高一物理下學(xué)期單元測試卷(含解析)

新人教版必修2《第7章功能關(guān)系》2015年單元測試卷（山東省濟南市長清中學(xué)）一、選擇題（不定項選擇）1．如圖甲、乙所示，是一輛質(zhì)量為4t的無人售票車在t=0和t=3s末兩個時刻的照片，當(dāng)t=0時，汽車剛啟動．圖丙是車內(nèi)橫桿上懸掛的拉手環(huán)穩(wěn)定時經(jīng)放大后的圖象（圖丙中θ=30°），若將汽車的運動視為勻加速直線運動，根據(jù)上述信息，不能估算出的物理量有（）A．3s內(nèi)地面對汽車的摩擦力所做的功B．3s末汽車的速度C．3s內(nèi)牽引力對汽車所做的功D．3s末汽車牽引力的瞬時功率2．如圖所示，細線的一端固定于O點，另一端系一小球．在水平拉力F作用下，小球由豎直平面內(nèi)的A點勻速率運動到B點．下列有關(guān)瞬時功率的說法正確的是（）A．重力的功率逐漸減小 B．重力的功率逐漸增大C．拉力的功率逐漸減小 D．拉力的功率逐漸增大3．如圖甲，傾角為θ的光滑斜面上放一輕質(zhì)彈簧，其下端固定，靜止時上端位置在B點，在A點放一質(zhì)量m=2kg的小物塊，小物塊自由釋放，在開始運動的一段時間內(nèi)v﹣t圖如圖乙所示，小物塊在0.4s時運動到B點，在0.9s時到達C點，BC的距離為1.2m（g取10m/s2）．由圖知（）A．斜面傾角θ=B．C點處彈簧的彈性勢能為16JC．物塊從B運動到C的過程中機械能守恒D．物塊從C回到A的過程中，加速度先減小后增大，再保持不變4．如圖甲所示，在傾角為θ的光滑斜面上，有一個質(zhì)量為m的物體在沿斜面方向的力F的作用下由靜止開始運動，物體的機械能E隨位移x的變化關(guān)系如圖乙所示．其中0～x1過程的圖線是曲線，x1～x2過程的圖線為平行于x軸的直線，則下列說法中正確的是（）A．物體在沿斜面向下運動B．在0～x1過程中，物體的加速度一直減小C．在0～x2過程中，物體先減速再勻速D．在x1～x2過程中，物體的加速度為gsinθ5．如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的電動機帶動下，足夠長的水平傳送帶以恒定速率V1勻速向右運動．一質(zhì)量為m的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率V2（V2＞V1）滑上傳送帶，最終滑塊又返回至傳送帶的右端．就上述過程，下列判斷正確的有（）A．滑塊返回傳送帶右端時的速率為V2B．此過程中傳送帶對滑塊做功為mv22﹣mv12C．此過程中電動機做功為2mv12D．此過程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為m（v1+v2）26．如圖所示，質(zhì)量相等的物體A、B通過一輕質(zhì)彈簧相連，開始時B放在地面上，A、B均處于靜止狀態(tài)，此時彈簧壓縮量△x1．現(xiàn)通過細繩將A向上緩慢拉起，第一階段拉力做功為W1時，彈簧變?yōu)樵L；第二階段拉力再做功W2時，B剛要離開地面，此時彈簧伸長量為△x2．彈簧一直在彈性限度內(nèi)，則（）A．△x1＞△x2B．拉力做的總功等于A的重力勢能的增加量C．第一階段，拉力做的功等于A的重力勢能的增加量D．第二階段，拉力做的功等于A的重力勢能的增加量7．汽車以恒定的功率在平直公路上行駛，所受到的摩擦阻力恒等于車重的0.1倍，汽車能達到的最大速度為vm．則當(dāng)汽車速度為時，汽車的加速度為（重力加速度為g）（）A．0.1g B．0.2g C．0.3g D．0.4g8．質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩物體放在同一水平面上，受到大小相同的水平力F的作用，各自由靜止開始運動．經(jīng)過時間t0，撤去A物體的外力F；經(jīng)過4t0，撤去B物體的外力F．兩物體運動的v﹣t關(guān)系如圖所示，則A、B兩物體（）A．與水平面的摩擦力大小之比為5：12B．在勻加速運動階段，合外力做功之比為4：1C．在整個運動過程中，克服摩擦力做功之比為1：2D．在整個運動過程中，摩擦力的平均功率之比為5：39．如圖所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m的滑雪運動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為g運動員從上向下滑到底端的過程中（）A．合外力做功為mgh B．增加的動能為mghC．克服摩擦力做功為mgh D．減少的機械能為mgh10．某物體在F的作用下，從光滑斜面的底端運動到頂端，動能的增量為△EK，勢能的增量為△EP，則（）A．力F所做的功等于△EK B．力F所做的功等于△EK+△EPC．合外力所做的功為△EK+△EP D．合外力所做功等于△EP11．一輛汽車在水平路面勻速直線行駛，阻力恒定為Ff．t1時刻駛?cè)胍欢巫枇榈穆范卫^續(xù)行駛．t2時刻駛出這段路，阻力恢復(fù)為Ff．行駛中汽車功率恒定，則汽車的速度v及牽引力F隨時間變化圖象可能是（）A． B． C． D．二、實驗題12．某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)試圖以圖中的滑塊為對象驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了如圖所示的一套裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、小木塊、細沙．當(dāng)連上紙帶，釋放沙桶時，滑塊處于靜止．要完成該實驗，你認為：①還需要的實驗器材有．②實驗時首先要做的步驟是，為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是．③在上述的基礎(chǔ)上，某同學(xué)測得滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細沙，測得此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．接通電源，釋放沙桶，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1＜v2）．則對滑塊，本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為（用題中的字母表示）．13．用如圖1實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．如圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離已在圖中標出．已知m1=50g、m2=150g，則（g取10m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：A．按照圖示的裝置安裝器件B．將打點計時器接到直流電源上C．先釋放m2，再接通電源打出一條紙帶D．測量紙帶上某些點間的距離E．根據(jù)測量的結(jié)果，分別計算系統(tǒng)減少的重力勢能和增加的動能其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是（填選項對應(yīng)的字母）．（2）在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v=m/s；（3）在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增量△Ek=J，系統(tǒng)勢能的減少量△Ep=J，由此得出的結(jié)論是（4）若某同學(xué)作出v2﹣h圖象如圖3所示，寫出計算當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的表達，并計算出當(dāng)?shù)氐膶嶋H重力加速度g=m/s2．五、計算題（題型注釋）14．如圖所示，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點，BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑為r的細圓管CD，管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，輕彈簧一端固定，另一端恰好與管口D端齊平．質(zhì)量為m的小球在曲面上距BC的高度為2r處從靜止開始下滑，小球與BC間的動摩擦因數(shù)μ=，進入管口C端時與圓管恰好無作用力，通過CD后壓縮彈簧，在壓縮彈簧過程中速度最大時彈簧的彈性勢能為EP．求：（1）小球達到B點時的速度大小vB；（2）水平面BC的長度s；（3）在壓縮彈簧過程中小球的最大速度vm．15．如圖所示，質(zhì)量為lkg的薄木板靜止在光滑水平桌面上，薄木板上有一質(zhì)量為0.5kg的小鐵塊，它離木板的左端距離為0.5m，鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)為0.1．現(xiàn)用水平拉力向右以2m/s2的加速度將木板從鐵塊下抽出，求：（不計鐵塊大小，鐵塊不滾動，取g=10m/s2）（1）將木板從鐵塊下抽出需要多長時間？（2）水平拉力對木板做的功．16．如圖所示，固定斜面的傾角θ=30°，物體A與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ=，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時上端位于C點．用一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B，滑輪右側(cè)繩子與斜面平行，A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m，初始時物體A到C點的距離為L．現(xiàn)給A、B一初速度v0使A開始沿斜面向下運動，B向上運動，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點．已知重力加速度為g，不計空氣阻力，整個過程中，輕繩始終處于伸直狀態(tài)，求此過程中：（1）物體A向下運動剛到C點時的速度；（2）彈簧的最大壓縮量；（3）彈簧中的最大彈性勢能．17．如圖所示，一水平方向的傳送帶以恒定的速度v=2m/s沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，傳送帶右端固定著一光滑的四分之一圓弧面軌道，并與弧面下端相切．一質(zhì)量為m=1kg的物體自圓弧面軌道的最高點由靜止滑下，圓弧面軌道的半徑R=0.45m，物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，不計物體滑過曲面與傳送帶交接處時的能量損失，傳送帶足夠長，g=10m/s2．求：（1）物體第一次從滑上傳送帶到離開傳送帶所經(jīng)歷的時間；（2）物體第一次從滑上傳送帶到離開傳送帶的過程中，傳送帶對物體做的功及由于摩擦產(chǎn)生的熱量．

新人教版必修2《第7章功能關(guān)系》2015年單元測試卷（山東省濟南市長清中學(xué)）參考答案與試題解析一、選擇題（不定項選擇）1．如圖甲、乙所示，是一輛質(zhì)量為4t的無人售票車在t=0和t=3s末兩個時刻的照片，當(dāng)t=0時，汽車剛啟動．圖丙是車內(nèi)橫桿上懸掛的拉手環(huán)穩(wěn)定時經(jīng)放大后的圖象（圖丙中θ=30°），若將汽車的運動視為勻加速直線運動，根據(jù)上述信息，不能估算出的物理量有（）A．3s內(nèi)地面對汽車的摩擦力所做的功B．3s末汽車的速度C．3s內(nèi)牽引力對汽車所做的功D．3s末汽車牽引力的瞬時功率【考點】功率、平均功率和瞬時功率；功的計算．【專題】功率的計算專題．【分析】根據(jù)橫桿上懸掛的拉手環(huán)穩(wěn)定時經(jīng)放大后的圖象，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合速度時間公式求出3s末的速度．由于摩擦力和輸出功率無法得知，則無法求出牽引力．【解答】解：由橫桿上懸掛的拉手環(huán)穩(wěn)定時經(jīng)放大后的圖象，可得出車的加速度a=gtanθ，由v=at可得3s末汽車的速度，故B正確；因汽車的輸出功率、受到的摩擦力未知，不能求出地面對汽車的摩擦力所做的功，無法得出牽引力，不能估算出3s內(nèi)牽引力對汽車所做的功和3s末汽車牽引力的瞬時功率，故A、C、D錯誤．本題選不能求出的，故選：ACD．【點評】本題是牛頓第二定律和運動學(xué)公式結(jié)合的問題，作為常規(guī)問題，要知道只要已知懸掛拉手環(huán)的繩子與豎直方向的夾角θ，就能求出汽車的加速度a=gtanθ．2．如圖所示，細線的一端固定于O點，另一端系一小球．在水平拉力F作用下，小球由豎直平面內(nèi)的A點勻速率運動到B點．下列有關(guān)瞬時功率的說法正確的是（）A．重力的功率逐漸減小 B．重力的功率逐漸增大C．拉力的功率逐漸減小 D．拉力的功率逐漸增大【考點】功率、平均功率和瞬時功率．【專題】定性思想；方程法；功率的計算專題．【分析】根據(jù)小球做圓周運動，合力提供向心力，即合力指向圓心，求出水平拉力和重力的關(guān)系，根據(jù)P=Fvcosα得出拉力瞬時功率的表達式，從而判斷出拉力瞬時功率的變化【解答】解：因為小球是以恒定速率運動，即它是做勻速圓周運動，那么小球受到的重力G、水平拉力F、繩子拉力T三者的合力必是沿繩子指向O點．設(shè)繩子與豎直方向夾角是θ，則（F與G的合力必與繩子拉力在同一直線上）得：F=Gtanθ而水平拉力F的方向與速度V的方向夾角也是θ，所以水平力F的瞬時功率是：P=Fvcosθ則P=Gvsinθ顯然，從A到B的過程中，θ是不斷減小的，所以水平拉力F的瞬時功率是一直減小的．重力的瞬時功率為：P=mgvcos（90°﹣θ）=mgvsinθ，知重力的瞬時功率逐漸減?。蔄C正確，B、D錯誤．故選：AC【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握瞬時功率的表達式P=Fvcosα，注意α為F與速度的夾角．知道在運動的過程中F為變力3．如圖甲，傾角為θ的光滑斜面上放一輕質(zhì)彈簧，其下端固定，靜止時上端位置在B點，在A點放一質(zhì)量m=2kg的小物塊，小物塊自由釋放，在開始運動的一段時間內(nèi)v﹣t圖如圖乙所示，小物塊在0.4s時運動到B點，在0.9s時到達C點，BC的距離為1.2m（g取10m/s2）．由圖知（）A．斜面傾角θ=B．C點處彈簧的彈性勢能為16JC．物塊從B運動到C的過程中機械能守恒D．物塊從C回到A的過程中，加速度先減小后增大，再保持不變【考點】機械能守恒定律；重力勢能．【專題】機械能守恒定律應(yīng)用專題．【分析】由圖象求出物塊的加速度，然后由牛頓第二定律求出斜面的傾角；由能量守恒定律求出彈簧的彈性勢能；根據(jù)機械能守恒的條件判斷機械能是否守恒；根據(jù)物塊的受力情況應(yīng)用牛頓第二定律判斷物塊加速度如何變化．【解答】解：A、由圖乙所示圖象可知，在0﹣4s內(nèi)，物塊做勻加速直線運動，加速度為：a===5m/s2，由牛頓第二定律得：mgsinθ=ma，解得：sinθ==0.5，則θ=，故A正確；B、由能量守恒定律可得，在C點彈簧的彈性勢能為：EP=mvB2+mghBC=×2×22+2×10×1.2×sin=16J，故B正確．C、物體從B到C過程，除重力做功外，彈簧彈力對物塊做負功，物塊的機械能不守恒，故C錯誤．D、物塊從C點回到A點過程中，開始彈簧的彈力大于重力沿斜面向下的分力，合力向上，物塊向上做加速運動，彈力逐漸減小，物塊所受合力減小，物塊的加速度減小，然后彈簧的彈力小于重力沿斜面向下的分力，合力向下，物塊做減速運動，隨物塊向上運動，彈簧彈力變小，物塊受到的合力變大，加速度變大，當(dāng)物體與彈簧分離后，物塊受到的合力等于重力的分力，加速度不變，物塊做加速度不變的減速運動，由此可知在整個過程中，物塊的加速度先減小后增大，再保持不變，故D正確；故選：ABD【點評】本題考查了求斜面的傾角、判斷物體機械能是否守恒、求彈簧的彈性勢能、判斷物塊加速度如何變化等問題，分析清楚物塊運動過程、由圖乙所示圖象求出物塊的速度、應(yīng)用牛頓第二定律、能量守恒定律即可正確解題．4．如圖甲所示，在傾角為θ的光滑斜面上，有一個質(zhì)量為m的物體在沿斜面方向的力F的作用下由靜止開始運動，物體的機械能E隨位移x的變化關(guān)系如圖乙所示．其中0～x1過程的圖線是曲線，x1～x2過程的圖線為平行于x軸的直線，則下列說法中正確的是（）A．物體在沿斜面向下運動B．在0～x1過程中，物體的加速度一直減小C．在0～x2過程中，物體先減速再勻速D．在x1～x2過程中，物體的加速度為gsinθ【考點】機械能守恒定律；牛頓第二定律．【專題】壓軸題；機械能守恒定律應(yīng)用專題．【分析】根據(jù)功能關(guān)系：除重力以外其它力所做的功等于機械能的增量，在0～x1過程中物體機械能在減小，知拉力在做負功，機械能與位移圖線的斜率表示拉力．當(dāng)機械能守恒時，拉力等于零，通過拉力的變化判斷其加速度的變化．【解答】解：A、在0～x1過程中物體機械能在減小，知拉力在做負功，拉力方向向上，所以位移方向向下，故物體在沿斜面向下運動，故A正確；B、在0～x1過程中圖線的斜率逐漸減小到零，知物體的拉力逐漸減小到零．根據(jù)a=，可知，加速度逐漸增大，故B錯誤；C、在0～x1過程中，加速度的方向與速度方向相同，都沿斜面向下，所以物體做加速運動，故C錯誤；D、在x1～x2過程中，機械能守恒，拉力F=0，此時a=，故D正確．故選AD【點評】解決本題的關(guān)鍵通過圖線的斜率確定出拉力的變化，然后根據(jù)牛頓第二定律判斷出加速度的方向，根據(jù)加速度方向和速度的方向關(guān)系知道物體的運動規(guī)律．5．如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的電動機帶動下，足夠長的水平傳送帶以恒定速率V1勻速向右運動．一質(zhì)量為m的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率V2（V2＞V1）滑上傳送帶，最終滑塊又返回至傳送帶的右端．就上述過程，下列判斷正確的有（）A．滑塊返回傳送帶右端時的速率為V2B．此過程中傳送帶對滑塊做功為mv22﹣mv12C．此過程中電動機做功為2mv12D．此過程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為m（v1+v2）2【考點】功能關(guān)系；動能定理的應(yīng)用．【專題】傳送帶專題．【分析】物體由于慣性沖上皮帶后，受到向左的滑動摩擦力，減速向右滑行，之后依然受到向左的滑動摩擦力，會繼續(xù)向左加速，然后根據(jù)v1小于v2的情況分析．根據(jù)動能定理得全過程傳送帶對物塊做的總功．根據(jù)能量守恒找出各種形式能量的關(guān)系．【解答】解：A：由于傳送帶足夠長，物體減速向左滑行，直到速度減為零，然后物體會在滑動摩擦力的作用下向右加速，由于v1＜v2，物體會先在滑動摩擦力的作用下加速，當(dāng)速度增大到等于傳送帶速度時，物體還在傳送帶上，之后不受摩擦力，故物體與傳送帶一起向右勻速運動，有v′2=v1；故A錯誤；B：此過程中只有傳送帶對滑塊做功根據(jù)動能定理W′=△EK得：W=△EK=mv12﹣mv22，故B錯誤；D：設(shè)滑塊向左運動的時間t1，位移為x1，則：x1=t1=t1摩擦力對滑塊做功：W1=fx1=ft1①又摩擦力做功等于滑塊動能的減小，即：W1=mv22②該過程中傳送帶的位移：x2=v1t1摩擦力對滑塊做功：W2=fx2=fv1t1=fv1=2fx③將①②代入③得：W2=mv1v2設(shè)滑塊向右運動的時間t2，位移為x3，則：x3=t2摩擦力對滑塊做功：W3=fx3=mv12該過程中傳送帶的位移：x4=v1t2=2x3滑塊相對傳送帶的總位移：x相=x1+x2+x4﹣x3=x1+x2+x3滑動摩擦力對系統(tǒng)做功：W總=fx相對=W1+W2+W3=m（v1+v2）2滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量大小等于通過滑動摩擦力對系統(tǒng)做功，Q=W總=f?x相=m（v1+v2）2，故D正確；C：全過程中，電動機對皮帶做的功與滑塊動能的減小量等于滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量，即Q=W+mv22﹣mv12整理得：W=Q﹣mv22+mv12=mv12+mv1v2，故C錯誤．故選：D．【點評】本題關(guān)鍵是對于物體返回的過程分析，物體先做減速運動，之后反向加速，最后做勻速運動．但是計算滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量的過程太復(fù)雜．6．如圖所示，質(zhì)量相等的物體A、B通過一輕質(zhì)彈簧相連，開始時B放在地面上，A、B均處于靜止狀態(tài)，此時彈簧壓縮量△x1．現(xiàn)通過細繩將A向上緩慢拉起，第一階段拉力做功為W1時，彈簧變?yōu)樵L；第二階段拉力再做功W2時，B剛要離開地面，此時彈簧伸長量為△x2．彈簧一直在彈性限度內(nèi)，則（）A．△x1＞△x2B．拉力做的總功等于A的重力勢能的增加量C．第一階段，拉力做的功等于A的重力勢能的增加量D．第二階段，拉力做的功等于A的重力勢能的增加量【考點】功能關(guān)系．【分析】應(yīng)用平衡條件求出彈簧壓縮與伸長時的形變量關(guān)系，然后應(yīng)用動能定理求出拉力的功，根據(jù)功的表達式分析答題．【解答】解：A、開始時A壓縮彈簧，形變量為x1=；要使B剛要離開地面，則彈力應(yīng)等于B的重力，即kx2=mg，故形變量x2=，則x1=x2=x，故A錯誤；A、緩慢提升物體A，物體A的動能不變，第一階段與第二階段彈簧的形變量相同，彈簧的彈性勢能EP相同，由動能定理得：W1+EP﹣mgx=0，W2﹣EP﹣mgx=0，W1=mgx﹣EP，W2=mgx+EP，由于在整個過程中，彈簧的彈性勢能不變，物體A、B的動能不變，B的重力勢能不變，由能量守恒定律可知，拉力做的功轉(zhuǎn)化為A的重力勢能，拉力做的總功等于A的重力勢能的增加量，故B正確；C、由A可知，W1=mgx﹣EP，物體重力勢能的增加量為mgx，則第一階段，拉力做的功小于A的重力勢能的增量，故C錯誤；D、由A可知，W2=mgx+EP，重力勢能的增加量為mgx，則第二階段拉力做的功大于A的重力勢能的增加量，故D錯誤；故選：B．【點評】本題對學(xué)生要求較高，在解題時不但要能熟練應(yīng)用動能定理，還要求能分析物體的運動狀態(tài)，能找到在拉起物體的過程中彈力不做功．7．汽車以恒定的功率在平直公路上行駛，所受到的摩擦阻力恒等于車重的0.1倍，汽車能達到的最大速度為vm．則當(dāng)汽車速度為時，汽車的加速度為（重力加速度為g）（）A．0.1g B．0.2g C．0.3g D．0.4g【考點】功率、平均功率和瞬時功率．【專題】功率的計算專題．【分析】汽車達到速度最大時，汽車的牽引力和阻力相等，根據(jù)功率P=Fv，可以根據(jù)題意算出汽車發(fā)動機的功率P，當(dāng)速度為時，在運用一次P=Fv即可求出此時的F，根據(jù)牛頓第二定律就可求出此時的加速度．【解答】解：令汽車質(zhì)量為m，則汽車行駛時的阻力f=0.1mg．當(dāng)汽車速度最大vm時，汽車所受的牽引力F=f，則有：P=f?vm當(dāng)速度為時有：由以上兩式可得：=2f根據(jù)牛頓第二定律：F﹣f=ma所以=0.1g故A正確，B、C、D均錯誤．故選：A．【點評】掌握汽車速度最大時，牽引力與阻力大小相等，能根據(jù)P=FV計算功率與速度的關(guān)系．8．質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩物體放在同一水平面上，受到大小相同的水平力F的作用，各自由靜止開始運動．經(jīng)過時間t0，撤去A物體的外力F；經(jīng)過4t0，撤去B物體的外力F．兩物體運動的v﹣t關(guān)系如圖所示，則A、B兩物體（）A．與水平面的摩擦力大小之比為5：12B．在勻加速運動階段，合外力做功之比為4：1C．在整個運動過程中，克服摩擦力做功之比為1：2D．在整個運動過程中，摩擦力的平均功率之比為5：3【考點】功率、平均功率和瞬時功率；功的計算．【專題】功率的計算專題．【分析】根據(jù)兩物塊做勻加速運動和勻減速運動的過程，求出各自運動的加速度之比，根據(jù)牛頓運動定律的從而求出摩擦力之比；速度時間圖線與時間軸所圍成的面積表示位移，根據(jù)加速階段和整個過程的面積比得出位移比，進而可求合外力做功和克服摩擦力做功之比；由功率的定義式可得功率之比．【解答】解：A、由圖象可得，A加速運動的加速度為，減速運動的加速度為，根據(jù)牛頓第二定律知①=②由①②得f1=FB加速運動的加速度為，減速運動的加速度為，根據(jù)牛頓第二定律知③④由③④得f2=F所以與水平面的摩擦力大小之比為F：=5：12，故A正確；B、合外力做功減速階段兩圖象的斜率相等，故加速度相等，而此時a=μg，故摩擦系數(shù)相同，由牛頓第二定律知，質(zhì)量之比等于摩擦力之比為5：12，在勻加速運動階段，合外力做功之比為等于末動能之比，為：=5×22：12×12=5：3，故B錯誤；C、根據(jù)圖象面積表示位移知AB兩物體的位移之比為6：5，由W=Fs知在整個運動過程中，克服摩擦力做功之比（5×6）：（12×5）=1：2．故C正確；D、由P=知平均功率之比為=5：6，故D錯誤；故選：AC．【點評】解決本題的關(guān)鍵通過圖象得出勻加速運動和勻減速運動的加速度，根據(jù)牛頓第二定律，得出兩個力的大小之比，以及知道速度﹣時間圖線與時間軸所圍成的面積表示位移．9．如圖所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m的滑雪運動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為g運動員從上向下滑到底端的過程中（）A．合外力做功為mgh B．增加的動能為mghC．克服摩擦力做功為mgh D．減少的機械能為mgh【考點】動能定理的應(yīng)用；功能關(guān)系．【專題】定量思想；尋找守恒量法；動能定理的應(yīng)用專題．【分析】本題中合外力做功由功的公式和牛頓第二定律結(jié)合即可求解；根據(jù)動能定理可求出動能的增加量；根據(jù)牛頓第二定律求出摩擦力大小，再根據(jù)功的公式即可求解克服摩擦力做功；根據(jù)“功能原理”求出減少的機械能．【解答】解：A、根據(jù)功的公式可知，合外力做功應(yīng)為：W合=F合?=ma?2h=mgh，故A錯誤；B、對滑雪運動員，由動能定理可知，△Ek=W合=mgh，故B正確；C、對滑雪運動員由牛頓第二定律應(yīng)有：mgsin30°﹣f=ma，可得運動員受到的阻力f=mg，所以運動員克服摩擦力做的功為Wf=f?=mgh，故C正確；D、根據(jù)“功能原理”可知減少的機械能應(yīng)等于克服阻力做的功，即有：△E=Wf=mgh，故D錯誤；故選：BC【點評】本題應(yīng)明確：①涉及到“動能”、“功”等字眼時考慮應(yīng)用動能定理求解；②“功能原理”是指除重力以外其它力做的功等于物體機械能的變化．10．某物體在F的作用下，從光滑斜面的底端運動到頂端，動能的增量為△EK，勢能的增量為△EP，則（）A．力F所做的功等于△EK B．力F所做的功等于△EK+△EPC．合外力所做的功為△EK+△EP D．合外力所做功等于△EP【考點】功能關(guān)系；動能．【分析】根據(jù)動能定理求出合力做功的大小，從而得出拉力做功的大小．根據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系求出物體克服重力做功的大?。窘獯稹拷猓篈、根據(jù)動能定理得，WF﹣WG=△Ek，則拉力做功WF=WG+△Ek，因為WG=△Ep，拉力F做的功等于△EK+△EP．故A錯誤，B正確．C、根據(jù)動能定理，合外力做功等于動能的變化量，即W合=△Ek．故C錯誤D錯誤．故選：B．【點評】解決本題的關(guān)鍵知道合力做功與動能的變化的關(guān)系，重力做功與重力勢能變化的關(guān)系等．11．一輛汽車在水平路面勻速直線行駛，阻力恒定為Ff．t1時刻駛?cè)胍欢巫枇榈穆范卫^續(xù)行駛．t2時刻駛出這段路，阻力恢復(fù)為Ff．行駛中汽車功率恒定，則汽車的速度v及牽引力F隨時間變化圖象可能是（）A． B． C． D．【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的圖像．【專題】牛頓運動定律綜合專題．【分析】由功率公式可得出速度與力的關(guān)系，由受力情況可得出加速度的變化，從而確定物體的運動情況．【解答】解：由題意可知，t1之前物體做勻速直線運動，牽引力等于阻力，t1之后物體阻力減小，則物體開始做加速運動，速度增大，則由P=Fv可知，牽引力減小，故加速度減小，但當(dāng)牽引力等于阻力時物體t2時刻恢復(fù)f后，因牽引力小于阻力，物體開始做減速運動，當(dāng)牽引力等于阻力時物體繼續(xù)勻速直線運動，故A有可能；在加速過程中，物體的受力減小，若在t1﹣t2過程中，物體已達到勻速運動，則車將保持一段勻速直線運動，此時牽引力等于，當(dāng)駛出這一段路時，阻力恢復(fù)為f，則車減速，由P=Fv可知，牽引力將增大，直到勻速運動，牽引力等于阻力，故C正確；因汽車在變速中不可能做勻變速運動，故B錯誤；由以上分析可知，汽車受到的牽引力一定是變力；故D錯誤；故選：AC．【點評】本題考查功率及圖象問題，要注意根據(jù)題目中給出的條件分析物體可能的運動狀態(tài)．二、實驗題12．某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)試圖以圖中的滑塊為對象驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了如圖所示的一套裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、小木塊、細沙．當(dāng)連上紙帶，釋放沙桶時，滑塊處于靜止．要完成該實驗，你認為：①還需要的實驗器材有天平、刻度尺．②實驗時首先要做的步驟是平衡摩擦力，為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量．③在上述的基礎(chǔ)上，某同學(xué)測得滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細沙，測得此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．接通電源，釋放沙桶，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1＜v2）．則對滑塊，本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為mgL=Mv22﹣Mv12（用題中的字母表示）．【考點】探究功與速度變化的關(guān)系．【專題】實驗題．【分析】①根據(jù)實驗原理，得到需要驗證的表達式，從而確定需要的器材；②實驗要測量滑塊動能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的總質(zhì)量表示滑塊受到的拉力，對滑塊受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必須使重力的下滑分量等于摩擦力；同時重物加速下降，處于失重狀態(tài)，故拉力小于重力，可以根據(jù)牛頓第二定律列式求出拉力表達式分析討論；③實驗要測量滑塊動能的增加量和合力做的功，求出合力的功和動能的增加量即可．【解答】解：①實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺；故答案為：刻度尺、天平；②沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有對沙和沙桶，有mg﹣T=ma對小車，有T=Ma解得：T=mg故當(dāng)M＞＞m時，有T≈mg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，則應(yīng)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；故答案為：平衡摩擦力；沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量；③總功為：mgL動能增加量為：Mv22﹣Mv12故需驗證的數(shù)學(xué)表達式為：mgL=Mv22﹣Mv12；故答案為：①天平、刻度尺．②平衡摩擦力，沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量；③mgL=Mv22﹣Mv12．【點評】本題關(guān)鍵是根據(jù)實驗原理并結(jié)合牛頓第二定律和動能定理來確定要測量的量、實驗的具體操作方法和實驗誤差的減小方法．13．用如圖1實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．如圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離已在圖中標出．已知m1=50g、m2=150g，則（g取10m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：A．按照圖示的裝置安裝器件B．將打點計時器接到直流電源上C．先釋放m2，再接通電源打出一條紙帶D．測量紙帶上某些點間的距離E．根據(jù)測量的結(jié)果，分別計算系統(tǒng)減少的重力勢能和增加的動能其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是BC（填選項對應(yīng)的字母）．（2）在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v=2.4m/s；（3）在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增量△Ek=0.58J，系統(tǒng)勢能的減少量△Ep=0.60J，由此得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒（4）若某同學(xué)作出v2﹣h圖象如圖3所示，寫出計算當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的表達，并計算出當(dāng)?shù)氐膶嶋H重力加速度g=9.7m/s2．【考點】驗證機械能守恒定律．【專題】實驗題；定量思想；實驗分析法；機械能守恒定律應(yīng)用專題．【分析】（1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，只有理解了這些才能真正了解具體實驗操作的含義；（2）根據(jù)在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度，可以求出打下記數(shù)點5時的速度大小；（3）根據(jù)物體的初末動能大小可以求出動能的增加量，根據(jù)物體重力做功和重力勢能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢能的減小量，比較動能增加量和重力勢能減小量之間的關(guān)系可以得出系統(tǒng)機械能是否守恒．（4）根據(jù)機械能守恒定律得出v2﹣h的關(guān)系式，根據(jù)圖線的斜率得出重力加速度的值．【解答】解：（1）B：將打點計時器應(yīng)接到電源的“交流輸出”上，故B錯誤．C：開始記錄時，應(yīng)先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實驗產(chǎn)生較大的誤差，故C錯誤．故選：BC．（2）利用勻變速直線運動的推論有：v5===2.4m/s；（3）系統(tǒng)動能的增量為：△EK=Ek5﹣0=（m1+m2）v52=0.58J．系統(tǒng)重力勢能減小量為：△Ep=（m2﹣m1）gh=0.1×10×0.6000mJ=0.60J在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒③由于△EK=Ek5﹣0=（m1+m2）v52=△Ep=（m2﹣m1）ghg=由于（m1+m2）=2（m2﹣m1）所以得到：v2=h所以v2﹣h圖象的斜率k==9.7m/s2．故答案為：（1）BC；（2）2.4；（3）0.58、0.60；在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒（4）；9.7．【點評】本題全面的考查了驗證機械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理問題，要熟練掌握勻變速直線運動的規(guī)律以及功能關(guān)系，增強數(shù)據(jù)處理能力．五、計算題（題型注釋）14．如圖所示，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點，BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑為r的細圓管CD，管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，輕彈簧一端固定，另一端恰好與管口D端齊平．質(zhì)量為m的小球在曲面上距BC的高度為2r處從靜止開始下滑，小球與BC間的動摩擦因數(shù)μ=，進入管口C端時與圓管恰好無作用力，通過CD后壓縮彈簧，在壓縮彈簧過程中速度最大時彈簧的彈性勢能為EP．求：（1）小球達到B點時的速度大小vB；（2）水平面BC的長度s；（3）在壓縮彈簧過程中小球的最大速度vm．【考點】動能定理；功能關(guān)系；機械能守恒定律．【專題】動能定理的應(yīng)用專題．【分析】（1）A到B的過程中只有重力做功，根據(jù)機械能守恒定律求出小球到達B點的速度大?。?）根據(jù)牛頓第二定律求出小球在C點時的速度，根據(jù)動能定理求出水平面BC的長度．（3）當(dāng)小球重力和彈簧彈力相等時，小球的速度最大，根據(jù)功能關(guān)系求出小球的最大速度【解答】解：（1）由機械能守恒得：mg?2r=mvB2得：vB=2（2）進入管口C端時與圓管恰好無作用力，重力提供向心力，由牛頓第二定有：mg=m得：vC=由動能定理得：mg?2r﹣μmgs=mvC2解得：s=3r（3）設(shè)在壓縮彈簧過程中速度最大時小球離D端的距離為x，則有：kx=mg得：x=由功能關(guān)系得：mg（r+x）﹣EP=mvm2﹣mvC2得：vm=．答：（1）小球達到B點時的速度大小vB為2（2）水平面BC的長度s為3r；（3）在壓縮彈簧過程中小球的最大速度vm為【點評】本題綜合運用了機械能守恒定律、動能定理、功能關(guān)系以及牛頓第二定律，綜合性較強，是高考的熱點題型，需加強這方面的訓(xùn)練．15．如圖所示，質(zhì)量為lkg的薄木板靜止在光滑水平桌面上，薄木板上有一質(zhì)量為0.5kg的小鐵塊，它離木板的左端距離為0.5m，鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)為0.1．現(xiàn)用水平拉力向右以2m/s2的加速度將木板從鐵塊下抽出，求：（不計鐵塊大小，鐵塊不滾動，取g=10m/s2）（1）將木板從鐵塊下抽出需要多長時間？（2）水平拉力對木板做的功．【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系；力的合成與分解的運用；功的計算．【專題】牛頓運動定律綜合專題．【分析】（1）由題意得：鐵塊和木板都做勻加速運動，求出運動的位移，根據(jù)位移之間的關(guān)系即可求得時間；（2）對木板運用動能定理即可求解水平拉力對木板做的功．【解答】解：（1）設(shè)木板的加速度為a1，鐵塊的加速度為a2，抽出所以時間為t，則對木板：a1=2m/s2，運動位移x1=對鐵塊，a2=m/s2，運動位移x2=又L=﹣解得：t=1s（2）剛抽出時，木板的速度為v1=a1t=2m/s鐵塊摩擦力對木板做的功為：W1=﹣μmgx1=﹣0.5J由動能定理得：W+W1=Mv12解得：W=2.5J答：（1）將木板從鐵塊下抽出需要1s鐘；（2）水平拉力對木板做的功為2.5J．【點評】本題主要考查了運動學(xué)基本公式及動能定理的應(yīng)用，抓住運動時間相等即位移關(guān)系求解，難度適中．16．如圖所示，固定斜面的傾角θ=30°，物體A與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ=，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時上端位于C點．用一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B，滑輪右側(cè)繩子與斜面平行，A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m，初始時物體A到C點的距離為L．現(xiàn)給A、B一初速度v0使A開始沿斜面向下運動，B向上運動，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到