本試卷分題卷和答卷兩部分，滿分為100分，考試用時為75分鐘。答案請?zhí)顚懺诖鹁砩?，考試結束時只提交答卷。
一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。
1. 下列關于機械能守恒的說法中正確的是：（ ）
A. 做勻速直線運動的物體機械能一定守恒
B. 合力對物體做的功不為零，其機械能可能守恒
C. 合力對物體做功為零，其機械能一定守恒
D. 物體只受重力時，其機械能才守恒
【答案】B
【解析】
【分析】
【詳解】AC．如物體勻速上升，動能不變，合力做功為零，重力勢能增加，機械能不守恒。AC錯誤；
B．如果物體的合力等于物體的重力，則物體機械能守恒。B正確；
D．物體只有重力做功，其機械能守恒。如果物體受到其他力，但是其他力不做功或做功之和為零，機械能守恒。D錯誤。
故選B。
2. 如圖，質(zhì)量為m的小球，從桌面上方高為h1的A點自由下落到地面上的B點，桌面高為h2，重力加速度為g，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）
A. 取A點重力勢能為0，小球落地時機械能為0
B. 取A點重力勢能為0，小球落地時機械能為mg(h1+h2)
C. 取桌面處重力勢能0，小球落地時機械能為mgh2
D. 取地面處重力勢能為0，小球落地時機械能為mgh1
【答案】A
【解析】
【詳解】AB．取A點重力勢能為0，在下落過程中，機械能守恒，開始時機械能為零，故落地時小球落地時機械能為0，故A正確，B錯誤；
C．取桌面處重力勢能為0，下落過程中，機械能守恒，開始時機械能為，小球落地時機械能為，故C錯誤；
D．取地面處重力勢能為0，下落過程中，機械能守恒，開始時機械能為，小球落地時機械能為，故D錯誤．
故選A。
3. 如圖所示，某物體在運動過程中，受豎直向下的重力和水平方向的風力，某段時間內(nèi)，重力對物體做功4J，物體克服風力做功3J，則以下說法中正確的是（ ）
A. 外力對物體做的總功為7JB. 物體的動能增加了1J
C. 物體的機械能增加了3JD. 物體的重力勢能增加了4J
【答案】B
【解析】
【詳解】A．功是標量，故外力做功為
故A錯誤；
B．根據(jù)動能定理可知
故動能的增加量為
故B正確；
C．風力對物體做負功，故物體的機械能增加量等于風力所做的功，故有
物體的機械能減小了3J，故C錯誤；
D．由于重力做正功，故物體的重力勢能減小，減小量為4J，故D錯誤。
故選B。
4. 如圖甲，質(zhì)量m=10kg的物體靜止在水平地面上，在水平推力F作用下開始運動，水平推力（F）隨位移（x）變化的圖像如圖乙。已知物體與地面間的動摩擦因數(shù)，取重力加速度大小，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則（ ）
A. 在0～10m的過程中，推力F對物體所做的功為1000J
B. 在0～10m的過程中，滑動摩擦力對物體所做的功為500J
C. 物體的位移x=5m時，其速度大小為5m/s
D. 物體的位移x=10m時，其速度大小為10m/s
【答案】C
【解析】
【詳解】ABD．x=10m時，設物體的速度大小為v，F(xiàn)-x圖像與坐標軸所圍的面積表示F的功，則物體的位移在0~10m的過程中，力F對物體所做的功為
滑動摩擦力對物體所做的功為
根據(jù)動能定理有
解得
故ABD錯誤；
C．由題圖乙可知F隨x變化的關系式為
則物體所受合外力隨x的表達式為
當x＜5m時，F(xiàn)合始終沿正方向，物體做加速度減小的加速運動，速度一直增大，當x=5m時速度達到最大值，0~5m過程中，F(xiàn)做的功為
x=5m時，物體速度達到最大值vm，根據(jù)動能定理有
解得
故C正確。
故選C。
二、雙項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有兩項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
5. 如圖所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上。其正上方A位置有一只小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零，在小球從A到D的下降過程中，下列說法正確的是（ ）
A. 小球的機械能守恒
B. 小球和彈簧組成系統(tǒng)機械能守恒
C. 從B到C的過程中，小球的機械能一直增大
D. 從C到D的過程中，小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和不斷增加
【答案】BD
【解析】
【詳解】AB．小球在運動過程中，受到重力和彈簧的彈力，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，故B正確，A錯誤；
C．從B到C的過程中，小球的重力勢能減少量等于彈簧彈性勢能的增加量與小球動能增加量之和，小球的機械能一直減小，故C錯誤；
D．從C到D過程中，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，小球的動能不斷減小，小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和不斷增加，故D正確。
故選BD。
6. 一質(zhì)量為1kg的物體置于升降機的水平地板上，t=0時刻升降機由靜止沿豎直方向運動。取豎直向下的方向為正，其加速度a隨時間t變化的圖像如圖，，則（ ）
A. 在0～2s內(nèi)，升降機對物體做功48J
B. 在2～6s內(nèi)，升降機對物體做功－160J
C. 第7s末，重力對物體做功的瞬時功率為20W
D. 在0～8s內(nèi)，重力對物體做功平均功率為20W
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．由題圖可知，在0~2s內(nèi)，物體豎直向下做勻加速運動，且升降機對物體的作用力方向豎直向上，與物體的運動方向相反，故升降機對物體做負功，故A錯誤；
B．2s末，物體速度為
在2～6s內(nèi)物體加速度為0，做勻速直線運動，位移為
升降機對物體做功
故B正確；
C．第7s末，物體速度為
重力對物體做功的瞬時功率為
故C正確；
D．0-2s物體位移為
6-8s物體位移為
在0～8s內(nèi)，重力對物體做功平均功率為
故D錯誤。
故選BC。
7. 如圖所示，兩個質(zhì)量均為m用輕彈簧相連接的物塊A、B放在傾角為的光滑斜面上，系統(tǒng)靜止。現(xiàn)用一平行于斜面向上的恒力F拉物塊A，使之沿斜面向上運動，當物塊B剛要離開固定在斜面上的擋板C時，物塊A運動的距離為d、瞬時速度為v，已知彈簧勁度系數(shù)為k，重力加速度為g，則（ ）
A. 物塊A運動的距離d可表示為
B. 物塊A此時的動能可表示為
C. 此過程中，彈簧對物體A先做負功后做正功
D. 彈簧彈性勢能的改變量為
【答案】AB
【解析】
【詳解】A．物塊A原來靜止時彈簧被壓縮，設壓縮量為，根據(jù)平衡關系有
解得
物塊B剛離開擋板時，彈簧被拉長，設伸長量為，根據(jù)平衡關系有
解得
物塊A運動的距離d為
A正確；
BD．彈簧從被壓縮到被拉長，形變量不變，彈性勢能不變，所以彈性勢能的該變量為
根據(jù)功能關系，可得物塊A此時的動能為
B正確，D錯誤；
C．彈簧先被壓縮，對A有沿斜面向上的彈力，所以先做正功，后被拉長，對A有沿斜面向下的彈力，后做負功，C錯誤。
故選AB。
8. 某物體以初動能級沖上一足夠長斜面，再次回到出發(fā)點時，其動能為，若使物體以的初動能第二次沖上斜面，則從第二次沖上斜面到其再次返回出發(fā)點的過程中，以下說法正確的是（ ）
A. 第二次運動的總路程是第一次的兩倍
B. 第二次運動回到出發(fā)點時，速度是第一次回到出發(fā)點的兩倍
C. 第二次運動回到出發(fā)點時，動能為
D. 第二次運動到達最高點時，其機械能為（以出發(fā)點所在平面為參考平面）
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．設以初動能為Ek沖上斜面的初速度為v0，則以初動能為2Ek沖上斜面時，初速度為，加速度相同，根據(jù)
可知第二次沖上斜面的位移是第一次的兩倍，第二次運動的總路程是第一次的兩倍，故A正確；
BC．設第一次沿斜面向上運動的位移為L，根據(jù)功能關系有
第二次運動回到出發(fā)點時，動能為
第二次運動回到出發(fā)點時，速度是第一次回到出發(fā)點的兩倍，故BC錯誤；
D．第二次運動到達最高點時，其機械能為
故D正確。
故選AD。
三、非選擇題：共60分，其中9－11題為填空題，12－13題為實驗題，14－16題為計算題。請根據(jù)要求作答。
9. 如圖所示，質(zhì)量為3kg的木塊放置在傾角為的固定斜面頂端，由靜止開始以2的加速度沿斜面加速下滑，斜面長度足夠，g取10，，，則前2s內(nèi)木塊重力做功的平均功率為______W，第2s末木塊重力做功的瞬時功率為______W。
【答案】 ①. 36 ②. 72
【解析】
【詳解】[1]2s末木塊下滑的位移為
前2s內(nèi)木塊重力的平均功率
[2]2s末木塊重力的瞬時功率
10. 如圖所示，一子彈以水平速度射入放置在光滑水平面上原來靜止的木塊，并留在木塊當中，在此過程中子彈鉆入木塊的深度為d，木塊的位移為l，木塊與子彈間的摩擦力大小為f，則此過程中子彈動能的變化量為________，子彈與木塊間因摩擦產(chǎn)生的熱量為________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【詳解】[1]根據(jù)動能定理
[2]根據(jù)功能關系
11. 如圖，可視為質(zhì)點的小木塊質(zhì)量為m，木板質(zhì)量為M＝3m，長度為L，一輕繩通過定滑輪分別與木板和小木塊連接，小木塊與木板間、木板與水平桌面間的動摩擦因數(shù)均為，開始時木塊靜止在木板左端。用水平向右的拉力將小木塊緩慢向右拉，直到小木塊處于木板正中央，則水平向右的拉力大小為________，該過程此拉力做功為________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【詳解】[1]小木塊勻速運動時，設輕繩的拉力為T，對木塊水平方向根據(jù)平衡關系有
對木板水平方向根據(jù)平衡關系有
解得
[2]若小木塊處于木板正中央，則小木塊的位移為，則拉力對小木塊做的功為
12. 完成以下關于“驗證機械能守恒定律”實驗相關問題。
（1）下列是實驗時釋放紙帶前的瞬間狀態(tài)圖，重錘和手的位置合理的是（ ）
A. B.
C. D.
（2）某同學按照正確的實驗步驟操作后，選出一條紙帶如圖所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為紙帶上連續(xù)的三個點跡，與O點距離如圖，已知打點計時器的頻率為50Hz，重物的質(zhì)量為200g，當?shù)刂亓铀俣葹?.8，在OB段運動過程中，重物重力勢能的減少量_____________J，重物的動能增加量_____________J（結果均保留三位有效數(shù)字）。
【答案】（1）C （2） ①. ②.
【解析】
【小問1詳解】
為了減小實驗誤差和充分利用紙帶，釋放前必須保持提起的紙帶處于豎直位置，并且使重物靠近打點計時器。
故選C。
【小問2詳解】
[1]由圖可知，OB段的距離為
故重力勢能的減少量為
[2]打點計時器打點周期為
勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程的平均速度，所以B點的瞬時速度為
重物的動能增加量
13. 小明用如圖所示裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗。已知遮光條的寬度為d，鉤碼質(zhì)量為m，帶遮光條的滑塊總質(zhì)量為M，重力加速度為g。
（1）該實驗中M______（選填“必須”或“無須”）遠大于m；
（2）將滑塊移至圖示位置，測出遮光條到光電門的距離L，然后開啟氣泵，由靜止釋放滑塊，讀出遮光條通過光電的擋光時間t，則從滑塊由靜止釋放到遮光條運動到光電門的過程中，若滿足關系式（用題中給出的字母表示）______，則鉤碼與滑塊組成的系統(tǒng)機械能守恒；
（3）按步驟（2）的驗證方式，實驗中______（選填“必須”或“無須”）將氣墊導軌調(diào)為水平狀態(tài)；
（4）若氣墊導軌左端的滑輪調(diào)節(jié)過高，使得拉動滑塊的繩子與氣墊軌道之間存在夾角，不考慮其它影響，則從滑塊由靜止釋放到遮光條運動到光電門的過程中，系統(tǒng)動能增加量的測量值______（選填“大于”“小于”或“等于”）真實值。
【答案】（1）無須 （2）
（3）必須 （4）大于
【解析】
【小問1詳解】
本實驗不需要記錄繩上的力表示M的合力，無須M遠大于m。
【小問2詳解】
系統(tǒng)的重力勢能減少量為mgL，利用遮光條通過光電門的平均速度代替瞬時速度為
系統(tǒng)增加的動能為
若系統(tǒng)符合機械能守恒定律，則
測得的物理量應滿足的關系式為
【小問3詳解】
使鉤碼減少的重力勢能全部轉化成系統(tǒng)增加的動能，必須將氣墊導軌調(diào)至水平。
【小問4詳解】
若氣墊導軌左端的滑輪調(diào)節(jié)過高，使得拉動物塊的繩子與氣墊軌道之間存在夾角，則鉤碼減少的重力勢能沒有全部轉化成系統(tǒng)增加的動能，其中一部分轉化為滑塊的重力勢能，則系統(tǒng)增加動能減少，實驗中鉤碼減少重力勢能作為系統(tǒng)動能的增加量的測量值，故系統(tǒng)動能增加量的測量值大于動能增加量的真實值。
14. 一輛汽車在平直公路上行駛，已知汽車質(zhì)量，發(fā)動機最大的輸出功率，設汽車行駛過程中受到的阻力大小恒為，g取10。
（1）求該汽車所能達到的最大速度大小；
（2）若汽車從靜止開始做勻加速直線運動，直到發(fā)動機達到最大輸出功率，已知汽車加速度大小為2.0，求汽車勻加速運動的時間；
（3）若汽車保持最大功率行駛，當速度為16m/s時，求此時汽車的加速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）設汽車以額定功率啟動后達到最大速度vm時牽引力為F0，汽車達到最大速度時有
又
聯(lián)立，解得
（2）設汽車在勻加速運動時，牽引力為F1，根據(jù)牛頓第二定律
解得
設保持勻加速的時間t，勻加速達到的最大速度為v1，則有
解得
根據(jù)
解得
（3）當速度為，此時牽引力為F2，則
解得
根據(jù)牛頓第二定律
解得
15. 如圖所示，三個可視為質(zhì)點的小球a、b、c質(zhì)量分別為2m、2m、3m，通過不可伸長的輕繩跨過輕質(zhì)定滑輪連接，小球a離地面的高度為h，a、b間繩長為h，小球b、c等高，將小球a、b、c從圖示位置由靜止釋放，所有小球著地后均不反彈，小球a著地后立刻燒斷a、b間細繩并撤去小球a，滑輪高度足夠，摩擦及空氣阻力均不計，重力加速度大小為g，求：
（1）小球a著地前瞬間的速度大??；
（2）從釋放到小球a著地的過程中繩子對小球a做的功；
（3）小球b運動過程中所能到達的最大離地高度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）根據(jù)題意，設釋放后b、c間繩子拉力為，對小球有
對a、b整體有
聯(lián)立解得
小球a著地前瞬間的速度大小
（2）根據(jù)題意，設從釋放到小球a著地的過程中繩子對小球a做的功為，對小球由動能定理有
解得
（3）設剪斷a、b間細繩后，b、c間繩子拉力為，對小球有
對小球有
解得
則小球向下運動的最大距離為
之后開始向上加速直到小球落地，則有
小球落地后，小球開始向上減速，加速度為向下的重力加速度，則有
聯(lián)立解得
則小球b運動過程中所能到達的最大離地高度
16. 如圖，豎直平面內(nèi)固定一光滑弧形軌道，軌道在M處與水平傳送帶相切，傳送帶與左側緊靠的水平臺面等高，臺面長度s＝2.5m的PN部分粗糙，P點左側部分光滑，一左端固定、水平放置的輕質(zhì)彈簧處于原長狀態(tài)。質(zhì)量m＝1kg的小物塊（視為質(zhì)點）從A點由靜止沿弧形軌道下滑，AM兩點高度差h＝3.8m。已知傳送帶的長度L＝5.0m，以速度v＝6m/s順時針轉動，物塊與臺面PN部分、物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.20，取，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，求：
（1）物塊第一次到達N點時的速度大??；
（2）物塊第二次到達N點時的速度大?。?br>（3）保持傳送帶順時針運行，僅改變傳送帶運行速度大小，仍讓小物塊從A點由靜止下滑，為使小物塊恰好靜止N點（到N點速度為零），求傳送帶運行速度大小。（弧形軌道高度足夠）
【答案】（1）m/s；（2）6m/s；（3）
【解析】
【詳解】（1）從A到N，由動能定理可得
解得
（2）物塊第二次到達N點時，由動能定理可得
解得
（3）物塊第二次到達N點時，動能為
物塊經(jīng)PN段來回、MN段克服摩擦做功為
，
小物塊經(jīng)M點再回到N點，此時的動能應該為，則小物塊在M點的動能為，對應的速度為，此速度為小物塊從N點向M點反向加速和傳送帶共速的速度

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