高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律 優(yōu)質(zhì)課獎(jiǎng)

第七章過(guò)關(guān)檢測(cè)(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,1~5小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,6~8小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得6分,選不全的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1.課外活動(dòng)時(shí),王磊同學(xué)在40s的時(shí)間內(nèi)做了25個(gè)引體向上,王磊同學(xué)的體重大約為50kg,每次引體向上大約升高m,試估算王磊同學(xué)克服重力做功的功率大約為(g取10N/kg)()W WW W解析:每次引體向上克服重力做的功約為W1=mgh=50×10×J=250J40s內(nèi)的總功W=nW1=25×250J=6250J40s內(nèi)的功率P=W≈156W。答案:B2.如圖所示,質(zhì)量為m的物體P放在光滑的傾角為θ的斜面體上,同時(shí)用力F向右推斜面體,使P與斜面體保持相對(duì)靜止。在前進(jìn)水平位移為l的過(guò)程中,斜面體對(duì)P做功為() θ·lθ·l θ·l解析:斜面對(duì)P的作用力垂直于斜面,其豎直分量為mg,所以水平分量為mgtanθ,做功為水平分量的力乘以水平位移。答案:D3.汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率為P1,它在水平路面上行駛時(shí)受到的摩擦阻力大小恒定。汽車在水平路面上由靜止開始運(yùn)動(dòng),直到車速達(dá)到最大速度vm,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P隨時(shí)間變化的圖象如圖所示。若在0~t1時(shí)間內(nèi),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力是恒定的,則汽車受到的合力F合隨時(shí)間變化的圖象可能是()解析:0~t1時(shí)間內(nèi)牽引力是恒定的,故合力也是恒定的,輸出功率一直增大。當(dāng)達(dá)到額定功率后,即t>t1時(shí),功率保持不變,速度繼續(xù)增大,牽引力開始減小,一直到等于摩擦力,故合力也一直減小直到等于零。答案:D4.把動(dòng)力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上,使其既具有牽引動(dòng)力,又可以載客,這樣的客車車輛叫作動(dòng)車,把幾節(jié)自帶動(dòng)力的車輛(動(dòng)車)加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車輛(也叫拖車)編成一組,就是動(dòng)車組,如圖所示。假設(shè)動(dòng)車組運(yùn)行過(guò)程中受到的阻力與其所受重力成正比,每節(jié)動(dòng)車與拖車的質(zhì)量都相等,每節(jié)動(dòng)車的額定功率都相等。若1節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度為160km/h;現(xiàn)在我國(guó)往返北京和上海的動(dòng)車組的最大速度為480km/h,則此動(dòng)車組可能是()A.由3節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車編成的B.由3節(jié)動(dòng)車加9節(jié)拖車編成的C.由6節(jié)動(dòng)車加2節(jié)拖車編成的D.由3節(jié)動(dòng)車加4節(jié)拖車編成的解析:設(shè)每節(jié)車的質(zhì)量為m,所受阻力為kmg,每節(jié)動(dòng)車的功率為P,已知1節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度為v1=160km/h,設(shè)最大速度為v2=480km/h的動(dòng)車組是由x節(jié)動(dòng)車加y節(jié)拖車編成的,則有xP=(x+y)kmgv2,聯(lián)立解得x=3y,對(duì)照各個(gè)選項(xiàng),只有選項(xiàng)C正確。答案:C5.如圖所示,某段滑雪雪道傾角為30°,總質(zhì)量為m(包括雪具在內(nèi))的滑雪運(yùn)動(dòng)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。在他從上向下滑到底端的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.運(yùn)動(dòng)員減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B.運(yùn)動(dòng)員獲得的動(dòng)能為mghC.運(yùn)動(dòng)員克服摩擦力做功為mghD.下滑過(guò)程中系統(tǒng)減少的機(jī)械能為mgh解析:運(yùn)動(dòng)員的加速度為g,沿斜面:mg-Ff=m·g,Ff=mg,W=mg·2h=mgh,所以A、C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確;Ek=mgh-mgh=mgh,B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D6.半徑分別為R和的兩個(gè)光滑半圓,分別組成圖甲、乙所示的兩個(gè)圓弧軌道,一小球從某一高度下落,分別從甲、乙所示的開口向上的半圓軌道的右側(cè)邊緣進(jìn)入軌道,都沿著軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)并恰好能從開口向下的半圓軌道的最高點(diǎn)通過(guò),則下列說(shuō)法正確的是()A.甲圖中小球開始下落的高度比乙圖中小球開始下落的高度大B.甲圖中小球開始下落的高度和乙圖中小球開始下落的高度一樣C.甲圖中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的壓力比乙圖中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的壓力大D.甲圖中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的壓力和乙圖中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的壓力一樣大解析:題中甲、乙兩圖中軌道最高點(diǎn)在同一水平線上,因?yàn)槟芮『猛ㄟ^(guò)最高點(diǎn),則mg=m,得出v2=gr,可以判斷出甲圖中小球通過(guò)最高點(diǎn)的速度大,根據(jù)動(dòng)能定理可得mgh=mv2-0,故甲圖中小球釋放點(diǎn)到軌道最高點(diǎn)之間的距離h較大,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤。在軌道最低點(diǎn),對(duì)小球受力分析并應(yīng)用牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律得FN-mg=m,而mgh=mv2-0,得FN=mg,甲圖中h大,右側(cè)半圓的r小,故甲圖中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的壓力大,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:AC7.在平直公路上,汽車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度達(dá)到vmax后,立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直至靜止,v-t圖象如圖所示,設(shè)汽車的牽引力為F,受到的摩擦力為Ff,全程中牽引力做功為W1,克服摩擦力做功為W2,則()∶Ff=1∶3 ∶W2=1∶1∶Ff=4∶1 ∶W2=1∶3解析:對(duì)汽車運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程,由動(dòng)能定理得W1-W2=ΔEk=0,所以W1=W2,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。由圖象知x1∶x2=1∶4。由動(dòng)能定理得Fx1-Ffx2=0,所以F∶Ff=4∶1,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確。答案:BC8.某物理興趣小組用空心透明光滑塑料管制作了如圖所示的豎直造型。兩個(gè)圓的半徑均為R?，F(xiàn)讓一質(zhì)量為m、直徑略小于管徑的小球從入口A處無(wú)初速度放入,B、C、D是軌道上的三點(diǎn),E為出口,其高度低于入口A。已知BC是右側(cè)圓的一條豎直方向的直徑,D點(diǎn)(與圓心等高)是左側(cè)圓上的一點(diǎn),A比C高R,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,不計(jì)一切阻力,則()A.小球不能從E點(diǎn)射出B.小球一定能從E點(diǎn)射出C.小球到達(dá)B的速度與軌道的彎曲形狀有關(guān)D.小球到達(dá)D的速度與A和D的高度差有關(guān)解析:小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒,由于E點(diǎn)的高度低于入口A,故根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知小球到達(dá)E點(diǎn)時(shí)動(dòng)能不為0,一定能從E點(diǎn)射出,選項(xiàng)B正確;無(wú)論軌道的彎曲形狀如何,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有小球的重力做功,小球到達(dá)B或D的速度僅與初末兩點(diǎn)的高度差有關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。答案:BD二、填空題(本題共2小題,每小題10分,共20分)9.某物理興趣小組采用如圖所示的裝置深入研究平拋運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量分別為mA和mB的A、B小球處于同一高度,M為A球中心初始時(shí)在水平地面上的垂直投影。用小錘打擊彈性金屬片,使A球沿水平方向飛出,同時(shí)松開B球,B球自由下落。A球落到地面N點(diǎn)處,B球落到地面P點(diǎn)處。測(cè)得mA=kg,mB=kg,B球距地面的高度是m,M、N點(diǎn)間的距離為m,則B球落到P點(diǎn)的時(shí)間是s,A球落地時(shí)的動(dòng)能是J。(忽略空氣阻力,g取m/s2)

解析:根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)公式有hBP=gt2,代入數(shù)據(jù)可知時(shí)間t=s;根據(jù)xMN=v0t和機(jī)械能守恒定律mAghBP=Ek-mA,聯(lián)立可得Ek≈J。答案:10.某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證動(dòng)能定理,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙。當(dāng)滑塊連接上紙帶,用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的沙桶時(shí),釋放沙桶,滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。若你是小組中的一位成員,要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等,細(xì)沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是,

實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是。

(3)在(2)的基礎(chǔ)上,某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M。往沙桶中裝入適量的細(xì)沙,用天平稱出此時(shí)細(xì)沙和沙桶的總質(zhì)量為m。讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)。用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況,在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn),測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2(v1<v2)。則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。(用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量)

解析:(1)為了測(cè)出滑塊的質(zhì)量和沙桶(及細(xì)沙)的總質(zhì)量,需要選用天平測(cè)量。為了對(duì)紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,需要選用刻度尺。(2)由于沙桶(及細(xì)沙)的重力等于滑塊受到的合外力的條件是沙桶(及細(xì)沙)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,且不計(jì)摩擦阻力(利用平衡摩擦力的方法)。所以要保證細(xì)沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是平衡摩擦力。(3)由動(dòng)能定理可得mgL=。答案:(1)天平、刻度尺(2)細(xì)沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量平衡摩擦力(3)mgL=三、計(jì)算題(本題共2小題,每小題16分,共32分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11.如圖所示,水平傳送帶AB長(zhǎng)L=6m,以v0=3m/s的恒定速度傳動(dòng)。水平光滑臺(tái)面BC與傳送帶平滑連接于B點(diǎn),豎直平面內(nèi)的半圓形光滑軌道半徑R=m,與水平臺(tái)面相切于C點(diǎn)。一質(zhì)量m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從A點(diǎn)無(wú)初速釋放,當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到A、B中點(diǎn)位置時(shí),剛好與傳送帶保持相對(duì)靜止。重力加速度g取10m/s2。試求:(1)物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)物塊剛滑過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FN;(3)物塊在A點(diǎn)至少要具有多大的速度,才能通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)D(結(jié)果可用根式表示)。解析:(1)對(duì)物塊,由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有μmg=ma,=2a·L,解得μ=。(2)物塊剛滑過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度vC=vB=3m/s,在C點(diǎn),有FN-mg=m,解得FN=N。由牛頓第三定律可知,物塊對(duì)軌道的壓力大小為N,方向豎直向下。(3)物塊經(jīng)過(guò)半圓軌道最高點(diǎn)D的最小速度vD==2m/s,從C點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理有-2mgR=mvC'2。解得vC'=m/s>3m/s。可見,物塊從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中一直做勻減速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)的速度至少為vB'=vC'=m/s。由(1)問(wèn)可知,物塊在傳送帶上減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小a=m/s2,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vB'2-vA'2=-2aL,解得vA'=m/s。答案:(1)(2)N(3)m/s12.足夠長(zhǎng)的傾角為θ的粗糙斜面上,有一質(zhì)量為m的滑塊距擋板P為L(zhǎng),以初速度v0沿斜面下滑,并與擋板發(fā)生碰撞,滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,μ<tanθ。若滑塊與擋板碰撞沒有機(jī)械能損失,求:(1)滑塊第一次與擋板碰撞后上升離開擋板P的最大距離;(2)滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程。解析:(1)設(shè)滑塊第一次與擋板碰撞后上升離開擋板P的最大距離為x,在