2017屆高三人教版必修二物理總復習機械能守恒定律單元測試題原卷版

2021屆高三人教版必修二物理總復習機械能守恒定律單元測試一、選擇題：此題共12小題，每題4分。在每題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求；第9～12題有多項符合要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.汽車以額定功率在水平路面上行駛，空載時的最大速度為v1，裝滿貨物后的最大速度是v2．汽車空車的質量是m0，汽車所受的阻力與車重成正比，那么汽車后來所裝貨物的質量是〔〕A.B.C.D.2.如下圖，A、B兩物體相距x＝11m，物體A以vA＝4m/s的速度向右勻速運動，而物體B此時的速度vB＝10m/s，只在摩擦力作用下向右做勻減速運動，加速度大小為a＝2m/s2，那么物體A追上物體B所用的時間為()A.7sB.8sC.9sD.10s3.如圖，不計空氣阻力，從O點水平拋出的小球抵達光滑斜面上端P處時，速度方向恰好沿著斜面方向，然后緊貼斜面PQ做勻加速直線運動。以下說法正確的選項是〔〕學§科§網(wǎng)...學§科§網(wǎng)...A.小球在斜面上運動的加速度大小比平拋運動時的大B.小球在斜面運動的過程中地面對斜面的支持力大于小球和斜面的總重C.撤去斜面，小球仍從O點以相同速度水平拋出，落地速率將變大D.撤去斜面，小球仍從O點以相同速度水平拋出，落地時間將減小4.科學日益進步，人們經(jīng)過長期觀測，人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)〞．“雙星系統(tǒng)〞由兩顆相距較近的恒星組成，每個恒星的線度遠小于兩個星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠離其他天體。如下圖，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點做周期相同的勻速圓周運動．現(xiàn)測得兩顆星之間的距離為L，質量之比為m1：m2=2：3，以下說法中正確的選項是〔〕A.m1、m2做圓周運動的線速度之比為2:3B.m1、m2做圓周運動的角速度之比為3:2C.m1做圓周運動的半徑為2L/5D.m2做圓周運動的半徑為2L/55.如下圖，外表粗糙的斜面體固定在水平地面上。一物體在沿斜面向上且平行斜面的力F1作用下，沿斜面向上做速度為v1的勻速運動，F(xiàn)1的功率為P0。假設該物體在沿斜面斜向上的且與斜面夾角為的力F2(如圖)作用下，在同一斜面上做沿斜面向上的速度為v2的勻速運動，F(xiàn)2的功率也為P0，那么以下說法中正確的選項是()A.F2大于于F1B.在相同的時間內(nèi)，物體增加的機械能相同C.v1一定小于v2D.v1可能小于v26.一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運動，運動過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)〔〕圖象如下圖．假設汽車的質量，那么根據(jù)圖象所給的信息，不能求出的物理量是()A.汽車的功率B.汽車行駛的最大速度C.汽車所受到阻力D.汽車運動到最大速度所需的時間7.如下圖，長為L=1m的長木板水平放置，在木板的A端放置一個質量為m=1kg的小物塊，現(xiàn)緩慢地抬高A端，使木板以左端為軸轉動，當木板轉到與水平面的夾角為α=300時小物塊開始滑動，此時停止轉動木板，小物塊滑到底端的速度為v=2m/s，那么在整個過程中()A.木板對物塊做功為4JB.摩擦力對小物塊做功為5JC.支持力對小物塊做功為0D.滑動摩擦力對小物塊做功為1J8.如下圖，一個小球〔視為質點〕從H=12m高處，由靜止開始通過光滑弧形軌道AB，進入半徑R=4m的豎直圓環(huán)，且圓環(huán)動摩擦因數(shù)處處相等，當?shù)竭_環(huán)頂C時，剛好對軌道壓力為零；沿CB圓弧滑下后，進入光滑弧形軌道BD，且到達高度為h的D點時的速度為零，那么h之值可能為〔g=10m/s2，所有高度均相對B點而言〕()A.12mB.10mC.8.5mD.7m9.在傾角為θ的光滑斜面上有兩個用輕彈簧連接的物塊A和B，它們的質量分別為3m和2m，彈簧的勁度系數(shù)為k，C為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用一沿斜面方向的恒力拉物塊A使之沿斜面向上運動，當B剛離開C時，A的速度為v，加速度方向沿斜面向上、大小為a，那么()A.B剛離開C時，恒力對A做功的功率為B.從靜止到B剛離開C的過程中，重力對A做的功為C.從靜止到B剛離開C的過程中，A發(fā)生的位移為D.當A的速度到達最大時，B的加速度大小為10.如下圖，長為2L的輕桿上端固定一質量為m的小球，下端用光滑鉸鏈連接于地面上的O點，桿可繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉動，定滑輪固定于地面上方L處，到O點的水平距離為，電動機由跨過定滑輪且不可伸長的繩子與桿的中點相連，啟動電動機，桿從虛線位置繞O點逆時針倒向地面，假設從到的過程中，桿做勻速轉動(設桿與水平的夾角為α)，重力加速度為g，那么在此過程中〔〕A.在前一半路程電動機對桿做的功比在后一半路程少B.電動機的輸出功率先增大后減小C.桿對小球的作用力最大時，繩子對桿的拉力大小為4mgD.時繩子對桿的拉力大小為mg11.如下圖為汽車的加速度和車速的倒數(shù)的關系圖象。假設汽車質量為2×103kg，它由靜止開始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，最大車速為30m/s，那么()A.汽車所受阻力為2×103NB.汽車在車速為5m/s時，功率為6×104WC.汽車勻加速的加速度為3m/s2D.汽車勻加速所需時間為5s12.如下圖，固定于豎直面內(nèi)的粗糙斜桿，與水平方向夾角為30°，質量為m的小球套在桿上，在大小不變的拉力F作用下，小球沿桿由底端勻速運動到頂端．小球與斜桿之間的動摩擦因數(shù)為μ＝，關于拉力F的大小和F的做功情況，以下說法正確的選項是〔〕A.當α＝30°時，拉力F最小B.當α＝60°時，拉力F做功最小C.當α＝30°時，拉力F最小D.當α＝60°時，拉力F做功最小二、實驗題(每空2分，共12分)13.壽縣一中同學課外利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律．頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標數(shù)據(jù)為實際距離，該同學通過計算得到不同時刻的速度如下表(當?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2，小球質量m＝0.2kg，結果均保存三位有效數(shù)字)：時刻t2t3t4t5速度(m/s)5.595.084.58(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5＝________m/s.(2)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量ΔEp＝________J，動能減少量ΔEk＝________J.在誤差允許的范圍內(nèi)，假設ΔEp與ΔEk近似相等，從而驗證了機械能守恒定律。14.某實驗小組要探究力對物體做功與物體獲得速度的關系，選取的實驗裝置如圖甲所示．實驗主要步驟如下：①實驗時，在未連接橡皮筋時將木板的左端用小木塊墊起，不斷調整使木板傾斜適宜的角度，輕推小車，使小車勻速下滑，這樣做的目的是______________________________；②使小車在一條橡皮筋的作用下由某位置靜止彈出沿木板滑行，橡皮筋對小車做功為W；再用完全相同的2條、3條……橡皮筋同時作用于小車，每次均由靜止在__________〔填“相同〞或“不同〞〕位置釋放小車，使橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W、……③分析打點計時器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度v1、v2、v3、……，作出W-v圖象，那么以下符合實際的圖象是__________〔填字母序號〕三、解答題(此題共4小題，共40分，其中第15題10分，16題10分，17、18每題10分。解容許寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。直接寫出最后答案的不能給分)15.有一條沿順時針方向勻速傳送的傳送帶，恒定速度v＝4m/s，傳送帶與水平面的夾角θ＝37°，現(xiàn)將質量m=1kg的小物塊輕放在其底端(小物塊可視作質點)，與此同時，給小物塊沿傳送帶方向向上的恒力F＝8N，經(jīng)過一段時間，小物塊上到了離地面高為h＝2.4m的平臺上。物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，〔g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8〕.問：(1)物塊從傳送帶底端運動到平臺上所用的時間？(2)假設在物塊與傳送帶到達相同速度時，立即撤去恒力F，計算小物塊還需經(jīng)過多少時間離開傳送帶以及離開時的速度？16.2021年7月11日23時41分，我國在海南衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號丙運載火箭，成功將“天鏈一號04星〞送入太空．火箭飛行約36分鐘后，西安衛(wèi)星測控中心傳來的數(shù)據(jù)說明，星箭別離，衛(wèi)星成功進入地球同步轉移軌道．“天鏈一號02星〞是我國第二顆地球同步軌道數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，又稱跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，由中國航天科技集團公司所屬中國空間技術研究院為主研制．中繼衛(wèi)星被譽為“衛(wèi)星的衛(wèi)星〞，是航天器太空運行的數(shù)據(jù)“中轉站〞，用于轉發(fā)地球站對中低軌道航天器的跟蹤測控信號和中繼航天器發(fā)回地面的信息的地球靜止通信衛(wèi)星．()

〔1〕地球半徑R=6400km，地球外表的重力加速度g=10m/s2，地球自轉周期T=24h，請你估算“天鏈一號04星〞的軌道半徑為多少？〔結果保存一位有效數(shù)字〕

〔2〕某次有一個赤道地面基站發(fā)送一個無線電波信號，需要位于赤道地面基站正上方的“天鏈一號04星〞把該信號轉發(fā)到同軌道的一個航天器，如果航天器與“天鏈一號04星〞處于同軌道最遠可通信距離的情況下，航天器接收到赤道地面基站的無線電波信號的時間是多少？地球半徑為R，地球同步衛(wèi)星軌道半徑為r，無線電波的傳播速度為光速c．17.如下圖，一質量為m=1kg的小球從A點沿光滑斜面軌道由靜止滑下，不計通過B點時的能量損失，然后依次滑入兩個相同的圓形軌道內(nèi)側，其軌道半徑R=10cm，小球恰能通過第二個圓形軌道的最高點，小球離開圓形軌道后可繼續(xù)向E點運動，E點右側有一壕溝，E、F兩點的豎直高度d=0.8m，水平距離x=1.2m，水平軌道CD長為L1=1m，DE長為L2=3m。軌道除CD和DE局部粗糙外，其余均光滑，小球與CD和DE間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g=10m/s2。求：⑴小球通過第二個圓形軌道的最高點時的速度；⑵小球通過第一個圓軌道最高點時對軌道的壓力；⑶假設小球既能通過圓形軌道的最高點，又不掉進壕溝，求小球從A點釋放時的高度的范圍是多少？18.如下圖，一個質量為M長為L的圓管豎直放置，頂端塞有一個質量為m的彈性小球，M＝4m，球和管間的滑動摩擦力和最大靜摩擦力大小均為4mg。管從下端離地面距離為H處自由落下，運動過程中，管始終保持豎直，每次落地后向上彈起的速度與落地時速度大小相等，不計空氣阻力，重力加速度為g。求：(1)管第一次落地彈起時管和球的加速度；(2)管第一次落地彈起后，假設球沒有從管中滑出，那么球與管到達相同速度時，管的下端距地面的高度；(3)管第二次彈起后球不致滑落，L應滿足什么條件。

2021屆高三人教版必修二物理總復習機械能守恒定律單元測試一、選擇題：此題共12小題，每題4分。在每題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求；第9～12題有多項符合要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.汽車以額定功率在水平路面上行駛，空載時的最大速度為v1，裝滿貨物后的最大速度是v2．汽車空車的質量是m0，汽車所受的阻力與車重成正比，那么汽車后來所裝貨物的質量是〔〕A.B.C.D.【答案】A【解析】試題分析：當汽車空載時，有：P=f1v1=km0gv1．當汽車裝滿貨物后，有：P=f2v2=k〔m0+m〕gv2聯(lián)立兩式解得：m=．故A正確，BCD錯誤．應選A。考點：功率【名師點睛】此題是對功率問題的考查；解決此題的關鍵知道當牽引力等于阻力時，速度最大，有P=Fv=fv。2.如下圖，A、B兩物體相距x＝11m，物體A以vA＝4m/s的速度向右勻速運動，而物體B此時的速度vB＝10m/s，只在摩擦力作用下向右做勻減速運動，加速度大小為a＝2m/s2，那么物體A追上物體B所用的時間為()A.7sB.8sC.9sD.10s【答案】C【解析】物體A做勻速直線運動，位移為：xA=vAt=4t

物體B做勻減速直線運動減速過程的位移為：xB=vBt+at2=10t-t2

設物體B速度減為零的時間為t1，有在t1=5s的時間內(nèi)，物體B的位移為xB1=25m，物體A的位移為xA1=20m，由于xA1＜xB1+S，故物體A未追上物體B；5s后，物體B靜止不動，故物體A追上物體B還需要的時間，那么A追上B的總時間為：t總=t1+t2=9s，應選C．點睛：此題是追擊問題，關鍵是搞清兩物體之間的位移關系，特別要注意物體B做勻減速運動，要分清是減速過程追上還是靜止后被追上．3.如圖，不計空氣阻力，從O點水平拋出的小球抵達光滑斜面上端P處時，速度方向恰好沿著斜面方向，然后緊貼斜面PQ做勻加速直線運動。以下說法正確的選項是〔〕A.小球在斜面上運動的加速度大小比平拋運動時的大B.小球在斜面運動的過程中地面對斜面的支持力大于小球和斜面的總重C.撤去斜面，小球仍從O點以相同速度水平拋出，落地速率將變大D.撤去斜面，小球仍從O點以相同速度水平拋出，落地時間將減小【答案】D【解析】試題分析：物體在抵達斜面之前做平拋運動，加速度為g．在斜面上運動時，由牛頓第二定律得：加速度為，〔α是斜面的傾角〕，可知小球在斜面上運動的加速度大小比平拋運動時的小，故A錯誤，小球在斜面運動的過程中，小球處于失重狀態(tài)，那么地面對斜面的支持力小于小球和斜面的總重，B錯誤．整個過程中，小球的機械能守恒，由機械能守恒定律得mgh+mv02=mv2，那么落地時速率，那么知撤去斜面，小球仍從O點以相同速度水平拋出，落地速率將不變，故C錯誤．比擬小球在斜面上與空中運動的時間．由于小球在斜面上運動的加速度為a=gsinα，豎直分加速度為ay=asinα=gsin2α＜g，那么知撤去斜面，落地時間變短．故D正確．應選D．考點：勻變速直線運動；平拋運動【名師點睛】此題的關鍵要抓住斜面上加速度與平拋運動的加速度不同的，運用運動的分解法研究兩種情況下豎直分加速度的關系，來判斷落地時間的關系。4.科學日益進步，人們經(jīng)過長期觀測，人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)〞．“雙星系統(tǒng)〞由兩顆相距較近的恒星組成，每個恒星的線度遠小于兩個星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠離其他天體。如下圖，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點做周期相同的勻速圓周運動．現(xiàn)測得兩顆星之間的距離為L，質量之比為m1：m2=2：3，以下說法中正確的選項是〔〕A.m1、m2做圓周運動的線速度之比為2:3B.m1、m2做圓周運動的角速度之比為3:2C.m1做圓周運動的半徑為2L/5D.m2做圓周運動的半徑為2L/5【答案】D【解析】雙星系統(tǒng)靠相互間的萬有引力提供向心力，角速度大小相等，向心力大小相等，故有：

m1r1ω2＝m2r2ω2，所以；又r1+r2=L，所以可得r1＝L，r2＝L，那么BC錯誤，D正確；據(jù)v=rω可知，，故A錯誤；應選D．點睛：解決此題的關鍵知道雙星系統(tǒng)的特點，角速度大小相等，向心力大小相等，掌握規(guī)律是正確解題的關鍵．5.如下圖，外表粗糙的斜面體固定在水平地面上。一物體在沿斜面向上且平行斜面的力F1作用下，沿斜面向上做速度為v1的勻速運動，F(xiàn)1的功率為P0。假設該物體在沿斜面斜向上的且與斜面夾角為的力F2(如圖)作用下，在同一斜面上做沿斜面向上的速度為v2的勻速運動，F(xiàn)2的功率也為P0，那么以下說法中正確的選項是()A.F2大于于F1B.在相同的時間內(nèi)，物體增加的機械能相同C.v1一定小于v2D.v1可能小于v2【答案】C【解析】試題分析：A、設斜面與物體之間的動摩擦因數(shù)是μ，物體在沿斜面向上且平行斜面的力F1作用下，在斜面上做速度為v1的勻速運動，那么：F1=mgsinθ+μmgcosθ①在與斜面夾角為α的力F2作用下運動時：F2sinα+N=mgcosθ②F2cosα=mgsinθ+μN③由②③可知，當時，對物體的拉力有最小值．所以F2不一定大于F1．故A錯誤．B、C、D、由①②③式可知，在第二種情況下，摩擦力比擬小，根據(jù)功率的表達式：Fv可知，摩擦力f越小，沿斜面向下的合外力越小，那么速度越大．所以v1一定小于v2．同時物體在相等的時間內(nèi)增加的機械能越大，所以在相同的時間內(nèi)，物體增加的機械能不相同．故B錯誤，C正確，D錯誤．應選：C6.一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運動，運動過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)〔〕圖象如下圖．假設汽車的質量，那么根據(jù)圖象所給的信息，不能求出的物理量是()A.汽車的功率B.汽車行駛的最大速度C.汽車所受到阻力D.汽車運動到最大速度所需的時間【答案】D【解析】試題分析：對汽車受力分析，受重力、支持力、牽引力和摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有，其中，聯(lián)立得，結合圖線，有：時，，解得，，由于質量，故AB錯誤；當物體的速度最大時，加速度為零，故結合圖象可以知道，最大速度為20m/s，故C錯誤；汽車的初速度未知，故加速時間未知，故D正確；考點：考查了機車啟動，牛頓第二定律；功率的計算．【名師點睛】此題關鍵對汽車受力分析后，根據(jù)牛頓第二定律列出加速度與速度關系的表達式，再結合圖象進行分析求解．7.如下圖，長為L=1m的長木板水平放置，在木板的A端放置一個質量為m=1kg的小物塊，現(xiàn)緩慢地抬高A端，使木板以左端為軸轉動，當木板轉到與水平面的夾角為α=300時小物塊開始滑動，此時停止轉動木板，小物塊滑到底端的速度為v=2m/s，那么在整個過程中()A.木板對物塊做功為4JB.摩擦力對小物塊做功為5JC.支持力對小物塊做功為0D.滑動摩擦力對小物塊做功為1J【答案】A【解析】設在整個過程中，木板對物塊做功為W，整個過程中重力做功為零，那么根據(jù)動能定理得：W=mv2=．故A正確．在木板從水平位置開始轉動到與水平面的夾角為300的過程中，摩擦力不做功，物塊沿木板下滑過程中，摩擦力對物塊做功．由于摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，即f＜mgsinα，那么摩擦力對物塊做功Wf=-fL<-mgLsinα=-1×10×0.5×1J=5J．故B錯誤．在木板從水平位置開始轉動到與水平面的夾角為α的過程中，支持力對物塊做功，設為WN，根據(jù)動能定理得：WN-mgLsinα=0，得WN=mgLsinα=1×10×1×0.5J=5J．故C錯誤．在物塊下滑的過程中，根據(jù)動能定理得：mgLsinα+Wf=mv2-0得，Wf=mv2-mgLsinα=．故D錯誤．應選A.點睛：此題運用動能定理求解力做功，首先要選擇研究的過程，此題中有兩個過程，第一個過程中摩擦力不做功，支持力做功，第二過程中，支持力不做功，摩擦力做功．8.如下圖，一個小球〔視為質點〕從H=12m高處，由靜止開始通過光滑弧形軌道AB，進入半徑R=4m的豎直圓環(huán)，且圓環(huán)動摩擦因數(shù)處處相等，當?shù)竭_環(huán)頂C時，剛好對軌道壓力為零；沿CB圓弧滑下后，進入光滑弧形軌道BD，且到達高度為h的D點時的速度為零，那么h之值可能為〔g=10m/s2，所有高度均相對B點而言〕()A.12mB.10mC.8.5mD.7m【答案】C【解析】C點小球對圓環(huán)無壓力，那么重力提供向心力，得到：

小球在C點的動能為：mv2=mgR=2mg

小球從A運動到C，根據(jù)動能定理得：EPA-EPC-Wf=EkC

把數(shù)據(jù)代入，得到：Wf=2mg

所以小球從A運動到C，半個圓弧加上AB段圓弧的摩擦力做功Wf=2mg

再分析從C點運動到D點,根據(jù)動能定理得：mg〔2R-h〕-Wf'=0-mv2

即：mgh=10mg-Wf'

因為沿BC弧運動的平均速度小于沿AB弧運動平均速度，根據(jù)圓周運動向心力公式可知沿BC弧運動的平均正壓力小于沿AB弧運動平均正壓力，故沿BC弧運動的平均摩擦力小于沿AB弧運動的平均摩擦力，所以0＜Wf'＜Wf=2mg

所以8mg＜mgh＜10mg

故8m＜h＜10m，應選C.9.在傾角為θ的光滑斜面上有兩個用輕彈簧連接的物塊A和B，它們的質量分別為3m和2m，彈簧的勁度系數(shù)為k，C為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)用一沿斜面方向的恒力拉物塊A使之沿斜面向上運動，當B剛離開C時，A的速度為v，加速度方向沿斜面向上、大小為a，那么()A.B剛離開C時，恒力對A做功的功率為B.從靜止到B剛離開C的過程中，重力對A做的功為C.從靜止到B剛離開C的過程中，A發(fā)生的位移為D.當A的速度到達最大時，B的加速度大小為【答案】CD【解析】開始A處于靜止狀態(tài)，彈簧處于壓縮，根據(jù)平衡有：3mgsinθ=kx1，解得彈簧的壓縮量x1＝；當B剛離開C時，B對擋板的彈力為零，有：kx2=2mgsinθ，解得彈簧的伸長量x2＝，可知從靜止到B剛離開C的過程中，A發(fā)生的位移x=x1+x2＝，故C正確．根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)-3mgsinθ-kx2=3ma，解得F=5mgsinθ+3ma，那么恒力對A做功的功率P=Fv=〔5mgsinθ+3ma〕v，故A錯誤．從靜止到B剛離開C的過程中，重力對A做的功W=-3mgxsinθ=，故B錯誤．當A的速度到達最大時，A受到的合外力為0，那么：F-3mgsinθ-T′=0,所以：T′=2mgsinθ+3ma；B沿斜面方向受到的力：FB=T′-2mgsinθ=2ma′，解得a′＝a，故D正確．應選CD．點睛：此題關鍵抓住兩個臨界狀態(tài)，開始時的平衡狀態(tài)和最后的B物體恰好要滑動的臨界狀態(tài)，然后結合功能關系分析．10.如下圖，長為2L的輕桿上端固定一質量為m的小球，下端用光滑鉸鏈連接于地面上的O點，桿可繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉動，定滑輪固定于地面上方L處，到O點的水平距離為，電動機由跨過定滑輪且不可伸長的繩子與桿的中點相連，啟動電動機，桿從虛線位置繞O點逆時針倒向地面，假設從到的過程中，桿做勻速轉動(設桿與水平的夾角為α)，重力加速度為g，那么在此過程中〔〕A.在前一半路程電動機對桿做的功比在后一半路程少B.電動機的輸出功率先增大后減小C.桿對小球的作用力最大時，繩子對桿的拉力大小為4mgD.時繩子對桿的拉力大小為mg【答案】AC11.如下圖為汽車的加速度和車速的倒數(shù)的關系圖象。假設汽車質量為2×103kg，它由靜止開始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，最大車速為30m/s，那么()A.汽車所受阻力為2×103NB.汽車在車速為5m/s時，功率為6×104WC.汽車勻加速的加速度為3m/s2D.汽車勻加速所需時間為5s【答案】AD【解析】試題分析：從圖線看出，開始圖線與x軸平行，表示牽引力不變，牽引車先做勻加速直線運動，傾斜圖線的斜率表示額定功率，即牽引車到達額定功率后，做加速度減小的加速運動，當加速度減小到零，做勻速直線運動．解：A、設汽車的額定功率為P．由圖知：汽車的最大速度為30m/s，此時汽車做勻速直線運動，有F=f，有P=Fvm=fvm；代入得：P=f×30…①當=s/m時，a=2m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得：﹣f=ma，代入得：﹣f=2×103×2…②由①②解得f=2×103N．P=6×104W．故A正確．BCD、勻加速直線運動的加速度為：a==m/s2=2m/s2，勻加速直線運動的末速度為：v==m/s=10m/s，勻加速直線運動的時間t==5s．因為15m/s＞10m/s，所以汽車速度為15m/s時，功率已到達額定功率6×104W．故B、D正確，C錯誤．應選：ABD．【點評】解決此題的關鍵能夠從圖線中分析出牽引車的運動情況，知道傾斜圖線的斜率表示牽引車的額定功率．12.如下圖，固定于豎直面內(nèi)的粗糙斜桿，與水平方向夾角為30°，質量為m的小球套在桿上，在大小不變的拉力F作用下，小球沿桿由底端勻速運動到頂端．小球與斜桿之間的動摩擦因數(shù)為μ＝，關于拉力F的大小和F的做功情況，以下說法正確的選項是〔〕A.當α＝30°時，拉力F最小B.當α＝60°時，拉力F做功最小C.當α＝30°時，拉力F最小D.當α＝60°時，拉力F做功最小【答案】AB【解析】小球勻速運動，根據(jù)平衡條件，在沿桿方向上有：Fcosα=mgsin30°+μ〔mgcos30°-Fsinα〕

整理得：Fcosα+μFsinα=10；由數(shù)學知識知當cosα+μsinα最大值為

此時arctan=60°

那么α=90°-60°=30°，故A正確，D錯誤；

小球勻速運動，由動能定理得；WF-Wf-WG=0；要使拉力做功最小那么Wf=0，即摩擦力為0，那么支持力為0．分析小球受的各力然后正交分解列方程：垂直斜面方向：Fsinα=mgcos30°；沿斜面方向：Fcosα=mgsin30°；解以上兩方程得：α=60°，F(xiàn)=mg，故B正確，C錯誤；應選AB.點睛：此題考查了受力分析以及正交分解的應用，關鍵是熟練結合數(shù)學知識求極值．通過分析小球的受力及各力做功情況，再結合動能定理得出拉力F做功最小時摩擦力為零．二、實驗題(每空2分，共12分)13.壽縣一中同學課外利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律．頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標數(shù)據(jù)為實際距離，該同學通過計算得到不同時刻的速度如下表(當?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2，小球質量m＝0.2kg，結果均保存三位有效數(shù)字)：時刻t2t3t4t5速度(m/s)5.595.084.58(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5＝________m/s.(2)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量ΔEp＝________J，動能減少量ΔEk＝________J.在誤差允許的范圍內(nèi)，假設ΔEp與ΔEk近似相等，從而驗證了機械能守恒定律。【答案】(1).〔1〕4.08(2).〔2〕1.42J(3).1.46J【解析】試題分析：〔1〕在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，所以有：〔2〕根據(jù)重力做功和重力勢能的關系有：考點：驗證機械能守恒定律實驗【名師點睛】頻閃照片的處理方法與紙帶的處理方法類似，抓住某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出瞬時速度的大小是解題的關鍵．14.某實驗小組要探究力對物體做功與物體獲得速度的關系，選取的實驗裝置如圖甲所示．實驗主要步驟如下：①實驗時，在未連接橡皮筋時將木板的左端用小木塊墊起，不斷調整使木板傾斜適宜的角度，輕推小車，使小車勻速下滑，這樣做的目的是______________________________；②使小車在一條橡皮筋的作用下由某位置靜止彈出沿木板滑行，橡皮筋對小車做功為W；再用完全相同的2條、3條……橡皮筋同時作用于小車，每次均由靜止在__________〔填“相同〞或“不同〞〕位置釋放小車，使橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W、……③分析打點計時器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度v1、v2、v3、……，作出W-v圖象，那么以下符合實際的圖象是__________〔填字母序號〕【答案】(1).①平衡摩擦力(2).②相同(3).③

D【解析】①小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，那么應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高平衡小車所受的摩擦力，讓物塊重力沿斜面的分力與摩擦力平衡，即mgsinθ=μmgcosθ；

②橡皮條拉力是變力，采用倍增法增加功；即使小車在一條橡皮筋的作用下由靜止彈出，這時橡皮筋對小車做的功為W，再用完全相同的2條、3條…橡皮筋作用于小車，每次由靜止釋放小車時橡皮筋的伸長量都相同，使橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W…，即每次由靜止在相同位置釋放小車；③功與速度的平方相對應，所以圖象為拋物線，D正確．應選D.

點睛：此題以探究做功和速度關系為實驗命題背景考查學生對實驗數(shù)據(jù)的處理和對結論的分析和評價能力，此題采用倍增法增加橡皮條的功，巧妙解決了變力做功的測量困難，注意要平衡摩擦力.三、解答題(此題共4小題，共40分，其中第15題10分，16題10分，17、18每題10分。解容許寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。直接寫出最后答案的不能給分)15.有一條沿順時針方向勻速傳送的傳送帶，恒定速度v＝4m/s，傳送帶與水平面的夾角θ＝37°，現(xiàn)將質量m=1kg的小物塊輕放在其底端(小物塊可視作質點)，與此同時，給小物塊沿傳送帶方向向上的恒力F＝8N，經(jīng)過一段時間，小物塊上到了離地面高為h＝2.4m的平臺上。物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，〔g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8〕.問：(1)物塊從傳送帶底端運動到平臺上所用的時間？(2)假設在物塊與傳送帶到達相同速度時，立即撤去恒力F，計算小物塊還需經(jīng)過多少時間離開傳送帶以及離開時的速度？【答案】〔1〕1.33s〔2〕0.85s；2.3m/s【解析】試題分析：〔1〕對物塊受力分析可知，物塊先是在恒力作用下沿傳送帶方向向上做初速為零的勻加速運動，直至速度到達傳送帶的速度，由牛頓第二定律：，計算得：加速時間：，加速距離：物塊到達與傳送帶同速后，對物塊受力分析發(fā)現(xiàn)，物塊受的摩擦力的方向改向，因為而下滑力和最大摩擦力之和為。故不能相對斜面向上加速。故得：勻速運動時間：到平臺所用的時間：〔2〕假設到達同速后撤力F，對物塊受力分析，因為，故減速上行，得物塊還需離開傳送帶，離開時的速度為，那么，，考點：牛頓第二定律、勻變速直線運動的位移與時間的關系【名師點睛】此題關鍵是受力分析后，根據(jù)牛頓第二定律求解出加速度，然后根據(jù)運動學公式列式求解。16.2021年7月11日23時41分，我國在海南衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號丙運載火箭，成功將“天鏈一號04星〞送入太空．火箭飛行約36分鐘后，西安衛(wèi)星測控中心傳來的數(shù)據(jù)說明，星箭別離，衛(wèi)星成功進入地球同步轉移軌道．“天鏈一號02星〞是我國第二顆地球同步軌道數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，又稱跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，由中國航天科技集團公司所屬中國空間技術研究院為主研制．中繼衛(wèi)星被譽為“衛(wèi)星的衛(wèi)星〞，是航天器太空運行的數(shù)據(jù)“中轉站〞，用于轉發(fā)地球站對中低軌道航天器的跟蹤測控信號和中繼航天器發(fā)回地面的信息的地球靜止通信衛(wèi)星．()

〔1〕地球半徑R=6400km，地球外表的重力加速度g=10m/s2，地球自轉周期T=24h，請你估算“天鏈一號04星〞的軌道半徑為多少？〔結果保存一位有效數(shù)字〕

〔2〕某次有一個赤道地面基站發(fā)送一個無線電波信號，需要位于赤道地面基站正上方的“天鏈一號04星〞把該信號轉發(fā)到同軌道的一個航天器，如果航天器與“天鏈一號04星〞處于同軌道最遠可通信距離的情況下，航天器接收到赤道地面基站的無線電波信號的時間是多少？地球半徑為R，地球同步衛(wèi)星軌道半徑為r，無線電波的傳播速度為光速c．【答案】〔1〕；〔2〕【解析】試題分析：〔1〕由題意知“天鏈一號02星〞是地球同步衛(wèi)星，周期T=24h，衛(wèi)星在運行過程中受地球的萬有引力提供向心力，令地球質量為M，衛(wèi)星質量為m，衛(wèi)星軌道半徑為r，地球半徑為R，那么有得衛(wèi)星運動軌道半徑r=①又因為地球外表重力等于萬有引力，即滿足得地球質量為M＝②把②代入①得：r=〔2〕“天鏈一號02星〞與同軌道的航天器的運行軌道都是同步衛(wèi)星軌道，所以“天鏈一號02星〞與同軌道的航天器繞地球運轉的半徑為r“天鏈一號02星〞與航天器之間的最遠時的示意圖如下圖．由幾何知識可知：“天鏈一號02星〞與航天器之間的最遠距離無線電波從發(fā)射到被航天器接收需要分兩步．首先赤道地面基站A發(fā)射的信號被中繼衛(wèi)星B接收，信號傳輸距離為r-R，那么信號傳輸時間然后中繼衛(wèi)星B再把信號傳遞到同軌道的航天器C，信號傳輸距離，那么信號傳輸時間為所以共用時：考點：考查了萬有引力定律的應用學_科_網(wǎng)...學_科_網(wǎng)...學_科_網(wǎng)...學_科_網(wǎng)...學_科_網(wǎng)...17.如下圖，一質量為m=1kg的小球從A點沿光滑斜面軌道由靜止滑下，不計通過B點時的能量損失，然后依次滑入兩個相同的圓形軌道內(nèi)側，其軌道半徑R=10cm，小球恰能通過第二個圓形軌道的最高點，小球離開圓形軌道后可繼續(xù)向E點運動，E點右側有一壕溝，E、F兩點的豎直高度d=0.8m，水平距離x=1.2m，水平軌道CD長為L1=1m，DE長為L2=3m。軌道除CD和DE