能减少了mah B．动能增加了mgh
C．重力势能减少了mgh D．重力势能增加了mgh
6．如图固定在地面上的斜面倾角为θ＝30°，物块B固定在木箱A的上方，一起从a点由静止开始下滑，到b点接触轻弹簧，又压缩至最低点c，此时将B迅速拿走，然后木箱A又恰好被轻弹簧弹回到a点．已知木箱A的质量为m，物块B的质量为3m，a、c间距为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．在A上滑的过程中，与弹簧分离时A的速度最大
B．弹簧被压缩至最低点c时，其弹性势能为0.6mgL
C．在木箱A从斜面顶端a下滑至再次回到a点的过程中，因摩擦产生的热量为1.25mgL
D．若物块B没有被拿出，A、B能够上升的最高位置距离a点为0.75L
7．如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L＝0.2 m的轻杆相连，小球B距水平地面的距离h＝0.1 m。两球由静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（ ）
A．整个下滑过程中，A球的机械能守恒
B．整个下滑过程中，B球的机械能守恒
C．整个下滑过程中，A球机械能的增加量为J
D．整个下滑过程中，B球机械能的增加量为J
8．如图所示，一轻弹簧下端固定在倾角为θ的固定斜面底端，弹簧处于原长时上端位于斜面上B点，B点以上斜面光滑，B点到斜面底端粗糙，可视为质点的物体质量为m，从A点静止释放，将弹簧压缩到最短后恰好能被弹回到B点。已知A、B间的距离为L，物体与B点以下斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计空气阻力，则此过程中（ ）
A．弹簧的最大压缩量为
B．弹簧弹性势能的最大值为mgL sin θ (1＋)
C．物体的最大动能一定等于mgL sin θ
D．物体克服摩擦力做的功为mgL cos θ
二、多项选择题（本题共4道小题，每道小题4分，共16分。每道小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，选错不得分）。
9．如图所示，某同学正在做排球运动的垫球训练。他将球击出后，球从某位置离开手臂竖直向上运动，再下落回到该位置的过程中，空气阻力不能忽略。下列说法正确的是（ ）
A．重力对球先做正功后做负功 B．空气阻力对球一直做负功
C．球的机械能始终不变 D．球的机械能减少
10．如图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于平衡状态。现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接将物体拉到B点，第二次先将物体拉到C点，再使其回到B点，则这两次过程中（ ）
A．物体的重力势能改变量不相等 B．弹簧的弹性势能改变量相等
C．摩擦力对物体做的功相等 D．斜面弹力对物体做功均为零
11．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（ ）
A．重力做功mgR B．机械能减少mgR
C．合外力做功mgR D．克服摩擦力做功mgR
12．我国是原油进口大国，进口的石油主要用于交通运输。燃油汽车过多不仅污染环境，还严重影响到我国的能源安全，大力发展新能源汽车是国家突破能源困局的重要举措。一辆电动汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为18 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动汽车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F—图象，图中AB、BC均为直线。若电动汽车行驶过程中所受的阻力恒定，由图象可知下列说法正确的是（ ）
A．电动汽车行驶中所受的阻力为600 N
B．A到B阶段，牵引力的功率保持不变
C．B到C阶段，电动汽车做匀加速直线运动
D．电动汽车的额定功率为10.8 kW
第二部分（非选题60分）
三、非选择题（本题共6道小题，共60分）。
13．（6分）如图甲所示是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”实验的装置，所用的打点计时器接有频率为50Hz的交流电。
（1）a同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带（如图乙所示），其中O点为重物刚要下落时打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺分别测得OA＝12.41 cm、OB＝18.60 cm和OC＝27.21 cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点已知重物的质量为0.5 kg，取g＝9.80 m/s2。在OB段运动的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝______J，重物动能的增加量ΔEk＝______J 。（结果均保留三位有效数字）
（2）数据处理的结果比较合理的应当是ΔEk______（填“大于”“等于”或“小于”）ΔEp，这是因为实验没有考虑各种阻力的影响，属于本实验的______（选填“偶然”或“系统”）误差。
14．（8分）如图为“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置，将一传感器先后分别固定在竖直板上的D、C和B三点，最低点D作为零势能点。逐次将摆锤从A点由静止释放，分别测出摆锤经过D、C和B点时的速度。
（1）实验中使用 传感器测速度。
（2）操作时，从右侧某一高度由静止释放摆锤，可以观察到摆锤摆到左侧的最高位置与释放点基本在 。为进一步研究在整个摆动过程中机械能是否守恒，需仔细测量摆锤经过任意位置的机械能，实验中每次静止释放摆锤的位置应 （选填“相同”或“不同”）；某同学由于操作不当，测得摆锤在B点的机械能明显比在A、C和D点的机械能大，其原因可能是 。
15．（10分）某型号小汽车发动机的额定功率为24 kW，汽车连同驾乘人员总质量为m＝2000 kg，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800 N，求：
（1）汽车在额定功率下匀速行驶的速度大小；
（2）汽车在额定功率下行驶，速度为20 m/s时的加速度大小。
16．（10分）如图甲所示，质量m＝1 kg的物体静止在光滑的水平面上，t＝0时刻，物体受到一个变力F作用，t＝1 s时，撤去力F，某时刻物体滑上倾角为37°的粗糙斜面。已知物体从开始到运动到斜面最高点的v-t图像如图乙所示，不计其他阻力，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
（1）变力F做的功；
（2）物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率；
（3）物体回到出发点的速度大小。
17．（12分）如图，轨道AB是一平滑曲面，其末端B的切线沿水平方向。质量m＝1 kg的小球从A点沿轨道AB由静止开始下滑，从B点飞出，最后落到水平面上的D点。忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。已知h＝2.5 m，H＝3.2m，x＝4.8 m，求：
（1）小球到达B点时的速度vB；
（2）小球刚运动到D点时重力的功率PG；
（3）小球在轨道AB上运动时，克服阻力所做的功W克；
18．（14分）图甲是某游乐场的一种“双环过山车”设施的一部分，其运行原理可以简化成图乙的“小球轨道”模型。其中AB段和圆轨道不计阻力，BC、CD、DE、EF段直轨道与小球间的动摩擦因数为μ＝0.2，DE段的倾角α＝53°，B、C分别为两竖直圆轨道1、2的最低点，LBC＝LCD＝6 m，LDE＝1 m，LEF＝10 m，半径R1＝2 m。质量为m＝1 kg的小球（可视为质点），从轨道的右侧A点由静止开始下滑，设小球始终不脱离轨道，且不考虑经过D、E点的能量损失，（已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，重力加速度为g）试求：
（1）如果小球恰能通过第一个圆轨道，A点的高度h应是多少；
（2）在（1）的条件下，要使小球不脱离第二个圆轨道，半径R2应
满足的条件；
（3）要使小球最终停在EF段，A点的高度h应该设计为多少。
甲 乙
参考答案
第一部分（选择题）
1 2 3 4 5 6
A C C D C D
7 8 9 10 11 12
D B BD BD AD AD
第二部分（非选择题）
13．（1）0.911；0.856；（2）小于；系统；
14．（1）光电门；（2）同一高度；相同；测量B点的高度偏大或在B点固定光电门时固定的位置偏低；
15．解：（1）汽车匀速行驶时，牵引力F等于阻力Ff，即F＝Ff
由功率公式可得P＝Fv
代入数据得v＝30m/s
（2）设v1＝20m/s时汽车牵引力为F1，则P＝F1v1
根据牛顿第二定律有F1－Ff＝ma
代入数据得a＝0.2 m/s2
16．解：（1）0～1 s内变力F做功，1 s末物体的速度v1＝10 m/s，根据动能定理得
WF＝mv12＝50 J
（2）2~3 s物体沿斜面上滑，物体在斜面上升的最大距离
x＝×1×10 m＝5 m
物体第一次到达斜面底端时的速度v2＝10 m/s，到达最高点的速度为零，根据动能定理得
－mgx sin 37°－Wf＝0－mv22
解得克服摩擦力做功为Wf＝20 J
则平均功率P＝＝20 W
（3）设物体第二次到达斜面底端时的速度为v3，则根据动能定理得
－2Wf＝mv32－mv22
解得v3＝2 m/s
此后物体做匀速直线运动，则到达出发点的速度大小为2 m/s
17．解：（1）根据H＝gt2
得t＝＝0.8 s
解得vB＝＝6 m/s
（2）在D点vy＝gt＝8 m/s
所以PG＝mgvy＝80 W
（3）从A→B，对小球由动能定理得mgh＋W阻＝mvB2－0
解得W阻＝－7 J
则克服阻力所做的功W克＝－W阻＝7 J
18．解：（1）小球恰好能通过第一个圆轨道，则在最高点满足
mg＝m
小球从A点到第一个圆轨道最高点，根据机械能守恒定律有
mg(h－2R1)＝mv02
联立解得h＝5 m
（2）要保证小球不脱离第二个圆轨道，可分两种情况进行讨论:
Ⅰ．轨道半径较小时，小球恰能通过第二个圆轨道。设小球在最高点时的速度为v2，应满足
mg＝m
同时满足小球能通过第一个圆轨道，根据动能定理有
mg(2R1－2R2)－μmgLBC＝mv22－mv02
联立解得R2＝1.52 m
Ⅱ．轨道半径较大时，小球在第二个圆轨道上升的最大高度为R2时不脱离轨道。根据动能定理得
mg(2R1－R2)－μmgLBC＝0－mv02
联立解得R2＝3.8 m
故0＜R2≤1.52 m或R2≥3.8 m
（3）如果小球沿直轨道运动停止在E点，从A点到E点，根据动能定理得
mg(h－LDE sin α)－μmg(LBC＋LCD)－μmgLDE cos α＝0
解得h＝3.32 m＜5 m
此时不满足小球通过第一个圆轨道的条件，说明小球不可能停在E点。
如果小球停止在F点，从A点到F点，根据动能定理得
mg(h－LDE sin α)－μmg(LBC＋LCD＋LEF)－μmgLDE cos α＝0
解得h＝5.32 m
综上可得5 m≤h≤5.32 m
注意事项：1．本试卷满分100分，建议时长70分钟；
2．如无特殊说明，本试卷中g取10m/s2 。
第一部分（选择题40分）
一、单项选择题（共8道小题，每小题3分，共24分，每道小题只有一个选项符合题目要求）。
1．如图所示，撑杆跳是运动会中非常具有观赏性的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性。运动员助跑时杆未发生形变，撑杆起跳后杆弯曲程度逐渐变大，到运动员水平越过横杆时，杆竖直且恢复原状。关于撑杆起跳到运动员越过横杆过程，下列说法正确的是（ ）
A．杆的弹性势能先增大后减小 B．杆一直对运动员做负功
C．运动员越过横杆正上方时速度为零 D．以上说法均错误
2．引体向上是中学生体育测试的项目之一，若一个质量为50 kg的普通中学生在30秒内完成12次引体向上，每次引体向上重心上升0.4 m，该学生此过程中克服重力做功的平均功率为（ ）
A．5 W B．20 W C．80 W D.200 W
3．平传送带在电动机的带动下以恒定的速率v运动。某时刻在传送带左侧A端轻轻放置一个质量为m的小物体，经时间t小物体恰好与传送带共速，此时小物体未到达传送带的最右端，在这段时间内（ ）
A．摩擦力对小物体做的功为mv2
B．由于小物体与传送带相互作用而产生的内能为mv2
C．由于小物体与传送带相互作用电动机要多做的功为mv2
D．共速前小物体受向右的摩擦力，共速后小物体受向左的摩擦力
4．如图所示，有两个半径不同的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，质量相等的两小球可看成质点，分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放。以圆心所在水平面为零势能面，在两小球下滑到最低点时（ ）
A.机械能不同，动能相同，对轨道压力不同
B.机械能相同，动能相同，对轨道压力不同
C.机械能不同，动能不同，对轨道压力相同
D.机械能相同，动能不同，对轨道压力相同
5．空降兵在某次跳伞训练中，打开伞之前的运动可视为匀加速直线运动，其加速度为a，下降的高度为h，伞兵和装备系统的总质量为m，重力加速度为g。此过程中伞兵和装备系统的（ ）
A．动能减少了mah B．动能增加了mgh
C．重力势能减少了mgh D．重力势能增加了mgh
6．如图固定在地面上的斜面倾角为θ＝30°，物块B固定在木箱A的上方，一起从a点由静止开始下滑，到b点接触轻弹簧，又压缩至最低点c，此时将B迅速拿走，然后木箱A又恰好被轻弹簧弹回到a点．已知木箱A的质量为m，物块B的质量为3m，a、c间距为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．在A上滑的过程中，与弹簧分离时A的速度最大
B．弹簧被压缩至最低点c时，其弹性势能为0.6mgL
C．在木箱A从斜面顶端a下滑至再次回到a点的过程中，因摩擦产生的热量为1.25mgL
D．若物块B没有被拿出，A、B能够上升的最高位置距离a点为0.75L
7．如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L＝0.2 m的轻杆相连，小球B距水平地面的距离h＝0.1 m。两球由静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（ ）
A．整个下滑过程中，A球的机械能守恒
B．整个下滑过程中，B球的机械能守恒
C．整个下滑过程中，A球机械能的增加量为J
D．整个下滑过程中，B球机械能的增加量为J
8．如图所示，一轻弹簧下端固定在倾角为θ的固定斜面底端，弹簧处于原长时上端位于斜面上B点，B点以上斜面光滑，B点到斜面底端粗糙，可视为质点的物体质量为m，从A点静止释放，将弹簧压缩到最短后恰好能被弹回到B点。已知A、B间的距离为L，物体与B点以下斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计空气阻力，则此过程中（ ）
A．弹簧的最大压缩量为
B．弹簧弹性势能的最大值为mgL sin θ (1＋)
C．物体的最大动能一定等于mgL sin θ
D．物体克服摩擦力做的功为mgL cos θ
二、多项选择题（本题共4道小题，每道小题4分，共16分。每道小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，选错不得分）。
9．如图所示，某同学正在做排球运动的垫球训练。他将球击出后，球从某位置离开手臂竖直向上运动，再下落回到该位置的过程中，空气阻力不能忽略。下列说法正确的是（ ）
A．重力对球先做正功后做负功 B．空气阻力对球一直做负功
C．球的机械能始终不变 D．球的机械能减少
10．如图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于平衡状态。现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接将物体拉到B点，第二次先将物体拉到C点，再使其回到B点，则这两次过程中（ ）
A．物体的重力势能改变量不相等 B．弹簧的弹性势能改变量相等
C．摩擦力对物体做的功相等 D．斜面弹力对物体做功均为零
11．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（ ）
A．重力做功mgR B．机械能减少mgR
C．合外力做功mgR D．克服摩擦力做功mgR
12．我国是原油进口大国，进口的石油主要用于交通运输。燃油汽车过多不仅污染环境，还严重影响到我国的能源安全，大力发展新能源汽车是国家突破能源困局的重要举措。一辆电动汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为18 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动汽车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F—图象，图中AB、BC均为直线。若电动汽车行驶过程中所受的阻力恒定，由图象可知下列说法正确的是（ ）
A．电动汽车行驶中所受的阻力为600 N
B．A到B阶段，牵引力的功率保持不变
C．B到C阶段，电动汽车做匀加速直线运动
D．电动汽车的额定功率为10.8 kW
第二部分（非选题60分）
三、非选择题（本题共6道小题，共60分）。
13．（6分）如图甲所示是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”实验的装置，所用的打点计时器接有频率为50Hz的交流电。
（1）a同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带（如图乙所示），其中O点为重物刚要下落时打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺分别测得OA＝12.41 cm、OB＝18.60 cm和OC＝27.21 cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点已知重物的质量为0.5 kg，取g＝9.80 m/s2。在OB段运动的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝______J，重物动能的增加量ΔEk＝______J 。（结果均保留三位有效数字）
（2）数据处理的结果比较合理的应当是ΔEk______（填“大于”“等于”或“小于”）ΔEp，这是因为实验没有考虑各种阻力的影响，属于本实验的______（选填“偶然”或“系统”）误差。
14．（8分）如图为“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置，将一传感器先后分别固定在竖直板上的D、C和B三点，最低点D作为零势能点。逐次将摆锤从A点由静止释放，分别测出摆锤经过D、C和B点时的速度。
（1）实验中使用 传感器测速度。
（2）操作时，从右侧某一高度由静止释放摆锤，可以观察到摆锤摆到左侧的最高位置与释放点基本在 。为进一步研究在整个摆动过程中机械能是否守恒，需仔细测量摆锤经过任意位置的机械能，实验中每次静止释放摆锤的位置应 （选填“相同”或“不同”）；某同学由于操作不当，测得摆锤在B点的机械能明显比在A、C和D点的机械能大，其原因可能是 。
15．（10分）某型号小汽车发动机的额定功率为24 kW，汽车连同驾乘人员总质量为m＝2000 kg，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800 N，求：
（1）汽车在额定功率下匀速行驶的速度大小；
（2）汽车在额定功率下行驶，速度为20 m/s时的加速度大小。
16．（10分）如图甲所示，质量m＝1 kg的物体静止在光滑的水平面上，t＝0时刻，物体受到一个变力F作用，t＝1 s时，撤去力F，某时刻物体滑上倾角为37°的粗糙斜面。已知物体从开始到运动到斜面最高点的v-t图像如图乙所示，不计其他阻力，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
（1）变力F做的功；
（2）物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率；
（3）物体回到出发点的速度大小。
17．（12分）如图，轨道AB是一平滑曲面，其末端B的切线沿水平方向。质量m＝1 kg的小球从A点沿轨道AB由静止开始下滑，从B点飞出，最后落到水平面上的D点。忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。已知h＝2.5 m，H＝3.2m，x＝4.8 m，求：
（1）小球到达B点时的速度vB；
（2）小球刚运动到D点时重力的功率PG；
（3）小球在轨道AB上运动时，克服阻力所做的功W克；
18．（14分）图甲是某游乐场的一种“双环过山车”设施的一部分，其运行原理可以简化成图乙的“小球轨道”模型。其中AB段和圆轨道不计阻力，BC、CD、DE、EF段直轨道与小球间的动摩擦因数为μ＝0.2，DE段的倾角α＝53°，B、C分别为两竖直圆轨道1、2的最低点，LBC＝LCD＝6 m，LDE＝1 m，LEF＝10 m，半径R1＝2 m。质量为m＝1 kg的小球（可视为质点），从轨道的右侧A点由静止开始下滑，设小球始终不脱离轨道，且不考虑经过D、E点的能量损失，（已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，重力加速度为g）试求：
（1）如果小球恰能通过第一个圆轨道，A点的高度h应是多少；
（2）在（1）的条件下，要使小球不脱离第二个圆轨道，半径R2应
满足的条件；
（3）要使小球最终停在EF段，A点的高度h应该设计为多少。
甲 乙
参考答案
第一部分（选择题）
1 2 3 4 5 6
A C C D C D
7 8 9 10 11 12
D B BD BD AD AD
第二部分（非选择题）
13．（1）0.911；0.856；（2）小于；系统；
14．（1）光电门；（2）同一高度；相同；测量B点的高度偏大或在B点固定光电门时固定的位置偏低；
15．解：（1）汽车匀速行驶时，牵引力F等于阻力Ff，即F＝Ff
由功率公式可得P＝Fv
代入数据得v＝30m/s
（2）设v1＝20m/s时汽车牵引力为F1，则P＝F1v1
根据牛顿第二定律有F1－Ff＝ma
代入数据得a＝0.2 m/s2
16．解：（1）0～1 s内变力F做功，1 s末物体的速度v1＝10 m/s，根据动能定理得
WF＝mv12＝50 J
（2）2~3 s物体沿斜面上滑，物体在斜面上升的最大距离
x＝×1×10 m＝5 m
物体第一次到达斜面底端时的速度v2＝10 m/s，到达最高点的速度为零，根据动能定理得
－mgx sin 37°－Wf＝0－mv22
解得克服摩擦力做功为Wf＝20 J
则平均功率P＝＝20 W
（3）设物体第二次到达斜面底端时的速度为v3，则根据动能定理得
－2Wf＝mv32－mv22
解得v3＝2 m/s
此后物体做匀速直线运动，则到达出发点的速度大小为2 m/s
17．解：（1）根据H＝gt2
得t＝＝0.8 s
解得vB＝＝6 m/s
（2）在D点vy＝gt＝8 m/s
所以PG＝mgvy＝80 W
（3）从A→B，对小球由动能定理得mgh＋W阻＝mvB2－0
解得W阻＝－7 J
则克服阻力所做的功W克＝－W阻＝7 J
18．解：（1）小球恰好能通过第一个圆轨道，则在最高点满足
mg＝m
小球从A点到第一个圆轨道最高点，根据机械能守恒定律有
mg(h－2R1)＝mv02
联立解得h＝5 m
（2）要保证小球不脱离第二个圆轨道，可分两种情况进行讨论:
Ⅰ．轨道半径较小时，小球恰能通过第二个圆轨道。设小球在最高点时的速度为v2，应满足
mg＝m
同时满足小球能通过第一个圆轨道，根据动能定理有
mg(2R1－2R2)－μmgLBC＝mv22－mv02
联立解得R2＝1.52 m
Ⅱ．轨道半径较大时，小球在第二个圆轨道上升的最大高度为R2时不脱离轨道。根据动能定理得
mg(2R1－R2)－μmgLBC＝0－mv02
联立解得R2＝3.8 m
故0＜R2≤1.52 m或R2≥3.8 m
（3）如果小球沿直轨道运动停止在E点，从A点到E点，根据动能定理得
mg(h－LDE sin α)－μmg(LBC＋LCD)－μmgLDE cos α＝0
解得h＝3.32 m＜5 m
此时不满足小球通过第一个圆轨道的条件，说明小球不可能停在E点。
如果小球停止在F点，从A点到F点，根据动能定理得
mg(h－LDE sin α)－μmg(LBC＋LCD＋LEF)－μmgLDE cos α＝0
解得h＝5.32 m
综上可得5 m≤h≤5.32 m