2019-2020学年高一下学期第七单元训练卷
物 理 （一）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．关于功的下列几种说法中，正确的是( )
A．人托着一个物体沿水平方向匀速前进，人对物体没有做功
B．人托着一个物体沿水平方向加速前进，人对物体没有做功
C．力和位移都是矢量，功也一定是矢量
D．因为功有正功和负功的区别，所以功是矢量
2．关于重力势能的说法，正确的是( )
A．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功
B．在地平面下方的物体，它具有的重力势能一定小于零
C．重力势能减少，重力一定对物体做正功
D．重力势能增加，重力一定对物体做正功
3．如图所示，DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零，如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零， 则物体具有的初速度(已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零)( )
A．大于v0 B．等于v0
C．小于v0 D．取决于斜面的倾角
4．如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧。BC水平，其长度d＝0.50 m，盆边缘的高度h＝0.30 m，在A处放一个质量为m的小物块并让其自由下滑。已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数μ＝0.10，小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的地点到B的距离为( )
A．0.50 m B．0.25 m C．0.10 m D．0
5．在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为v0，当它落到地面时速度为v，用g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( )
A．mgh－mv2－mv B．－mv2－mv－mgh
C．mgh＋mv－mv2 D．mgh＋mv2－mv
6．如图所示，电梯质量为M，它的水平地板上放置一质量为m的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动。当上升高度为H时，电梯的速度达到v，则在这段过程中，下列说法正确的是( )
A．电梯对物体的支持力所做的功等于mv2
B．电梯对物体的支持力所做的功大于mv2
C．钢索的拉力所做的功等于mv2＋MgH
D．钢索的拉力所做的功小于mv2＋MgH
7．如图所示，一轻绳的一端系在固定的粗糙斜面上的O点，另一端系一小球。给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动，在此过程中( )
A．小球的机械能守恒
B．重力对小球不做功
C．绳的张力对小球不做功
D．在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是小于小球动能的减少
8．质量为m的汽车发动机的功率恒为P，摩擦阻力恒力Ff，牵引力为F，汽车由静止开始，经过时间t行驶了位移l时，速度达到最大值vm，则发动机所做的功为( )
A．Pt B．Ffvmt C．mv＋Ffl D．Fl
9．质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为g，在物体下落h的过程中，下列说法中正确的是( )
A．物体的动能增加了mgh B．物体的机械能减少了mgh
C．物体克服阻力所做的功为mgh D．物体的重力势能减少了mgh
10．如图所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中( )
A．物块的机械能逐渐增加
B．软绳重力势能共减少mgl
C．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功
D．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和
二、实验题（本题共2小题，第11小题8分，第12小题10分，共18分）
11．某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码。实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50 Hz。
(1)实验的部分步骤如下：
①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
②将小车停在打点计时器附近，________，________，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，________；
③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。
(2)如图是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离x及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在下表中的相应位置。
测量点
x/cm
v/(m·s－1)
O
0.00
0.35
A
1.51
0.40
B
3.20
0.45
C
D
7.15
0.54
E
9.41
0.60
12．用如图所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如下图所示。已知m1＝50 g、m2＝150 g，则：(g取10 m/s2，结果保留两位有效数字)
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v＝________m/s；
(2)在打点0～5过程中系统动能的增加量ΔEk＝________J，系统势能的减少量ΔEp＝_______J，由此得出的结论是______________；
(3)若某同学作出的v2－h图象如右图所示，则当地的实际重力加速度g＝________m/s2。
三、解答题（本题共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13．(9分)如图所示，mA＝4 kg，mB＝1 kg，A与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，B与地面间的距离s＝0.8 m，A离滑轮足够远，不计绳与滑轮间摩擦，让B由静止释放，则：
(1)B落到地面时的速度为多大？
(2)B落地后，A在桌面上能继续滑行多远才能静止下来？(g取10 m/s2)
14．(10分)如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接，导轨半径为R，一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处。小球从A处由静止释放被弹开后，经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能沿轨道运动到C点，求：
(1)释放小球前弹簧的弹性势能；
(2)小球由B到C克服阻力做的功。
15．(10分)一列火车在运行中保持额定功率2500 kW不变，已知火车的总质量是1000 t，所受力恒为1.56×105 N。求：
(1)火车的加速度是1 m/s2时的速度；
(2)火车的速度是12 m/s时的加速度；
(3)火车的最大速度。
16．(13分)如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止，人与雪橇的总质量为70 kg。表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题。
位置
A
B
C
速度(m/s)
2.0
12.0
0
时刻(s)
0
4
10
(1)人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小。(g取10 m/s2)
(3)人与雪橇从B到C的过程中运动的距离。
2019-2020学年高一下学期第七单元训练卷
物 理（一）答 案
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．A
人托着一个物体沿水平方向匀速前进时，人对物体只有支持力，垂直于运动方向不做功，A正确；若加速前进，则人对物体的摩擦力对物体做功，B错误；功虽有正功和负功之分，但功是标量，C、D均错。
2．C
重力势能的数值与参考平面的选取有关，重力势能等于零不能说物体不具有重力势能，故A、B错；重力势能减少，物体的高度一定下降，所以重力一定做正功，D错，C正确。
3．B
设DO之间的水平距离为L，斜面与水平面的夹角为θ，高度为h，则物体由D到A的过程，根据动能定理得：－mgh－μmgcos θ·－μmg(L－hcot θ)＝0－mv，解得v0＝，可见要使物体能滑到A点且速度刚好为零，所具有的初速度与斜面倾角无关，故B正确。
4．D
根据能量守恒定律：mgh＝μmgl，代入数据得l＝3.0 m，又因为d＝0.50 m，所以最后停在B点，故选D。
5．C
利用动能定理得：mgh－WFf＝mv2－mv，变形即可得：WFf＝mgh＋mv－mv2，选项C正确。
6．B
物体m受重力和支持力向上做加速运动，设支持力做的功为W1，由动能定理得W1－WG＝mv2，所以支持力做的功大于mv2；钢索拉力做的功设为W2，则由动能定理得W2－(M＋m)gH＝(M＋m)v2，W2＝(M＋m)gH＋(M＋m)v2，故只有B正确。
7．CD
由于摩擦力做功，机械能不守恒，任一时间内小球克服摩擦力所做的功总是等于小球机械能的减少。转动过程重力做功，绳的张力总与小球运动方向垂直，不做功。
8．ABC
因为功率P恒定，所以功W＝Pt，A正确；汽车达到最大速度时F＝Ff，则P＝Ffvm，所以W＝Pt＝Ffvmt，B正确；从汽车静止到速度达到最大值的过程中，由动能定理得W－Ffl＝mv－0，即W＝mv＋Ffl，C正确；因牵引力在整个过程中为变力，所以不能用公式W＝Fl计算牵引力所做功的大小，D错。
9．ACD
物体下落过程合力F＝ma＝mg，由动能定理可知，合力的功等于动能的增加量，即ΔEk＝W＝Fh＝mgh。物体所受阻力为Ff，则mg－Ff＝ma，所以Ff＝mg，机械能的减少量等于物体克服阻力所做的功，ΔE＝Ffh＝mgh。重力势能的减少是重力做功引起的，故ΔEp＝WG＝mgh。由此可知，A、C、D选项正确。
10．BD
选物块为研究对象，细线对物块做负功，物块机械能减小，A错误；物块由静止释放后向下运动，到软绳刚好全部离开斜面，软绳的重心下降了l，软绳重力势能共减少了mgl，所以B正确；根据功和能的关系，细线对软绳做的功与软绳重力势能的减少等于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和，所以D正确，C错误。
二、实验题（本题共2小题，第11小题8分，第12小题10分，共18分）
11．(1)②接通电源 释放小车 关闭电源 (2)5.05～5.08 0.48～0.50(答案在此范围内都对)
(1)将小车停在打点计时器附近后，需先接通电源，再释放小车，让其拖动纸带，等打点计时器在纸带上打下一系列点后，关闭打点计时器电源。
(2)从纸带上可知C点的速度就是BD的平均速度，vC＝×10－2 m/s≈0.49 m/s。
12．(1)2.4 (2)0.58 0.60 在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒 (3)9.7
(1)v5＝ m/s＝2.4 m/s。
(2)动能的增加量ΔEk＝(m1＋m2)v＝0.58 J，系统势能的减少量为ΔEp＝(m2－m1)gh＝0.60 J，故在误差允许的范围内，两者相等，m1、m2组成的系统机械能守恒。
(3)由(m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh，得＝k＝＝，即＝ m/s2＝4.85 m/s2，g＝9.7 m/s2。
三、解答题（本题共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13．(9分)
(1)以A、B物体构成的系统为对象，B物体所受重力mBg做正功，A物体所受的摩擦力对系统做负功，设B落到地面时的速度为v，由动能定理得：
mBgs－μmAgs＝(mA＋mB)v2－0
代入数据，解得：v＝0.8 m/s。
(2)设B物体落地后A物体能滑行的距离为s′，则根据动能定理得：
－μmAgs′＝0－mAv
解得：s′＝0.16 m。
14．(10分)
(1)在B点由牛顿第二定律得：FN－mg＝m
则mv＝mgR
而小球在B点的动能即为弹簧的弹性势能，即Ep＝mgR。
(2)小球恰好运动到C点，由圆周运动规律知：mg＝m
由能量守恒定律得：mv＝mg2R＋W阻＋mv
联立解得：W阻＝mgR。
15．(10分)
(1)由牛顿第二定律：F－Ff＝ma1
又P＝Fv1
解得：v1 ≈ 2.16 m/s。
(2)由牛顿第二定律，有F－Ff＝ma2
又P＝Fv2
解得：a2 ≈ 5.2×10－2 m/s2。
(3)当F＝Ff时，火车达到最大速度，由P＝Ffvmax
得vmax＝16 m/s。
16．(13分)
(1)从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为
ΔE＝mgh＋mv－mv
带入数据解得：ΔE＝9 100 J。
(2)人与雪橇在BC段做匀减速运动的加速度a＝＝－2 m/s2
根据牛顿第二定律Ff＝ma＝70×(－2) N＝－140 N
负号表示阻力的方向与运动方向相反。
(3)设B、C间的距离为x，对人与雪橇，由动能定理得：－Ffx＝0－mv
代入数据解得x＝36 m。
2019-2020学年高一下学期第七单元训练卷
物 理 （二）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是( )
A．摩擦力对轮胎做了负功
B．重力对轮胎做了正功
C．拉力对轮胎不做功
D．支持力对轮胎做了正功
2．某运动员在110米跨栏时采用蹲踞式起跑，发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重力，如图所示，假设质量为m的运动员，在起跑时前进的距离x内，重心上升高度为h，获得的速度为v，克服阻力做功为W阻，则在此过程中，下列说法中正确的是( )
A．运动员的重力做功为W重＝mgh
B．运动员机械能增量为mv2+mgh
C．运动员的动能增加量W阻+mgh
D．运动员自身做功为mv2+mgh－W阻
3．当前，我国某些贫困地区的日常用水仍然依靠井水。某同学用水桶从水井里提水，井内水面到井口的高度为 20 m。水桶离开水面时，桶和水的总质量为 10 kg。由于水桶漏水，在被匀速提升至井口的过程中，桶和水的总质量随着上升距离的变化而变化，其关系如图所示。水桶可以看成质点，不计空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2。由图象可知，在提水的整个过程中，拉力对水桶做的功为( )
A．2000 J B．1800 J C．200 J D．180 J
4．如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直面内做匀速圆周运动，查说明书知每个座舱的质量为m，运动半径为R转动一周的时间为T，据此可知每个座舱( )
A．线速度大小为
B．转动过程中机械能守恒
C．最低点到最高点过程中合外力大小始终为零
D．最低点到最高点过程中合外力做功为零
5．某中学科技小组制作了利用太阳能驱动小车的装置，如图所示。当太阳光照射到小车上方的光电板上，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度达到最大值vm，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为f，则( )
A．这段时间内小车先匀加速运动，然后匀速运动
B．小车所受阻力
C．这段时间内电动机所做的功为
D．这段时间内合力所做的功为
6．如图，一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动，当物块的初速度为v时上升的最大高度为H，当物块的初速度为时上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。则物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( )
A．tan θ和 B．和
C．tan θ和 D．和
7．如图，物块甲和乙的质量分别为m、2m，用一个劲度系数为k的竖直轻质弹簧连接，最初系统静止。现在用方向竖直向上的力缓慢拉动甲直到乙刚好离开地面，重力加速度为g，忽略空气阻力，则( )
A．物块乙刚好离开地面时，弹簧弹力大小为2mg
B．物块乙刚好离开地面时，物块甲上升的高度为
C．物块乙刚好离开地面时突然撤去拉力，物块甲的瞬时加速度大小为3g
D．在此过程中，拉力做的功大于甲的重力势能的增加量
8．质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点，如图所示，当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时杆子停止转动，则( )
A．小球仍在水平面内做匀速圆周运动
B．在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大
C．若角速度ω较小，小球在平行于平面ABC的竖直平面内摆动
D．若角速度ω较大，小球可在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动
9．如图所示，传送带以v的速度匀速运动。将质量为m的物体无初速度放在传送带上的A端，物体将被传送带带到B端，已知物体到达B端之前已和传送带相对静止，则下列说法正确的是( )
A．传送带对物体做功为mv2
B．传送带克服摩擦做功mv2
C．电动机由于传送物体多消耗的能量为mv2
D．在传送物体过程中产生的热量为mv2
AC
对小物体由动能定理可知传动带对物体做功为mv2，A正确；当小物体和传送带共速时，传送带的位移为，故传送带克服摩擦力做功为，B错误；由于传送带克服摩擦力做功为mv2，传送带匀速运动，故电动机多提供的能量即为传送带克服摩擦力做的功，即多提供的能量为mv2，C正确；产生的热量为，D错误。
10．如图所示，倾角为θ的粗糙斜面体固定在水平地面上，距地面H0高度处有一物体，在平行斜面向上的力F作用下由静止开始运动。选地面为零势能面，物体的机械能E随位移x的变化关系如图所示，其中0～x1是曲线，x1～x2是平行于x轴的直线，0～x2过程中物体一直沿斜面向上运动，则下列说法正确的是( )
A．0～x1过程中力F做的功等于(E1－E0)
B．0～x1过程中物体做加速度增大的加速运动
C．x1～x2过程中物体的动能不变
D．x1～x2过程中力F保持不变
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．(6分)如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置。
(1)关于本实验，下列说法中正确的是________。
A．必须用秒表测出重物下落的时间
B．打点计时器应连接直流电源
C．验证时，必须测量重物的质量或重力
D．选择质量较大、体积较小的重物，可以减小实验误差
(2)若已知打点计时器的电源频率为50 Hz，当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，重物的质量为0.2 kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打O点时，重物的速度为零，A、B、C为另外三个连续点。根据图中的数据可知，重物由O点运动到B点的过程中，重力势能减少量ΔEp＝________J。(计算结果保留三位有效数字)
(3)由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到的阻力较大，这样会导致实验结果mgh_____ mv2。(选填“＜”或“＞”)
12．(8分)某学习小组用图甲实验装置测量滑块和水平桌面间的动摩擦因数。粗糙程度均匀且足够长的水平桌面的右端固定一铁架台，一个粗糙程度均匀的长木板一端放置在水平桌面上O点并且和水平桌面平滑连接，另一位置放置在铁架台竖直铁杆上，使长木板倾斜放置构成一个斜面。现进行如下操作：
①平衡摩擦力：以长木板放置在水平桌面上的O处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台的竖直杆上记下此位置P1，用刻度尺测出P1到水平桌面的高度H；
②保持O位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆上的P2位置。测量出P1P2间的距离h，将滑块从P2位置由静止释放，滑块最终静止于水平桌面的Q点，用刻度尺测量出OQ间距离x；
③改变长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤②数次。
请根据以上实验步骤得到的物理量完成以下问题：（已知重力加速度为g）
(1)步骤②中滑块通过O点的速度v＝________；
(2)由步骤①和②得出水平桌面的动摩擦因数μ＝________；
(3)某学生以h为横坐标，以x为纵坐标，根据步骤③的测量数据在x－h图象中描点画出如图乙所示直线，若直线的斜率为k，则测得水平桌面的动摩擦因数μ＝________，图中直线延长线没有过坐标原点，其原因主要是_____________。
三、解答题（本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13．(8分)如图所示，悬崖上有一质量m＝50 kg的石块，距离地面高度h＝20 m，由于长期风化作用而从悬崖上由静止落到地面。若下落时不计空气阻力且石块质量不变，以地面为零势能面，g取10 m/s2，求石块：
(1)未下落时在悬崖上的重力势能；
(2)石块落到地面时的动能。
14．(10分)在一条平直的公路上，甲车停在A点，乙车以速度v＝8 m/s匀速运动，当乙车运动到B点时，甲车以恒定加速度a＝0.5 m/s2匀加速启动，与乙车相向运动，若经过20 s两车相遇，此时甲车恰好达到最大速度。已知甲车质量为1.0×104 kg，额定功率为50 kW，阻力是车重的0.05倍，g取10 m/s2。试求：
(1)甲车保持匀加速运动的时间；
(2)A、B两点间的距离。
15．(14分)如图所示，半圆形光滑轨道竖直固定且与水平地面相切于A点，半径R＝0.1 m，其右侧一定水平距离处固定一个斜面体。斜面C端离地高度h＝0.15 m，E端固定一轻弹簧，原长为DE，斜面CD段粗糙而DE段光滑。现给一质量为0.1kg的小物块(可看作质点)一个水平初速，从A处进入圆轨道，离开最高点B后恰能落到斜面顶端C处，且速度方向恰平行于斜面，物块沿斜面下滑压缩弹赞后又沿斜面向上返回，第一次恰能返回到最高点C。物块与斜面CD段的动摩擦因数，斜面倾角θ＝30°，重力加速度g＝10m/s2，不计物块碰撞弹簧的机械能损失。则：
(1)物块运动到B点时对轨道的压力为多大?
(2)CD间距离L为多少米?
(3)小物块在粗糙斜面CD段上能滑行的总路程s为多长?
16．(14分)如图甲所示，半径R＝0.45 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，B为轨道的最低点，B点右侧的光滑水平面上紧挨B点有一静止的小平板车，平板车质量M＝1 kg，长度l＝1 m，小车的上表面与B点等高，距地面高度h＝0.2 m。质量m＝1 kg的物块(可视为质点)从圆弧最高点A由静止释放，取g＝10 m/s2。试求：
(1)物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力大小；
(2)若锁定平板车并在上表面铺上一种特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化，如图乙所示，求物块滑离平板车时的速率；
(3)若解除平板车的锁定并撤去上表面铺的材料后，物块与平板车上表面间的动摩擦因数μ＝0.2，物块仍从圆弧最高点A由静止释放，求物块落地时距平板车右端的水平距离。
2019-2020学年高一下学期第七单元训练卷
物 理（二）答 案
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．A
由题知，轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为180°，则轮胎受到地面的摩擦力做了负功，故A正确；轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，重力不做功，故B错误；设拉力与水平方向的夹角为，由于是锐角，所以轮胎受到的拉力做正功，故C错误；轮胎受到地面的支持力竖直向上，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，支持力不做功，故D错误。
2．B
运动员的重心升高量为h，则运动员的重力做功为W重＝－mgh，故A错误；运动员的重心升高量为h，获得的速度为v，则其机械能增加量为mv2+mgh，故B正确；运动员起跑前处于静止状态，起跑后获得的速度为v，则运动员的动能增加了mv2，故C错误；根据动能定理得W人－mgh－W阻＝mv2，得到W人＝mv2+mgh+W阻，故D错误。
3．B
由于水桶匀速上升，故拉力等于水桶重力。由于水和水桶的质量随位移均匀减小，故拉力与位移满足线性关系，所以可用平均力法进行求解变力做功。，，则拉力做功为，故选B。
4．D
根据线速度公式，故A错误；机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，座舱的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，故B错误；由于座舱做匀速圆周运动，合外力不为0，故C错误；座舱做匀速圆周运动时，合外力始终与速度方向垂直，提供向心力，故合外力做功为零，故D正确。
5．B
小车以功率不变启动，开始阶段小车所受的牵引力大于阻力，小车做加速运动，牵引力等于摩擦力后，小球做匀速直线运动，速度达到最大，有，故A错误，B正确；根据动能定理得：，则这段时间内电动机所做的功为，故选项C、D错误。
6．D
以速度v上升的过程中，由动能定理可得：，以初速度上升的过程中，由动能定理可得：，联立解得，。
7．ACD
物块乙刚好离开地面时，对乙受力分析可知，弹簧弹力大小为2mg，选项A错误；开始时弹簧的压缩量为，当物块乙刚好离开地面时，弹簧伸长量，则此时物块甲上升的高度为，选项B错误；物块乙刚好离开地面时甲受到的拉力为3mg，则突然撤去拉力，物块甲受到的合力为3mg，根据牛顿第二定律可知，甲的瞬时加速度大小为3g，选项C正确；在此过程中，弹簧的形变量增加，弹性势能变大，拉力做的功等于甲的重力势能与弹簧的弹性势能的增加量之和，则拉力做的功大于甲的重力势能的增加量，选项D正确。
8．BD
b绳未断时， a绳拉力为小球重力 mg，Lb为 b的长度，小球速度为，b绳断时，由于惯性，球具有水平向外的速度受竖直向下的重力和竖直向上的 a绳的拉力而在竖直面内做圆周运动，故A错误；由牛顿运动定律有，可知当 b绳断时，绳a的拉力大于小球重力，B正确；当 较小时，球在最低点速度较小，可能会存在，不能摆到与 A点等高处，而在竖直面内来回摆动，水平方向没有力提供向心力，故不能在平行于平面ABC的竖直平面内摆动，故C错误；当 较大时，球在最低点速度较大，如果，可在竖直面内做完整的圆周运动，故 D正确。
9．AC
对小物体由动能定理可知传动带对物体做功为mv2，A正确；当小物体和传送带共速时，传送带的位移为，故传送带克服摩擦力做功为，B错误；由于传送带克服摩擦力做功为mv2，传送带匀速运动，故电动机多提供的能量即为传送带克服摩擦力做的功，即多提供的能量为mv2，C正确；产生的热量为，D错误。
10．BD
0～x1过程中，根据功能原理得：WF－Wf＝E1－E0，则有WF＞E1－E0，故A错误；根据功能关系得：FΔx－fΔx＝ΔE，图象的斜率，由图知，0～x1过程中图象切线斜率不断增大，则F－f不断增大，合力不断增大，根据牛顿第二定律知加速度增大，所以，0～x1过程中物体做加速度增大的加速运动，故B正确；x1～x2过程中物体的机械能不变，有：F－f＝0，即F＝f，保持不变，而重力势能增大，则动能减小，故C错误，D正确。
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．(6分)
(1)D (2)0.921 (3)＞
(1)因为打点计时器本身就能测量时间，所以该实验没有必要用秒表测出重物下落的时间，故A错；打点计时器工作时必须用交流电源，连接交流电源，故B错；验证时重物机械能守恒时有mgh＝ mv2，方程式两边都有质量可以消去，所以没有必要测量重物的质量或重力，故C错；选择质量较大、体积较小的重物，可以减小空气阻力的影响，从而减小实验误差，故D正确。
(2)根据重力做功公式可知。
(3)根据能量守恒关系可知减少的重力势能一部分通过摩擦力做功生热，一部分转化为重物的动能，所以减小的重力势能大于增加的动能。
12．(8分)
(1) (2) (3) 平衡摩擦力过度
(1)平衡摩擦力后，将木板的右端抬高h，所以滑块通过O点的速度为mgh＝ mv2，得。
(2)滑块从O到Q由运动学公式可得，解得。
(3)由实验原理可知，则，所以水平桌面的动摩擦因数，即，由图象可知，当h＝0时滑块有一定的位移，即滑块在O点时有一定的初速度，所以出现图象不过原点是因为平衡摩擦力过度。
三、解答题（本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13．(8分)
(1)以地面为零势能面，未下落时在悬崖上的重力势能为：
Ep＝mgh＝50×10×20 J＝J
(2)下落过程中根据动能定理可得：
可知石块落到地面时的动能：。
14．(10分)
(1)对甲车，根据牛顿第二定律可知：F－Ff＝ma
解得：F＝1.0×104 N
甲车匀加速运动过程中达到的最大速度为：v加＝＝5 m/s
加速时间为：t＝＝10 s。
(2)甲车匀加速运动通过的位移为：x1＝at2＝25 m
甲车达到的最大速度为：vm＝＝10 m/s
甲车10～20 s时间内通过的位移为x2，根据动能定理有：
Pt′－Ffx2＝mvm2－mv加2
代入数据解得：x2＝25 m
甲车通过的总位移为：x甲＝x1＋x2＝50 m
乙车在20 s内通过的位移为：x乙＝vt总＝160 m
A、B两点间的距离为：Δx＝x乙＋x甲＝210 m。
15．(14分)
(1)物块从B到C做平抛运动，则有：vy2＝2g(2R－h)
在C点时有：
代入数据解得：
在B点对物块进行受力分析，得：
解得：F＝2 N
根据牛顿第三定律知物块对轨道的压力大小为：F′＝F＝2 N
方向竖直向上。
(2)在C点的速度为：
物块从C点下滑到返回C点的过程，根据动能定理得：
代入数据解得：L＝0.4 m。
(3)最终物块在DE段来回滑动，从C到D，根据动能定理得：
解得：s＝1.6 m。
16．(14分)
(1)物体从圆弧轨道顶端滑到B点的过程中，机械能守恒，则mgR＝mvB2
解得：vB＝3 m/s
在B点由牛顿第二定律得，N－mg＝m
解得：N＝ 30 N
即物块滑到轨道上B点时对轨道的压力N′＝N＝30 N，方向竖直向下。
(2)物块在小车上滑行时的摩擦力做功Wf＝?l＝?4 J
从物体开始滑到滑离平板车过程中由动能定理得，mgR+Wf＝mv2
解得：v＝1 m/s
(3)当平板车不固定时，对物块a1＝μg＝2 m/s2
对平板车
经过时间t1物块滑离平板车，则
解得t1＝0.5 s（另一解舍掉）
物体滑离平板车的速度v物＝vB－a1t1＝2 m/s
此时平板车的速度：v车＝a2t1＝1 m/s
物块滑离平板车做平抛运动的时间
物块落地时距平板车右端的水平距离s＝(v物－v车)t2＝0.2 m。
