一轮复习教科版第五章机械能单元测试.docx
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一轮复习教科版第五章机械能单元测试
第五章45分钟章末检测卷
满分100分
一、选择题(1〜5题只有一项符合题目要求,6〜9题有多项符合题目要求,每小题6分,共54分)
h
""""""
1.滑块静止于光滑水平面上,与之相连的轻质弹簧处于自然伸
直状态,现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端,在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10J的功.在上述过程中()
A.弹簧的弹性势能增加了10J
B.滑块的动能增加了10J
C.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10J
D.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒
解析:
拉力F做功的同时,弹簧伸长,弹性势能增大,滑块向右加速,滑块动能增加,由功能关系可知,拉力做功等于滑块的动能与弹簧弹性势能的增加量之和,C正确,A、B、D均错误.
答案:
C
2.(2018衡水模拟)质量为2吨的汽车,发动机牵引力的功率为
30kW,汽车在水平路面上行驶能达到的最大速度为15m/s,若汽车
以最大功率行驶,所受阻力恒定,则汽车的速度为10m/s时的加速
度为()
A.0.5m/s2B.1m/s2
C.2m/s2D.2.5m/£
P
解析:
汽车在水平路面上行驶所受阻力Ff=P=2000N;当汽车
1v
PF—Ff
的速度为10m/s时,牵引力F=——=3000N;加速度a=f=0.5
vm
m/s2,选项A正确.
答案:
A
3.(2018石家庄二模)静止在水平地面上的物体,同时受到水平
面内两个互相垂直的力F2的作用,由静止开始运动了2m,已知F1=6N,F2=8N,则()
A.F1做功12J
B.F2做功16J
C.F1、F2的合力做功28J
D.F1、F2做的总功为20J
解析:
物体由静止沿Fi、F2的合力方向运动,位移为2m,因为位移的方向应与合力的方向一致,所以Wfi=Fi•cos53=7.2J,Wf2=F2lcos37=12.8J,故A、B错误;Fi、F2的合力F合=毎匚馬=10N,W总=F合l=20J,故C错误、D正确.
答案:
D
4.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为仏滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段运动的过程中,克服摩擦力做的功()
A.大于[1mgLB.小于[1mgL
C.等于imgLD.以上三种情况都有可能
解析:
设斜坡与水平面的交点为C,BC长度为L1,AC水平长度为L2,AC与水平面的夹角为0,如图所示,则滑雪者在水平面上摩擦力做功W1=—1mgL,在斜坡上摩擦力做功W2=-imgos0匸2=
cos0
—1mgL所以在滑雪者经过AB段过程中,摩擦力做功W=0+W2=—1mgL1+L2)=—1mgl所以滑雪者克服摩擦力所做的功为imgL故选项C正确.
答案:
C
5.(2018常州市模拟)如图所示是“过山车”玩具模型,当小球以速度v经过圆形轨道最高点时,小球与轨道间的作用力为F,多次
改变小球初始下落的高度h,就能得出F与v的函数关系,下列关于F与v之间的关系中有可能正确的是()
解析:
小球运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,故mgh
_1—一
=mg2R+?
mv(①),在轨道最咼点,重力和支持力的合力提供向心
22力,根据牛顿第二定律,有F+mg=mR(②),联立①②解得F=m;—mg(③),根据③式,F—v关系图象是开口向上的抛物线,C项正确.
答案:
C
6.如图所示,两箱相同的货物,现要用电梯将它们从一楼运到二楼,其中图甲是利用扶梯台式电梯运送货物,图乙是用履带式自动
电梯运送,假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物,下列关于两电
A.两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功
B.图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功
C.图甲中电梯对货物的支持力对货物做正功
D.图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功
解析:
在图甲中,货物随电梯匀速上升时,货物受到的支持力竖直向上,与货物位移方向的夹角小于90°°故此种情况下支持力对货物做正功,选项C正确;图乙中,货物受到的支持力与履带式自动电梯接触面垂直,此时货物受到的支持力与货物位移垂直,故此种情况下支持力对货物不做功,故选项A、B错误,D正确.
答案:
CD
7.
(2018青岛一模)如图所示,固定在水平面上的光滑斜面倾角为30°质量分别为M、m的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧,斜面底端有一与斜面垂直的挡板.开始时用手按住物体M,此时M到挡板的距离为s,滑轮两边的细绳恰好伸直,而没有力的作用.已知M=2m,空气阻力不计.松开手后,关于二者的运动下列说法中正确的是()
A.M和m组成的系统机械能守恒
B.当M的速度最大时,m与地面间的作用力为零
C.若M恰好能到达挡板处,则此时m的速度为零
D.若M恰好能到达挡板处,则此过程中重力对M做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体m的机械能增加量之和
解析:
运动过程中,M、m与弹簧组成的系统机械能守恒,A错误;当M速度最大时,弹簧的弹力等于Mgsin30=mg,此时m对地面的压力恰好为零,B正确;然后M做减速运动,恰好能到达挡板时,也就是速度刚好减小到了零,之后M会上升并最终到达松手位置,所以此时弹簧弹力大于mg,即此时m受到的绳拉力大于自身重力,m还在加速上升,C错误;根据功能关系,M减小的机械能,等于m增加的机械能与弹簧增加弹性势能之和,而M恰好到达挡板时,动能恰好为零,因此M减小的机械能等于M减小的重力势能,即等于重力对M做的功,D正确.
答案:
BD
8.质量为2kg的物体,放在动摩擦因数尸0.1的水平面上,在水平拉力的作用下由静止开始运动,水平拉力做的功W和物体发生
的位移L之间的关系如图所示,重力加速度g取10m/s2.则此物体
A.在位移L=9m时的速度是3,3m/s
B.在位移L=9m时的速度是3m/s
C.在OA段运动的加速度是2.5m/s2
D.在OA段运动的加速度是1.5m/s2
解析:
由图象可知当L=9m时,W=27J,而WFf=—卩mg——
18J,则W合=W+WFf=9J,由动能定理,有W合=?
mv2,解得v=3
m/s,A项错误,B项正确;在A点时,W=15J,WFf=—^mgL
2
=—6J,由动能定理可得vA=3m/s,贝Sa=2]=1.5m/s2,C项错误,D项正确.
答案:
BD
9.(2018陕西省咸阳市高考模拟考试)如图所示,一根跨过一固定的水平光滑细杆的轻绳两端拴有两个小球,球a置于水平地面上,球b被拉到与细杆同一水平的位置.把绳拉直后,由静止释放球b,
1
当球b摆到O点正下方时,球a对地面的压力大小为其重力的3,已知图中Ob段的长度小于Oa段的长度,不计空气阻力.则()
A.球b下摆过程中处于失重状态
B.球b下摆过程中向心加速度变小
C.当球b摆到O点正下方时,球b所受的向心力为球a重力的
4
9
D.两球质量之比ma:
mb=9:
2
解析:
球b下摆过程中加速度方向向上,处于超重状态,速度逐渐增大,向心加速度逐渐增大,选项A、B错误.设Ob段长度为L,
1
对球b下摆过程,由机械能守恒定律,有mbgL=2mbv2,在球b下摆
2
到O点正下方时,由牛顿第二定律,有F—mbg=mbL,联立解得F
1
=3mbg对球a,设地面支持力为Fn,则Fn=3mag•由平衡条件,Fn+F=mag,联立解得ma:
mb=9:
2,选项D正确.球b所受向
V24
心力为Fb=mbL=2mbg=gmag,选项C正确.
答案:
CD
二、非选择题(共46分)
10.(12分)(2017江苏卷,10)利用如图1所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M=200.0g,钩码的质量为m=10.0g,打点计时器的电源为50Hz的交流电.
□
图1
(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,
直至向左轻推小车观察到L
(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图2所示.选择某
一点为O,依次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离Ax,记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“T时小车的速度v1=m/s.
图2
⑶将钩码的重力视为小车受到的拉力,取g=9.80m/S2,利用W
1
=mgAx算出拉力对小车做的功W•利用Ek=2Mv2算出小车动能,并求出动能的变化量AEk.计算结果见下表.
—3
Wx103J
2.45
2.92
3.35
3.81
4.26
-3'
AEk/x10J
2.31
2.73
3.12
3.61
4.00
(4)实验结果表明,AEk总是略小于W•某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=N.
解析:
(1)完全平衡摩擦力的标志是轻推小车,小车做匀速运动.
(2)两计数点间的时间间隔T=5X0.02s=0.1s
=2aAx③
=X0^2.06+2.50Xo.01m/s=。
观m/s
⑷从图线上取两个点(4.5,4.24),(2.15,2.0)
424-20
图线的斜率k=“°“-0.953①
4.5—2.15
2AEk_Mv又有k—AW—2mgAx②根据运动学公式有v2根据牛顿第二定律有
F—Ma④
由①②③④式解得F〜0.093N
答案:
(1)小车做匀速运动
(2)0.228(3)见解析图(4)0.093
11.(14分)(2018河北省两校高三年级模拟考试)质量为m—2kg的物块静置于水平地面上,现对物块施加水平向右的力F,力F随时间变化的规律如图所示,已知物块与地面间的动摩擦因数尸0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/d2,求:
(1)4s后撤去力F,物块还能继续滑动的时间t;
(2)前4s内,力F的平均功率.
解析:
(1)物块与地面之间最大静摩擦力Ffm—卩m—4N,在第1s内物块静止不动
第1〜3s内,物块做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律
—Fl卩m—2m/s2
|m
3s末,物块的速度v1—a1t1—2X2m/s—4m/s
第3~4s内,物块做匀速直线运动,4s后撤去外力物块做匀减速运动,加速度大小为a2=ag2m/s
则物块继续滑行时间t=V1=2s
a2
⑵设第1~3s内与第3~4s内物块的位移分别为Xi、X212
Xi=gaiti=4m
X2=v〔t2=4m
前4s内,力F做功的大小为W=FiXi+F2X2=48J
前4s内,力F的平均功率P=W=12W
t总
答案:
(1)2s
(2)12W
12.(20分)(2018江西联考)如图所示,P为弹射器,FA、BC为光滑水平面分别与传送带AB水平相连,CD为光滑半圆轨道,其半径R=2m,传送带AB长为L=6m,并以v0=2m/s的速度逆时针匀速转动.现有一质量m=1kg的物体(可视为质点)由弹射器P弹出后滑向传送带经BC紧贴圆弧面到达D点,已知弹射器的弹性势能全部转化为物体的动能,物体与传送带的动摩擦因数为0.2.若物体经过BC段的速度为v,物体到达圆弧面最高点D时对轨道的压力为F,(g=10m/s2)
(1)写出F与v的函数表达式;
(2)要使物体经过D点时对轨道压力最小,求此次弹射器初始时具有的弹性势能为多少;
(3)若某次弹射器的弹性势能为8J,则物体弹出后第一次滑向传送带和离开传送带由于摩擦产生的热量为多少?
解析:
(1)对于D点分析可得:
2VD
F+mg=m—
1212
^mv=2"mvD+2mgR
联立可得:
F=mr—5mg=?
v2—50⑵当F=0时,v=10m/s,根据能量守恒定律得:
12
Ep=2mv+amg匕62J
⑶当Ep=8J时,vA=4m/s设物体向右匀减速运动历时ti,
此时物体向右的位移
12
Xi=2ati=4m
皮带向左的位移X2=Voti=4m两者相对位移Ax1=x〔+x2=8m当物体向右匀减速到0时又向左匀加速运动直到与传送带速度相等,两者相对静止,设此过程历时t2,
t2=V0=1S
物体向左的位移
X3=oat2=1m
皮带向左的位移两者的相对位移
2a
x4=v0t2=2m
Ax2=x4—x3=1m
Ax=Ax1+Ax2=9m
Q=amgx=18J
12
答案:
(1)F=2v2—50
(2)62J(3)18J
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- 一轮 复习 教科版 第五 机械能 单元测试