高中物理人教版第七章機械能守恒定律單元測試 公開課獎

第七章過關(guān)檢測(時間: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選項中,1~5小題只有一個選項正確,6~8小題有多個選項正確。全部選對的得6分,選不全的得3分,有選錯或不答的得0分)1.課外活動時,王磊同學(xué)在40s的時間內(nèi)做了25個引體向上,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=Wt=625040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,同時用力F向右推斜面體,使P與斜面體保持相對靜止。在前進水平位移為l的過程中,斜面體對P做功為() 12θ·θ·l θ·l解析:斜面對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)動機的額定輸出功率為P1,它在水平路面上行駛時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動,直到車速達到最大速度vm,汽車發(fā)動機的輸出功率P隨時間變化的圖象如圖所示。若在0~t1時間內(nèi),汽車發(fā)動機的牽引力是恒定的,則汽車受到的合力F合隨時間變化的圖象可能是()解析:0~t1時間內(nèi)牽引力是恒定的,故合力也是恒定的,輸出功率一直增大。當達到額定功率后,即t>t1時,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.把動力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上,使其既具有牽引動力,又可以載客,這樣的客車車輛叫作動車,把幾節(jié)自帶動力的車輛(動車)加幾節(jié)不帶動力的車輛(也叫拖車)編成一組,就是動車組,如圖所示。假設(shè)動車組運行過程中受到的阻力與其所受重力成正比,每節(jié)動車與拖車的質(zhì)量都相等,每節(jié)動車的額定功率都相等。若1節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為160km/h;現(xiàn)在我國往返北京和上海的動車組的最大速度為480km/h,則此動車組可能是()A.由3節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的B.由3節(jié)動車加9節(jié)拖車編成的C.由6節(jié)動車加2節(jié)拖車編成的D.由3節(jié)動車加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)動車的功率為P,已知1節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為v1=160km/h,設(shè)最大速度為v2=480km/h的動車組是由x節(jié)動車加y節(jié)拖車編成的,則有xP=(x+y)kmgv2,聯(lián)立解得x=3y,對照各個選項,只有選項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))的滑雪運動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑,加速度為13g。在他從上向下滑到底端的過程中,下列說法正確的是(A.運動員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B.運動員獲得的動能為13C.運動員克服摩擦力做功為23D.下滑過程中系統(tǒng)減少的機械能為13解析:運動員的加速度為13g,沿斜面:12mg-Ff=m·13g,Ff=16mg,W=16mg·2h=13mgh,所以A、C項錯誤,D項正確;Ek=mgh-答案:D6.半徑分別為R和R2的兩個光滑半圓,分別組成圖甲、乙所示的兩個圓弧軌道,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)邊緣進入軌道,都沿著軌道內(nèi)側(cè)運動并恰好能從開口向下的半圓軌道的最高點通過,則下列說法正確的是(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的壓力比乙圖中小球?qū)壍雷畹忘c的壓力大D.甲圖中小球?qū)壍雷畹忘c的壓力和乙圖中小球?qū)壍雷畹忘c的壓力一樣大解析:題中甲、乙兩圖中軌道最高點在同一水平線上,因為能恰好通過最高點,則mg=mv2r,得出v2=gr,可以判斷出甲圖中小球通過最高點的速度大,根據(jù)動能定理可得mgh=12mv2-0,故甲圖中小球釋放點到軌道最高點之間的距離h較大,A項正確,B項錯誤。在軌道最低點,對小球受力分析并應(yīng)用牛頓第二運動定律得FN-mg=mv2r,而mgh=12mv2-0,得FN=mg1+2hr,甲圖中h大,答案:AC7.在平直公路上,汽車由靜止開始做勻加速直線運動,當速度達到vmax后,立即關(guān)閉發(fā)動機直至靜止,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:對汽車運動的全過程,由動能定理得W1-W2=ΔEk=0,所以W1=W2,選項B正確,選項D錯誤。由圖象知x1∶x2=1∶4。由動能定理得Fx1-Ffx2=0,所以F∶Ff=4∶1,選項A錯誤,選項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。兩個圓的半徑均為R。現(xiàn)讓一質(zhì)量為m、直徑略小于管徑的小球從入口A處無初速度放入,B、C、D是軌道上的三點,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(與圓心等高)是左側(cè)圓上的一點,A比C高R,當?shù)氐闹亓铀俣葹間,不計一切阻力,則()A.小球不能從E點射出B.小球一定能從E點射出C.小球到達B的速度與軌道的彎曲形狀有關(guān)D.小球到達D的速度與A和D的高度差有關(guān)解析:小球在運動過程中機械能守恒,由于E點的高度低于入口A,故根據(jù)機械能守恒定律可知小球到達E點時動能不為0,一定能從E點射出,選項B正確;無論軌道的彎曲形狀如何,運動過程中只有小球的重力做功,小球到達B或D的速度僅與初末兩點的高度差有關(guān),選項C錯誤,選項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動。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,同時松開B球,B球自由下落。A球落到地面N點處,B球落到地面P點處。測得mA=kg,mB=kg,B球距地面的高度是m,M、N點間的距離為m,則B球落到P點的時間是s,A球落地時的動能是J。(忽略空氣阻力,g取m/s2)

解析:根據(jù)自由落體運動公式有hBP=12gt2,代入數(shù)據(jù)可知時間t=s;根據(jù)xMN=v0t和機械能守恒定律mAghBP=Ek-12mAv02,聯(lián)立可得Ek答案:10.某探究學(xué)習小組的同學(xué)欲驗證動能定理,他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細沙。當滑塊連接上紙帶,用細線通過滑輪掛上空的沙桶時,釋放沙桶,滑塊處于靜止狀態(tài)。若你是小組中的一位成員,要完成該項實驗。(1)你認為還需要的實驗器材有。

(2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等,細沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是,

實驗時首先要做的步驟是。

(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沙,用天平稱出此時細沙和沙桶的總質(zhì)量為m。讓沙桶帶動滑塊加速運動。用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2(v1<v2)。則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為。(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)

解析:(1)為了測出滑塊的質(zhì)量和沙桶(及細沙)的總質(zhì)量,需要選用天平測量。為了對紙帶進行數(shù)據(jù)處理,需要選用刻度尺。(2)由于沙桶(及細沙)的重力等于滑塊受到的合外力的條件是沙桶(及細沙)的質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量,且不計摩擦阻力(利用平衡摩擦力的方法)。所以要保證細沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量。實驗時首先要做的步驟是平衡摩擦力。(3)由動能定理可得mgL=12答案:(1)天平、刻度尺(2)細沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量平衡摩擦力(3)mgL=1三、計算題(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L=6m,以v0=3m/s的恒定速度傳動。水平光滑臺面BC與傳送帶平滑連接于B點,豎直平面內(nèi)的半圓形光滑軌道半徑R=m,與水平臺面相切于C點。一質(zhì)量m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點),從A點無初速釋放,當它運動到A、B中點位置時,剛好與傳送帶保持相對靜止。重力加速度g取10m/s2。試求:(1)物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ;(2)物塊剛滑過C點時對軌道的壓力FN;(3)物塊在A點至少要具有多大的速度,才能通過半圓形軌道的最高點D(結(jié)果可用根式表示)。解析:(1)對物塊,由靜止開始做勻加速直線運動,由牛頓第二定律和運動學(xué)公式有μmg=ma,v02=2a·12L,解得(2)物塊剛滑過C點時的速度vC=vB=3m/s,在C點,有FN-mg=mvC2R,解得FN=由牛頓第三定律可知,物塊對軌道的壓力大小為N,方向豎直向下。(3)物塊經(jīng)過半圓軌道最高點D的最小速度vD=gR=2m/s,從C點到D點的過程中,由動能定理有-2mgR=12mvD2-12mvC'2。解得vC'=可見,物塊從A點到B點的過程中一直做勻減速直線運動,到達B點的速度至少為vB'=vC'=20m/s。由(1)問可知,物塊在傳送帶上減速運動時的加速度大小a=m/s2,由運動學(xué)公式有vB'2-vA'2=-2aL,解得vA'=38m/s。答案:(1)(2)N(3)38m/s12.足夠長的傾角為θ的粗糙斜面上,有一質(zhì)量為m的滑塊距擋板P為L,以初速度v0沿斜面下滑,并與擋板發(fā)生碰撞,滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,μ<tanθ。若滑塊與擋板碰撞沒有機械能損失,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)滑塊在整個運動過程中通過的路程。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,在這次運動過