第七章机械能单元测试卷含答案

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1、第七章 机械能 单元测试卷一选择题（共12小题，满分48分，每小题4分）1（4分）如图所示，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀减速运动，下列说法中正确的是A重力对人做正功B摩擦力对人做负功C支持力对人不做功D合力对人做正功2（4分）如图所示，质量为的物体放在斜面体上，恰能沿斜面匀速下滑，而斜面体静止于水平地面不动。已知斜面倾角为，若用沿斜面向下的力推物体，使物体沿斜面下滑，则A下滑过程中对的作用力做功为零B下滑过程中对的摩擦力与的合力做正功C地面对的静摩擦力D有向右的运动趋势3（4分）一辆汽车由静止开始以恒定功率开始启动，沿着直线轨道运动行驶20秒后速度达到，设列车所受阻力恒定，该列车在这段时

2、间内行驶的距离A可能等于B一定小于C一定大于D条件不足，无法确定4（4分）如图所示，一内壁光滑的圆锥形漏斗竖直放置，使漏斗底面与水平面平行。若有两个质量不同的小球、（均视为质点）在圆锥的内壁上沿不同的水平圆轨道做匀速圆周运动，并设圆锥形漏斗顶点点为势能零点，则下列说法正确的是A、两小球匀速圆周运动的动能一定相同B、两小球匀速圆周运动的周期一定相同C漏斗壁对、两小球的弹力一定相同D、两小球各自动能与势能的比值一定相同6（4分）升降机中有一质量为的物体，当升降机以加速度匀加速上升高度时，物体增加的重力势能为ABCD5（4分）如图，可爱的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为的等边三角形山丘，已知其身长为

3、，总质量为，如图头部刚到达最高点，假设小虫能一直贴着山丘前行，求其头部越过山顶刚到达山丘底端时小虫的重力势能变化量ABCD7（4分）一根弹簧的弹力位移图线如图所示，那么弹簧由伸长量到伸长量的过程中，弹力做功和弹性势能的变化量为A3.0焦耳，焦耳 B焦耳，3.0焦耳C焦耳，1.8焦耳D1.8焦耳，焦耳8（4分）2003年11月份，太阳风暴频发，太阳风暴使“神舟”五号轨道舱运动轨道上的稀薄大气密度增加，轨道舱飞行阻力加大，如果不进行轨道维持，飞船轨道舱的轨道高度就会逐渐降低，在这种情况下，飞船轨道舱的动能、重力势能和机械能变化的关系应该是)A动能、重力势能和机械能逐渐减小B重力势能逐渐减小，动能逐

4、渐增大，机械能不变C重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变D重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小9（4分）如图所示，物体套在光滑的竖直杆上，物体放置在粗糙水平桌面上，用一细绳连接。初始时细绳经过定滑轮呈水平，、物体质量均为。物体从点由静止释放，下落到点时，速度为，之间的高度差为，此时连接物体的细绳与水平方向夹角为，此过程中，下列说法正确的是A物体做匀加速直线运动B物体到点时，物体的速度为C物体克服摩擦做的功为D物体减少的重力势能等于、两物体动能增量之和10（4分）如图所示，在光滑水平桌面内，固定有光滑轨道，其中半圆轨道与直轨道相切于点，物体受到与平行的水平拉力，从静止开始运动，拉

5、力的大小满足如图乙所示（以为坐标原点，拉力从指向为正方向）。若，半圆轨道的半径，重力加速度取则下列说法中正确的是A拉力从到做功为B物体从到过程中，所受的合外力为0C物体能够到达点，且速度大小为D物体能够到达点，且速度大小为11（4分）如图所示，斜面固定在水平面上，轻质弹簧一端固定在斜面底端，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于点，物块与斜面间有摩擦。现将物块从点推至点，撤去推力后物块由静止向上运动，经点到达点时速度为零，则物块从运动到的过程中A从运动到的过程，物块一直做加速运动B增大、间的距离，物块动能最大的位置保持不变C物块从向运动过程中，弹力做功等于物块机械能的增加量D物块从向运

6、动过程中，动能的减少量等于弹性势能和重力势能的增加量12（4分）如图所示，在某一水平地面的同一直线上，固定一个半径为的四分之一圆形轨道，轨道右侧固定一个倾角为的斜面，斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮，轻滑轮与在同一水平高度。一轻绳跨过定滑轮，左端与圆形轨道上质量为的小圆环相连，右端与斜面上质量为的物块相连，在圆形轨道底端点由静止释放小圆环，小圆环运动到图中点时，轻绳与轨道相切，与夹角为；小圆环运动到点时速度恰好为零。忽略一切摩擦阻力，小圆环和物块均可视为质点，物块离斜面底端足够远，重力加速度为。则下列说法正确的是A小圆环到达点时的加速度为B小圆环到达点后还能再次滑回点C小圆环到达点时，小圆环和

7、物块的速度之比为D小圆环和物块的质量之比满足二多选题（共4小题，满分16分，每小题4分）13、如图所示，两斜面体A、B叠放在一起靠在足够长且粗糙的竖直墙壁上，斜面体B与地面间有一用轻质细绳拴住的压缩轻弹簧，弹簧的下端固定在地面上，弹簧的上端与斜面体B没有连接在一起，现将轻绳剪断，则在斜面体A、B保持相对静止一起竖直向上运动至最高点的过程中，下列说法正确的是（）A斜面体A、B及弹簧构成的系统机械能守恒B斜面体A的机械能不断增加C当弹簧恢复原长时料面体A的机械能最大D当弹簧恢复原长时斜面体B的动能最大14（4分）如图所示，质量为的人造地球卫星在半径为的轨道上做匀速圆周运动，通过推进器做功转移到半径

8、为的轨道上做匀速圆周运动，已知此过程中卫星机械能变化量的绝对值与动能变化量的绝对值相等，地球质量为，引力常量为下列说法正确的是:A合外力对卫星做的功为B推进器对卫星做的功为C卫星引力势能的增加量为D卫星引力势能的增加量为15（4分）2019年1月3日，“嫦娥四号”月球探测器顺利着陆在月球背面，成为人类首颗软着陆月背的探测器。着陆前，探测器先在距月面高度约为的环月段圆轨道上运行；然后在点实施变轨，使运行轨道变为远月点高度约为，近月点高度约为的环月段椭圆轨道；再在点实施制动，降落到月球上。设“嫦娥四号”在轨道她月转移道和轨道上运动时，只受到月球的万有引力，下列说法正确的是A“嫦娥四号”在实施制动减

9、速下降阶段，其机械能减小B“嫦娥四号”探测器的发射速度大于地球的第二宇宙速度C“嫦娥四号”在地月转移段上经过点的速度小于在轨道上经过点的速度D若已知引力常量、“嫦娥四号”在轨道的运动半径和周期，则可算出月球的质量16（4分）如图所示，水平面上放置一个固定平台和内壁光滑且竖直放置的固定圆弧形轨道。质量为的小球从平台上水平向右抛出，恰好从点沿切线方向进入圆弧形轨道，最后小球刚好能够通过圆弧形轨道的最高点已知圆轨道的半径为，和的夹角为，重力加速度为，忽略空气阻力，下列说法正确的是 A小球通过最高点时速度为B小球通过最高点时速度为0C平台高度为D小球抛出时的速度为三实验题（共2小题，满分10分，每小题

10、5分）17（5分）在“探究功与速度变化的关系”实验中。（1）如图甲所示，关于橡皮筋做功，下列说法正确的是橡皮筋做的功可以直接测量通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍的增加橡皮筋在小车运动的全程中始终做功把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍（2）实验中甲乙两位同学的实验操作均正确，甲同学根据实验数据作出了功与速度的关系图（图乙中的图线，即图，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图（图线，即，并由此也得出了“功与速度的平方乙定成正比”的结论，关于甲、乙两位同学的分析，你的评价甲的分析不正确，乙的分析正确甲的分

11、析正确，乙的分析不正确甲和乙的分析都正确甲和乙的分析都不正确（3）如图丙是某同学在正确实验操作过程中得到的一条纸带，、为选取的计数点，相邻的两个计数点间还有一个点没有画出，各计数点的距离分别为，若打点计时器的打点频率为，则由该纸带可知本次实验中橡皮筋做功结束时小车的速度是（保留三位有效数字）。18（5分）用落体法验证机械能守恒定律，打出如图甲所示的一条纸带。已知打点计时器频率为（1）根据纸带所给数据，打下点时重物的速度为（结果保留三位有效数字）。（2）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物和进行实验，测得几组数据，画出图象，并求出图线的斜率，如图乙所示，由图象可知的质量的质量（选填“大于”或“

12、小于” 。（3）通过分析发现造成值偏小的原因是实验中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量，当地重力加速度，求出重物所受的平均阻力（结果保留两位有效数字）四计算题（共2小题，满分26分，每小题13分）19（13分）如图所示，质量的物块（可视为质点）用长为的细线悬挂于点。倾角为的斜面上静置一质量为的薄木板，木板的长度为，物块与木板之间的动摩擦因数，木板与斜面之间的动摩擦因数斜面的底端固定一垂直于斜面的挡板，木板的下端距离挡板为，木板与挡板碰撞后立即粘在一起停止运动。现将物块拉离悬线与竖直成角的位置由静止释放，当物块摆动到点正下方时悬线被瞬时拉断，物块恰好沿斜面落在木板的顶端。设物块与木板之间、木板

13、与斜面之间的动摩擦力等于最大静摩擦力，求：（1）细线被拉断前的瞬时，物块所受拉力的大小是多少；（2）物块落到木板顶端时速度的大小；（3）物块落到斜面上后，木板经过多长时间与挡板相撞及此过程系统产生的内能。20（13分）如图所示，质量为的物体用一轻弹簧与下方地面上质量也为的物体相连，开始时和均处于静止状态，此时弹簧压缩量为，一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连接物体、另一端握在手中，各段绳均刚好处于伸直状态，物体上方的一段绳子沿竖直方向且足够长。现在端施加水平恒力使物体从静止开始向上运动。整个过程弹簧始终处在弹性限度以内，弹簧弹性势能表达式为，为弹簧形变量。（1）如果在端所施加的恒力大小为，则在

14、物体刚要离开地面时物体的速度为多大？（2）若将物体的质量增加到，为了保证运动中物体始终不离开地面，则最大不超过多少？第七章 机械能 单元测试卷参考答案与试题解析一选择题（共12小题，满分48分，每小题4分）1（4分）如图所示，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀减速运动，下列说法中正确的是A重力对人做正功 B摩擦力对人做负功C支持力对人不做功D合力对人做正功【分析】人站在自动扶梯上不动，随扶梯减速上升的过程中，重力势能增加，动能减小，根据动能定律分析合外力做功情况。根据力和位移的夹角分析做功正负。【解答】解：、人上升的过程中，重力做负功，故错误。、人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀减速运动，加速

15、度沿斜面向下，故摩擦力水平向左，与位移的夹角大于，故做负功，故正确；、支持力方向与位移方向的夹角为锐角，则支持力对人做正功，故错误。、人的速率减小，动能减小，由动能定理知合外力对人做负功，故错误。故选：。【点评】解决本题的关键是知道重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加。合外力做功决定了物体动能的变化。2（4分）如图所示，质量为的物体放在斜面体上，恰能沿斜面匀速下滑，而斜面体静止于水平地面不动。已知斜面倾角为，若用沿斜面向下的力推物体，使物体沿斜面下滑，则A下滑过程中对的作用力做功为零B下滑过程中对的摩擦力与的合力做正功C地面对的静摩擦力D有向右的运动趋势【分析】对物体进行受力分析

16、，其中对的作用包括支持力和摩擦力，结合运动情况进行力的合成；如果力与运动方向夹角大于，则做负功，若夹角等于不做功，若夹角小于做正功；根据力的作用是相互的，结合受到的作用推出受到的作用力，再进行受力分析即可的运动情况。【解答】解：、施加后，由于的方向沿斜面向下，对的作用力没有变，垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力，合力大小等于重力，方向竖直向上，与运动方向的夹角为钝角，对做负功，故错误；、由于与对的摩擦力的方向相反，但大小关系未知，无法判断与对的摩擦力的合力做功情况，可能为零，可能为正功，也可能为负功，故错误；、下滑过程中，对的作用力合力沿竖直方向向上，对的作用力竖直向下，在水平方向上没有

17、力的作用，则相对地面没有运动趋势，地面对的静摩擦力为零，故正确，错误。故选：。【点评】本题考查了受力分析及做功的问题，解题的关键是熟练应用受力分析，根据运动方向和受力方向判断功的正负。3（4分）一辆汽车由静止开始以恒定功率开始启动，沿着直线轨道运动行驶20秒后速度达到，设列车所受阻力恒定，该列车在这段时间内行驶的距离A可能等于B一定小于C一定大于D条件不足，无法确定【分析】汽车以额定功率启动时，随着速度的增加，牵引力会逐渐减小，合力减小，加速度减小，汽车做加速度逐渐减小的变加速运动。把这个过程与匀加速直线运动进行比较分析。【解答】解：汽车以额定功率启动时做加速度逐渐减小的变加速运动，根据运动过

18、程，画出速度时间图象如图所示：根据速度时间图象曲线与坐标轴围成的面积表示位移可知，如果物体做初速度为零，末速度为的匀加速直线运动，位移等于三角形的面积大小，即 ，而此时实际曲线形成面积大于，所以汽车的位移大于，故正确，错误。故选：。【点评】此题考查了功率的相关计算，首先要明确汽车的运动情况，再根据速度时间图象可以快速准确的解决本题，要注意在速度时间图象中斜率表示加速度，图象与坐标轴围成面积代表位移。4（4分）如图所示，一内壁光滑的圆锥形漏斗竖直放置，使漏斗底面与水平面平行。若有两个质量不同的小球、（均视为质点）在圆锥的内壁上沿不同的水平圆轨道做匀速圆周运动，并设圆锥形漏斗顶点点为势能零点，则下

19、列说法正确的是A、两小球匀速圆周运动的动能一定相同B、两小球匀速圆周运动的周期一定相同C漏斗壁对、两小球的弹力一定相同D、两小球各自动能与势能的比值一定相同【分析】对小球受力分析，受重力和支持力，由合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解；根据向心力公式分析两小球运动的周期；两小球在竖直方向上受力平衡，据此分析弹力。【解答】解：对任一小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力，设顶角为，、根据牛顿第二定律，有：动能，两球的质量未知，无法比较动能，故错误；、根据，解得，半径较大的，则周期较大，球周期大，故错误；、由图中几何关系：，相同，质量大的，弹力大，故两弹力不等，故错误；、球的动能为：，势

20、能：，则动能与势能之比为，故动能与势能之比为定值，与距离顶点的高度无关，故正确；故选：。【点评】本题关键是对小球受力分析，然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解分析。5（4分）如图，可爱的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为的等边三角形山丘，已知其身长为，总质量为，如图头部刚到达最高点，假设小虫能一直贴着山丘前行，求其头部越过山顶刚到达山丘底端时小虫的重力势能变化量ABCD【分析】选山丘底端为零势能面，根据重力势能以及重力势能变化量的定义就可以求解。【解答】解：选山丘底端为零势能面，初状态的重力势能为：小虫头部越过山顶刚到达山丘底端时的重力势能为：，其重力势能的变化量为：，故正确，错误。故选：。

21、【点评】本题以可爱的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为的等边三角形山丘为背景命制试题，会让学生感到很新颖，能够激发学生学习物理的兴趣与积极性，也能够让学生体会到物理就在身边。6（4分）升降机中有一质量为的物体，当升降机以加速度匀加速上升高度时，物体增加的重力势能为ABCD【分析】根据重力做功的规律确定重力做功，再根据重力做功与重力势能间的关系确定重力势能的改变量。【解答】解：物体上升的高度为，则重力做功为：，故重力势能增加，增加量为，故正确，错误。故选：。【点评】本题考查重力做功与重力势能间的关系，要注意明确重力正功时重力势能减小，重力做负功时重力势能增加。7（4分）一根弹簧的弹力位移图线如图所

22、示，那么弹簧由伸长量到伸长量的过程中，弹力做功和弹性势能的变化量为A3.0焦耳，焦耳 B焦耳，3.0焦耳C焦耳，1.8焦耳 D1.8焦耳，焦耳【分析】由胡克定律：，可知图象的斜率表示弹簧劲度系数，弹性势能的表达式为：，由此可计算弹簧形变之后的弹性势能。【解答】解：由胡克定律：，可知图象的斜率表示弹簧劲度系数，故该弹簧的劲度系数为：。弹性势能的表达式为：，故将此弹簧从原长拉伸时，它的弹性势能为：。故将此弹簧从原长拉伸时，它的弹性势能为：。当弹簧由伸长量 到伸长量的过程中，弹性势能的变化量为：弹力做功为： 故错误，正确。故选：。【点评】本题重点是要知道弹性势能的表达式，这个好像在高中不要求会计算弹

23、性势能（可能不同省份不一样，我知道我们省教材没有弹性势能的要求，也不给公式。，其次要知道指形变量，包含压缩量和伸长量。8（4分）2003年11月份，太阳风暴频发，太阳风暴使“神舟”五号轨道舱运动轨道上的稀薄大气密度增加，轨道舱飞行阻力加大，如果不进行轨道维持，飞船轨道舱的轨道高度就会逐渐降低，在这种情况下，飞船轨道舱的动能、重力势能和机械能变化的关系应该是： A动能、重力势能和机械能逐渐减小B重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变C重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变D重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小【分析】轨道高度逐渐降低，即飞船的高度降低（就像高处的物体下落一样），

24、重力势能转化为动能，同时要克服空气阻力做功，飞船的机械能减少，转化为内能，据此分析判断。【解答】解：轨道高度逐渐降低，即飞船的高度降低、重力势能减少，速度将增大、动能增大，重力势能转化为动能；由于飞船受轨道上稀薄空气的影响，飞船要克服空气阻力做功，飞船的机械能减少，转化为内能。故选：。【点评】本题考查了动能和重力势能的相互转化，利用好“飞船受轨道上稀薄空气的影响受空气阻力作用”是本题的关键。9（4分）如图所示，物体套在光滑的竖直杆上，物体放置在粗糙水平桌面上，用一细绳连接。初始时细绳经过定滑轮呈水平，、物体质量均为。物体从点由静止释放，下落到点时，速度为，之间的高度差为，此时连接物体的细绳与水

25、平方向夹角为，此过程中，下列说法正确的是A物体做匀加速直线运动B物体到点时，物体的速度为C物体克服摩擦做的功为D 物体减少的重力势能等于、两物体动能增量之和【分析】下滑过程中分析绳子上拉力的变化，从而明确的运动情况，根据运动的合成和分解规律求出的速度；再根据功能关系即可确定重力势能与动能的关系，并求出克服摩擦力所做的功。【解答】解：、滑块下滑时，竖直方向受重力和细绳拉力的竖直分量，因细绳拉力的竖直分量是变化的，则滑块所受的合力不是恒力，则的加速度不是恒量，即不是匀加速下滑，故错误；、若滑块的速度为，则由速度的分解可知，滑块的速度为，故正确；、 物体克服摩擦做的功为，故错误。、由能量关系可知，

26、物体减少的重力势能等于克服摩擦力做功和、 两物体动能增量之和，故错误；故选：。【点评】该题的关键是用好系统动能定理以及运动的合成和分解这两个知识点，要注意与的速度沿着绳子方向的分速度是相等的。10（4分）如图所示，在光滑水平桌面内，固定有光滑轨道，其中半圆轨道与直轨道相切于点，物体受到与平行的水平拉力，从静止开始运动，拉力的大小满足如图乙所示（以为坐标原点，拉力从指向为正方向）。若，半圆轨道的半径，重力加速度取则下列说法中正确的是A拉力从到做功为B物体从到过程中，所受的合外力为0C物体能够到达点，且速度大小为D物体能够到达点，且速度大小为【分析】因为，所以图象中，图线与轴所围成的图形的面积即为

27、功，以此求解外力做功；物体在段做匀速圆周运动，合外力提供圆周运动的向心力，合外力不等于零；到根据动能定理求解到达点的速度大小。【解答】解：、因为，所以图象中，图线与轴所围成的图形的面积即为功，面积之和问，所以拉力从到做功为，故错误；、物体从到的过程中，所受的合外力不为零，物体从到做匀速圆周运动，所受到的合外力指向圆心，故错误；、初位置到点的过程中，根据动能定理有，解得物体到达点的速度大小为，故错误，正确。故选：。【点评】解决该题的关键是要明确知道图象中，图线与轴所围成的图形的面积为外力做的功，知道物体在段做的是匀速圆周运动。11（4分）如图所示，斜面固定在水平面上，轻质弹簧一端固定在斜面底端，

28、另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于点，物块与斜面间有摩擦。现将物块从点推至点，撤去推力后物块由静止向上运动，经点到达点时速度为零，则物块从运动到的过程中A从运动到的过程，物块一直做加速运动B增大、间的距离，物块动能最大的位置保持不变C物块从向运动过程中，弹力做功等于物块机械能的增加量D物块从向运动过程中，动能的减少量等于弹性势能和重力势能的增加量【分析】物体从向运动过程，受重力、支持力、弹簧的拉力和滑动摩擦力，当平衡时速度最大；重力势能、弹性势能、动能和内能之和守恒。【解答】解：、弹簧处于自然长度时物块处于点，所以在点，重力沿斜面的分量等于静摩擦力，物体从向运动过程，受重力、支持力

29、、弹簧的弹力和滑动摩擦力，由于摩擦力平行斜面向下，当弹力与摩擦力、重力的分力的和和相等时速度最大。从运动到的过程，物块先做加速运动，后做减速运动。故错误；、由于当弹力与摩擦力、重力的分力的和相等时速度最大，所以该位置与之间距离的大小无关。故正确；、物块从向运动过程中，弹力做功，转化为物块的机械能与内能，所以弹力做功大于物块机械能的增加量。故错误；、物块从向运动过程中，动能的减少量转化为弹性势能、重力势能和内能，动能的减少量大于弹性势能和重力势能的增加量。故错误。故选：。【点评】本题关键是明确物体的受力情况、运动情况和系统的能量转化情况，知道在平衡点动能最大，难度适中。12（4分）如图所示，在某

30、一水平地面的同一直线上，固定一个半径为的四分之一圆形轨道，轨道右侧固定一个倾角为的斜面，斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮，轻滑轮与在同一水平高度。一轻绳跨过定滑轮，左端与圆形轨道上质量为的小圆环相连，右端与斜面上质量为的物块相连，在圆形轨道底端点由静止释放小圆环，小圆环运动到图中点时，轻绳与轨道相切，与夹角为；小圆环运动到点时速度恰好为零。忽略一切摩擦阻力，小圆环和物块均可视为质点，物块离斜面底端足够远，重力加速度为。则下列说法正确的是A小圆环到达点时的加速度为B小圆环到达点后还能再次滑回点C小圆环到达点时，小圆环和物块的速度之比为D小圆环和物块的质量之比满足【分析】小圆环到达点时，分析其受力

31、情况，由牛顿第二定律求加速度，在运动过程中，系统只有重力做功，机械能守恒，即可判断出小环再次能够达到点，利用动能定理求得量质量间的比值，根据速度的合成与分级求得小环在点时的两者的速度之比。【解答】解：、小环到达点时，小环受到竖直向下的重力，水平向右的拉力和圆环对小环向左的支持力，竖直方向只受重力，根据牛顿第二定律可知，解得，故错误；、小环和物块组成的系统，在运动过程中，由于忽略一切摩擦力，故只有重力做功，机械能守恒，当小环到达点时，速度都为零，此后小环沿圆轨道向下运动，机械能还是守恒，组最终小环和物块速度都减到零，故圆环到达点后还能再次滑回点，故正确；、小环在点时，小环的速度方向沿绳的方向，根

32、据速度的合成与分解可知，此时小圆环和物块的速度之比为，故错误；、设轻滑轮的位置为，由几何关系可知，在运动过程中，对环和物块组成的系统，根据动能定理可知：解得：，故错误；故选：。【点评】本题考查了牛顿第二定律、机械能守恒定律等知识点，注意点：小环和物块沿绳的方向的速度大小相等，而实际速度大小不一定相等，注意点容易出错。二多选题（共4小题，满分16分，每小题4分）13、如图所示，两斜面体A、B叠放在一起靠在足够长且粗糙的竖直墙壁上，斜面体B与地面间有一用轻质细绳拴住的压缩轻弹簧，弹簧的下端固定在地面上，弹簧的上端与斜面体B没有连接在一起，现将轻绳剪断，则在斜面体A、B保持相对静止一起竖直向上运动至

33、最高点的过程中，下列说法正确的是（）A斜面体A、B及弹簧构成的系统机械能守恒B斜面体A的机械能不断增加C当弹簧恢复原长时料面体A的机械能最大D当弹簧恢复原长时斜面体B的动能最大【考点】力的合成与分解的运用；共点力的平衡；功能关系【专题】定性思想；推理法；功的计算专题；理解能力【分析】明确系统的运动过程以及各力的受力情况，根据各力做功情况分析机械能是否守恒；根据运动过程分析动能以及机械能的变化情况。【解答】解：A、对A、B整体受力分析，在A、B一起竖直向上运动的过程中，墙对系统无压力，也无摩擦力，故A、B及弹簧构成的系统机械能守恒，故A正确；BC、在弹簧压缩的过程中，B对A的作用力一直竖直向上，

34、该作用力对A做正功，A的机械能增大。但当弹簧恢复原长后，A、B离开弹簧，一起做竖直上抛运动，此时A的机械能不变。B错误，C正确；D、根据运动过程可知，B动能最大时，弹簧仍然处于压缩状态，故D错误。故选：AC。【点评】本题考查功能关系的应用，要注意明确斜面体A、B及弹簧构成的系统机械能守恒，但AB的机械能不守恒。14（4分）如图所示，质量为的人造地球卫星在半径为的轨道上做匀速圆周运动，通过推进器做功转移到半径为的轨道上做匀速圆周运动，已知此过程中卫星机械能变化量的绝对值与动能变化量的绝对值相等，地球质量为，引力常量为下列说法正确的是：A合外力对卫星做的功为B推进器对卫星做的功为C卫星引力势能的增

35、加量为D卫星引力势能的增加量为【分析】根据万有引力提供向心力得出线速度与轨道半径的关系，从而得出动能，根据动能定理求出合力做功，根据机械能的变化量求出推进力做功。【解答】解：根据，则在轨道1上的动能， 在轨道2上的动能，则动能变化量的绝对值为；合外力做功，故正确。、推进器对卫星做功等于机械能的增加量，卫星机械能变化量的绝对值与动能变化量的绝对值相等，则推进器做功为故错误。、引力势能，则引力势能的增加量故正确，错误。故选：。【点评】解决本题的关键知道合力做功与动能的变化关系，除引力做功以外其它力做功与机械能的关系，难度不大。15（4分）2019年1月3日，“嫦娥四号”月球探测器顺利着陆在月球背面

36、，成为人类首颗软着陆月背的探测器。着陆前，探测器先在距月面高度约为的环月段圆轨道上运行；然后在点实施变轨，使运行轨道变为远月点高度约为，近月点高度约为的环月段椭圆轨道；再在点实施制动，降落到月球上。设“嫦娥四号”在轨道她月转移道和轨道上运动时，只受到月球的万有引力，下列说法正确的是A“嫦娥四号”在实施制动减速下降阶段，其机械能减小B“嫦娥四号”探测器的发射速度大于地球的第二宇宙速度C“嫦娥四号”在地月转移段上经过点的速度小于在轨道上经过点的速度D若已知引力常量、“嫦娥四号”在轨道的运动半径和周期，则可算出月球的质量【分析】根据卫星变轨原理确定卫星是加速还是减速变轨。由牛顿第二定律和万有引力定律

37、分析加速度关系。由万有引力提供向心力可求得月球的质量。【解答】解：、从点开始变轨，可知嫦娥四号做近心运动，在点应该制动减速以减小向心力，通过做近心运动减小轨道半径，所以从圆轨道到椭圆轨道的变轨过程中，探测器的机械能变小，故正确、“嫦娥四号”探测器的发射速度不大于地球的第二宇宙速度，若大于第二宇宙速度探测器会离开地球成为太阳的行星，故错误、在同一位置所受万有引力相同，加速度相同，故错误、由万有引力提供向心力，可求出质量，故正确 故选：。【点评】对于天体的运动问题其求解的理论依据是万有引力提供向心力。16（4分）如图所示，水平面上放置一个固定平台和内壁光滑且竖直放置的固定圆弧形轨道。质量为的小球从

38、平台上水平向右抛出，恰好从点沿切线方向进入圆弧形轨道，最后小球刚好能够通过圆弧形轨道的最高点已知圆轨道的半径为，和的夹角为，重力加速度为，忽略空气阻力，下列说法正确的是A小球通过最高点时速度为B小球通过最高点时速度为0C平台高度为D小球抛出时的速度为【分析】小球刚好能够通过圆弧形轨道的最高点，由牛顿第二定律可求得速度大小；由点到点列动能定理可求得点的速度，再将点的速度分解可得到水平速度，即得到抛出的速度；由抛出点到点，由动能定理可求得平台高度。【解答】解：、小球刚好能够通过圆弧形轨道的最高点，由牛顿第二定律得：，小球经过最高点的速度，故正确错误：、由点到点列动能定理得：，解得：，点速度与水平面

39、夹角为，点水平速度为，点竖直速度为，所以小球抛出点速度为，故正确；、由抛出点到点，由动能定理得：，解得：，故错误。故选：。【点评】本题考查了动能定理、牛顿第二定律的综合应用，要注意在点能借助平抛运动的思路得到抛出的速度。三实验题（共2小题，满分10分，每小题5分）17（5分）在“探究功与速度变化的关系”实验中。（1）如图甲所示，关于橡皮筋做功，下列说法正确的是橡皮筋做的功可以直接测量通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍的增加橡皮筋在小车运动的全程中始终做功把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍（2）实验中甲乙两位同学的实验操作均正确，甲同学根据实验数据作出了功与

40、速度的关系图（图乙中的图线，即图，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图（图线，即，并由此也得出了“功与速度的平方乙定成正比”的结论，关于甲、乙两位同学的分析，你的评价甲的分析不正确，乙的分析正确甲的分析正确，乙的分析不正确甲和乙的分析都正确甲和乙的分析都不正确（3）如图丙是某同学在正确实验操作过程中得到的一条纸带，、为选取的计数点，相邻的两个计数点间还有一个点没有画出，各计数点的距离分别为，若打点计时器的打点频率为，则由该纸带可知本次实验中橡皮筋做功结束时小车的速度是（保留三位有效数字）。【分析】（1）小车在橡皮筋的拉力作用下先加速运动

41、，当橡皮筋恢复原长时，小车由于惯性继续前进，做匀速运动，并且橡皮筋的拉力是一个变力，我们无法用进行计算，为了解决这一问题，所以用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度，这样橡皮筋对小车做的功有倍数关系，避免了求橡皮筋具体做功数值。（2）根据与，与的关系图线，结合数学知识得到结论。（3）橡皮筋做功结束时小车的速度最大，此时做匀速运动，据此求解速度。【解答】解：（1）、橡皮筋的拉力是一个变力，我们无法用进行计算，故错误；、橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，变力功一时无法确切测算。因此我们要设法回避求变力做功的具体数值，可以用一根橡皮筋做功记为，用两根橡皮筋做功记为，用三根橡皮筋做功记为，

42、从而回避了直接求功的困难，故正确；、小车在橡皮筋的拉力作用下先加速运动，当橡皮筋恢复原长时，小车由于惯性继续前进，做匀速运动，此时橡皮筋不做功，故错误；、橡皮筋的拉力是一个变力，拉伸量变为原来的两倍，拉力比原来的两倍大，做功比原来的两倍要大，故错误。故选：。（2）根据甲图，得到，式子中为常系数，为指数；当时，图线为直线；当时，图线向下弯曲；当时，图线向上弯曲；甲图图线向上弯曲，故表达式中为大于1的任意数值，而乙图中，与成正比，即甲的分析不正确，乙的分析正确，故正确，错误。故选：。（3）相邻的两个计数点间还有一个点没有画出，计数点之间的时间间隔：，橡皮筋做功结束时小车的速度最大，此时做匀速运动，

43、分析可知，之间距离等于之间距离，因此小车最后获得的速度为：。故答案为：（1）；（2）；（3）2.23。【点评】此题考查了探究功与速度变化关系的实验，解题的关键是结合实验原理进行分析，注意该实验中需要测量是小车的最大速度即最后的速度大小，同时要正确应用数学知识进行数据处理。18（5分）用落体法验证机械能守恒定律，打出如图甲所示的一条纸带。已知打点计时器频率为（1）根据纸带所给数据，打下点时重物的速度为2.25（结果保留三位有效数字）。（2）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物和进行实验，测得几组数据，画出图象，并求出图线的斜率，如图乙所示，由图象可知的质量的质量（选填“大于”或“小于” 。（3

44、）通过分析发现造成值偏小的原因是实验中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量，当地重力加速度，求出重物所受的平均阻力（结果保留两位有效数字）【分析】（1）根据在匀变速直线运动中，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的速度。（2）根据动能定理得出图线斜率的物理意义，结合斜率的大小比较质量的大小。（3）根据动能定理，结合图线的斜率求出阻力的大小。【解答】解：（1）打下点时重物的瞬时速度等于打下点和点时间段内的平均速度，则有：。（2）根据动能定理得：则有：， 知图线的斜率为：，的斜率小，知的质量小，所以的质量大于的质量。（3）根据动能定理知：则有：， 可知： 代入数据解得：。故答案为：（1

45、）2.25；（2）大于；（3）0.031。【点评】解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，对于图象问题，一般的解题思路得出物理量之间的关系式，结合图线的斜率分析判断。四计算题（共2小题，满分26分，每小题13分）19（13分）如图所示，质量的物块（可视为质点）用长为的细线悬挂于点。倾角为的斜面上静置一质量为的薄木板，木板的长度为，物块与木板之间的动摩擦因数，木板与斜面之间的动摩擦因数斜面的底端固定一垂直于斜面的挡板，木板的下端距离挡板为，木板与挡板碰撞后立即粘在一起停止运动。现将物块拉离悬线与竖直成角的位置由静止释放，当物块摆动到点正下方时悬线被瞬时拉断，物块恰好沿斜面落在木板的顶端

46、。设物块与木板之间、木板与斜面之间的动摩擦力等于最大静摩擦力，求：（1）细线被拉断前的瞬时，物块所受拉力的大小是多少；（2）物块落到木板顶端时速度的大小；（3）物块落到斜面上后，木板经过多长时间与挡板相撞及此过程系统产生的内能。【分析】（1）根据机械能守恒定律，结合牛顿第二定律，及向心力表达式，即可求解；（2）依据平抛运动特点，结合三角知识，即可求解；（3）根据牛顿第二定律，结合运动学公式，及内能，即可求解。【解答】解：（1）物块下摆过程中，只有重力做功，机械能守恒，有： 代入数据解得：最低点，合外力提供向心力，有： 代入数据解得：（2）设物块落到斜面上的速度为，由平抛特点有：代入数据解得：（

47、3）物块落到斜面上后，受竖直向下的重力，垂直于斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力，设物块的加速度为，由牛顿第二定律有： 代入数据解得：；木板受竖直向下的重力、垂直于斜面的压力和支持力、木块的沿斜面向下的摩擦力和斜面向上的摩擦力。设木板的加速度为，由牛顿第二定律有：；代入数据数据解得：设在木板与挡板碰撞前与物块共速，运动时间为，则有：代入数据解得： 共同的速度为：该过程物块的位移为： 该过程木板的位移为：共速后，由牛顿第二定律得系统的加速度为：则物块与木板一起匀速运动的时间为： 总时间为：系统产生的内能为：代入数据得：答：（1）细线被拉断前的瞬时，物块所受拉力的大小是；（2）物块落到木板顶端时速度

48、的大小；（3）物块落到斜面上后，木板经过时间与挡板相撞，此过程系统产生的内能。【点评】考查机械能守恒定律的应用，掌握牛顿第二定律的内容，理解产生内能的公式中的含义。20（13分）如图所示，质量为的物体用一轻弹簧与下方地面上质量也为的物体相连，开始时和均处于静止状态，此时弹簧压缩量为，一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连接物体、另一端握在手中，各段绳均刚好处于伸直状态，物体上方的一段绳子沿竖直方向且足够长。现在端施加水平恒力使物体从静止开始向上运动。整个过程弹簧始终处在弹性限度以内，弹簧弹性势能表达式为，为弹簧形变量。（1）如果在端所施加的恒力大小为，则在物体刚要离开地面时物体的速度为多大？（2

49、）若将物体的质量增加到，为了保证运动中物体始终不离开地面，则最大不超过多少？【分析】（1）物体刚要离开地面时，弹簧弹力与重力平衡，根据胡克定律计算出此时弹簧形变量，与初始形变量进行比较，求出弹簧弹性势能变化，进而应用机械能守恒定律求出此时速度；（2）若要始终不离开地面，则刚要离开地面时，速度恰好为零，计算此时弹簧形变量和弹性势能，应用机械能守恒定律求解。【解答】解：（1）根据题意，弹簧初始处于压缩状态，有胡克定律，有：刚要离开地面时，弹簧弹力与重力平衡，可知此时弹簧处于拉伸态，设此时伸长量为，则有：由式，可知弹簧伸长量等于弹簧压缩量，即弹簧弹性势能未发生变化。设要离开地面时速度为，由机械能守恒定律，可得：式联立，解得：。（2）若要保证不离开地面，则要离开地面时，速度恰好为零。设此时弹簧形变量为，根据胡克定律，有：由式可知，。可知，上升高度为，根据机械能守恒定律，有：由式，解得：。答：（1）要离开地面时，速度为；（2）最大不超过。【点评】本题综合考查功能关系、机械能守恒定律以及胡克定律。解题过程中要注意对于临界状态的判断，以及计算的准确性。特别需要注意的是弹簧的劲度系数并非已知量，需要转化才行。声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2020/6/13 16:45:47；用户：谭伟卿；邮箱：13973909392；学号：37203703第26页（共26页）