孝感一中高三物理同步测试五.docx
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孝感一中高三物理同步测试五
孝感一中高三物理同步测试(五)
《机械能》
一.选择题(每小题4分、共40分)
1.在某次举重锦标赛中,一名运动员在抓举比赛时,将质量为127.5kg的杠铃举起历时约0.5s,再停留3s后放下杠铃。
那么,该运动员在举起杠铃过程中的平均功率约为( )
A.几百瓦B、几千瓦C.几十千瓦D.几百千瓦
2.光滑水平地面上叠放着两个物体A和B,如图所示。
水平拉力F作用在物体B上,使A、B两物体从静止出发一起运动。
经过时间t,撤去拉力F,再经过时间t,物体A、B的动能分别设为EA和EB,在运动过程中A、B始终保持相对静止。
以下有几个说法其中正确的( )
A.EA+EB等于拉力F做的功
B.EA+EB小于拉力F做的功
C.EA等于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功
D.EA大于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功
3.如图所示,木板质量为M,长为L,放在光滑水平面上,一细绳通过定滑轮将木板与质量为m的小木块相连,M与m之间的动摩擦因数为μ,现用水平向右的力F将小木块从木板的最左端拉到最右端,拉力至少要做的功为( )
A.μmgL;B.2μmgL;C.μmgL/2;D.μ(M+m)gL
4.如图所示,倾斜的传送带保持静止,一木块从顶端以一定的初 速度匀加速下滑到底端。
如果让传送带沿图中虚线箭头所示的方向匀速运动,同样的木块从顶端以同样的初速度下滑到底端的过程中,与传送带保持静止时相比( )
A.木块在滑到底端的过程中,摩擦力的冲量变大
B.木块在滑到底端的过程中,摩擦力的冲量不变
C.木块在滑到底端的过程中,木块克服摩擦力所做的功变大
D.木块在滑到底端的过程中,系统产生的内能将变大
5.如图所示,中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上,通过滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动,则关于拉力F及拉力F的功率P,则下列说法正确的是( )
A.F不变,P减小 B.F增大,P增大
C.F增大,P不变 D.F增大,P减小
6.2008年除夕夜,中国国家足球队客场挑战伊拉克队。
第71分钟,由我国球员郑智头球扳平比分。
设郑智跃起顶球后,球以E1=24J的初动能水平飞出,球落地时的动能E2=32J,不计空气阻力。
则球落地时的速度与水平方向的夹角为()
A.30°B.37°C.45°D.60°
7.右图所示,一物体以初速度v0冲向光滑斜面AB,并恰好能沿斜面升高h,保持初速度v0不变的条件下,下列说法正确的是( )
A.若把斜面从C点竖直向下锯断并去掉BC部分,
物体冲过C点后仍可能达到h高度
B.若把斜面弯成直径为h的圆弧形D,物体仍可能达到h高度
C.若把斜面从C点锯断或弯成圆弧状的以上两种情况下,物体都不能达到h高度
D.若把斜面AB变成光滑曲面AEB,物体沿此曲面上升仍能达到h高度
8.假定地球、月球都静止不动,用火箭从地球沿地月连线向月球发射一探测器。
假定探测器在地球表面附近脱离火箭。
用W表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做的功,用EK表示探测器脱离火箭时的动能,若不计空气阻力,则( )
A.EK必须大于或等于W,探测器才能到达月球
B.EK小于W,探测器可能到达月球
C.EK=W/2,探测器一定能到达月球
D.EK=W/2,探测器一定不能到达月球
9.构建和谐型、节约型社会深得民心,遍布于生活的方方面面.自动充电式电动车就是很好的一例,将电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接.当在骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时,自行车就可以连通发电机向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来.现有某人骑车以500J的初动能在粗糙的水平路面上滑行,第一次关闭自充电装置,让车自由滑行,其动能随位移变化关系如图线①所示;第二次启动自充电装置,其动能随位移变化关系如图线②所示,则第二次向蓄电池所充的电能是()
A.200J B.250J C.300J D.500J
10.如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上,质量为3m的a球置于地面上,质量为m的b球从水平位置静止释放。
当a球对地面压力刚好为零时,b球摆过的角度为
。
下列结论正确的是( )
A.
=90°
B.
=45°
C.b球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率先增大后减小
D.b球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率一直增大
班级_________ 姓名____________分数_____________
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、本题共3小题,共20分。
把答案填在题中的横线上或按题目要求作答
11.(10分)如图所示,两个质量各为m1和m2的小物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,已知m1>m2,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进行测量,则需要测量的物理量有(在答题卡上对应区域填入选项前的编号)
①物块的质量m1、m2;
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间;
③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间;
④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在“轻质绳”的前提下,绳子越长越好;
③尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃;
④两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。
(在答题卡上对应区域填入选项前的编号)
(3)写出一条上面没有提到的提高实验结果准确程度有益的 建议:
。
12.(10分)某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律.让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即
mv2=mgh。
直接测量摆球到达B点的速度v比较困难.现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛的特性来间接地测出v。
如图(a)中,悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动。
在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹。
用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐。
用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律。
已知重力加速度为g,小球的质量为m。
(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为cm。
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=。
(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量ΔEP=,动能的增加量ΔEK=。
三.论述、计算题(60分)
13.(10分)某游乐场中有一种“空中飞椅”的游乐设施,其基本装置是将绳子上端固定在转盘上,下端连接座椅,人坐在座椅上随着转盘旋转而在空中飞旋,若将人看成质点,则可简化为如图所示的物理模型。
其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO、转动。
设轻绳长l=10m,人的质量为m=60kg,转盘不动时人和转轴间的距离为d=4m,转盘慢慢加速运动,经过一段时间转速保持稳定,此时人和转盘间的距离为D=10m,且保持不娈,不计空气阻力,绳子不可伸长,取g=10m/s2。
求:
(1)最后转盘匀速转动时的角速度大约为多少?
(2)转盘从静止启动到稳定这一过程中,绳子对人做了多少功?
14.(10分)如图所示,质量为M的滑块套在光滑的水平长杆PQ上,它的下面所系的细线跨过定滑轮a与质量为m的重物相连,M与滑轮间的水平距离为s,开始处于静止状态,放手后在m的带动下M向右运动,当M运动至滑轮正上方时:
(1)m和M的速度多大?
(2)如果与滑轮a相对称还有滑轮b,这时你将看到什么现象?
15.(12分)某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成,圆半径比细管的内径大得多),底端与水平地面相切。
弹射装置将一个小物体(可视为质点)以va=5m/s的水平初速度由a点弹出,从b点进入轨道,依次经过“8002”后从p点水平抛出。
小物体与地面ab段间的动摩擦因数
=0.3,不计其它机械能损失。
已知ab段长L=1.5m,数字“0”的半径R=0.2m,小物体质量m=0.01kg,g=10m/s2。
求:
(1)小物体从p点抛出后的水平射程。
(2)小物体经过数这“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。
16.(13分)如图所示为儿童娱乐的滑梯示意图,其中AB为长s=3m的斜面滑槽,与水平方向夹角为37°,BC为水平滑槽,AB与BC连接外通过一段短圆弧相连,BC右端与半径R=0.2m的1/4圆弧CD相切,ED为地面.儿童在娱乐时从A处由静止释放一个可视为质点的滑块,滑块与斜面滑槽及水平滑槽之间动摩擦因数都为μ=0.5,为了使该滑块滑下后不会从C处平抛射出,水平滑槽BC长度应不小于多少(sin37°=0.6,
cos37°=0.8,取g=10m/s2)
17.(15分)有一辆可自动变速的汽车,总质量为1000kg,行驶中,该车速度在14m/s至20m/s范围内可保持恒定功率20kW不娈。
一位同学坐在驾驶员旁观察车内里程表和速度表,记录了该车在位移120m至400m范围内做直线运动的一组数据如下:
s/m
120
160
200
240
280
320
360
400
v/m/s
14.5
16.5
18.0
19.0
19.7
20.0
20.0
20.0
根据上面的数据回答下列问题:
(设汽车在上述范围内受到的阻力大小不娈)
(1)估算该汽车受到的阻力多大?
(2)在位移120m至320m过程中牵引力所做的功为多大?
(3)在位移120m至320m过程中牵引力所花的时间是多少?
18.(8分)总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图所示是跳伞过程中的v-t图,试根据图像求:
(g取10m/s2)
(1)t=1s时运动员的加速度和所受阻力的大小;
(2)估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功;
(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。
19.(10分)“绿色奥运”是2008年北京奥运会的三大理念之一,奥组委决定在各比赛场馆使用新型节能环保电动车,届时江汉大学的500名学生将担任司机,负责接送比赛选手和运输器材。
在检测某款电动车性能的某次实验中,质量为8×102㎏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—
图象(图中AB、BO均为直线))。
假设电动车行驶中所受的阻力恒定,求此过程中
(1)电动车的额定功率;
(2)电动车由静止开始运动,经过多长时间,速度达到2m/s?
20.(12分)如图所示,质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态。
一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩。
开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段绳沿竖直方向。
现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放,它恰好能使B离开地面但不继续上升。
已知重力加速度为
。
试求
(1)物体C下降的最大距离d;
(2)物体C下降到最低点的过程中弹簧弹性势能的增量
;
(3)若
,试讨论当C速度最大时,弹簧所处的状态与p值的关系。
参考答案
1.A2.AC3.A4.BD5.C6.A7.CD8.BD9.A10.AC
11.
(1)①②或①③(3分)
(2)①③(3分)
(3)例如:
“对同一高度进行多次测量取平均值”;“选取受力后相对伸长尽量小的绳”;等等。
(4分)
12.
(1)65.0(64.0~-65.5)
(2)
(3)
,
13.
(1)0.866rad/s
(2)3450J
14.
(1)M的速度为
;m的速度为0。
15.
(1)设小物体运动到p点时的速度大小为v,对小物体由a运动到p过程应用动能定理得
①(3分)
②(2分)
s=vt③(2分)
联立①②③式,代入数据解得s=0.8m④(2分)
(2)设在数字“0”的最高点时管道对小物体的作用力大小为F,取竖直向下为正方向
⑤(2分)
联立①⑤式,代入数据解得F=0.3N⑥(2分)
方向竖直向下(1分)
16.滑块从A处到B处。
由动能定理
(3分)
滑块从B到C处,由动能定理
(3分)
或滑块恰好从c处平抛射出,则在C处时不受弹力作用
(2分)
联立解得BC=1m(2分)
所以水平滑槽BC长度不小于1m(1分)
17.1000N
(2)2.95
105(3)14.75s
18.
(1)a=
=8m/s2,mg-f=ma,f=mg-ma=160N,(4分)
(2)大约是39.5格,所以h=39.54=158m,Wf=mgh-
mv2=1.25105J,(4分)
(3)h2=500-158=342m。
t2=342/6=57s,t=71s,(4分)
19.分析图线可知:
电动车由静止开始做匀加速直线运动,达到额定功率后,做牵引力逐渐减小的变加速直线运动,达到最大速度后做匀速直线运动。
当最大速度vmax=15m/s时,牵引力为Fmin=400N,故恒定阻力f=Fmin=400N3分
额定功率P=Fminvmax=6kW3分
匀加速运动的末速度
2分
代入数据解得v=3m/s1分
匀加速运动的加速度
2分
代入数据解得
1分
电动车在速度达到3m/s之前,一直做匀加速直线运动
故所求时间为
2分
将v/=2m/s代入上式解得t=1s2分
20.
(1)开始时,A、B静止,设弹簧压缩量为
,由平衡条件得:
(2分)
挂C并释放后,C向下运动,A向上运动,设B刚要离地时弹簧伸长量为
,则有
(2分)
B不再上升表示此时A和C的速度为零,C已降到其最低点.C下降的最大距离为
(2分)
(2)对A、C、弹簧组成的系统,由能量守恒得
弹簧弹性势能的增量
(3分)
解得
(2分)
(3)当C速度最大时,A和C的加速度均为零,绳中拉力T=m3g(1分)
对A:
取向上为正方向,T-m1g+kx=0(1分)
解得kx=(m1-m3)g=(1-p)m1g(2分)
当p=1时,弹簧处于原长状态;(1分)
当p>1时,弹簧处于伸长状态;(1分)
当p<1时,弹簧处于压缩状态。
(1分)
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- 孝感 一中 物理 同步 测试