2020邯郸大名中学高一（清北班）下学期6月第一周周测物理试题含答案

物理周测

机械能  时间60分钟 100分 刘亚平

一、多选题（每题6分）

1．在离水平地面高处将一质量为的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为，落地时小球距抛出点的水平距离为，速率为，那么，在小球运动的过程中（    ）

A．重力做功为

B．克服空气阻力做的功为

C．落地时，重力的瞬时功率为

D．重力势能和机械能都逐渐减少

2．下列说法正确的是

A．物体的机械能守恒，一定只受重力和弹簧弹力作用

B．物体处于平衡状态时机械能一定守恒

C．物体的动能和重力势能之和增大时，必定有重力以外的其他力对物体做了功

D．物体的动能和重力势能在相互转化过程中，一定通过重力做功来实现

3．质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（　　）

A．重力势能增加了mgh

B．克服摩擦力做功mgh

C．动能损失了mgh

D．机械能损失了mgh

4．如图1所示，固定的光滑水平横杆上套有小环P，固定的光滑竖直杆上套有小环Q。P、Q质量均为m，且可看做质点。P、Q用一根不可伸长的轻细绳相连，开始时细绳水平伸直，P、Q均静止。现在由静止释放Q，当细绳与竖直方向的夹角为60°时(如图2所示)，小环P沿着水平杆向右的速度为v。则

A．细绳的长度为 B．Q的机械能一直增大

C．绳子对Q做的功为 D．P、Q及地球组成的系统机槭能守恒

二、单选题（每题6分）

5．如图所示，用长为L的细线，一端系于悬点A，另一端拴住一质量为m的小球，先将小球拉至水平位置并使细线绷直，在悬点A的正下方O点钉有一小钉子，今将小球由静止释放，要使小球能在竖直平面内做完整圆周运动，OA的最小距离是(　　)

A． B． C． D．

6．如图是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图象，t1时刻起汽车的功率保持不变．由图象可知（　　）

A．0-t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变

B．0-t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率不变

C．t1-t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小

D．t1-t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变

7．如图所示，质量不计的弹簧一端固定在地面上，弹簧竖直放置，将一小球从距弹簧自由端高度分别为h1、h2的地方先后由静止释放，h1>h2，小球触到弹簧后向下运动压缩弹簧，从开始释放小球到获得最大速度的过程中，小球重力势能的减少量ΔE1、ΔE2的关系及弹簧弹性势能的增加量ΔEp1、ΔEp2的关系中，正确的一组是（    ）

A．ΔE1＝ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2

B．ΔE1>ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2

C．ΔE1＝ΔE2，ΔEp1>ΔEp2

D．ΔE1>ΔE2，ΔEp1>ΔEp2

8．如图所示，重10N的滑块在倾角为30°的斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧．滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab＝0.8m，bc＝0.4m，那么在整个过程中下列说法错误的是(　 　)

A．滑块动能的最大值是6J

B．弹簧弹性势能的最大值是6J

C．从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6J

D．滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒

9．用如图所示实验装置，验证机械能守恒定律，重物P（含遮光片），Q用跨过轻滑轮的细绳相连，现让P从光电门1的上侧由静止释放，P竖直向下运动，分别测出遮光片经过光电门1和光电门2的时间和，另测得遮光片的宽度为d，两光电门之间的距离为h，已知重力加速度为g

（1）实验中还需要测量的物理量有_________________________（填写物理量名称以及表示符号）

（2）写出验证机械能守恒定律的等式为______________________________（用以上测得的物理量符号表示）

（3）本实验还可以测出重物Q上升的加速度，其大小是_____________________________

10．用如图所示装置来探究功和动能变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶（内有砂子），滑轮质量、摩擦不计，重力加速度大小为g．

（1）实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是__________.

（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d.

（3）实验主要步骤如下：

①测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图正确连接器材；

②小桶P（内有沙子）的质量_________（填“需要”“不需要”）远小于木块（含遮光条）的质量．

③将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk=______，合外力对木板做功W=________；（用字母M、t1、t2、d、L、F表示）

④在小桶中增加砂子，重复③的操作，比较W、ΔEk的大小，得出实验结论.

11．汽车发动机的功率为60 kW，汽车的质量为4 吨，当它行驶在坡度为α(sin α＝0.02)的长直公路上时，如图所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g取10 m/s2)，求：

(1)汽车所能达到的最大速度；

(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？

(3)当汽车以0.3 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车发动机做功多少．

12．如图所示，光滑的倾斜轨道AB与粗糙的竖直放置的半圆型轨道CD通过一小段圆弧BC平滑连接，BC的长度可忽略不计，C为圆弧轨道的最低点．一质量m=0.1kg的小物块在A点从静止开始沿AB轨道下滑，进入半圆型轨道CD．已知半圆型轨道半径R=0.2m，A点与轨道最低点的高度差h=0.8m，不计空气阻力，小物块可以看作质点，重力加速度取g=10m/s2．求：

（1）小物块运动到C点时速度的大小；

（2）小物块运动到C点时，对半圆型轨道压力的大小；

（3）若小物块恰好能通过半圆型轨道的最高点D，求在半圆型轨道上运动过程中小物块克服摩擦力所做的功．

参考答案

1．AD

【解析】

【分析】

【详解】

A.重力做功为，故A正确；

B.空气阻力做功与经过的路程有关，而小球经过的路程大于，故克服空气阻力做

的功大于，故B错误．

C.落地时，重力的瞬时功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积，故落地时重力的瞬时功率

小于，C错误；

D.重力做正功，重力势能减少，空气阻力做负功，机械能减少，故D正确．

2．CD

【解析】

【分析】

【详解】

A．机械能守恒的条件是：只有重力做功，如果物体受到其他力的作用，但其他力做功为零，物体的机械能也守恒，故A错误；

B．物体处于平衡状态时，机械能不一定守恒，例如匀速上升的物体机械能增大，故B错误；

C．物体的动能和重力势能之和增大时，必定是机械能增大，有重力以外的其他力对物体做了功，故C正确；
D．物体的动能和重力势能在相互转化过程中，一定通过重力做功来实现，故D正确。

故选CD。

3．AD

【解析】

A、物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故A正确；B、根据牛顿第二定律知：，解得摩擦力的大小，物体沿斜面上升的位移为2h，则克服摩擦力做功，故B错误；C、由动能定理可知，动能损失量为合外力做的功的大小，为，故C错误；D、机械能的损失量等于克服摩擦力做的功，为，故D正确．故选AD．

【点睛】重力势能的增加量等于克服重力做的功；动能变化等于外力做的总功；机械能变化量等于除重力之外的其它力做的功．由功能关系分析．

4．AD

【解析】

【分析】

根据速度的合成分解知识可以算出vQ，再由系统机械能守恒算出速度。

【详解】

根据运动的合成与分解可知，，且沿绳方向速度相等，即，所以。设Q下降的高度为h，由功能关系可得，，解得。设绳长为L，则，所以A正确；拉力对Q做负功，Q的机械能减小，所以B错误；对P研究，只有拉力对P做功，拉力做功为，所以拉力对Q做功为，所以C错误；对P、Q组成的系统，只有重力做功，则P、Q及地球组成的系统机械能守恒，所以D正确。

5．D

【解析】

设小球做完整圆周运动时其轨道半径为R，小球刚好过最高点的条件为，解得；小球由静止释放到运动至圆周的最高点过程中，只有重力做功，因而机械能守恒，取初位置所在水平面为参考平面，由机械能守恒定律得，解得，所以OA的最小距离为，故D正确.故选D．

【点睛】解决本题的关键知道小球在竖直面内做圆周运动最高点的临界情况，结合牛顿第二定律和机械能守恒定律进行求解．

6．C

【解析】

【分析】

【详解】

0～t1时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速直线运动，汽车的牵引力不变，加速度不变，由P=Fv知功率增大，故AB错误．t1～t2时间内，汽车的功率保持不变，速度在增大，由P=Fv知汽车的牵引力在减小，由牛顿第二定律知F-f=ma，知加速度减小，故C正确，D错误．故选C．

7．B

【解析】

速度最大的条件是弹力等于重力即kx＝mg，即达到最大速度时，弹簧形变量x相同．两种情况下，对应于同一位置，则ΔEp1＝ΔEp2，由于h1>h2，所以ΔE1>ΔE2，B对．

8．A

【解析】

【分析】

【详解】

A．滑块向下滑动刚刚接触b点时，弹簧处于原长，在弹力不大于重力平行斜面分力时，滑块一直在加速，故b点速度不是最大，动能也就不是最大，故A错误，符合题意；

B．在c点，弹簧压缩量最大，故弹性势能最大，对从a到c过程，根据功能关系，有

Ep=mg（ab+ac）sin30°=10×（1+0.2）×J=6J

故B正确，不符题意；

C．从c到b弹簧的弹力对滑块做的功等于其弹性势能的减小量，为

W=Ep=6J

故C正确，不符题意；

D．整个过程中弹簧、滑块组成的系统在没有其它力做功，系统机械能守恒，故D正确，不符题意。

本题选错误的，故选A。

【点睛】

本题的关键是认真分析物理过程，把复杂的物理过程分成几个小过程并且找到每个过程遵守的物理规律，列出相应的物理方程解题．同时要明确弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化。

9．重物P的质量和重物Q的质量           

【解析】

【分析】

【详解】

系统减小的重力势能为，P经过光电门1的速度为，经过光电门2的速度是，故系统动能增加量为，要验证机械能守恒，即，所以还需要测量重物P的质量和重物Q的质量；

Q与P的加速度是相等的，由运动学的公式：

所以：

【点睛】

此题为一验证性实验题．要求根据物理规律选择需要测定的物理量，运用实验方法判断系统重力势能的变化量是否与动能的变化量相同是解题的关键

10．平衡木板受到的摩擦力    不需要        FL   

【解析】

【详解】

第一空.为了使绳子拉力充当合力，即细线拉力做的功等于合力对小车做的功应先平衡摩擦力；

第二空.测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图正确连接器材；由于有弹簧秤能够测量拉力，所以没有必要使小桶P的总质量远小于木板的质量；

第三空.遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的速度分别为，，则动能的变化为：.

第四空.合力所做的功就是绳子拉力做的功，W合=FL.

11．(1)12.5 m/s　(2)13.9 s　(3)

解：(1)汽车在坡路上匀速行驶，则有：

汽车所能达到的最大速度：

(2)汽车从静止开始，以匀加速行驶，由牛顿第二定律有：

解得：

保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度，则有：

此过程能维持的时间：

 (3) 汽车从静止开始，以匀加速行驶，由牛顿第二定律有：

解得：

保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度，则有：

匀加速阶段位移：

汽车发动机做功：

12．（1）4m/s（2）9N（3）0.3J

（1）从A到C，小物块的机械能守恒．

解得：vc=4m/s

（2）在C点，小物块做圆周运动．

解得：FN=9N

根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小FN＇=9N

（3）若小物块恰好能通过圆弧轨道的最高点D，则有

物块从C到D，由动能定理得：

解得：Wf=0.3J

【点睛】

此题较简单，考查牛顿第二定律及动能定理的应用；关键是分析物理过程，选择合适的物理规律列出方程解答.