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人教物理必修二第七单元机械能守恒定律测试题（共2套含解析）
资料简介
此卷只装订不密封
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
2018-2019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，下列说法中正确的是( )
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．(10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、B原来静止，求：(g取10 m/s2)
(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？
14．(10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。
15．(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。
16．(12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。
2018-2019学年高一下学期第七单元训练卷
物 理（二）答 案
1．A
【解析】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
【解析】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
【解析】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
【解析】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
【解析】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
【解析】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
【解析】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
【解析】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
【解析】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
【解析】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。
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)
【解析】(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
【解析】(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。
13．【解析】(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．【解析】(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。
15．【解析】(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。
16．【解析】(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。
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