四川省宜宾市一中2018-2019学年高中物理上学期第七周周训练题

四川省宜宾市一中2018-2019学年高中物理上学期第七周周训
练题
第一部分双向细目表
题序
考点及具体知识点分
值
设计难
度系数
能力阶层
一级二级了解理解
（掌
握）
综合
应用
第Ⅰ卷选择题
1 动能定理，绳末端问题 6 0.75 √
2 几种功能关系，竖直平面内圆周运动 6 0.75 √
3 机械能守恒，平抛运动 6 0.70 √
4 动能定理，自由落体与竖直上抛运动 6 0.6
5 √
5 功能关系与图象
6 0.70 √
6 能量守恒，滑板模型 6 0.70 √
7 牛顿运动定律和单个物体机械能守恒，图象 6 0.70 √
8 动力学分析和系统机械能守恒 6 0.70 √
9 圆周运动分析 6 0.65 √
10 万有引力，双星问题 6 0.60 √
第Ⅱ卷非选择题11
探究合力做功与物体速度变化量的关系（橡皮
筋）
6 0.85 √
12 探究动能定理9 0.75
√
13 牛顿运动定律、动能定理17 0.60 √
14
动力学分析、能量守恒
17 0.50 √
合计110 0.64
满分110分，考试时间50分钟
一、选择题（本小题共10小题，1～5题为单项选择题，6～10题为多项选择题，每小题6
分，共60分，全选对的得6分，未选全得3分，有错选的得0分）
1．如图所示，质量为m的物体静置在水平光滑平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度v0向右匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处，在此过程中人所做的功为( )
A.mv20
2
B.
2mv20
2
C.mv20
4
D．mv20
2.如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、
2
OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力．已知AP ＝2R ，重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程
中( )
A ．重力做功2mgR
B ．机械能减少mgR
C ．合外力做功mgR
D
．克服摩擦力做功1
2
mgR
3．取水平地面为重力势能零点．一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力．该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )
A.π6
B.π4
C.π3
D.π12
4．如图所示，将小球a 从地面以初速度v 0竖直上抛的同时，将另一相同
质量的小球b 从距地面h 处由静止释放，两球恰在h
2
处相遇(不计空气阻
力)．则( )
A ．两球同时落地
B ．相遇时两球速度大小相等
C ．从开始运动到相遇，球a 动能的减少量等于球b 动能的增加量
D ．相遇后的任意时刻，重力对球a 做功功率和对球b 做功功率相等
5．静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是( )
6. 如图所示，长木板A 放在光滑的水平地面上，物体B 以水平速度冲上A 后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A 上，则从B 冲到木板A 上到相对木板A 静止的过程中，下述说法中正确的是( )
A ．物体
B 动能的减少量等于系统损失的机械能 B ．物体B 克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量
C ．物体B 损失的机械能等于木板A 获得的动能与系统损失的机械能之和
D ．摩擦力对物体B 做的功和对木板A 做的功的总和等于系统内能的增加量
7. 如图，游乐场中，从高处A 到水面B 处有两条长度相同的光滑轨道．甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A 处自由滑向B 处，下列说法正确的有( )
A ．甲的切向加速度始终比乙的大
B ．甲、乙在同一高度的速度大小相等
C ．甲、乙在同一时刻总能到达同一高度
D ．甲比乙先到达B 处
8. 如图所示，物体A 、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，
物体A 、B 的质量分别为m 、2m ，开始时细绳伸直，用手托着物体A 使弹簧处于原长且A 与地面的距离为h ，物体B 静止在地面上．放手后物体A 下落，与地面即将接触时速度为v ，此时物体B 对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是( )
A ．物体A 下落过程中的任意时刻，加速度不会为零
B ．此时弹簧的弹性势能等于mgh ＋12
mv 2
C ．此时物体B 处于平衡状态
D．此过程中物体A的机械能变化量为mgh－
1
2
mv2
9．如图所示，物体P用两根长度相等、不可伸长的细线系于竖直杆上，它随
杆转动，若转动角速度为ω，则( )
A．ω只有超过某一值时，绳子AP才有拉力
B．绳子BP的拉力随ω的增大而不变
C．绳子BP的张力一定大于绳子AP的张力
D．当ω增大到一定程度时，绳子AP的张力大于绳子BP的张力
10. 宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕
转，称之为双星系统．在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统．设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示．若AO>OB，则( )
A．星球A的质量一定大于星球B的质量
B．星球A的线速度一定大于星球B 的线速度
C．双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案
二、实验题（本题16分）
11．（8分）某同学做“探究合力做功与物体速度变化量的关系”的实验装置如图所示，小车在橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行。

用1条橡皮筋时弹力对小车做的功记为W，当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。

实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

回答下列问题：
(1)本实验中，要调节小木块a的位置，目的是
__________________________。

(2)用完全相同的橡皮筋的目的是
____________________________________，
每次实验__________(填“必须”或“不必”)计算出橡皮筋对小车做功的具体数值。

(3)为了测量小车获得的速度，应选用纸带上所打的点间距__________(填“相等”或“不
相等”)的一段。

12. （8分）某学习小组用如图甲所示的实验装置探究动能定理，已知小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，实验中砂桶未到达地面，要完成该实验，请回答下列问题：
(1)实验时为保证小车受到的拉力大小与砂和砂桶的总重力大小近似相等，应使砂和砂桶的总质量远小于小车质量；实验时为保证小车受到的细线拉力等于小车所受的合外力，需要的操作是__________．
甲
(2)在满足第(1)问的条件下，若通过实验得到的纸带如图3乙所示，A、B、C、D、E为计数点，相邻两点间的时间间隔为T，当地重力加速度为g，相邻计数点间的距离分别为x1、x2、x3、x4，其中B点和D点对应时刻小车的瞬时速度用v B和v D表示，则v B＝__________.小车在运动中对应纸带打B、D两点的过程，动能变化量的表达式ΔE k＝__________；小车合外力做的功的表达式为W＝__________.在多组实验数据基础上，分析小车所受合外力做的功与动能变化量的关系为W＝ΔE k.
7 3
乙
三、计算题（本题共两小题，32分）
13. (14分)如图，质量为M＝2 kg的顶部有竖直壁的容器A，置于倾角为θ＝30°的固定
光滑斜面上，底部与斜面啮合，容器顶面恰好处于水平状态，容器内有质量为m＝1 kg 的光滑小球B与右壁接触．让A、B系统从斜面上端由静止开始下滑L后刚好到达斜面底端，已知L＝2 m，取重力加速度g＝10 m/s2.求：
(1)小球到达斜面底端的速度大小；
(2)下滑过程中，A的水平顶面对B的支持力大小；
(3)下滑过程中，A对B所做的功．
14. (20分)如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角θ＝30°，传送带在电动机的带动下，始终保持v0＝2 m/s的速率运行，现把一质量为m＝10 kg的工件(可看做质点)轻轻放在传送带的底端，经过时间t＝1.9 s，工件被传送到h＝1.5 m的高处，取g＝10 m/s2求：
(1)工件与传送带间的动摩擦因数；
(2)电动机由于传送工件多消耗的电能．
第三部分答案
1.【答案】 C
【解析】由题意知，绳与水平方向夹角为45°时，沿绳方向的速度v＝v0cos 45°＝2v0 2
，
2
7
5
故质量为m 的物体速度等于2v 0
2
，对物体应用动能定理可知，在此过程中人所做的功为W ＝12mv 20－12mv 2＝mv 2
4，C 正确． 2.【答案】 D
【解析】 小球到达B 点时，恰好对轨道没有压力，故只受重力作用，根据mg ＝mv 2
R
得，小
球在B 点的速度v ＝gR .小球从P 点到B 点的过程中，重力做功W ＝mgR ，故选项A 错误；
减少的机械能ΔE 减＝mgR －12mv 2＝12mgR ，故选项B 错误；合外力做功W 合＝12mv 2＝1
2
mgR ，故选
项C 错误；根据动能定理得，mgR －W f ＝12mv 2－0，所以W f ＝mgR －12mv 2＝1
2
mgR ，故选项D 正确．
3.【答案】 B
【解析】 根据平抛运动的规律和机械能守恒定律解题．设物块水平抛出的初速度为v 0，高
度为h ，由机械能守恒定律得12mv 2
0＝mgh ，即v 0＝2gh .物块在竖直方向上的运动是自由落体
运动，故落地时的竖直分速度v y ＝2gh ＝v x ＝v 0，则该物块落地时的速度方向与水平方向的
夹角θ＝π
4
，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．
4.【答案】 C
【解析】 对b 球，由h 2＝12gt 2得t ＝ h
g
，v b ＝gt ＝gh .以后以初速度gh 匀加速下落．对
a 球，h 2＝v 0t －12gt 2得v 0＝gh ，在h 2处，v a ＝v 0－gt ＝0，以后从h
2
处自由下落．故落地时间
t b <t a ，a 、b 不同时落地，选项A 错误．相遇时v b ＝gh ，v a ＝0，选项B 错误．从开始运动
到相遇，根据动能定理可知，a 球动能减少mgh 2
，b 球动能增加mgh
2
，选项C 正确．相遇之后，
重力对b 球做功的功率P b ＝mgv b ＝mg (gh ＋gt )，重力对a 球做功的功率P a ＝mg (v a ＋gt )＝mg ·gt ，P b >P a ，选项D 错误． 5.【答案】 C
【解析】 以地面为零势能面，以竖直向上为正方向，则对物体，在撤去外力前，有F －mg
＝ma ，h ＝12at 2，某一时刻的机械能E ＝ΔE ＝F ·h ，解以上各式得E ＝Fa 2
·t 2∝t 2
，撤去外力
后，物体机械能守恒，故只有C 正确． 6.答案 CD 7.【答案】 BD
【解析】 甲、乙两小孩沿光滑轨道从A 运动到B ，只有重力做
功，根据机械能守恒定律，得mgh ＝12
mv 2
，即v ＝2gh ，所以甲、
乙两小孩在同一高度时，速度大小相等，选项B 正确；甲、乙两小孩在运动过程的v －t 图象如图所示．由v －t 图象可知，选项A 、C 错误，选项D 正确． 8.【答案】 CD
【解析】 对物体A 进行受力分析可知，当弹簧的弹力大小为mg 时，物体A 的加速度为零，
A 错误；由题意和功能关系知弹簧的弹性势能为E p ＝mgh －12
mv 2
，B 错误；当物体B 对地面恰
好无压力时，说明弹簧的弹力大小为2mg ，此时B 所受合外力为零，恰好处于平衡状态，C
正确；弹簧的弹性势能的增加量等于物体A 的机械能的减少量(mgh －12
mv 2
)，D 正确．
2
9.答案 AC
解析 ω较小时，AP 松弛，绳子BP 的拉力随ω的增大而增大，故A 选项正确，B 选项错误．当ω达到某一值ω0时，AP 刚好绷紧．物体P 受力分析如图所示，其合力提供向心力，竖直方向合力为零．故F BP >F AP ，C 选项正确，D 选项错误． 10.答案 BD
解析 设双星质量分别为m A 、m B ，轨道半径分别为R A 、R B ，两者间距为L ，周期为T ，角速度为ω，由万有引力定律可知：
Gm A m B L 2＝m A ω2R A ① Gm A m B L
2＝m B ω2
R B ② R A ＋R B ＝L ③ 由①②式可得m A m B ＝R B
R A
，而AO >OB ，故A 错误．
v A ＝ωR A ，v B ＝ωR B ，B 正确．
联立①②③得G (m A ＋m B )＝ω2L 3
，
又因为T ＝2πω， 故T ＝2π L 3
G m A ＋m B
，可知C 错误，D 正确．
11.解析 为了使物体所受的合外力等于橡皮筋的弹力，必须平衡摩擦力；只有相同橡皮筋
伸长相同的长度，每条橡皮筋对小车所做的功才相等；橡皮筋恢复到原长后，小车将做匀速直线运动，故应求小车做匀速直线运动时的速度。

答案 (1)使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡 (2)便于表示合外力做的功；不必 (3)相等
12.【解析】 根据做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时
速度可知，v B ＝x 1＋x 22T ；v D ＝x 3＋x 4
2T .小车在运动中对应纸带打B 、D 两点的过程，动能变化量
表达式：ΔE k ＝12Mv 2D －12Mv 2B ＝12M ·(x 3＋x 42T )2－12M (x 1＋x 22T
)2
.根据题述，砂和砂桶的总质量远小
于小车质量，小车所受合外力等于砂和砂桶的总重力，即为mg ，小车从B 到D ，合外力做的功的表达式为W ＝mg (x 2＋x 3)．
【答案】 (1)平衡摩擦力 (2)x 1＋x 2
2T
12M (x 3＋x 42T )2－12M (x 1＋x 22T
)2 mg (x 2＋x 3) 13.解析 (1)根据机械能守恒定律：
(M ＋m )gL sin θ＝12(M ＋m )v 2
(2分)
解得：v ＝2gL sin θ＝2 5 m/s
(2分)
(用牛顿运动定律和运动学知识求出速度的同样给4分) (2)小球与容器一起沿斜面自由下滑，加速度为a ＝g sin θ
(1
分)
对B 进行受力分析，如图所示，竖直方向受mg 、F N 作用，斜向下加速运动，根据牛顿第二定律
mg －F N ＝ma sin θ (3分) 代入a ＝g sin θ
解得F N ＝mg (1－sin 2 θ)＝mg cos 2
θ＝7.5 N (2分) (3)设A 对B 做的功为W m ，则根据动能定理
mgL sin θ＋W m ＝12
mv 2
(2分)
解得W m ＝12
mv 2
－mgL sin θ
7 7
＝12m (2gL sin θ)2
－mgL sin θ＝0 (2分)
答案 (1)2 5 m/s (2)7.5 N (3)0
14.解析 (1)由题图可知，传送带长x ＝h
sin θ
＝3 m.
假设工件在运动到最大高度之前已经开始做匀速运动．
工件速度达到v 0前，设工件运动的时间为t 1，则匀加速运动的位移x 1＝v t 1＝v 0
2
t 1
匀速运动的位移为x －x 1＝v 0(t －t 1)
解得加速运动的时间t 1＝0.8 s ，所以假设成立． 加速度a ＝v 0t 1
＝2.5 m/s 2
由牛顿第二定律有：μmg cos θ－mg sin θ＝ma ，解得μ＝32
. (2)从能量守恒的观点来看，显然电动机多消耗的电能用于增加工件的动能和势能以及克服传送带与工件之间发生相对位移时摩擦力做功产生的热量． 在时间t 1内，传送带运动的位移x 传＝v 0t 1＝1.6 m 在t 1时间内，工件运动的位移x 1＝v 0
2
t 1＝0.8 m
在时间t 1内，工件相对传送带的位移x 相对＝x 传－x 1＝0.8 m 在时间t 1内，摩擦生热Q ＝μmg cos θ·x 相对＝60 J
工件获得的动能E k ＝12
mv 2
0＝20 J
工件增加的势能E p ＝mgh ＝150 J
电动机多消耗的电能W ＝Q ＋E k ＋E p ＝230 J.
答案 (1)3
2
(2)230 J。