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2019-2020学年高中物理单元检测AB卷
第七章 机械能守恒定律-A卷基础篇（原卷版）
（时间：90分钟，满分：100分）
第I卷（选择题）
一、单项选择题 (每题3分，8小题，共24分)
1.质量为2吨的汽车，发动机牵引力的功率为30kw，汽车在水平路面上能达到的最大速度为15m／s，若汽车所受阻力恒定，则汽车的速度为10m／s时的加速度为（ ）
A．2m/s2 B．1.5m/s2 C．1m/s2 D．0.5m/s2
2.如图所示，质量为m的物体，以水平速度v０离开桌面，若以桌面为零势能面，不计空气阻力，则当它经过离地高度为h的A点时，所具有的机械能是
A． B． C． D．D
3.韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J．韩晓鹏在此过程中( )
A．动能增加了1 900 J B．动能增加了2 000 J
C．重力势能减小了1 900 J D．重力势能减小了2 000 J
4.滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中( )。
A.所受合外力始终为零 B.所受摩擦力大小不变
C.合外力做功一定为零 D.机械能始终保持不变
5.如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定( )。
A.小于拉力所做的功
B.等于拉力所做的功
C.等于克服摩擦力所做的功
D.大于克服摩擦力所做的功
6.（2019·浙江选考）奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是
A．加速助跑过程中，运动员的动能增加
B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加
C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加
D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加
7.如图所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的压力为FN.重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为( )
A.R(FN－3mg) B.R(3mg－FN) C.R(FN－mg) D.R(FN－2mg)
8.如图所示，一物体(可视为质点)以一定的速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功W1；若该物体从A′沿两斜面滑到B′(此过程物体始终不会离开斜面)，摩擦力做的总功为W2，若物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则( )
A．W1＝W2 B．W1>W2
C．W1二、多选题（共6小题，每小题5分，共计30分）
9.质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后撞出一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中
A．重力对物体做功为mgH
B．物体的重力势能减少了mg(H＋h)
C．外力对物体做的总功为零
D．地面对物体的平均阻力为mg(H＋h)/h
10.某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动，其中F1与加速度a的方向相同，F2与速度v的方向相同，F3与速度v的方向相反，则( )
A．F1对物体做正功 B．F2对物体做负功
C．F3对物体做负功 D．合外力对物体做负功
11.放在水平面上的物体在水平拉力F作用下由静止开始前进了x，撤去力F后，物体又前进了x后停止运动。若物体的质量为m，则：（ ）
A、物体受到的摩擦阻力为F / 2
B、物体受到的摩擦阻力为F
C、运动过程中的最大动能为Fx / 2
D、物体在运动位移的中点时的速度最大
12．如图所示，体操运动中有一个动作叫单臂大循环。某次运动中运动员恰好可自由地完成圆周运动。假设运动员质量为m，单臂悬挂时手掌到运动员重心的距离是L，重力加速度为g，不计空气阻力及手掌与杠间的摩擦力，则该运动员
A．在最高点时速度为零 B．在最高点时手臂受到的弹力为零
C．在最低点处线速度大小为 D．在最低点时手臂受到的拉力为5mg
13．水平面上的甲、乙两物体，在某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下逐渐停下来。如图所示，a、b分别表示甲、乙的动能E和位移x的图象，下列说法正确的是（ ）
A．若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙大
B．若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙小
C．若甲和乙的质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙大
D．若甲和乙的质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙小
14.（2019·新课标全国Ⅱ卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得
A．物体的质量为2 kg
B．h=0时，物体的速率为20 m/s
C．h=2 m时，物体的动能Ek=40 J
D．从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J
第II卷（非选择题）
三． 实验题(每空2分,共计14分)
15．(1)用下列器材中做验证机械能守恒定律实验时。不需要的器材（ ）
A．打点计时器(包括纸带) B．重物 C. 毫米刻度尺 D．铁架台 E秒表
(2)实验中产生系统误差的主要原因是阻力做功，使重物获得的动能往往________减小的重力势能．
(3)如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2?h图线去验证机械能守恒，该直线斜率应等于________．
16．如图所示，用橡皮筋拉动小车的装置，探究做功与物体速度变化的关系，回答下面问题：
(1)长木板稍微倾斜的目的是_____________________________________________________，
对倾斜角度的要求是：小车无橡皮筋拉时恰能在木板上匀速下滑；实验时，小车每次要被拉到________(选填“不同”或“同一”)位置松手；改变橡皮筋弹力做功的办法是靠增加系在小车上的橡皮筋的条数．
(2)如图所示是某次操作正确的情况下，在频率为50 Hz的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________(填“A－F”或“F－I”)部分进行测量，速度大小为________ m/s.
(3)在探究功与物体速度变化的关系实验中作出W－v2图像如图所示，符合实际的是( )
四、计算题（16题9分，17题、18题各11分，共计31分）
17．（10分）物体质量为10kg，在平行于斜面的拉力F作用下由静止沿斜面向上运动，斜面与物体间的动摩擦因数为，当物体运动到斜面中点时，去掉拉力F，物体刚好能运动到斜面顶端停下，斜面倾角为30°，求拉力F多大？（）
18．（10分）如图所示，水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上，圆弧轨道B端的切线沿水平方向。质量m＝1 kg的滑块(可视为质点)在水平恒力F＝10 N的作用下，从A点由静止开始运动，当滑块运动的位移x＝0.5 m时撤去力F。已知A、B之间的距离x0＝1 m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.1，滑块上升的最大高度h＝0.2 m，g取10 m/s2。求：
(1)在撤去力F时，滑块的速度大小；
（2）求滑块通过B点时的速度
（3）滑块从B到C过程中克服摩擦力做的功。
19（12分）、如图，光滑圆弧轨道与光滑斜面在B点平滑连接，圆弧半径为R=0.4m，一半径很小、质量为m=0.2kg的小球从光滑斜面上A点由静止释放，恰好能通过圆弧轨道最高点D，g取10m/s2。
求：（1）小球最初离最低点C的高度h；
（2）小球运动到C点时对轨道的压力大小FN；
a
b
E0
E
x
O
h
R
θ
B
D
C
O
A
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2019-2020学年高中物理单元检测AB卷
第七章 机械能守恒定律-A卷基础篇（解析版）
（时间：90分钟，满分：100分）
第I卷（选择题）
一、单项选择题 (每题3分，8小题，共24分)
1.质量为2吨的汽车，发动机牵引力的功率为30kw，汽车在水平路面上能达到的最大速度为15m／s，若汽车所受阻力恒定，则汽车的速度为10m／s时的加速度为（ ）
A．2m/s2 B．1.5m/s2 C．1m/s2 D．0.5m/s2
【答案】D。
【解析】
以上各式解得：
2.如图所示，质量为m的物体，以水平速度v０离开桌面，若以桌面为零势能面，不计空气阻力，则当它经过离地高度为h的A点时，所具有的机械能是
A． B． C． D．D
【答案】D。
【解析】由机械能守恒定律得出答案。
3.韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J．韩晓鹏在此过程中( )
A．动能增加了1 900 J B．动能增加了2 000 J
C．重力势能减小了1 900 J D．重力势能减小了2 000 J
【答案】C
【解析】选C.根据动能定理，物体动能的增量等于物体所受所有力做功的代数和，即增加的动能为ΔEk＝WG＋Wf＝1 900 J－100 J＝1 800 J，A、B项错误；重力做功与重力势能改变量的关系为WG＝－ΔEp，即重力势能减少了1 900 J，C项正确，D项错误．
4.滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中( )。
A.所受合外力始终为零 B.所受摩擦力大小不变
C.合外力做功一定为零 D.机械能始终保持不变
【答案】C
【解析】运动员从A点滑到B点的过程中速率不变,则运动员做匀速圆周运动。运动员做匀速圆周运动,合外力指向圆心,A项错误。如图乙所示,运动员受到的沿圆弧切线方向的合力为零,即Ff=mgsin α,下滑过程中α减小,sin α变小,故摩擦力Ff变小,B项错误。由动能定理知,匀速下滑动能不变,合外力做功为零,C项正确。运动员下滑过程中动能不变,重力势能减小,机械能减小,D项错误。
5.如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定( )。
A.小于拉力所做的功
B.等于拉力所做的功
C.等于克服摩擦力所做的功
D.大于克服摩擦力所做的功
【答案】A
【解析】由题意知,W拉-W阻=ΔEk,则W拉>ΔEk,A项正确,B项错误;W阻与ΔEk的大小关系不确定,C、D两项错误。
6.（2019·浙江选考）奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是
A．加速助跑过程中，运动员的动能增加
B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加
C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加
D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加
【答案】B
【解析】加速助跑过程中速度增大，动能增加，A正确；撑杆从开始形变到撑杆恢复形变时，先是运动员部分动能转化为杆的弹性势能，后弹性势能转化为运动员的动能与重力势能，杆的弹性势能不是一直增加，B错误；起跳上升过程中，运动员的高度在不断增大，所以运动员的重力势能增加，C正确；当运动员越过横杆下落的过程中，他的高度降低、速度增大，重力势能被转化为动能，即重力势能减少，动能增加，D正确。
7.如图所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的压力为FN.重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为( )
A.R(FN－3mg) B.R(3mg－FN) C.R(FN－mg) D.R(FN－2mg)
【答案】A
【解析】由 得出答案。
8.如图所示，一物体(可视为质点)以一定的速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功W1；若该物体从A′沿两斜面滑到B′(此过程物体始终不会离开斜面)，摩擦力做的总功为W2，若物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则( )
A．W1＝W2 B．W1>W2
C．W1【答案】A。
【解析】推导出摩擦力做功表达式，就可以得出答案。
二、多选题（共6小题，每小题5分，共计30分）
9.质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后撞出一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中
A．重力对物体做功为mgH
B．物体的重力势能减少了mg(H＋h)
C．外力对物体做的总功为零
D．地面对物体的平均阻力为mg(H＋h)/h
【答案】BCD
解析：整个过程：
10.某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动，其中F1与加速度a的方向相同，F2与速度v的方向相同，F3与速度v的方向相反，则( )
A．F1对物体做正功 B．F2对物体做负功
C．F3对物体做负功 D．合外力对物体做负功
【答案】CD。
【解析】要画出受力图，由力的方向与位移方向的关系确定功的正负
11.放在水平面上的物体在水平拉力F作用下由静止开始前进了x，撤去力F后，物体又前进了x后停止运动。若物体的质量为m，则：（ ）
A、物体受到的摩擦阻力为F / 2
B、物体受到的摩擦阻力为F
C、运动过程中的最大动能为Fx / 2
D、物体在运动位移的中点时的速度最大
【答案】ACD
【解析】
最大动能EK,
12．如图所示，体操运动中有一个动作叫单臂大循环。某次运动中运动员恰好可自由地完成圆周运动。假设运动员质量为m，单臂悬挂时手掌到运动员重心的距离是L，重力加速度为g，不计空气阻力及手掌与杠间的摩擦力，则该运动员
A．在最高点时速度为零 B．在最高点时手臂受到的弹力为零
C．在最低点处线速度大小为 D．在最低点时手臂受到的拉力为5mg
【答案】AD。
【解析】最高点得出速度为零，从最高点到最低点
在最低点： 得出
13．水平面上的甲、乙两物体，在某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下逐渐停下来。如图所示，a、b分别表示甲、乙的动能E和位移x的图象，下列说法正确的是（ ）
A．若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙大
B．若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙小
C．若甲和乙的质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙大
D．若甲和乙的质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙小
【答案】AC
【解析】由动能定理可知。
14.（2019·新课标全国Ⅱ卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得
A．物体的质量为2 kg
B．h=0时，物体的速率为20 m/s
C．h=2 m时，物体的动能Ek=40 J
D．从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J
【答案】AD
【解析】A．Ep–h图像知其斜率为G，故G==20 N，解得m=2 kg，故A正确B．h=0时，Ep=0，Ek=E机–Ep=100 J–0=100 J，故=100 J，解得：v=10 m/s，故B错误；C．h=2 m时，Ep=40 J，Ek=E机–Ep=85 J–40 J=45 J，故C错误；D．h=0时，Ek=E机–Ep=100 J–0=100 J，h=4 m时，Ek′=E机–Ep=80 J–80 J=0 J，故Ek–Ek′=100 J，故D正确。
第II卷（非选择题）
三． 实验题(每空2分,共计14分)
15．(1)用下列器材中做验证机械能守恒定律实验时。不需要的器材（ ）
A．打点计时器(包括纸带) B．重物 C. 毫米刻度尺 D．铁架台 E秒表
(2)实验中产生系统误差的主要原因是阻力做功，使重物获得的动能往往________减小的重力势能．
(3)如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2?h图线去验证机械能守恒，该直线斜率应等于________．
【答案】（1）E (2)小于 （3）当地重力加速度g
16．如图所示，用橡皮筋拉动小车的装置，探究做功与物体速度变化的关系，回答下面问题：
(1)长木板稍微倾斜的目的是_____________________________________________________，
对倾斜角度的要求是：小车无橡皮筋拉时恰能在木板上匀速下滑；实验时，小车每次要被拉到________(选填“不同”或“同一”)位置松手；改变橡皮筋弹力做功的办法是靠增加系在小车上的橡皮筋的条数．
(2)如图所示是某次操作正确的情况下，在频率为50 Hz的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________(填“A－F”或“F－I”)部分进行测量，速度大小为________ m/s.
(3)在探究功与物体速度变化的关系实验中作出W－v2图像如图所示，符合实际的是( )
【答案】（1）平衡摩擦力，同一 （2）F-I （3）B
四、计算题（16题9分，17题、18题各11分，共计31分）
17．（10分）物体质量为10kg，在平行于斜面的拉力F作用下由静止沿斜面向上运动，斜面与物体间的动摩擦因数为，当物体运动到斜面中点时，去掉拉力F，物体刚好能运动到斜面顶端停下，斜面倾角为30°，求拉力F多大？（）
【答案】117.3N
【解析】取物体为研究对象，在斜面下半段受力分析如图所示，在斜面上半段去掉F，其他力都不变，设斜面长为s，由动理定理得：
①
又∵ ②
由①②得：
=117.3N．
18．（10分）如图所示，水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上，圆弧轨道B端的切线沿水平方向。质量m＝1 kg的滑块(可视为质点)在水平恒力F＝10 N的作用下，从A点由静止开始运动，当滑块运动的位移x＝0.5 m时撤去力F。已知A、B之间的距离x0＝1 m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.1，滑块上升的最大高度h＝0.2 m，g取10 m/s2。求：
(1)在撤去力F时，滑块的速度大小；
（2）求滑块通过B点时的速度
（3）滑块从B到C过程中克服摩擦力做的功。
【答案】,
【解析】（1）在力F作用下，
代入数据得
（2）接下来，物体做减速运动
加速度
根据
到达B点的速度
（3）上升过程中，根据动能定理
克服摩擦力做的功
19（12分）、如图，光滑圆弧轨道与光滑斜面在B点平滑连接，圆弧半径为R=0.4m，一半径很小、质量为m=0.2kg的小球从光滑斜面上A点由静止释放，恰好能通过圆弧轨道最高点D，g取10m/s2。
求：（1）小球最初离最低点C的高度h；
（2）小球运动到C点时对轨道的压力大小FN；
【答案】1m, 12N
【解析】（1）在D点时，设小球的速度为vD，
? mg=m
∴vD=2m/s
由A运动到D点，由机械能守恒可得
? mg（h-2R）=mvD2
∴h=1m
所以小球最初自由释放位置A离最低点C的高度h是1m．
（2）由A运动到C点，由机械能守恒可得
? mgh=mvC2
在C点，由牛顿第二定律和向心力公式可得
? FN-mg=m
∴FN=12N
由牛顿第三定律可知，小球运动到C点时对轨道的压力N的大小是12N．
a
b
E0
E
x
O
h
R
θ
B
D
C
O
A
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