2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷

2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷
一、选择题
1．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，轻杆AB长l，两端各连接一个小球（可视为质点），两小球质量关系为 ，轻杆绕距B端 处的光滑固定O轴在竖直平面内顺时针自由转动。当轻杆转至水平位置时，A球速度为 ，则在以后的运动过程中（　　）
A．A球机械能守恒
B．当B球运动至最低点时，球A对杆作用力不等于0
C．当B球运动到最高点时，杆对B球作用力等于0
D．A球从图示（和O轴等高点）位置运动到最低点的过程中，杆对A球做功等于- mgl
2．（2015高一下·大庆期中）如图所示，在加速运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么人对车厢做功的情况是（　　）
A．做正功 B．做负功 C．不做功 D．无法确定
3．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）竖直上抛一个小球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速率（　　）
A．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B．上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功
C．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率
D．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率
4．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）三个质量相同的小球a、b、c位于同一高度，让a自由下落，b、c以相同的速率分别竖直上抛和竖直下抛，不计空气阻力，若小球从开始运动到落到水平地面上的运动过程，重力做功分别为 ，落地时重力的瞬时功率分别为 ，则（　　）
A． ， B． ，
C． ， D． ，
5．（2017高一上·石嘴山期末）A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若两物体的质量mA＞mB，两物体与粗糙水平面间的滑动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离sA与sB相比（　　）
A．sA=sB B．sA＞sB C．sA＜sB D．不能确定
6．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化．在下列几种情况中，关于汽车的动能的说法不正确的是（　　）
A．质量不变，速度增大到原来的2倍，汽车的动能变为原来的4倍
B．速度不变，质量增大到原来的2倍，汽车的动能变为原来的2倍
C．质量减半，速度增大到原来的4倍，汽车的动能不变
D．速度减半，质量增大到原来的4倍，汽车的动能不变
7．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示是滑沙场地的一段可视为倾角为30°的斜面，设人和滑车总质量为m，人从距底端高为h处的顶端沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速度为0.4g，人和滑车可视为质点，则从顶端向下滑到底端的过程中（　　）
A．人和滑车获得的动能为0.4mgh
B．人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh
C．人和滑车减少的重力势能全部转化为动能
D．人和滑车减少的机械能为0.2mgh
8．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动．拉力为某个值F时，转动半径为R，当拉力逐渐减小到 时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R，则外力对物体所做的功大小是（　　）
A．0 B． C． D．
9．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）质量为m=2kg的物体沿水平面向右做直线运动，t=0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，此后物体的v-t图像如图乙所示，取水平向右为正方向， ，则（　　）
A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5
B．10s末恒力F的功率为6W
C．10s末物体恰好回到计时起点位置
D．10s内物体克服摩擦力做功34J
10．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面，其运动的加速度大小为 g，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这一过程中（　　）
A．重力势能增加了 mgh B．机械能损失了 mgh
C．动能损失了mgh D．合外力对物体做功为- mgh
11．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）光滑的斜面A静止在光滑水平面上，将物块B轻轻放到A上，并由静止释放，在B沿斜面下滑的同时，斜面A沿水平方向向右做匀加速运动，则此过程中（　　）
A．B机械能守恒
B．B对A的压力逐渐变小
C．B做初速度为零的匀加速直线运动
D．B对A的压力做功与A对B的支持力做功代数和为零
12．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）一物块静止在粗糙程度均匀的水平地面上，0～4s内所受水平拉力随时间的变化关系图象如图甲所示，0～2s内速度图象如图乙所示。关于物块的运动。下列说法正确的是（　　）
A．物块的质量为1kg B．4s内物块的位移为6m
C．4s内拉力做功为16J D．4s末物块的速度大小为4m/s
13．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，竖直平面内有一固定的光滑轨道ABCD，其中倾角为θ=370的斜面AB与半径为R的圆弧轨道平滑相切于B点，CD为竖直直径，O为圆心。质量为m的小球（可视为质点）从与B点高度差为h的位置A点沿斜面由静止释放。重力加速度大小为g，sin37°= 0.6， cos370=0.8，则下列说法正确的是（　　）
A．当h= 2R时，小球过C点时对轨逍的压カ大小为27mg/5
B．当h= 2R时，小球会从D点离开圆弧轨道做平拋运动
C．当h= 3R时，小球运动到D点时对轨道的压力大小为1.4mg
D．调整h的值，小球能从D点离开圆弧轨道，并能恰好落在B点.
14．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，两质量均为m的物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在光滑滑轮两侧，用手托着物体A使细绳恰好伸直，弹簧处于原长，此时A高地面的高度为h，物体B静止在地面上。放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，则下列说法正确的是（　　）
A．弹簧的劲度系数为
B．此时弹簧的弹性势能等于mgh－ mv2
C．此时物体A的加速度大小为g，方向竖直向上
D．物体A落地后，物体B将向上运动到h高度处
15．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，质量为m的长木板B放在光滑的水平面上，质量为 的木块A放在长木板的左端，一颗质量为 的子弹以速度 射入木块并留在木块中，当木块滑离木板时速度为 ，木块在木板上滑行的时间为t，则下列说法正确的是（　　）
A．木块获得的最大速度为
B．木块滑离木板时，木板获得的速度大小为
C．木块在木板上滑动时，木块与木板之间的滑动摩擦力大小为
D．木块在木板上滑动时，因摩擦产生的热量等于子弹射入木块后子弹和木块减小的动能
二、实验题
16．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示为探究恒力做功与动能改变的关系的实验装置．实验过程中，为了让小车所受合外力大小近似等于钩码的重力大小：
（1）细线应该与长木板平面______ （填A或B）；
A．平行 B．不平行
（2）是否需要平衡摩擦力______ （填A或B）；
A．需要 B．不需要
（3）小车质量M与钩码质量m的关系应满足______ （填A或B）．
A．M＜＜m B．M＞＞m．
17．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示是某同学在探究动能定理和验证机械能守恒定律的实验中分别得到的两条纸带。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，纸带上各点是打点计时器打出的计时点，纸带上记录的数据的单位均为厘米。
（1）纸带　 　(选填甲或乙 )是在验证机械能守恒定律的实验中得到的。
（2）任选一条纸带，计算在记录计时点5时，物体运动的速度 =　 　m/s。(结果保留3三位有效数字)
三、解答题
18．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5×103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车的重力的0.05倍，若汽车始终保持额定的功率不变，取g=10m/s2，则从静止启动后，求：
（1）汽车所能达到的最大速度是多大？
（2）当汽车的加速度为1m/s2时，速度是多大？
（3）如果汽车由启动到速度变为最大值后，马上关闭发动机，测得汽车已通过了624m的路程，求汽车从启动到停下来一共经过多长时间？
19．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，小车M处在光滑水平面上，其上表面粗糙，靠在（不粘连）半径为R=0.2m的 光滑固定圆弧轨道右侧，一质量m=1 kg的滑块（可视为质点）从A点正上方H=3m处自由下落经圆弧轨道底端B滑上等高的小车表面。滑块在小车上最终未离开。已知小车质量M=3kg，滑块与小车间的动摩擦因数μ=0.2。（取g=10 m/s2），求：
（1）滑块通过A点时滑块受到的弹力大小和方向
（2）小车M的最小长度
20．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示是某次四驱车比赛的一段轨道．四驱车（可视为质点）的质量 m=1.0kg，额定功率为P=7W．四驱车从水平平台上A点以额定功率启动，经过一段时间t1=1.5s后关闭发动机，四驱车由平台边缘B点飞出后，恰能沿竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向飞入圆形轨道．已知四驱车在AB段运动时的阻力f恒为1N，AB间的距离L=6m，圆轨道的半径R=1m，∠COD=53°，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
（1）四驱车从B点飞出时的速度VB的大小；
（2）四驱车从B点运动到C点的时间t2；
（3）四驱车第一次经过D点时对轨道的压力大小．
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】由题意可知A、B组成的系统只有重力做功，机械能守恒，B球的机械能增大，则A球的机械能减小，A不符合题意；以O为支点时系统力矩恰好平衡，说明是两球做匀速圆周运动；两个球的角速度相等，转动半径之比为2：1，根据v=rω，可得两个球的线速度之比为2：1；当A球运动至最高点时，B球运动至最低点，由于A球的向心力F向=m =m =mg，由牛顿第二定律可知轻杆此时对球A作用力等于0，B不符合题意；当B球运动到最高点时，B球的向心力F向=2m =mg＜mBg，故杆对B球作用力为支持力，C不符合题意；A球从图示位置运动到最低点的过程中，动能不变，重力做正功，故杆的弹力做等量的负功，根据动能定理得：W杆=-mgh=- mgl，D符合题意。
故答案为：D
【分析】以AB为系统，系统的机械能守恒，通过对比AB的质量和高度变化，则此后A的机械能减少时B的机械能在增加；利用机械能守恒及牛顿第二定律可以判断B球在最高点时杆对B球的受力情况或者A球在最高点时杆对A球的作用力情况；利用动能定理可以求出A球从水平位置下落到最低点时杆所做的功。
2．【答案】B
【知识点】功的计算
【解析】【解答】解：由于人向左加速运动，故可知车厢对人的合力做正功，可知车厢对人的合力向左，由牛顿第三定律可知，人对车厢的合力向右，故人做车厢做负功，故B正确
故选：B
【分析】由运动状态确定车厢对人做功的正负，再对人受力分析，人在车厢带动下向左加速运动，可知车厢对人的合力向左，由牛顿第三定律知车厢对人的合力向左，故可以判定各个选项．
3．【答案】B,C
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】A、B项：上升过程与下降过程重力大小相等，位移大小相等，故重力做功的绝对值相等，A不符合题意，B符合题意；
C、D项：设小球受到的平均阻力为f，上升过程的加度为 ，下落过程的加速度为 ，所以 ，由于高度相同，所以上升所用的时间更小，由 可知，所以上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】利用上升与下落的位移相同可以判别重力做的功相等；由于位移相同，上升过程的加速度大于下落过程的加速度导致运动时间比较短所以导致上升过程重力的平均功率比较大。
4．【答案】B
【知识点】功的计算；功率及其计算
【解析】【解答】三个质量相同的小球在同一高度分别做自由落体、竖直上抛和竖直下抛，初末位置相同，则下降的高度相同，根据W=mgh知，重力做功相同，即Wa=Wb=Wc；
根据动能定理知，b、c两球落地的速度大小相等，大于a球的速率，根据P=mgv知，Pa＜Pb=Pc，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】重力做功只与初末位置有关与运动路径无关所以三者重力做功相同；但是由于竖直上抛和自由落体的落地速度相同，且小于竖直下抛的速度大小，导致落地时重力的瞬时功率不同。
5．【答案】A
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】解：根据动能定理得
对A：﹣μmAgsA=0﹣ ①
对B：﹣μmBgsB=0﹣ ②
由①：②得sA：sB=1：1
故选：A
【分析】根据动能定理求解两者所能滑行的距离sA和sB之比．
6．【答案】C
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】A、质量不变，速度增大到原来的2倍，根据动能公式EK= mv2，汽车的动能变为原来的4倍，A不符合题意；
B、速度不变，质量增大到原来的2倍，根据动能公式EK= mv2，汽车的动能变为原来的2倍，B不符合题意；
C、质量减半，速度增大到原来的4倍，根据动能公式EK= mv2，汽车的动能变为原来的8倍，C错误，符合题意；
D、速度减半，质量增大到原来的4倍，根据动能公式EK= mv2，汽车的动能不变，D不符合题意；
故答案为：C．
【分析】利用动能的表达式可以判别质量和速度的变化导致动能的变化情况。
7．【答案】D
【知识点】机械能
【解析】【解答】设受到的摩擦力是f，加速度大小为0.4g，则沿斜面的方向：mgsin30°-f=ma，解得：f=0.1mg，人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功，获得的动能为： ，代入数据解得： ，A不符合题意；整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为△E=mgh-Ek=mgh-0.8mgh=0.2mgh，D符合题意；整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mgh，所以人和滑车克服摩擦力做功为0.2mgh，B不符合题意；由以上的分析可知，人下滑的过程中受到摩擦力的作用，人和滑车减少的重力势能转化为动能和内能，C不符合题意。
故答案为：D
【分析】利用加速度大小可以求出合力的大小，结合位移可以求出合力做的功则代表动能的变化量，利用牛顿第二定律可以求出摩擦力的大小进而可以求出克服摩擦力做的功；根据能量守恒可以判别重力势能的减少等于动能和内能的增加；利用摩擦力做的功可以求出机械能的变化。
8．【答案】C
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【解答】设当绳的拉力为F时，小球做匀速圆周运动的线速度为v1，则有F=m ．
当绳的拉力减为 时，小球做匀速圆周运动的线速度为v2，则有 F=m ．
在绳的拉力由F减为 F的过程中，根据动能定理得
W= mv22- mv12=- FR．
所以绳的拉力所做功的大小为 FR ，C对；ABD不符合题意
故答案为：C
【分析】利用牛顿第二定律可以求出拉力变化前后的速度及动能大小，利用动能的变化求出外力所做的功。
9．【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由v-t图得：加速度大小a1=2 m/s2，方向与初速度方向相反；设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2，则由v-t图得：加速度大小a2=1m/s2，方向与初速度方向相反；根据牛顿第二定律，有F+μmg=ma1；F-μmg=ma2；联立上述各式得：F=3N，μ=0.05，A不符合题意.10s末恒力F的瞬时功率P=Fv=3×6W=18W．B不符合题意．根据v-t图与横轴所围的面积表示位移得：x= ×4×8 ×6×6m=-2m，负号表示物体在起点以左．C不符合题意.10s内克服摩擦力做功Wf＝fs＝μmgs＝0.05×20×（ ×4×8+ ×6×6）J=34J．D符合题意．
故答案为：D。
【分析】利用图像斜率可以求出加速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出摩擦力及动摩擦因数的大小；利用恒力乘以速度可以求出瞬时功率的大小，利用面积的大小可以判断物体10s后是否回到原来位置；利用摩擦力乘以路程可以求出克服摩擦力所做的功。
10．【答案】B
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】A、由题，物体在斜面上上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，则重力势能增加了mgh．A不符合题意．
B、根据牛顿第二定律得：mgsin30°+f=ma，得到摩擦力大小为f= mg，物体克服摩擦力做功为Wf=f 2h= mgh，所以物体的机械能损失了 mgh．B符合题意．
CD、合外力对物体做功为W合=-ma 2h=- mgh，则根据动能定理得知，物体动能损失 mgh，C、D不符合题意．
故答案为：B
【分析】利用加速度大小结合牛顿第二定律可以求出摩擦力的大小，利用重力做功可以求出重力势能的变化；利用摩擦力做功可以求出机械能的变化；利用合力做功可以求出动能的变化。
11．【答案】C,D
【知识点】机械能
【解析】【解答】A、以AB为系统，只有重力做功，系统的机械能守恒，对B来说，除重力做功外，A对B的支持力做功，所以B的机械能不守恒，A不符合题意；
BC、由题意知，斜面A沿水平方向向右做匀加速运动，B对A的作用力一定，由牛顿第三定律知，A对B的作用力也一定，B还受到重力作用，重力也是恒力，所以B受到的合力是恒力，B做匀加速运动．B不符合题意，C符合题意；
D、B对A的压力与A对B的支持力为作用力和反作用力，大小相等，方向相反．水平方向的分力相等，由牛顿第二定律可知，水平方向的加速度相等，则相同时间水平方向的位移相等，所以由功的定义可得B对A的压力做功与A对B的支持力做功代数和为零，D符合题意．
故答案为：CD．
【分析】由于A与B的系统除重力以外没有其他力做功所以系统机械能守恒；由于A的机械能增加则B的机械能减少；对B进行受力分析可以判别BAB间的面弹力大小保持不变；由于B受到恒力作用所以B做匀加速直线运动；由于机械能守恒则内力做功代数和为0.
12．【答案】A,C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、由图可知，1-2s内物体做匀速运动，故说明摩擦力大小为2N；0-1s内做匀加速运动，加速度a= = =4m/s2；则由牛顿第二定律可知，6-2=ma，解得：m=1kg，A符合题意；
B、2s后受到的合力F=2+2=4N，方向与运动方向相反，做减速运动，加速度a'=4m/s2；3s末速度减为零，此后保持静止，故4s内的位移x= =8m，B不符合题意；
C、根据动能定理可知，WF-fx=0，解得：WF=2×8=16J，C符合题意；
D、由B中分析可知，4s末的速度大小为零，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用匀速过程可以判别摩擦力大小，利用匀加速过程结合牛顿第二定律可以求出物块的质量；利用牛顿第二定律可以求出2s后的加速度大小进而判别物块后2s内的运动，进而求出4s末的速度；利用v-t图像面积可以求出位移的大小；利用拉力乘以面积可以求出拉力所做的功。
13．【答案】A,C
【知识点】对单物体(质点)的应用；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A、当h= 2R时，从A到C的过程：由动能定理 ，在C点由牛顿第二定律得 ，解得 ，由牛顿第三定律得：小球在刚过C点时对轨道的压力大小为 ，A符合题意；
B、小球会从D点离开圆弧轨道做平拋运动的条件是 ，从A到D的过程：由动能定理 ，解得 ，所以小球不会从D点离开圆弧轨道做平拋运动，B不符合题意；
C、当h= 3R时，解得 ，在D点由牛顿第二定律得 ，解得 ，所以，由牛顿第三定律得小球运动到D点时对轨道的压力大小为1.4mg，C符合题意；
D、小球从D点离开圆弧轨道做平抛运动，则有 ，解得 ，小球水平方向的位移 ，大于 ，所以小球能从D点离开圆弧轨道，不能恰好落在B点，D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出小球过C点对轨道的压力大小；利用动能定理可以求出小球经过最高点的速度，利用最高点的临界速度可以判别是否能过最高点做平抛运动；结合牛顿第二定律可以求出在D点对轨道的压力大小；利用小球恰好过最高点后的平抛水平位移与BD间的位移进行对比判别小球能否恰好打在B点。
14．【答案】A,B
【知识点】对单物体(质点)的应用；能量守恒定律
【解析】【解答】A、 物体B对地压力恰好为零，故细线的拉力为mg，故弹簧对A的拉力也等于mg，弹簧的伸长量为h，由胡克定律得： ，A符合题意；
B、物体A与弹簧系统机械能守恒，则有 ，所以 ，B符合题意；
C、根据牛顿第二定律对A有：F mg=ma，F=mg，得a=0，C不符合题意；
D、物体A落地后，物体B与弹簧系统机械能守恒， ，所以 ，D不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】利用B恰好离开地面可以求出弹簧弹力大小，除以对应形变量可以求出劲度系数；利用能量守恒可以求出弹性势能的大小；利用绳子拉力的大小和A重力大小进行对比可以求出A的加速度大小；根据能量守恒可以判别B上升的高度一定小于h.
15．【答案】A,C
【知识点】动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【解答】对子弹和木块A系统，根据动量守恒定律： ，解得 ，A符合题意；木块滑离木板时，对木板和木块（包括子弹）系统： ，解得 ，B不符合题意；对木板，由动量定理： ，解得 ，C符合题意；由能量守恒定律可知，木块在木板上滑动时，因摩擦产生的热量等于子弹射入木块后子弹和木块减少的动能与木板增加的动能之差，D不符合题意；
故答案为：AC.
【分析】利用木块与子弹的系统动量守恒可以求出木块的速度大小；利用木块与木板的系统动量守恒可以求出木块离开时木板的速度大小；利用动量定理可以求出滑动摩擦力的大小；利用能量守恒可以判别摩擦生热等于木块动能的减少与木板动能增加之和。
16．【答案】（1）A
（2）A
（3）B
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】（1）细线的拉力为小车的合力，所以细线与木板平行，则应调节定滑轮的高度使细线与木板平行，A符合题意，B不符合题意；
故答案为：A （2）要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，即本实验需要平衡摩擦力，A符合题意，B不符合题意；
故答案为：A （3）只有当小车质量M远远大于钩码的质量时，才可以用钩码的重力代替绳子的拉力，B符合题意，A不符合题意；
故答案为：B
故答案为：（1）A；（2）A；（3）B
【分析】（1）为了保证拉力不产生其他方向分力所以细绳方向应与木板平行；
（2）（3）由于合力近似为钩码的重力所以需要平衡摩擦力和满足质量要求。
17．【答案】（1）乙
（2）1.75或2.42
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）在验证机械能守恒实验中，纸带在重物的拉力下做自由落体运动，打出的第一个点和第二个点间的距离约为2mm，故甲纸带不符合要求，故乙纸带时验证机械能守恒实验得到的；（2）选乙纸带，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故有：
【分析】（1）利用自由落体验证机械能守恒，从前两个计时点的间隔就可以判断机械能守恒；
（2）利用平均速度公式可以求出瞬时速度大小。
18．【答案】（1）解：汽车保持额定功率不变，那么随着速度v的增大，牵引力F牵变小，当牵引力大小减至与阻力f大小相同时，物体速度v到达最大值vm．
由P额=fvm得：vm= = =24m/s
答：汽车所能达到的最大速度是24m/s
（2）解：当汽车的加速度为1m/s2时，以车为研究对象，由牛顿第二定律得：
F牵﹣f=ma…①
由P额=F牵v得：
v= …②
联立①②代入数据解之得：v=8m/s
答：当汽车的加速度为1m/s2时，速度是8m/s
（3）解：设由启动到速度最大历时为t1，关闭发动机到停止历时t2．
以运动全过程为研究过程，由动能定理得：
m =P额t1﹣fs1
代入数据解之得：t1=50s
关闭发动机后，机车在摩擦力的作用下，做匀减速运动
匀减速的加速度为a2=﹣
由运动学公式得：0﹣vm=a2t2
代入数据解之得：t2=48s
所以总时间：t=50s+48s=98s
答：如果汽车由启动到速度变为最大值后，马上关闭发动机，测得汽车已通过了624m的路程，汽车从启动到停下来一共经过98s
【知识点】机车启动
【解析】【分析】（1）汽车到达最大速度时处于平衡，此时牵引力等于摩擦力，利用额定功率除以摩擦力可以求出最大速度；
（2）利用牛顿第二定律可以求出牵引力大小，利用功率表达式可以求出此时的速度；
（3）利用动能定理可以求出汽车启动的时间，利用速度位移公式可以求出减速运动的时间，两者相加可以求出总的时间。
19．【答案】（1）解：物块运动到A，由机械能守恒 ，解得： ，在A点由牛顿第二定律，滑块受到的弹力： ，方向水平向右
（2）解：由机械能守恒： ，解得： ，此后物块滑到车上，二者由于相互的摩擦力运动状态变化，滑块在小车上最终未离开，故二者最终达到共速；但由于水平方向对二者整体而言，不受外力，故整体水平方向动量守恒
故有：
解得二者的共同速度为：
从物块滑上小车到二者共速，在该过程中
由能量守恒定律可得：
当滑块恰滑到小车末端时，小车的长度最小
解得小车M的最小长度：
【知识点】机械能守恒定律；动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】（1）利用机械能守恒可以求出滑块到达A点的速度，利用牛顿第二定律可以求出滑块在A点所受弹力的大小及判别其方向；
（2）利用机械能守恒可以求出滑块滑上小车时的速度大小，利用动量守恒可以求出小车和滑块共速时的速度大小；利用能量守恒可以求出小车的最小长度。
20．【答案】（1）解：从A到B根据动能定理有 代入数据得：vB=3 m/s
（2）解：B到C做平抛运动，C点时沿竖直方向的分速度为：vy=vB tan53°=4 m/s
vy=gt
代入数据得：t=0.4s
（3）解：滑块到C点时的速度为：vC= =5m/s
从C到D过程中机械能守恒，有：
又
可得：F=43 N
由牛顿第三定律可知，四驱车第一次经过D点时对轨道的压力大小为43N
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）利用动能定理可以求出四驱车从B点飞出的速度大小；
（2）利用平抛运动的速度关系可以求出四驱车在空中运动的时间；
（3）利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出四驱车在D点对轨道的压力，利用牛顿第三定律可以求出轨道支持力的大小。
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一、选择题
1．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，轻杆AB长l，两端各连接一个小球（可视为质点），两小球质量关系为 ，轻杆绕距B端 处的光滑固定O轴在竖直平面内顺时针自由转动。当轻杆转至水平位置时，A球速度为 ，则在以后的运动过程中（　　）
A．A球机械能守恒
B．当B球运动至最低点时，球A对杆作用力不等于0
C．当B球运动到最高点时，杆对B球作用力等于0
D．A球从图示（和O轴等高点）位置运动到最低点的过程中，杆对A球做功等于- mgl
【答案】D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】由题意可知A、B组成的系统只有重力做功，机械能守恒，B球的机械能增大，则A球的机械能减小，A不符合题意；以O为支点时系统力矩恰好平衡，说明是两球做匀速圆周运动；两个球的角速度相等，转动半径之比为2：1，根据v=rω，可得两个球的线速度之比为2：1；当A球运动至最高点时，B球运动至最低点，由于A球的向心力F向=m =m =mg，由牛顿第二定律可知轻杆此时对球A作用力等于0，B不符合题意；当B球运动到最高点时，B球的向心力F向=2m =mg＜mBg，故杆对B球作用力为支持力，C不符合题意；A球从图示位置运动到最低点的过程中，动能不变，重力做正功，故杆的弹力做等量的负功，根据动能定理得：W杆=-mgh=- mgl，D符合题意。
故答案为：D
【分析】以AB为系统，系统的机械能守恒，通过对比AB的质量和高度变化，则此后A的机械能减少时B的机械能在增加；利用机械能守恒及牛顿第二定律可以判断B球在最高点时杆对B球的受力情况或者A球在最高点时杆对A球的作用力情况；利用动能定理可以求出A球从水平位置下落到最低点时杆所做的功。
2．（2015高一下·大庆期中）如图所示，在加速运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么人对车厢做功的情况是（　　）
A．做正功 B．做负功 C．不做功 D．无法确定
【答案】B
【知识点】功的计算
【解析】【解答】解：由于人向左加速运动，故可知车厢对人的合力做正功，可知车厢对人的合力向左，由牛顿第三定律可知，人对车厢的合力向右，故人做车厢做负功，故B正确
故选：B
【分析】由运动状态确定车厢对人做功的正负，再对人受力分析，人在车厢带动下向左加速运动，可知车厢对人的合力向左，由牛顿第三定律知车厢对人的合力向左，故可以判定各个选项．
3．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）竖直上抛一个小球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速率（　　）
A．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B．上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功
C．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率
D．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率
【答案】B,C
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】A、B项：上升过程与下降过程重力大小相等，位移大小相等，故重力做功的绝对值相等，A不符合题意，B符合题意；
C、D项：设小球受到的平均阻力为f，上升过程的加度为 ，下落过程的加速度为 ，所以 ，由于高度相同，所以上升所用的时间更小，由 可知，所以上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】利用上升与下落的位移相同可以判别重力做的功相等；由于位移相同，上升过程的加速度大于下落过程的加速度导致运动时间比较短所以导致上升过程重力的平均功率比较大。
4．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）三个质量相同的小球a、b、c位于同一高度，让a自由下落，b、c以相同的速率分别竖直上抛和竖直下抛，不计空气阻力，若小球从开始运动到落到水平地面上的运动过程，重力做功分别为 ，落地时重力的瞬时功率分别为 ，则（　　）
A． ， B． ，
C． ， D． ，
【答案】B
【知识点】功的计算；功率及其计算
【解析】【解答】三个质量相同的小球在同一高度分别做自由落体、竖直上抛和竖直下抛，初末位置相同，则下降的高度相同，根据W=mgh知，重力做功相同，即Wa=Wb=Wc；
根据动能定理知，b、c两球落地的速度大小相等，大于a球的速率，根据P=mgv知，Pa＜Pb=Pc，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】重力做功只与初末位置有关与运动路径无关所以三者重力做功相同；但是由于竖直上抛和自由落体的落地速度相同，且小于竖直下抛的速度大小，导致落地时重力的瞬时功率不同。
5．（2017高一上·石嘴山期末）A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若两物体的质量mA＞mB，两物体与粗糙水平面间的滑动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离sA与sB相比（　　）
A．sA=sB B．sA＞sB C．sA＜sB D．不能确定
【答案】A
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】解：根据动能定理得
对A：﹣μmAgsA=0﹣ ①
对B：﹣μmBgsB=0﹣ ②
由①：②得sA：sB=1：1
故选：A
【分析】根据动能定理求解两者所能滑行的距离sA和sB之比．
6．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化．在下列几种情况中，关于汽车的动能的说法不正确的是（　　）
A．质量不变，速度增大到原来的2倍，汽车的动能变为原来的4倍
B．速度不变，质量增大到原来的2倍，汽车的动能变为原来的2倍
C．质量减半，速度增大到原来的4倍，汽车的动能不变
D．速度减半，质量增大到原来的4倍，汽车的动能不变
【答案】C
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】A、质量不变，速度增大到原来的2倍，根据动能公式EK= mv2，汽车的动能变为原来的4倍，A不符合题意；
B、速度不变，质量增大到原来的2倍，根据动能公式EK= mv2，汽车的动能变为原来的2倍，B不符合题意；
C、质量减半，速度增大到原来的4倍，根据动能公式EK= mv2，汽车的动能变为原来的8倍，C错误，符合题意；
D、速度减半，质量增大到原来的4倍，根据动能公式EK= mv2，汽车的动能不变，D不符合题意；
故答案为：C．
【分析】利用动能的表达式可以判别质量和速度的变化导致动能的变化情况。
7．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示是滑沙场地的一段可视为倾角为30°的斜面，设人和滑车总质量为m，人从距底端高为h处的顶端沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速度为0.4g，人和滑车可视为质点，则从顶端向下滑到底端的过程中（　　）
A．人和滑车获得的动能为0.4mgh
B．人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh
C．人和滑车减少的重力势能全部转化为动能
D．人和滑车减少的机械能为0.2mgh
【答案】D
【知识点】机械能
【解析】【解答】设受到的摩擦力是f，加速度大小为0.4g，则沿斜面的方向：mgsin30°-f=ma，解得：f=0.1mg，人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功，获得的动能为： ，代入数据解得： ，A不符合题意；整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为△E=mgh-Ek=mgh-0.8mgh=0.2mgh，D符合题意；整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mgh，所以人和滑车克服摩擦力做功为0.2mgh，B不符合题意；由以上的分析可知，人下滑的过程中受到摩擦力的作用，人和滑车减少的重力势能转化为动能和内能，C不符合题意。
故答案为：D
【分析】利用加速度大小可以求出合力的大小，结合位移可以求出合力做的功则代表动能的变化量，利用牛顿第二定律可以求出摩擦力的大小进而可以求出克服摩擦力做的功；根据能量守恒可以判别重力势能的减少等于动能和内能的增加；利用摩擦力做的功可以求出机械能的变化。
8．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动．拉力为某个值F时，转动半径为R，当拉力逐渐减小到 时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R，则外力对物体所做的功大小是（　　）
A．0 B． C． D．
【答案】C
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【解答】设当绳的拉力为F时，小球做匀速圆周运动的线速度为v1，则有F=m ．
当绳的拉力减为 时，小球做匀速圆周运动的线速度为v2，则有 F=m ．
在绳的拉力由F减为 F的过程中，根据动能定理得
W= mv22- mv12=- FR．
所以绳的拉力所做功的大小为 FR ，C对；ABD不符合题意
故答案为：C
【分析】利用牛顿第二定律可以求出拉力变化前后的速度及动能大小，利用动能的变化求出外力所做的功。
9．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）质量为m=2kg的物体沿水平面向右做直线运动，t=0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，此后物体的v-t图像如图乙所示，取水平向右为正方向， ，则（　　）
A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5
B．10s末恒力F的功率为6W
C．10s末物体恰好回到计时起点位置
D．10s内物体克服摩擦力做功34J
【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由v-t图得：加速度大小a1=2 m/s2，方向与初速度方向相反；设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2，则由v-t图得：加速度大小a2=1m/s2，方向与初速度方向相反；根据牛顿第二定律，有F+μmg=ma1；F-μmg=ma2；联立上述各式得：F=3N，μ=0.05，A不符合题意.10s末恒力F的瞬时功率P=Fv=3×6W=18W．B不符合题意．根据v-t图与横轴所围的面积表示位移得：x= ×4×8 ×6×6m=-2m，负号表示物体在起点以左．C不符合题意.10s内克服摩擦力做功Wf＝fs＝μmgs＝0.05×20×（ ×4×8+ ×6×6）J=34J．D符合题意．
故答案为：D。
【分析】利用图像斜率可以求出加速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出摩擦力及动摩擦因数的大小；利用恒力乘以速度可以求出瞬时功率的大小，利用面积的大小可以判断物体10s后是否回到原来位置；利用摩擦力乘以路程可以求出克服摩擦力所做的功。
10．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面，其运动的加速度大小为 g，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这一过程中（　　）
A．重力势能增加了 mgh B．机械能损失了 mgh
C．动能损失了mgh D．合外力对物体做功为- mgh
【答案】B
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】A、由题，物体在斜面上上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，则重力势能增加了mgh．A不符合题意．
B、根据牛顿第二定律得：mgsin30°+f=ma，得到摩擦力大小为f= mg，物体克服摩擦力做功为Wf=f 2h= mgh，所以物体的机械能损失了 mgh．B符合题意．
CD、合外力对物体做功为W合=-ma 2h=- mgh，则根据动能定理得知，物体动能损失 mgh，C、D不符合题意．
故答案为：B
【分析】利用加速度大小结合牛顿第二定律可以求出摩擦力的大小，利用重力做功可以求出重力势能的变化；利用摩擦力做功可以求出机械能的变化；利用合力做功可以求出动能的变化。
11．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）光滑的斜面A静止在光滑水平面上，将物块B轻轻放到A上，并由静止释放，在B沿斜面下滑的同时，斜面A沿水平方向向右做匀加速运动，则此过程中（　　）
A．B机械能守恒
B．B对A的压力逐渐变小
C．B做初速度为零的匀加速直线运动
D．B对A的压力做功与A对B的支持力做功代数和为零
【答案】C,D
【知识点】机械能
【解析】【解答】A、以AB为系统，只有重力做功，系统的机械能守恒，对B来说，除重力做功外，A对B的支持力做功，所以B的机械能不守恒，A不符合题意；
BC、由题意知，斜面A沿水平方向向右做匀加速运动，B对A的作用力一定，由牛顿第三定律知，A对B的作用力也一定，B还受到重力作用，重力也是恒力，所以B受到的合力是恒力，B做匀加速运动．B不符合题意，C符合题意；
D、B对A的压力与A对B的支持力为作用力和反作用力，大小相等，方向相反．水平方向的分力相等，由牛顿第二定律可知，水平方向的加速度相等，则相同时间水平方向的位移相等，所以由功的定义可得B对A的压力做功与A对B的支持力做功代数和为零，D符合题意．
故答案为：CD．
【分析】由于A与B的系统除重力以外没有其他力做功所以系统机械能守恒；由于A的机械能增加则B的机械能减少；对B进行受力分析可以判别BAB间的面弹力大小保持不变；由于B受到恒力作用所以B做匀加速直线运动；由于机械能守恒则内力做功代数和为0.
12．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）一物块静止在粗糙程度均匀的水平地面上，0～4s内所受水平拉力随时间的变化关系图象如图甲所示，0～2s内速度图象如图乙所示。关于物块的运动。下列说法正确的是（　　）
A．物块的质量为1kg B．4s内物块的位移为6m
C．4s内拉力做功为16J D．4s末物块的速度大小为4m/s
【答案】A,C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、由图可知，1-2s内物体做匀速运动，故说明摩擦力大小为2N；0-1s内做匀加速运动，加速度a= = =4m/s2；则由牛顿第二定律可知，6-2=ma，解得：m=1kg，A符合题意；
B、2s后受到的合力F=2+2=4N，方向与运动方向相反，做减速运动，加速度a'=4m/s2；3s末速度减为零，此后保持静止，故4s内的位移x= =8m，B不符合题意；
C、根据动能定理可知，WF-fx=0，解得：WF=2×8=16J，C符合题意；
D、由B中分析可知，4s末的速度大小为零，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用匀速过程可以判别摩擦力大小，利用匀加速过程结合牛顿第二定律可以求出物块的质量；利用牛顿第二定律可以求出2s后的加速度大小进而判别物块后2s内的运动，进而求出4s末的速度；利用v-t图像面积可以求出位移的大小；利用拉力乘以面积可以求出拉力所做的功。
13．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，竖直平面内有一固定的光滑轨道ABCD，其中倾角为θ=370的斜面AB与半径为R的圆弧轨道平滑相切于B点，CD为竖直直径，O为圆心。质量为m的小球（可视为质点）从与B点高度差为h的位置A点沿斜面由静止释放。重力加速度大小为g，sin37°= 0.6， cos370=0.8，则下列说法正确的是（　　）
A．当h= 2R时，小球过C点时对轨逍的压カ大小为27mg/5
B．当h= 2R时，小球会从D点离开圆弧轨道做平拋运动
C．当h= 3R时，小球运动到D点时对轨道的压力大小为1.4mg
D．调整h的值，小球能从D点离开圆弧轨道，并能恰好落在B点.
【答案】A,C
【知识点】对单物体(质点)的应用；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A、当h= 2R时，从A到C的过程：由动能定理 ，在C点由牛顿第二定律得 ，解得 ，由牛顿第三定律得：小球在刚过C点时对轨道的压力大小为 ，A符合题意；
B、小球会从D点离开圆弧轨道做平拋运动的条件是 ，从A到D的过程：由动能定理 ，解得 ，所以小球不会从D点离开圆弧轨道做平拋运动，B不符合题意；
C、当h= 3R时，解得 ，在D点由牛顿第二定律得 ，解得 ，所以，由牛顿第三定律得小球运动到D点时对轨道的压力大小为1.4mg，C符合题意；
D、小球从D点离开圆弧轨道做平抛运动，则有 ，解得 ，小球水平方向的位移 ，大于 ，所以小球能从D点离开圆弧轨道，不能恰好落在B点，D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出小球过C点对轨道的压力大小；利用动能定理可以求出小球经过最高点的速度，利用最高点的临界速度可以判别是否能过最高点做平抛运动；结合牛顿第二定律可以求出在D点对轨道的压力大小；利用小球恰好过最高点后的平抛水平位移与BD间的位移进行对比判别小球能否恰好打在B点。
14．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，两质量均为m的物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在光滑滑轮两侧，用手托着物体A使细绳恰好伸直，弹簧处于原长，此时A高地面的高度为h，物体B静止在地面上。放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，则下列说法正确的是（　　）
A．弹簧的劲度系数为
B．此时弹簧的弹性势能等于mgh－ mv2
C．此时物体A的加速度大小为g，方向竖直向上
D．物体A落地后，物体B将向上运动到h高度处
【答案】A,B
【知识点】对单物体(质点)的应用；能量守恒定律
【解析】【解答】A、 物体B对地压力恰好为零，故细线的拉力为mg，故弹簧对A的拉力也等于mg，弹簧的伸长量为h，由胡克定律得： ，A符合题意；
B、物体A与弹簧系统机械能守恒，则有 ，所以 ，B符合题意；
C、根据牛顿第二定律对A有：F mg=ma，F=mg，得a=0，C不符合题意；
D、物体A落地后，物体B与弹簧系统机械能守恒， ，所以 ，D不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】利用B恰好离开地面可以求出弹簧弹力大小，除以对应形变量可以求出劲度系数；利用能量守恒可以求出弹性势能的大小；利用绳子拉力的大小和A重力大小进行对比可以求出A的加速度大小；根据能量守恒可以判别B上升的高度一定小于h.
15．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，质量为m的长木板B放在光滑的水平面上，质量为 的木块A放在长木板的左端，一颗质量为 的子弹以速度 射入木块并留在木块中，当木块滑离木板时速度为 ，木块在木板上滑行的时间为t，则下列说法正确的是（　　）
A．木块获得的最大速度为
B．木块滑离木板时，木板获得的速度大小为
C．木块在木板上滑动时，木块与木板之间的滑动摩擦力大小为
D．木块在木板上滑动时，因摩擦产生的热量等于子弹射入木块后子弹和木块减小的动能
【答案】A,C
【知识点】动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【解答】对子弹和木块A系统，根据动量守恒定律： ，解得 ，A符合题意；木块滑离木板时，对木板和木块（包括子弹）系统： ，解得 ，B不符合题意；对木板，由动量定理： ，解得 ，C符合题意；由能量守恒定律可知，木块在木板上滑动时，因摩擦产生的热量等于子弹射入木块后子弹和木块减少的动能与木板增加的动能之差，D不符合题意；
故答案为：AC.
【分析】利用木块与子弹的系统动量守恒可以求出木块的速度大小；利用木块与木板的系统动量守恒可以求出木块离开时木板的速度大小；利用动量定理可以求出滑动摩擦力的大小；利用能量守恒可以判别摩擦生热等于木块动能的减少与木板动能增加之和。
二、实验题
16．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示为探究恒力做功与动能改变的关系的实验装置．实验过程中，为了让小车所受合外力大小近似等于钩码的重力大小：
（1）细线应该与长木板平面______ （填A或B）；
A．平行 B．不平行
（2）是否需要平衡摩擦力______ （填A或B）；
A．需要 B．不需要
（3）小车质量M与钩码质量m的关系应满足______ （填A或B）．
A．M＜＜m B．M＞＞m．
【答案】（1）A
（2）A
（3）B
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】（1）细线的拉力为小车的合力，所以细线与木板平行，则应调节定滑轮的高度使细线与木板平行，A符合题意，B不符合题意；
故答案为：A （2）要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，即本实验需要平衡摩擦力，A符合题意，B不符合题意；
故答案为：A （3）只有当小车质量M远远大于钩码的质量时，才可以用钩码的重力代替绳子的拉力，B符合题意，A不符合题意；
故答案为：B
故答案为：（1）A；（2）A；（3）B
【分析】（1）为了保证拉力不产生其他方向分力所以细绳方向应与木板平行；
（2）（3）由于合力近似为钩码的重力所以需要平衡摩擦力和满足质量要求。
17．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示是某同学在探究动能定理和验证机械能守恒定律的实验中分别得到的两条纸带。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，纸带上各点是打点计时器打出的计时点，纸带上记录的数据的单位均为厘米。
（1）纸带　 　(选填甲或乙 )是在验证机械能守恒定律的实验中得到的。
（2）任选一条纸带，计算在记录计时点5时，物体运动的速度 =　 　m/s。(结果保留3三位有效数字)
【答案】（1）乙
（2）1.75或2.42
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）在验证机械能守恒实验中，纸带在重物的拉力下做自由落体运动，打出的第一个点和第二个点间的距离约为2mm，故甲纸带不符合要求，故乙纸带时验证机械能守恒实验得到的；（2）选乙纸带，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故有：
【分析】（1）利用自由落体验证机械能守恒，从前两个计时点的间隔就可以判断机械能守恒；
（2）利用平均速度公式可以求出瞬时速度大小。
三、解答题
18．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5×103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车的重力的0.05倍，若汽车始终保持额定的功率不变，取g=10m/s2，则从静止启动后，求：
（1）汽车所能达到的最大速度是多大？
（2）当汽车的加速度为1m/s2时，速度是多大？
（3）如果汽车由启动到速度变为最大值后，马上关闭发动机，测得汽车已通过了624m的路程，求汽车从启动到停下来一共经过多长时间？
【答案】（1）解：汽车保持额定功率不变，那么随着速度v的增大，牵引力F牵变小，当牵引力大小减至与阻力f大小相同时，物体速度v到达最大值vm．
由P额=fvm得：vm= = =24m/s
答：汽车所能达到的最大速度是24m/s
（2）解：当汽车的加速度为1m/s2时，以车为研究对象，由牛顿第二定律得：
F牵﹣f=ma…①
由P额=F牵v得：
v= …②
联立①②代入数据解之得：v=8m/s
答：当汽车的加速度为1m/s2时，速度是8m/s
（3）解：设由启动到速度最大历时为t1，关闭发动机到停止历时t2．
以运动全过程为研究过程，由动能定理得：
m =P额t1﹣fs1
代入数据解之得：t1=50s
关闭发动机后，机车在摩擦力的作用下，做匀减速运动
匀减速的加速度为a2=﹣
由运动学公式得：0﹣vm=a2t2
代入数据解之得：t2=48s
所以总时间：t=50s+48s=98s
答：如果汽车由启动到速度变为最大值后，马上关闭发动机，测得汽车已通过了624m的路程，汽车从启动到停下来一共经过98s
【知识点】机车启动
【解析】【分析】（1）汽车到达最大速度时处于平衡，此时牵引力等于摩擦力，利用额定功率除以摩擦力可以求出最大速度；
（2）利用牛顿第二定律可以求出牵引力大小，利用功率表达式可以求出此时的速度；
（3）利用动能定理可以求出汽车启动的时间，利用速度位移公式可以求出减速运动的时间，两者相加可以求出总的时间。
19．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示，小车M处在光滑水平面上，其上表面粗糙，靠在（不粘连）半径为R=0.2m的 光滑固定圆弧轨道右侧，一质量m=1 kg的滑块（可视为质点）从A点正上方H=3m处自由下落经圆弧轨道底端B滑上等高的小车表面。滑块在小车上最终未离开。已知小车质量M=3kg，滑块与小车间的动摩擦因数μ=0.2。（取g=10 m/s2），求：
（1）滑块通过A点时滑块受到的弹力大小和方向
（2）小车M的最小长度
【答案】（1）解：物块运动到A，由机械能守恒 ，解得： ，在A点由牛顿第二定律，滑块受到的弹力： ，方向水平向右
（2）解：由机械能守恒： ，解得： ，此后物块滑到车上，二者由于相互的摩擦力运动状态变化，滑块在小车上最终未离开，故二者最终达到共速；但由于水平方向对二者整体而言，不受外力，故整体水平方向动量守恒
故有：
解得二者的共同速度为：
从物块滑上小车到二者共速，在该过程中
由能量守恒定律可得：
当滑块恰滑到小车末端时，小车的长度最小
解得小车M的最小长度：
【知识点】机械能守恒定律；动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】（1）利用机械能守恒可以求出滑块到达A点的速度，利用牛顿第二定律可以求出滑块在A点所受弹力的大小及判别其方向；
（2）利用机械能守恒可以求出滑块滑上小车时的速度大小，利用动量守恒可以求出小车和滑块共速时的速度大小；利用能量守恒可以求出小车的最小长度。
20．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　第七章 机械能守恒定律单元试卷）如图所示是某次四驱车比赛的一段轨道．四驱车（可视为质点）的质量 m=1.0kg，额定功率为P=7W．四驱车从水平平台上A点以额定功率启动，经过一段时间t1=1.5s后关闭发动机，四驱车由平台边缘B点飞出后，恰能沿竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向飞入圆形轨道．已知四驱车在AB段运动时的阻力f恒为1N，AB间的距离L=6m，圆轨道的半径R=1m，∠COD=53°，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
（1）四驱车从B点飞出时的速度VB的大小；
（2）四驱车从B点运动到C点的时间t2；
（3）四驱车第一次经过D点时对轨道的压力大小．
【答案】（1）解：从A到B根据动能定理有 代入数据得：vB=3 m/s
（2）解：B到C做平抛运动，C点时沿竖直方向的分速度为：vy=vB tan53°=4 m/s
vy=gt
代入数据得：t=0.4s
（3）解：滑块到C点时的速度为：vC= =5m/s
从C到D过程中机械能守恒，有：
又
可得：F=43 N
由牛顿第三定律可知，四驱车第一次经过D点时对轨道的压力大小为43N
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）利用动能定理可以求出四驱车从B点飞出的速度大小；
（2）利用平抛运动的速度关系可以求出四驱车在空中运动的时间；
（3）利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出四驱车在D点对轨道的压力，利用牛顿第三定律可以求出轨道支持力的大小。
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