周周练10 第八章机械能守恒定律 综合测试 物理人教版必修第二册

2025-2026学年高一物理（必修2）周周练 第五章 周练10 机械能守恒定律 综合测试 （时间:75分钟 分数：100分） 一、选择题(本题共12小题，共48分。其中1～8题为单选题，每小题4分；9～12题为多选题， 每小题4分，漏选得2分，错选得0分) 1．下列关于功和能的说法正确的是　　 A．作用力做正功，反作用力一定做负功 B．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化 C．若物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒 D．竖直向上运动的物体重力势能一定增加，动能一定减少 【答案】C 【详解】A、当作用力做正功时，反作用力也可能做正功，如反冲运动中的物体．故A错误； B、物体在合外力作用下做变速运动，动能不一定发生变化．比如匀速圆周运动，物体的合外力和运动方向垂直而不做功．故B错误； C、若物体除受重力外，还受到其他力作用时，当其他的外力做的功等于0时，物体的机械能也守恒．故C正确； D、竖直向上运动的物体重力势能一定增加，若同时物体受到的向上的拉力做正功，则物体动能不一定减少．故D错误． 故选C． 2．如图，一物体位于光滑水平面上，在两竖直平面内恒力、的作用下，物体水平向右发生了一段位移，与水平方向的夹角为，做的功为，与水平方向的夹角为，做的功为，则物体动能的增加量为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】两个力对物体做功为 W=W1+W2=14J 根据动能定理可知，物体动能的增加量为14J。 故选D。 3．现有一动车组，由四节车厢连接而成，每节车厢的质量均为m、阻力均恒为f，其中第一节和第四节为动力车厢，功率均恒为P，重力加速度为g。该动车组由静止开始恒定功率启动，下列判断正确的是（　　） A．该动车组的最大行驶速度为 B．由静止到最大速度过程中的平均速度等于 C．该动车组速度达到最大时，第二、三两节车厢之间的作用力大小为2f D．当速度为最大值的一半时，动车组运行的加速度大小为 【答案】D 【详解】A．当牵引力等于阻力时，此时速度达到最大，根据2P=4fvm 解得 故A错误； B．该动车组由静止启动到速度达到最大值过程中，动车做的是加速度减小的变加速运动，故平均速度 故B错误； C．该动车组速度达到最大值时，每节动车提供的拉力 对后两节受力分析，根据共点力平衡可知：F23+F-2f=0 解得F23=0 故C错误； D．当速度为最大值的一半时，此时牵引力 整体根据牛顿第二定律可得：F′-4f=4ma 解得 故D正确 故选D。 4．风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为，空气密度为，风场风速为，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（　　） A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B．单位时间流过面积的流动空气动能为 C．若每天平均有的风能资源，则每天发电量为 D．若风场每年有风速在范围内，则该发电机年发电量至少为 【答案】D 【详解】AB．单位时间流过面积的流动空气体积为 单位时间流过面积的流动空气质量为 单位时间流过面积的流动空气动能为 风速在范围内，转化效率可视为不变，可知该风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，AB错误； C．由于风力发电存在转化效率，若每天平均有的风能资源，则每天发电量应满足 C错误； D．若风场每年有风速在的风能资源，当风速取最小值时，该发电机年发电量具有最小值，根据题意，风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变，可知风速为时，输出电功率为 则该发电机年发电量至少为 D正确； 故选D。 5．如图所示，一根橡皮绳一端固定于天花板上，另一端连接一质量为m的小球（可视为质点），小球静止时位于O点。现给小球一竖直向下的瞬时速度，小球到达的最低点A与O点之间的距离为。已知橡皮绳中弹力的大小与其伸长量的关系遵从胡克定律。不计橡皮绳的重力及空气阻力。小球运动过程中不会与地板或天花板碰撞。则下列说法正确的是（　　） A．小球由O点运动至A点的过程中，天花板对橡皮绳所做的功为 B．小球由O点运动至A点的过程中，小球克服合外力做功为 C．小球由O点运动至A点的过程中，小球的动能一直减小 D．小球此后上升至最高点的位置与A点的间距一定等于 【答案】C 【详解】A．小球由O点运动至A点的过程中，天花板对橡皮绳的拉力的位移为零，则天花板对橡皮绳做功为零，故A错误； B．小球由O点运动至A点的过程中，根据动能定理 则小球克服合外力做功为 故B错误； C．小球由O点运动至A点的过程中，向上的弹力一直大于向下的重力，则合力方向向上，小球向下做减速运动，小球的动能一直减小，故C正确； D．若小球在O点时橡皮绳的伸长量大于或等于x，则由对称性可知，小球此后从A点上升至最高点的位置与A点的间距等于2x；若小球在O点时橡皮绳的伸长量小于x，则小球此后从A点上升至最高点的位置与A点的间距不等于2x，故D错误。 故选C。 6．如图所示，表面粗糙的“”型水平轨道固定在地面上，劲度系数为、原长为的轻弹簧一端固定在轨道上的O点，另一端与安装有位移、加速度传感器的滑块相连，滑块总质量为。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立轴，将滑块拉至坐标为的A点由静止释放，向左最远运动到坐标为的B点，测得滑块的加速度与坐标的关系如图所示，则滑块由A运动至B过程中（弹簧始终处于弹性限度内）（　　） A． B． C．最大动能为 D．系统产生的热量为 【答案】C 【详解】A．由图可知，当滑块运动到位置时，滑块的加速度为零，滑块受到水平向右的滑动摩擦力和水平向左的弹力，所以弹簧处于伸长状态，而不是原长，则有 故A错误； C．当滑块的加速度为零时，速度达到最大，动能最大，从到的过程，根据运动学公式 结合图线与横轴所围区域的面积可得 滑块的最大动能为 故C正确； D．滑块由A运动至B过程中，根据能量守恒可知系统产生的热量等于弹簧的弹性势能减少量，则有 故D错误； B．滑块由A运动至B过程中，结合图像可知，滑块从到做加速运动，从到做减速运动，根据对称性可知从到图线与横轴围成的面积等于从到图线与横轴围成的面积，则有 ， 故B错误。 故选C。 7．有一固定轨道ABCD如图所示，AB段为四分之一光滑圆弧轨道，其半径为R，BC段是水平光滑轨道，CD段是光滑斜面轨道，BC和斜面CD间用一小段光滑圆弧连接．有编号为1、2、3、4完全相同的4个小球(小球不能视为质点，其半径r<R)，紧挨在一起从圆弧轨道上某处由静止释放，经平面BC到斜面CD上，忽略一切阻力，则下列说法正确的是 A．四个小球在整个运动过程中始终不分离 B．在圆弧轨道上运动时，2号球对3号球不做功 C．在CD斜面轨道上运动时，2号球对3号球做正功 D．在CD斜面轨道上运动时，2号球对3号球做负功 【答案】A 【详解】在下滑的过程中，前面的小球加速度小，而后面的小球加速度大，则后面的小球对前面的小球要向前压力的作用，所以小球之间始终相互挤压，冲上斜面后后面的小球与前面的小球运动情况完全一致，所以4个小球在运动过程中始终不会散开，故A正确；由A分析知，后面的小球挤压前面的小球，故2号球对3号球做功，故B错误；在CD斜面轨道上运动时，四个小球加速度相同，都是重力的分力提供加速度，a=gsinθ，小球间没有相互作用力，2号球对3号球不做功，CD错误；故选A. 8．如图所示，光滑直角细杆POQ固定在竖直平面内，OP边水平，OP与OQ在O点平滑相连，质量均为的A、B两小环用长为的轻绳相连，分别套在和杆上。初始时刻，将轻绳拉至水平位置拉直（即B环位于点），然后同时释放两小环，A环到达点后，速度大小不变，方向变为竖直向下，已知重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．当B环下落时，A环的速度大小为 B．在A环到达点的过程中，B环一直加速 C．A环到达点时速度大小为 D．当A环到达点后，再经的时间能追上B环 【答案】D 【详解】A．B环下落一段位移后，设绳子与水平方向之间的夹角为α，则与竖直方向之间的夹角 设此时A的速度为，将A的速度沿绳子方向与垂直于绳子的方向分解，设沿绳子方向的分速度为v，如图所示 可得 设B的速度为，将B的速度也沿绳子的方向与垂直于绳子的方向分解如图，其中沿绳子方向的分速度与A沿绳子方向的分速度是相等的，可得 联立可得 当B环下落时绳子与水平方向之间的夹角 可得 两环的速度大小为 B下降的过程中A与B组成的系统机械能守恒可得 联立得A环的速度大小为，故A错误； B．B开始下降的过程中速度由0开始增大，所以是做加速运动．当绳子与竖直方向之间的夹角接近90°时， 则 可知当A到达O点时，B的速度等于0。所以B一定还存在减速的过程，即A环到达O点的过程中，B环先加速后减速，故B错误； C．由于A到达O点时B的速度等于0，由机械能守恒得 解得，故C错误； D．环A过O点后做加速度等于g的匀加速直线运动，B做自由落体运动。当A追上B时有 解得，故D正确。 故选D。 9．如图所示，质量的木板Q静止在水平地面上，质量的物块P在木板左端，P与Q之间的动摩擦因数，地面与Q之间的动摩擦因数，现给物块P以的初速度使其在木板上向右滑动，最终P和Q都静止且P没有滑离木板Q，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A．P与Q开始相对静止时P的动能为9.375J B．长木板Q长度至少为2m C．P与Q之间产生热量和地面与Q之间产生的热量之比为1∶1 D．P与Q之间产生的热量和地面与Q之间产生的热量之比为2∶1 【答案】BC 【详解】A．P的加速度为 Q的加速度为 两者共速时有 解得 此时P的动能为 故A错误； B．P、Q共速时的相对位移为 之后不发生相对滑动，故长木板Q长度至少为2m，选项B正确； CD．P与Q之间产生的热量为 由能量守恒定律得，地面与Q之间产生的热量为 P与Q之间产生的热量与地面与Q之间产生的热量之比为1∶1，选项C正确，D错误。 故选BC。 10．如图所示，一根长为3L的轻杆可绕水平转轴O转动，两端固定质量均为m的小球A和B，A到O的距离为L，现使杆在竖直平面内转动，B运动到最高点时，恰好对杆无作用力，两球均视为质点，不计空气阻力和摩擦阻力，重力加速度为g。当B由最高点第一次转至与O点等高的过程中，下列说法正确的是（　　） A．杆对B球做负功 B．B球的机械能守恒 C．轻杆转至水平时，A球速度大小为 D．轻杆转至水平时，B球速度大小为 【答案】AD 【详解】AB．当B由最高点第一次转至与O点等高的过程中，对于两球组成的系统机械能守恒，只有重力做功，所以系统的机械能守恒。A球的动能和重力势能均增加，则A球的机械能增加，根据系统的机械能守恒知B球的机械能减少，由功能关系知杆对B球做负功，故A正确，B错误； CD．B球在最高点时，由重力提供向心力，设B球在最高点的速度大小为v，由 解得 当B由最高点转至与O点等高时，根据AB系统的机械能守恒得 又 解得， 故C错误，D正确。 故选AD。 11．如图，质量为m的物块从半径为R的半球形的碗口沿内壁从静止开始滑下，滑到最低点时速度大小为v，若物块与球壳之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则在物块从静止滑到最低点的过程中下列说法正确的是　　 A．合外力对物块做负功且 B．物块重力势能减少了mgR C．物块机械能减少了 D．物块克服摩擦力做的功为 【答案】BC 【分析】根据动能定理求合外力对物块．物块重力势能减少量等于重力做的功．物块机械能减少量等于初末机械能的差值．物块克服摩擦力做的功等于机械能的减少．根据功能关系求解． 【详解】物块的动能增加，根据动能定理得知：合外力对物块做正功，且故A错误．物块重力做功为mgR，则物块重力势能减少了mgR，故B正确．取最低点为零电势能点，则初态物块的机械能为，末态机械能为，则机械能减少量为故C正确．摩擦力是变力，不能根据功的公式计算物块克服摩擦力做功．应根据动能定理或功能原理求物块克服摩擦力做的功．根据功能关系知，物块克服摩擦力做的功故D错误．故选BC． 【点睛】解决本题的关键是掌握常见的功与能的关系，知道合外力做功等于动能的变化，重力做功多少重力就减少多少，除重力以外的力做功等于机械能的变化． 12．如图所示，质量均为3.0kg的物体A、B用一轻质弹簧连接静止置于水平地面上，弹簧的劲度系数为k=600N/m，不可伸长的轻绳连着物体B和C，C套在光滑的竖直固定杆上，滑轮与杆之间的水平距离为0.4m，轻绳左端沿竖直方向。现用手托住C使其静止于M点，轻绳刚好水平伸直但无弹力作用；从静止释放物体C，当C运动到N点时，物体A恰好离开地面但不继续上升。物体都视为质点，g取10m/s2，不计一切摩擦，B与滑轮之间的轻绳足够长，弹簧始终在弹性限度内。则下列说法正确的是（　　） A．物体C的质量为1.0kg B．在物体C从M点运动到N点过程中，物体C的机械能先增大后减少 C．在物体C从M点运动到N点过程中，物体B的动能先增大后减少 D．物体C在M点时弹簧的弹性势能等于物体C在N点时弹簧的弹性势能 【答案】ACD 【详解】D．开始时B静止，对B根据平衡条件有 解得弹簧压缩量 物体C运动到N点时恰好能使A离开地面但不继续上升，则 解得弹簧拉伸量 物体C在M点和在N点弹簧的形变量相同，所以弹性势能相等，D正确； B．在物体C从M点运动到N点过程中，轻绳拉力对物体C一直做负功，物体C的机械能一直减小，B错误； C．在物体C从M点运动到N点过程中B受合力方向先向上再向下，所以先向上做加速运动又向上做减速运动，物体B的动能先增大后减少，C正确； A．物体C从M点运动到N点过程中物体B上升的高度为 此时滑轮右端绳长为0.5m，根据勾股定理得物体C下降的高度为 初末位置弹簧形变量相同，则弹簧的弹性势能没有发生变化，根据机械能守恒定律得 解得 A正确。 故选ACD。 二、实验题（共2小题你，共12分） 13．（6分）学校实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时，提出了如图甲、乙所示的两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验；乙方案为用小车在木板斜面上下滑进行实验。 （1）组内同学对两种方案进行了讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案很可能是 （填“甲”或“乙”）； （2）若该小组采用图甲的装置打出一条纸带如图5所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，请根据纸带计算出打下D点时纸带的速度大小为 m/s（结果保留三位有效数字）； （3）该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出v2－h图线，则图线斜率的物理意义是 。 【答案】 甲 1.75 当地重力加速度的两倍 【详解】（1）[1]甲图中实验的误差较小，故选甲图。 （2）[2]打下D点时纸带的速度大小 （3）[3]根据机械能守恒定律可知 则v2=2gh 则作出v2－h图线，图线斜率的物理意义是2g。 14．（6分）实验小组用拉力传感器、细线、小球、刻度尺设计如图1所示的装置来验证动能定理，在天花板上固定一个拉力传感器，传感器连接轻质细线，细线的下端连接一个小球（半径远小于细线的长度），将小球甲拉到某点由静止释放，然后运动到最低点，用刻度尺测得、之间的竖直高度为，细线的长度为，用天平测得小球的质量为，重力加速度为，回答下列问题： （1）当小球到达点时，拉力传感器的示数为，则公式 成立时，动能定理得到验证； （2）改变细线的长度，改变小球释放点的位置，但保持、之间的竖直高度为定值（此定值与不同），换上另一小球乙（质量与不同）多次做实验，作出关系图像（是小球运动到最低点时传感器的示数）如图2所示，若图像的斜率为，纵轴的截距为，则小球乙的质量为 ，、之间的竖直高度为 。 【答案】 【详解】（1）[1]小球在最低点，由向心力公式可得 假设动能定理成立，有 综合解得 （2）[2][3]由 可得 结合图乙可得 图像的斜率 综合解得， 三、解答题（本题共3题，共40分） 15．（12分）如图所示，一台起重机将质量的重物由静止开始以加速度竖直向上匀加速提升，5s末之后保持功率不变继续提升重物，直至重物匀速上升。取不计空气阻力，求： （1）5s末的起重机提升重物的功率P； （2）重物的最大速度； （3）重物开始运动后15s内起重机提升重物的平均功率。 【答案】（1）5100W；（2）1.02m/s；（3）4250W 【详解】（1）重物做匀加速运动，由牛顿第二定律 解得 5s末重物的速度为 故5s末的起重机提升重物的功率P为 （2）达到最大速度时 故最大速度为 （3）提升重物的过程中功率随时间的变化图像如图所示 图像的面积表示功，故前15s内起重机对重物做功为 故平均功率为 16．（12分）宇航员到达某星球表面时发现该星球表面没有大气，于是进行了如下实验：轻绳一端固定在O点，另一端固定拉力传感器和小球，使小球在竖直面内做圆周运动，小球运动到最高点时传感器的示数为，小球运动到最低点时传感器的示数为。该星球可视为半径为R、质量分布均匀的球体。小球的质量为m，引力常量为G，求： （1）该星球的密度； （2）在该星球上发射卫星，发射时的最小速度。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设小球做圆周运动的半径为r，星球表面的重力加速度为，小球在最高点时，有 小球在最低点时，有 小球由最高点运动到最低点的过程，根据动能定理有 小球在星球表面上有 而 联立以上式子解得，星球密度 （2）星球表面发射卫星时 联立可解得，在该星球上发射卫星，发射时的最小速度 17．（16分）如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点．D点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.45m的圆环剪去左上角127°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离为R，P点到桌面右侧边缘的水平距离为1.5R．若用质量m1＝0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，用同种材料、质量为m2＝0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为x＝4t﹣2t2，物块从D点飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道．g＝10m/s2，求： （1）质量为m2的物块在D点的速度； （2）判断质量为m2＝0.2kg的物块能否沿圆轨道到达M点： （3）质量为m2＝0.2kg的物块释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功. 【答案】（1）2.25m/s（2）不能沿圆轨道到达M点 （3）2.7J 【详解】（1）设物块由D点以初速度vD做平抛运动，落到P点时其竖直方向分速度为： vym/s＝3m/s tan53° 所以：vD＝2.25m/s （2）物块在内轨道做圆周运动，在最高点有临界速度，则 mg＝m， 解得：vm/s 物块到达P的速度： m/s＝3.75m/s 若物块能沿圆弧轨道到达M点，其速度为vM，由D到M的机械能守恒定律得： 可得：，这显然是不可能的，所以物块不能到达M点 （3）由题意知x＝4t-2t2，物块在桌面上过B点后初速度vB＝4m/s，加速度为： 则物块和桌面的摩擦力： 可得物块和桌面的摩擦系数: 质量m1＝0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，由能量守恒可弹簧压缩到C点具有的弹性势能为： 质量为m2＝0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点时，由动能定理可得： 可得， 在这过程中摩擦力做功： 由动能定理，B到D的过程中摩擦力做的功： W2 代入数据可得：W2＝-1.1J 质量为m2＝0.2kg的物块释放后在桌面上运动的过程中摩擦力做的功 即克服摩擦力做功为2.7 J. 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 18 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高一物理（必修2）周周练 第五章 周练10 机械能守恒定律 综合测试 （时间:75分钟 分数：100分） 一、选择题(本题共12小题，共48分。其中1～8题为单选题，每小题4分；9～12题为多选题， 每小题4分，漏选得2分，错选得0分) 1．C 2．D 3．D 4．D 5．C 6．C 7．A 8．D 9．BC 10．AD 11．BC 12．ACD 二、实验题（共2小题你，共12分） 13．（6分）（1）甲 （2）1.75 （3）当地重力加速度的两倍（每空2分） 14．（6分）（1） （2） （每空2分） 三、解答题（本题共3题，共40分） 15．（12分）（1）5100W；（2）1.02m/s；（3）4250W 【详解】（1）重物做匀加速运动，由牛顿第二定律 解得 5s末重物的速度为 故5s末的起重机提升重物的功率P为 （2）达到最大速度时 故最大速度为 （3）提升重物的过程中功率随时间的变化图像如图所示 图像的面积表示功，故前15s内起重机对重物做功为 故平均功率为 16．（12分）（1）；（2） 【详解】（1）设小球做圆周运动的半径为r，星球表面的重力加速度为，小球在最高点时，有 小球在最低点时，有 小球由最高点运动到最低点的过程，根据动能定理有 小球在星球表面上有 而 联立以上式子解得，星球密度 （2）星球表面发射卫星时 联立可解得，在该星球上发射卫星，发射时的最小速度 17．（16分）（1）2.25m/s（2）不能沿圆轨道到达M点 （3）2.7J 【详解】（1）设物块由D点以初速度vD做平抛运动，落到P点时其竖直方向分速度为： vym/s＝3m/s tan53° 所以：vD＝2.25m/s （2）物块在内轨道做圆周运动，在最高点有临界速度，则 mg＝m， 解得：vm/s 物块到达P的速度： m/s＝3.75m/s 若物块能沿圆弧轨道到达M点，其速度为vM，由D到M的机械能守恒定律得： 可得：，这显然是不可能的，所以物块不能到达M点 （3）由题意知x＝4t-2t2，物块在桌面上过B点后初速度vB＝4m/s，加速度为： 则物块和桌面的摩擦力： 可得物块和桌面的摩擦系数: 质量m1＝0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，由能量守恒可弹簧压缩到C点具有的弹性势能为： 质量为m2＝0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点时，由动能定理可得： 可得， 在这过程中摩擦力做功： 由动能定理，B到D的过程中摩擦力做的功： W2 代入数据可得：W2＝-1.1J 质量为m2＝0.2kg的物块释放后在桌面上运动的过程中摩擦力做的功 即克服摩擦力做功为2.7 J. 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高一物理（必修2）周周练 第五章 周练10 机械能守恒定律 综合测试 （时间:75分钟 分数：100分） 一、选择题(本题共12小题，共48分。其中1～8题为单选题，每小题4分；9～12题为多选题， 每小题4分，漏选得2分，错选得0分) 1．下列关于功和能的说法正确的是　　 A．作用力做正功，反作用力一定做负功 B．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化 C．若物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒 D．竖直向上运动的物体重力势能一定增加，动能一定减少 2．如图，一物体位于光滑水平面上，在两竖直平面内恒力、的作用下，物体水平向右发生了一段位移，与水平方向的夹角为，做的功为，与水平方向的夹角为，做的功为，则物体动能的增加量为（　　） A． B． C． D． 3．现有一动车组，由四节车厢连接而成，每节车厢的质量均为m、阻力均恒为f，其中第一节和第四节为动力车厢，功率均恒为P，重力加速度为g。该动车组由静止开始恒定功率启动，下列判断正确的是（　　） A．该动车组的最大行驶速度为 B．由静止到最大速度过程中的平均速度等于 C．该动车组速度达到最大时，第二、三两节车厢之间的作用力大小为2f D．当速度为最大值的一半时，动车组运行的加速度大小为 4．风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为，空气密度为，风场风速为，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（　　） A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B．单位时间流过面积的流动空气动能为 C．若每天平均有的风能资源，则每天发电量为 D．若风场每年有风速在范围内，则该发电机年发电量至少为 5．如图所示，一根橡皮绳一端固定于天花板上，另一端连接一质量为m的小球（可视为质点），小球静止时位于O点。现给小球一竖直向下的瞬时速度，小球到达的最低点A与O点之间的距离为。已知橡皮绳中弹力的大小与其伸长量的关系遵从胡克定律。不计橡皮绳的重力及空气阻力。小球运动过程中不会与地板或天花板碰撞。则下列说法正确的是（　　） A．小球由O点运动至A点的过程中，天花板对橡皮绳所做的功为 B．小球由O点运动至A点的过程中，小球克服合外力做功为 C．小球由O点运动至A点的过程中，小球的动能一直减小 D．小球此后上升至最高点的位置与A点的间距一定等于 6．如图所示，表面粗糙的“”型水平轨道固定在地面上，劲度系数为、原长为的轻弹簧一端固定在轨道上的O点，另一端与安装有位移、加速度传感器的滑块相连，滑块总质量为。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立轴，将滑块拉至坐标为的A点由静止释放，向左最远运动到坐标为的B点，测得滑块的加速度与坐标的关系如图所示，则滑块由A运动至B过程中（弹簧始终处于弹性限度内）（　　） A． B． C．最大动能为 D．系统产生的热量为 7．有一固定轨道ABCD如图所示，AB段为四分之一光滑圆弧轨道，其半径为R，BC段是水平光滑轨道，CD段是光滑斜面轨道，BC和斜面CD间用一小段光滑圆弧连接．有编号为1、2、3、4完全相同的4个小球(小球不能视为质点，其半径r<R)，紧挨在一起从圆弧轨道上某处由静止释放，经平面BC到斜面CD上，忽略一切阻力，则下列说法正确的是 A．四个小球在整个运动过程中始终不分离 B．在圆弧轨道上运动时，2号球对3号球不做功 C．在CD斜面轨道上运动时，2号球对3号球做正功 D．在CD斜面轨道上运动时，2号球对3号球做负功 8．如图所示，光滑直角细杆POQ固定在竖直平面内，OP边水平，OP与OQ在O点平滑相连，质量均为的A、B两小环用长为的轻绳相连，分别套在和杆上。初始时刻，将轻绳拉至水平位置拉直（即B环位于点），然后同时释放两小环，A环到达点后，速度大小不变，方向变为竖直向下，已知重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．当B环下落时，A环的速度大小为 B．在A环到达点的过程中，B环一直加速 C．A环到达点时速度大小为 D．当A环到达点后，再经的时间能追上B环 9．如图所示，质量的木板Q静止在水平地面上，质量的物块P在木板左端，P与Q之间的动摩擦因数，地面与Q之间的动摩擦因数，现给物块P以的初速度使其在木板上向右滑动，最终P和Q都静止且P没有滑离木板Q，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A．P与Q开始相对静止时P的动能为9.375J B．长木板Q长度至少为2m C．P与Q之间产生热量和地面与Q之间产生的热量之比为1∶1 D．P与Q之间产生的热量和地面与Q之间产生的热量之比为2∶1 10．如图所示，一根长为3L的轻杆可绕水平转轴O转动，两端固定质量均为m的小球A和B，A到O的距离为L，现使杆在竖直平面内转动，B运动到最高点时，恰好对杆无作用力，两球均视为质点，不计空气阻力和摩擦阻力，重力加速度为g。当B由最高点第一次转至与O点等高的过程中，下列说法正确的是（　　） A．杆对B球做负功 B．B球的机械能守恒 C．轻杆转至水平时，A球速度大小为 D．轻杆转至水平时，B球速度大小为 11．如图，质量为m的物块从半径为R的半球形的碗口沿内壁从静止开始滑下，滑到最低点时速度大小为v，若物块与球壳之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则在物块从静止滑到最低点的过程中下列说法正确的是　　 A．合外力对物块做负功且 B．物块重力势能减少了mgR C．物块机械能减少了 D．物块克服摩擦力做的功为 12．如图所示，质量均为3.0kg的物体A、B用一轻质弹簧连接静止置于水平地面上，弹簧的劲度系数为k=600N/m，不可伸长的轻绳连着物体B和C，C套在光滑的竖直固定杆上，滑轮与杆之间的水平距离为0.4m，轻绳左端沿竖直方向。现用手托住C使其静止于M点，轻绳刚好水平伸直但无弹力作用；从静止释放物体C，当C运动到N点时，物体A恰好离开地面但不继续上升。物体都视为质点，g取10m/s2，不计一切摩擦，B与滑轮之间的轻绳足够长，弹簧始终在弹性限度内。则下列说法正确的是（　　） A．物体C的质量为1.0kg B．在物体C从M点运动到N点过程中，物体C的机械能先增大后减少 C．在物体C从M点运动到N点过程中，物体B的动能先增大后减少 D．物体C在M点时弹簧的弹性势能等于物体C在N点时弹簧的弹性势能 二、实验题（共2小题你，共12分） 13．（6分）学校实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时，提出了如图甲、乙所示的两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验；乙方案为用小车在木板斜面上下滑进行实验。 （1）组内同学对两种方案进行了讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案很可能是 （填“甲”或“乙”）； （2）若该小组采用图甲的装置打出一条纸带如图5所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，请根据纸带计算出打下D点时纸带的速度大小为 m/s（结果保留三位有效数字）； （3）该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出v2－h图线，则图线斜率的物理意义是 。 14．（6分）实验小组用拉力传感器、细线、小球、刻度尺设计如图1所示的装置来验证动能定理，在天花板上固定一个拉力传感器，传感器连接轻质细线，细线的下端连接一个小球（半径远小于细线的长度），将小球甲拉到某点由静止释放，然后运动到最低点，用刻度尺测得、之间的竖直高度为，细线的长度为，用天平测得小球的质量为，重力加速度为，回答下列问题： （1）当小球到达点时，拉力传感器的示数为，则公式 成立时，动能定理得到验证； （2）改变细线的长度，改变小球释放点的位置，但保持、之间的竖直高度为定值（此定值与不同），换上另一小球乙（质量与不同）多次做实验，作出关系图像（是小球运动到最低点时传感器的示数）如图2所示，若图像的斜率为，纵轴的截距为，则小球乙的质量为 ，、之间的竖直高度为 。 三、解答题（本题共3题，共40分） 15．（12分）如图所示，一台起重机将质量的重物由静止开始以加速度竖直向上匀加速提升，5s末之后保持功率不变继续提升重物，直至重物匀速上升。取不计空气阻力，求： （1）5s末的起重机提升重物的功率P； （2）重物的最大速度； （3）重物开始运动后15s内起重机提升重物的平均功率。 16．（12分）宇航员到达某星球表面时发现该星球表面没有大气，于是进行了如下实验：轻绳一端固定在O点，另一端固定拉力传感器和小球，使小球在竖直面内做圆周运动，小球运动到最高点时传感器的示数为，小球运动到最低点时传感器的示数为。该星球可视为半径为R、质量分布均匀的球体。小球的质量为m，引力常量为G，求： （1）该星球的密度； （2）在该星球上发射卫星，发射时的最小速度。 17．（16分）如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点．D点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.45m的圆环剪去左上角127°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离为R，P点到桌面右侧边缘的水平距离为1.5R．若用质量m1＝0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，用同种材料、质量为m2＝0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为x＝4t﹣2t2，物块从D点飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道．g＝10m/s2，求： （1）质量为m2的物块在D点的速度； （2）判断质量为m2＝0.2kg的物块能否沿圆轨道到达M点： （3）质量为m2＝0.2kg的物块释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功. 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 5 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $