1、机械能单.元.测.试本试卷分为第卷(选择题)和第卷(非选择题)，共120分，考试时间90分钟。第卷(选择题，共48分)一、本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项是正确的，请将正确的答案选出，对而不全得2分，选项中有错误的得0分。1在抗洪救灾中，一架直升飞机通过绳索用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在此过程中，下列正确的有()A力F所做功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量B木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量C力F、重力、阻力，三者的合力所做的功等于木箱重力势能的增量D力F
2、和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量2下列是说法正确的是A一质点受到两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一段时间内的冲量一定相同；B一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反；C在同样时间内，作用力力和反作用力的功大小不一定相等，但正负符号一定相反；D在同样的时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正负号也不一定相反3如图所示，小物块位于光滑斜面上，斜面位于光滑水平地面上，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力 A垂直于接触面，做功为零 B垂直于接触面，做功不为零C不垂直于接触面，做功为零D不垂直
3、于接触面，做功不为零4图为健身用的“跑步机”示意图质量为m的运动员踩在与水平面成角的静止皮带上，运动员双手抓好扶手并且脚用力向后蹬皮带皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v匀速运动则在运动过程中 A.人对皮带的摩擦力一定是滑动摩擦力 B.人对皮带不做功 C.人对皮带做功的功率一定为mgvsin D.人对皮带做功的功率为fv5一辆小车原先在平直公路上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受到的牵引力F和阻力f 随时间的变化规律如图甲所示，则作用在小车上的牵引力的功率随时间变化的 规律是图乙中的哪一个？ 6两块相同材料的物块A、B，放在水平粗糙的地面上，有力F的作用下一同前进，如图所示，已知m
4、a: mb2: 1，在运动过程中，力F一共对物体作功300J，则A对B的弹力对B做的功为()A100JB150JC300JD条件不足，无法确定7在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为m现B球静止，A球向B球运动，发生正碰已知碰撞过程中，总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为EP，则碰前A球的速度等于()ABC2D28如图，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作研究对象，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的过程中 A动量守恒，机械能守恒B动量不守恒，机械能不守恒C动量守恒，机械能不守恒D动
5、量不守恒，机械能守恒9如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙。用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E。这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是 FAB A.撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒 B.撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒 C.撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E D.撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E/310如图所示，A、B两物体质量分别是mA和mB，用劲度系数为k的轻弹簧相连，A、B处于静止状态现对A旋竖直向上的力F，A由静止向
6、下运动至最大速度时，重力做功为()AmA2g2/kBm2Bg2/kCmA(mAmB)g2/kDmB(mAmB)g2/k11如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动，开始时OB与地面垂直，放手开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是（ ）AA球到达最低点时速度为零BA球机械能减少量等于B球机械能增加量CB球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度D当支架从左向右回摆时，A球一定能回到其始高度12如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板M的左端，右端与小木块m连接，
7、且M、m及M与地面之间接触面光滑，开始时M和m均静止，现同时对M、m施加等大反向的水平恒力F1和F2，从两物体开始运动以后的整个过程中，对M、m和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是A由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒B由于F1、F2分别对M、m做正功，故系统动能不断增加C由于F1、F2分别对M、m做正功，故系统机械能不断增加D当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，M、m的动能最大题号123456789101112答案第卷(非选择题，共72分)二、实验题，本题共14分13用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电
8、和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。打点计时器纸带夹子重物（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A. 按照图示的装置安装器件；B. 将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C. 用天平测出重锤的质量；D. 释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E. 测量纸带上某些点间的距离；F. 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，将其选项对应的 字母填在下面的空行内，并说明其原因。答： As2s1BCDEs0O（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加
9、速度a的数值。如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，使用交流电的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a_。（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是_。试用这些物理量和纸带上的数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F_。三、本题共5小题，共58分，解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只
10、写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。BAOC30014（10分）如图所示，用汽车通过定滑轮拉动水平平台上的货物，若货物的质量为m，与平台间的动摩擦因数为，汽车从静止开始把货物从A拉到B的过程中，汽车从O到达C点处时速度为v，若平台的高度为h，滑轮的大小和摩擦不计，则这一过程中汽车对货物做的功？15（10分）如图所示，质量为m的子弹以速度v从正下方向上击穿一个质量为M的木球，击穿后木球上升的最大高度为H，求击穿木球后子弹上升的最大高度？设木球上升过程所受空气阻力是重力的0.2倍，子弹受空气阻力可以不计。16（10分）总质量为M的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节
11、车厢质量为m，中途脱钩，司机发觉时，机车已行驶了L距离，于是立即关闭油门，撤去牵引力，设运动的阻力与质量成正比，机车的牵引力恒定，当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？17（12分）如图所示，一质量为m的小球自光滑斜面顶端A由静止开始自由滑下，在斜面底端B进入半径为R的光滑圆形轨道，已知小球在B处无能量损失，试求： A点离轨道最底点至少多高时，小球就可以到达圆轨道的最高点？ 此过程中，小球通过圆轨道的最底点B时对轨道的压力多大？hORCABO18（12分）在工厂的流水线上安装有水平传送带，用水平传送带传送工件，可大大提高工作效率。水平传送带以恒定速率v=2m/s运送质量为m=0.5kg的工
12、件，工件都是以v0=1m/s的初速从A位置滑上传送带。工件与传送带之间的动摩擦因数为=0.2，每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即滑上传送带取g=10m/s2求：（1）工件经多长时间停止相对滑动；（2）在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离；（3）摩擦力对每个工件做的功；（4）每个工件与传送带之间因摩擦而产生的热量。vAv0机械能单元测试答案1BD解析：物体受重力mg，空气阻力F，拉力F，设物体上升高升高度为h，由动能定理知：WFWFmghEk所以C错，木箱克服重力做功为mgh，即为木箱重力势能增量，所以B对由WFWFmghEk，所以D对A错2BD 解析：本题辨析一对平衡力
13、和一对作用力和反作用力的功、冲量因为，一对平衡力大小相等、方向相反，作用在同一物体上，所以，同一段时间内，它们的冲量大小相等、方向相反，故不是相同的冲量，则A错误如果在同一段时间内，一对平衡力做功，要么均为零（静止），要么大小相等符号相反（正功与负功），故B正确至于一对作用力与反作用力，虽然两者大小相等，方向相反，但分别作用在两个不同物体上（对方物体），所以，即使在同样时间内，力的作用点的位移不是一定相等的（子弹穿木块中的一对摩擦力），则做功大小不一定相等而且作功的正负号也不一定相反（点电荷间相互作用力、磁体间相互作用力的做功，都是同时做正功，或同时做负功）因此C错误，D正确 3B 解析：根据
14、功的定义W=Fscos为了求斜面对小物块的支持力所做的功，应找到小物块的位移。由于地面光滑，物块与斜面体构成的系统在水平方向不受外力，在水平方向系统动量守恒。初状态系统水平方向动量为零，当物块有水平向左的动量时，斜面体必有水平向右的动量。由于mM，则斜面体水平位移小于物块水平位移。根据图中关系可以确定支持力与物块位移夹角大于90，则斜面对物块做负功。应选B。4D 解析：运动员双手抓好扶手并且脚用力向后蹬皮带，可以没有相对滑动，所以，运动员和皮带之间的摩攘力可以是静摩擦力，在摩擦力作用下，皮带匀速运动，所以人对皮带做功，人对皮带摩擦力等于皮带运动过程中受到的阻力f，所以，人对皮带做功的功率为fv
15、，故选择D.5C 解析：因为(Ff)恒定，物体做匀加速运动，根据公式PFv可知C正确。6A解析：对整体有F(mAmB)g(mAmB)a，对物块B有FBmBgmBa，则，由于A、B一同前进，位移s相同，故，所以WBW100J7C解析：设A球碰前速度为v0，两球压缩最紧时一定是相对速度为零，即AB球获得共同速度v，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，则mv02mvmv2mvEP，解得v0，选项C正确8B 解析：以子弹、弹簧、木块为研究对象，分析受力。在水平方向，弹簧被压缩是因为受到外力，所以系统水平方向动量不守恒。由于子弹射入木块过程，发生巨烈的摩擦，有摩擦力做功，系统机械能减少，也不守恒，故B正确
16、。8B 解析：以子弹、弹簧、木块为研究对象，分析受力。在水平方向，弹簧被压缩是因为受到外力，所以系统水平方向动量不守恒。由于子弹射入木块过程，发生巨烈的摩擦，有摩擦力做功，系统机械能减少，也不守恒，故B正确。9BD 解析：A离开墙前墙对A有弹力，这个弹力虽然不做功，但对A有冲量，因此系统机械能守恒而动量不守恒；A离开墙后则系统动量守恒、机械能守恒。A刚离开墙时刻，B的动能为E，动量为p=向右；以后动量守恒，因此系统动能不可能为零，当A、B速度相等时，系统总动能最小，这时的弹性势能为E/3。 10C解析：初始状态弹簧被拉伸，当弹簧被压缩时达到最大速度即此过程A下落，重力做功为11BCD 解析：看
17、作一个整体，系统机械能守恒，所以B、D正确。由于mA mB，所以球A到最低位置时重力势能减少量大于B球重力势能增加量，系统重力势能减少转化为系统动能，所以此时A、B两球有速度将继续向左摆，所以C正确。12D 解析：F1、F2大于弹力过程，M向左加速运动，m向右加速运动，F1、F2均做正功，故系统动能和弹性势能增加，A错。当F1、F2小于弹力，弹簧仍伸长，F1、F2还是做正功，但动能不再增加而是减小，弹性势能在增加，B错。当M、m速度减为零，M、m反向动，这时F1、F2又做负功，C也错。13步骤B是错误的。应该接到电源的交流输出端。步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带。步骤C不
18、必要，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量m，可以约去。重锤的质量m 14对货物由动能定理得： Wmgs =0 ，货物的位移 s =h =h ，在C点时对汽车速度进行分解得货物的速度 vB=vcos300=，由得 W=mgh+15解：设子弹击穿木球后，木球的速度为v1，子弹的速度为v2，根据动量守恒有mv=mv2+Mv1根据机械能守恒定律有根据动能定理有：联立解得16解析：分别画出机车和末节车厢运动的示意图，如图，设机车的牵引力为F，脱钩前列车的速度为V，脱钩后两部分的位移分别为S1、S2。对列车脱钩到静止的全过程，由动能定理得： FLK(Mm)gS10(Mm)V22 对末节车厢，
19、脱钩后运动的全过程用动能定理 KmgS2 mV2 由脱钩前列车匀速运动得： FKMg0 联立解得 SS1S2L 本题也可用补偿法进行分布，若末节车厢脱钩时，司机关闭油门，则两部分运动情况完全相同，停止时间距为零。脱钩后牵引力作了FL的功，才能两部分拉开距离，这部分功补偿机车多行驶距离中克服阻力所作的功。即 KMgLK(Mm)gS SL 说明：对全过程应用动能定理，可不考虑中间变化的过程，解决问题比牛顿运动定律简单方便。17解析：以B点所在的水平面为参考平面，由机械能守恒定律得： 解得， 以B点所在的水平面为参考平面，由机械能守恒定律得：由牛顿第二定律得： 解得， 由牛顿第三定律得，小球对圆轨道最底点的压力大小为，18（1）工件在传送带上匀加速：加速度a=g，相对传送带运动的时间t =0.5s（2）相邻工件间的距离s =（+vt）=vt=1m（3）摩擦力对每个工件做的功为W=0.75J（4）每个工件与传送带之间因摩擦而产生的热量Q=f s相对=mg（vt）=0.25J