机械能单元检测题.docx
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机械能单元检测题.docx
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机械能单元检测题
机械能单元检测题
第I卷(共56分)
一.单项选择题(共16分,每小题2分。
每小题只有一个正确选项。
)
1..如图所示,乒乓球上下振动,振动的幅度愈来愈小,关于乒乓球的机械能,
下列说法中正确的是()
(A)机械能守恒(B)机械能减少
(C)机械能增加(D)机械能有时增加,有时减少
2.物体做下列几种运动,其中一定符合机械能守恒的运动是()
(A)自由落体运动 (B)在竖直方向做匀速直线运动
(C)匀变速直线运动 (D)在竖直平面内做匀速圆周运动
3.如图所示,物体A和B的质量均为m,且分别与轻绳连接跨过定滑轮,现用力拉物体B,使它沿水平面向右做匀速运动,物体B从C运动到D的过程中,物体A克服重力做功为W1,从D运动到E的过程中,物体A克服重力做功为W2。
如果CD和DE的距离相等,在此过程中,绳子对物体A的拉力大小为T,下列说法中正确的是()
(A)W1<W2,T>mg
(B)W1>W2,T<mg
(C)W1>W2,T>mg
(D)W1<W2,T<mga
4.许多同学都看过杂技演员表演的“水流星”节目,演员将一根细绳系着盛水的杯子,让杯子在竖直平面内做圆周运动,水不从杯里洒出,甚至当杯子运动到最高点时,已经杯口朝下,水也不会从杯子里洒出来。
则在演员停止用力转绳时,下列关于其中的一只杯子的说法正确的是()
(A)受平衡力作用(B)重力势能保持不变
(C)机械能不变(D)运动状态保持不变
5.质量为m、初速度为零的物体,在变化不同的合外力作用下都通过位移xo。
下列各种情况中合外力做功最多的是()
6.如图所示,与竖直方向夹角60°的恒力F通过轻绳绕过光滑动滑轮拉动被悬挂的物体,在物体匀速上升h高度的过程中,恒力做功为()
A.
FhB.Fh
C.
FhD.2Fh
7.某利用太阳能驱动小车的质量为m,当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。
小车在平直的道路上静止开始匀加速行驶,经过时间t,速度为v时功率达到额定功率,并保持不变;小车又继续前进了s距离,达到最大速度vmax。
小车运动过程所受阻力恒为f,则小车的额定功率为()
(A)fv(B)fvmax(C)fs/t(D)(f+mv/t)vmax
8.如图所示,卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向上移动。
在移动过程中,下列说法正确的是()
A.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做的功之和
B.F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和
C.木箱克服重力做的功大于木箱增加的重力势能
D.F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和
二.单项选择题(共24分,每小题3分。
每小题只有一个正确选项。
答案涂写在答题卡上。
)
9.物体由静止起自由下落,不计空气阻力,则以下关于物体相对于地面的重力势能与下落速度的关系图像正确的是()
10.如图所示,一静止的质点从弧形槽的A点经最低点B运动到与A
等高的C点。
从B点运动到C点的过程中,质点所受重力的瞬时
功率将()
(A)先增大后减小(B)先减小后增大
(C)一直在增大(D)一直在减小
11.一物体做匀速直线运动,某时刻起受到两个互相垂直、大小分别为F1和F2的恒力作用,经一段时间后,在这两个力的方向上发生的位移大小分别为s1和s2,则在这段时间内这两个力对物体做的总功为()
(A)(F1+F2)(s1+s2)(B)F1s1+F2s2
(C)
(D)
12.如图所示,将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球b从距地面h处以初速度v0水平抛出,两球恰好同时到达同一水平高度h/2处(不计空气阻力)。
下列说法中正确的是()
(A)两小球落地时的速度相同
(B)两小球落地时,重力的瞬时功率相同
(C)从开始运动到两球到达同一水平高度,球a动能的减少量等于球b动能的增加量
(D)到达同一水平的高度后的任意时刻,重力对球a做功功率和对球b做功功率相等
13.如图所示,在某旅游景点的滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB′(都可看作斜面),一名旅游者乘同一个滑沙橇从A点由静止出发先后沿AB和AB′滑道滑下,最后停在水平沙面BC或B′C上.设滑沙者保持一定坐姿,滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同.下列说法中正确的是()
(A)到达B点的速率等于到达B′点的速率
(B)到达B点时重力的功率大于到达B′时重力的功率
(C)沿两滑道滑行的时间一定相等
(D)沿两滑道滑行的总路程一定相等
14、如图甲所示,静置于光滑水平面上坐标原点O处的小物块,在水平拉力F的作用下沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示,图线为半圆,则小物块运动到x0处时的动能为[]
A.0;B.
;
C.
;D.
。
15.如图所示,质量为M、长度为L的木板静止在光滑的水平面上,质量为m的小物体放在木板上最左端,现用一水平恒力F作用在小物体上,使物体从静止开始做匀加速直线运动。
已知物体和木板之间的摩擦力为f。
当物体滑到木板的最右端时,木板运动的距离为x,则在此过程中()
(A)物体克服摩擦力所做的功为fL
(B)水平恒力F对小物体所做的功为FL
(C)物体到达木板最右端时具有的动能为(F-f)(L+x)
(D)物体到达木板最右端时,木板具有的动能为f(x+L)
16.一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上,另一半挂在桌边,桌面足够高,如图(a)所示。
若在链条两端各挂一个质量为
的小球,如图(b)所示。
若在
链条两端和中央各挂一个质量为
的小球,如图(c)所示。
由静止释放,当链条刚离开桌面时,图(a)中链条的速度为va,图(b)中链条的速度为vb,图(c)中链条的速度为vc(设链条滑动过程中始终不离开桌面,挡板光滑)。
下列判断中正确的是()
(A)va=vb=vc (B)va<vb<vc
(C)va>vb>vc (D)va>vc>vb
三.多项选择题(共16分,每小题4分。
每小题有二个或三个正确选项。
全选对的,得4分;选对但不全的,得2分;有选错或不答的,得0分。
答案涂写在答题卡上。
)
17.一带电小球在从空中的a点运动到b点的过程中,重力做功7J,电场力做功2J,克服空气阻力做功0.5J,则下列判断正确的是()
(A)动能增大8.5J(B)重力势能减小7J
(C)机械能增大8.5J(D)电势能增大2J
18.质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落,在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场,再经过t秒小球又回到A点,不计空气阻力且小球从末落地,重力加速度为g,则[]
(A)整个过程中小球电势能改变了
mg2t2
(B)从A点到最低点小球重力势能变化了
mg2t2
(C)从加电场开始到小球运动到最低点时电势能改变了
mg2t2
(D)从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg2t2
19.在检测某款电动车性能的实验中,质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为15m/s。
利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出F—1/v图像(图中AB、BO均为直线),假设电动车行驶中所受的阻力恒定,则()
(A)在全过程中,电动车在B点时速度最大
(B)电动车作匀加速运动时的加速度为2m/s2
(C)电动车的额定功率为6kw
(D)电动车作匀加速运动所需的时间为1.5s
20.质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时起,第1秒内受到2N的水平外力作用,第2秒内受到反方向的1N的外力作用。
下列判断正确的是()
(A)0-2s内外力做功之和为0.5J
(B)第2s内外力所做的功为1.5J
(C)第2s末外力的瞬时功率最大
(D)第1s内与第2s内质点动能增加量的绝对值之比是
第Ⅱ卷(共94分)
四.填空题(共20分,每小题4分。
)
21.有报道说:
我国一家厂商制作了一种特殊的手机,在电池电能耗尽时,摇晃手机,即可产生电能维持通话,摇晃过程是将________能转化为电能;如果将该手机摇晃一次,相当于将100g的重物举高20cm,每秒摇两次,则摇晃手机的平均功率为__________W。
22.在距离地面某高处,将小球以速度v0沿水平方向抛出,抛出时小球的动能与重力势能相等(以地面为参考面)。
小球在空中飞行到某一位置A时速度方向与竖直方向的夹角为(不计空气阻力),则小球在A点的速度大小为,A点离地面高度为。
23.如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上。
A固定于导轨左端,B的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动。
将B在A附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通过测量B在不同位置处的速度,得到B的势能随位置x的变化规律,见图(c)中曲线I。
若将导轨右端抬高,使其与水平桌面成一定角度θ[如图(b)所示],则B的总势能曲线如图(c)中II所示(设B在x=0处时重力势能为零)。
在图(b)的情况下,若将B放在x=15.0cm处,则B在该位置时的重力势能为________J,气垫导轨的倾角θ为________;若将B在x=15.0cm处静止释放,则它能达到的最大速度为________m/s,此时B受到的磁场力为________N。
(计算时取g=10m/s2)
24.如图所示,
一根长为1m的轻杆OA,O端用铰链固定,另一端固定着一个质量为1kg的小球A,轻杆靠在一个质量为2kg、高为0.3m物块上。
若物块与地面摩擦不计,则当物块向右运动至杆与水平方向夹角为370时,轻杆的角速度为3rad/s,此时物块的动能为J,小球A重力的功率为W。
(g取10m/s2)
25.以初速为
,射程为
的平抛运动轨迹制成一光滑轨道。
重力加速度为g。
一物体质量为m,由静止开始从轨道顶端滑下,当其到达轨道底部时,物体的速率为,其重力的瞬时功率为。
五.实验题(共24分)
26.
(6分)如图所示,物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,放手后,A向下B向上加速运动,现要利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量,则需要测量的物理量有_________。
(选填下面的序号)
①物块A和B的质量;
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间;
③绳子的长度。
(2)为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议:
①绳的质量要轻;
②尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃;
③两个物块的质量之差要尽可能小。
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。
(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议______________________。
27.(6)在学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”中,为了研究势能与动能转化时的规律,需要按正确的实验步骤来完成.
(1)请按正确的实验顺序填写下列步骤:
________.
①开启电源,运行DIS应用软件,点击实验条目中的“研究机械能守恒定律”,软件界面.
②卸下“定位挡片”和“小标尺盘”,安装光电门传感器并接入数据采集器.
③摆锤置于A点,点击“开始记录”,同时释放摆锤,摆锤通过D点的速度将自动记录在表格的对应处.
④把光电门传感器放在大标尺盘最底端约D点,并以此作为零势能点.A、B、C点相对于D点的高度已事先输入,作为计算机的默认值.
⑤点击“数据计算”,计算D点的势能、动能和机械能.
⑥依次将光电门传感器放在标尺盘的C、B点,重复实验,得到相应的数据.
(2)在实验过程中,是否有重要的实验步骤遗漏?
若有,请写出该步骤的内容:
28.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,电路图如图(a)所示,所用器材有:
小灯泡(2.5V,0.6W)、滑动变阻器、多用表、电流表、蓄电池、电键、导线若干。
(1)粗测小灯泡的电阻,应选用多用表的①____倍率(选填“×1”、“×10”、或“×100”),正确操作后,多用表的示数如图(b)所示,结果为②___Ω。
(2)实验中使用多用表测电压,请根据图(a)的电路图在图(c)中将实物图补充完整;
29.某班级同学用如图(a)所示的装置验证加速度a和力F、质量m的关系。
甲、乙两辆小车放在倾斜轨道上,小车甲上固定一个力传感器,小车乙上固定一个加速度传感器(可以测量乙在任意时刻的加速度大小),力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接,在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始运动,利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小。
(1)下列关于实验装置和操作的说法中正确的是()(多选)
(A)轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力
(B)轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力
(C)实验中,在小车乙向下运动的过程中均可采集数据
(D)实验中,只能在小车乙加速运动的过程中采集数据
(2)四个实验小组选用的小车乙(含力传感器)的质量分别为m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg,其中有三个小组已经完成了a-F图像,如图(b)所示。
最后一个小组的实验数据如下表所示,请在图(b)中完成该组的a-F图线;
实验次数
1
2
3
4
5
6
拉力F(N)
24.5
20.0
17.5
12.0
8.1
4.8
加速度a(m/s2)
16.3
13.3
11.7
8.0
5.4
3.2
(3)在验证了a和F的关系后,为了进一步验证a和m的关系,可直接利用图(b)的四条图线收集数据,然后作图。
请写出具体的做法:
①如何收集数据?
______________________________________________________________;
②为了更直观地验证a和m的关系,建立的坐标系应以___________为纵轴:
以___________为横轴。
六.计算题(共50分)
30.如图所示,质量为m=5kg的摆球从图中A位置由静止开始摆下,当小球摆至竖直位置到达B点时绳子遇到B点上方电热丝而被烧断。
已知摆线长为L=1.6m,OA与OB的夹角为60º,悬点O与其正下方C之间的距离h=4.8m,若不计空气阻力及一切能量损耗,g=10m/s2,求:
(1)小球摆到B点时的速度大小;
(2)小球落地点D到C点之间的距离;
(3)若选用不同长度的绳子进行实验,仍然保证OA与OB的夹角为60º,且绳子在处于竖直方向时被烧断,为了使小球的落点D与C之间的距离最远,请通过计算求绳子的长度和CD间最远距离。
31.如图所示,小球a的质量为M,被一根长为L=0.5m的可绕O轴自由转动的轻质细杆固定在其端点,同时又通过绳跨过光滑定滑轮与另一个小球b相连,整个装置平衡时杆和绳与竖直方向的夹角均为30。
若将小球a拉水平位置(杆呈水平状态)开始释放,不计摩擦,重力加速度g取10m/s2,竖直绳足够长,求当杆转动到竖直位置时,小球b的速度大小。
32.
如图所示,一根长为三的细刚性轻杆的两端分别连结小球a和b,它们的质量分别为ma和mb,,杆可绕距a球为L/4处的水平定轴D在竖直平面内转动,初始时杆处于竖直位置,小球b几乎接触桌面,在杆的右边水平桌面上,紧挨着细杆放着一个质量为m的立方体匀质物块,图中ABCD为过立方体中心且与细杆共面的截面.现用一水平恒力F作用于a球上,使之绕O轴逆时针转动,设在此过程中立方体物块没有发生转动,且小球b立方体物块始终接触没有分离.不计一切摩擦,求:
(1)在细杆转动过程中a、b两小球速度大小的关系.
(2)当细杆转过口角时小球6速度大小与立方体物块速度大小的关系.
(3)若ma=3mb=m,当细杆转过30°角时小球b速度的大小.
33.跳水运动员从高于水面H=10m的跳台自由落下,身体笔直且与水面垂直.假设运动员的质量m=50kg,其体型可等效为一长度L=1.0m、直径d=0.30m的圆柱体,略去空气阻力.运动员落水后,水的等效阻力f作用于圆柱体的下端面,f的量值随落水深度Y变化的函数曲线如图所示.该曲线可近似看作椭圆的一部分,该椭圆的长、短轴分别与坐标轴OY和Of重合.运动员入水后受到的浮力F=ρgV(V是排开水的体积)是随着入水深度线性增加的.已知椭圆的面积公式是S=πab,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10m/s2.
试求:
(1)运动员刚入水时的速度;
(2)运动员在进入水面过程中克服浮力做的功;
(3)为了确保运动员的安全,水池中水的深度h至少应等于多少?
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