D．不能确定
10.关于做功和物体动能变化的关系，正确的是（ ）
A．只要动力对物体做功，物体的动能就增加
B．只要物体克服阻力做功，它的动能就减少
C．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差
D．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化
11.下列哪种设备实现了电能转换为机械能，从而极大地促进了社会生产力发展（ ）
A．发电机B．电动机C．电饭锅D．电磁炉
12.在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空．若减小风力，体验者在加速下落过程中（ ）
A．失重且机械能增加B．失重且机械能减少
C．超重且机械能增加D．超重且机械能减少
二、多选题（共4小题,每小题4.0分,共16分）
13.（多选）物体做曲线运动时，下列说法中正确的是（ ）
A．速度一定变化B．加速度一定变化
C．合力一定不为零D．合力方向与速度方向一定不在同一直线上
14.（多选）一颗围绕地球运行的飞船，其轨道为椭圆．已知地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g.则下列说法正确的是（ ）
A．飞船在远地点速度一定大于
B．飞船在近地点瞬间减速转移到绕地圆轨道后，周期一定变小
C．飞船在远地点瞬间加速转移到绕地圆轨道后，机械能一定变小
D．飞船在椭圆轨道上的周期可能等于π
15.（多选）下列服从经典力学规律的是（ ）
A．自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动
B．发射导弹、人造卫星、宇宙飞船
C．物体运动的速率接近于真空中的光速
D．地壳的变动
16.（多选）两个质量不同的小铁块A和B，分别从高度相同且都光滑的斜面和圆弧斜面的顶点滑向底部，如图所示，如果它们的初速度都为零，则下列说法正确的是（ ）
A．下滑过程中重力所做的功相等
B．它们到达底部时动能相等
C．它们到达底部时速率相等
D．它们在下滑过程中各自机械能不变
分卷II
三、实验题（共2小题,共14分）
17.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示．所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．
（1）有一个同学通过以上实验测量后，把6组数据描点在如图所示坐标系中，请作出F-L图线．
（2）由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________cm，劲度系数k＝________N/m.
（3）试根据该同学以上的实验情况，帮助他设计一个记录实验数据的表格（不必填写其实验测得的具体数据）．
（4）该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点：
________________________________________________________________________
缺点：
________________________________________________________________________
18.质量为1kg的重物自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动的过程，打点计时器所接电源为6V、50Hz的交流电源．如图所示，纸带上O点为重物自由下落时纸带打点的起点，选取的计数点A，B，C，D，E、F、G依次间隔一个点（图中未画出），纸带上的数据表示各计数点与O点间的距离．
（1）求出B，C，D，E、F各点的速度并填入下表.
（2）求出物体下落时从O点到B，C，D，E、F各点过程中重力所做的功，并填入下表.
（3）适当选择坐标轴，在下图中作出物体重力做的功与物体速度的平方之间的关系图象．图中纵坐标表示________，横坐标表示________，由图可得重力所做的功与________成________关系．
四、计算题
19.如图所示，转轴O1上固定有两个半径为R和r的轮，用皮带传动O2轮，O2轮的半径是r′，若O1每秒转了5转，R＝1m，r＝r′＝0.5m，则
（1）图中B点转动的角速度是多大？
（2）图中A、C两点的线速度大小分别是多少？
20.如图所示，水平地面上有一高h＝4.2m的竖直墙，现将一小球以v0＝6.0m/s的速度垂直于墙面水平抛出，已知抛出点与墙面的水平距离s＝3.6m、离地面高H＝5.0m，不计空气阻力，不计墙的厚度.重力加速度g取10m/s2.
（1）求小球碰墙点离地面的高度h1.
（2）若仍将小球从原位置沿原方向抛出，为使小球能越过竖直墙，小球抛出时的初速度v的大小应满足什么条件？
21.若宇航员登上月球后，在月球表面做了一个实验：
将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地.若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面.已知引力常量为G，月球的半径为R.求：
（不考虑月球自转的影响）
（1）月球表面的自由落体加速度大小g月.
（2）月球的质量M.
（3）月球的密度.
22.一个质量m＝2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F1＝10N，在水平地面上移动的距离l＝2m．物体与地面间的滑动摩擦力F2＝4.2N，求外力对物体所做的总功．（如图所示）
答案解析
1.【答案】D
【解析】
2.【答案】B
【解析】平抛运动在竖直方向是自由落体运动，h＝
gt2
t＝
＝0.80s，水平方向是匀速直线运动x＝v0t＝16m.
3.【答案】C
【解析】因小球做匀速圆周运动，所以其所受各力的合力一定指向圆心，充当向心力，若受杆弹力为F1、F2、F4时与重力的合力均不可能沿杆指向圆心，只有杆的弹力为F3时合力才可能沿杆指向圆心，故选项C正确．
4.【答案】B
【解析】
5.【答案】C
【解析】行星围绕太阳做匀速圆周运动，太阳对行星的引力提供向心力，与太阳和行星质量的乘积成正比，与行星到太阳的距离的平方成反比，选项A、B、D错误，C正确.
6.【答案】B
【解析】牛顿运动定律适用于宏观、低速、弱作用力领域，不适用微观、高速、强相互作用，子弹的飞行、飞船绕地球的运行及列车的运行都属于低速，经典力学能适用．而电子接近光速运动，经典力学不再适用，B正确，A、C、D错误．
7.【答案】D
【解析】环的外缘颗粒绕土星做圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
G
＝mR（
）2
M＝
，其中R为轨道半径，大小为1.4×105km，T为周期，约为14h.
代入数据得：
M≈6.4×1026kg.
8.【答案】B
【解析】线速度为v＝
①
角速度为ω＝
②
根据线速度和角速度的关系公式，有v＝ωr③
卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有G
＝mvω④
联立解得M＝
，故选项B正确．
9.【答案】A
【解析】两物体从顶端滑到底端的过程中，下滑高度相同，根据重力做功的特点只跟始末位置有关，跟路径无关得：
WG＝mgh，故选A.
10.【答案】C
【解析】物体动能的变化量取决于合外力对物体做的总功，有动力对物体做功或物体克服阻力做功时，合外力做的总功的正负不能确定，所以动能的增减无法确定，综上，只有选项C正确．
11.【答案】B
【解析】发电机是将其他能转化为电能的设备，故A错误．电动机是将电能转化为机械能的设备，故B正确．电饭锅是将电能转化为内能的电器，故C错误．电磁炉是将电能转化为内能的电器，故D错误．
12.【答案】B
【解析】体验者在风力作用下漂浮在半空，体验者的合力为零，如果减小风力，则重力大于风力，合力向下，体验者向下做加速运动，加速度向下，处于失重状态；体验者向下加速运动过程中，除了重力做功外，风力做负功，机械能减少．故A、C、D错误，B正确．
13.【答案】ACD
【解析】A、既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确；
B、平抛运动是曲线运动，加速度恒定，故B错误；
C、曲线运动的条件是合力与速度不共线，一定存在加速度，曲线运动的物体受到的合外力一定不为零，故C正确；
D、物体所受的合力方向和它的速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动，故D正确；
14.【答案】BD
【解析】由G
＝m
＝mrω2＝mr
＝ma，G
＝mg，得绕地球的最大速度v＝
，A错误；飞船在近地点瞬间减速，飞船将做向心运动，则T＝
，周期减小，B正确；飞船在远地点瞬间加速，除引力外，其他力对飞船做正功，机械能一定增加，C错误；r＝R时，由T＝
，得最小周期T＝π
<π
，D正确．
15.【答案】ABD
【解析】经典力学适用于宏观、低速运动的物体，所以A、B、D正确；当物体的运动速率接近于光速时，经典力学就不适用了，故C错误．
16.【答案】CD
【解析】重力做功W＝mgh，由于h相等而m不同，则重力做功不同，故A错误；铁块到达底部时的动能Ek＝
mv2＝mgh，，m不同，则动能不同，故B错误；铁块下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：
mgh＝
mv2，解得：
v＝
，故C、D正确．
17.【答案】
（1）F-L图线如图所示：
（2）5cm20N/m
（3）
（4）优点：
可以避免弹簧自身重力对实验的影响
缺点：
弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差
【解析】
（1）F-L图线如图所示：
（2）弹簧的原长L0即弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，L0＝5×10－2m＝5cm.
劲度系数为图象直线部分的斜率，k＝20N/m.
（3）记录数据的表格如下表
（4）优点：
可以避免弹簧自身重力对实验的影响．
缺点：
弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差．
18.【答案】
（1）由题意知
vB＝
＝
m/s≈1.14m/s，
同理vC≈1.57m/s，vD≈1.96m/s，
vE≈2.35m/s，vF≈2.74m/s.
（2）重力做的功
WB＝mg·OB＝1×9.8×70.6×10－3J≈0.69J，
同理WC≈1.23J，WD≈1.92J，WE≈2.76J，
WF≈3.76J.
（3）WG—v2图象如图所示．图中纵坐标表示重力做的功WG，横坐标表示物体速度的平方v2；由图可得重力所做的功与物体速度的平方成正比关系．
【解析】
19.【答案】
（1）31.4rad/s
（2）15.7m/s 31.4m/s
【解析】
（1）B点所在的大轮转速为n＝5转/s,则由T＝
，ω＝
，（或由ω＝2πn）
可得ωB＝31.4rad/s（或ωB＝10πrad/s）
（2）A点所在的轮与B点所在的轮是同轴转动，有共同的角速度，即ωA＝ωB；而C点所在的轮与B点所在的轮满足皮带传动装置，B、C两点具有相同的线速度，即vB＝vC
由vA＝ωArA，ωA＝ωB，可得：
vA＝15.7m/s（或vA＝5πm/s）
由vB＝vC，vB＝ωBrB,可得：
vC＝31.4m/s（或vC＝10πm/s）
20.【答案】
（1）3.2m
（2）初速度v≥9.0m/s
【解析】
（1）小球在碰到墙前做平抛运动，设小球碰墙前运动时间为t，由平抛运动的规律有：
水平方向上：
s＝v0t①
竖直方向上：
H－h1＝
gt2②
由①②式并代入数据可得h1＝3.2m.
（2）设小球以v1的初速度抛出时，小球恰好沿墙的上沿越过墙，小球从抛出至运动到墙的上沿历时t1，由平抛运动的规律有：
水平方向：
s＝v1t1③
竖直方向：
H－h＝
gt④
由③④式并代入数据可得v1＝9.0m/s，所以小球越过墙要满足：
初速度v≥9.0m/s.
21.【答案】
（1）
（2）
（3）
【解析】
（1）月球表面附近的物体做自由落体运动h＝
g月t2，月球表面的自由落体加速度大小g月＝
.
（2）因不考虑月球自转的影响，则有G＝mg月，月球的质量M＝
.
（3）月球的密度ρ＝
＝
＝
.
22.【答案】7.6J
【解析】本题考查了对合力做功的求解，常用方法有以下两种：
解法一 拉力F1对物体所做的功W1＝F1lcos37°＝16J
摩擦力F2对物体所做的功为：
W2＝F2lcos180°＝－8.4J
外力对物体所做的总功W＝W1＋W2＝7.6J.
解法二 物体受到的合力为：
F合＝F1cos37°－F2＝（10×
－4.2）N＝3.8N
所以W＝F合s＝3.8×2J＝7.6J.
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