2019-2020年高中物理第七章机械能守恒定律学业质量标准检测新人教版.doc

2019-2020年高中物理第七章机械能守恒定律学业质量标准检测新人教版一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第16小题只有一个选项符合题目要求，第710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1如图所示的四幅图是小明提包回家的情景，小明提包的力不做功的是(B)解析：据功的概念及功的两个因素可知，只有同时满足力及在力的方向上有位移两个条件时，力对物体才做功，A、C、D做功，B没有做功，选B。2(福建省三明一中xxxx高一下学期期中)如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示。取g10 m/s2。则(C)A物体的质量m1.0 kgB物体与水平面间的动摩擦因数0.20C第2 s内物体克服摩擦力做的功W2.0 JD前2 s内推力F做功的平均功率2.0 W解析：由图可知，01 s内物体静止，12 s做a1 m/s2的匀加速运动，23 s做匀速运动，由Ffma得m0.5 kg，0.4，故A、B错误；第2 s内的位移x1 m，故Wffx2 J，C正确，前2 s内F做的功WFFx3 J，故1.5 W，选项D错误。3(河北衡水中学xxxx高一下学期期中)如图所示，第一次，小球从粗糙的圆形轨道顶端A由静止滑下，到达底端B的速度为v1，克服摩擦力做功为W1；第二次，同一小球从底端B以v2冲上圆形轨道，恰好能到达A点，克服摩擦力做功为W2，则下列说法正确的是(D)Av1可能等于v2BW1一定等于W2C小球第一次运动机械能变大了D小球第一次经过圆弧某点C的速率小于它第二次经过同一点C的速率解析：根据功能关系可知，小球经过圆弧某点的速率一定有v2v1，对圆弧的压力N2N1，故克服摩擦力做功W2W1，综上分析可判选项D正确。4小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点(C)AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的动能一定小于Q球的动能CP球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力DP球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度解析：小球从释放到最低点的过程中，只有重力做功，由机械能守恒定律可得，mgLmv2，v，绳长L越长，小球到最低点时的速度越大，A项错误；由于P球的质量大于Q球的质量，由Ekmv2可知，不能确定两球动能的大小关系，B项错误；在最低点，根据牛顿第二定律可知，Fmgm，求得F3mg，由于P球的质量大于Q球的质量，因此C项正确；由a2g可知，两球在最低点的向心加速度相等，D项错误。5如图所示，传送带以1m/s的速度水平匀速运动，砂斗以20kg/s的流量向传送带上装砂子，为了保持传递速率不变，驱动传送带的电动机因此应增加功率(B)A10W B20W C30W D40W解析：每秒钟流到传送带的砂子获得的动能为Ekmv2，砂子达到速度v之前，相对传送带向后滑动，每秒转化为内能的机械能为：QFfs相对，而s相对QFfs相对mgmv2因此，电动机必须增加的功率为：P20W，应选B。6如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各连有一杂技演员(可视为质点)，甲站于地面，乙从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，则演员甲的质量与演员乙的质量之比为(B)A11 B21 C31 D41解析：设定滑轮到乙演员的距离为L，那么当乙摆至最低点时下降的高度为，根据机械能守恒定律可知m乙gm乙v2；又因当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，说明绳子上的张力和甲演员的重力相等，所以m甲gm乙gm乙，联立上面两式可得演员甲的质量与演员乙的质量之比为21。7(内蒙古杭锦后旗奋斗中学xxxx高一下学期期末)如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径r0.4 m，最低点处有一小球(半径比r小很多)现给小球一水平向右的初速度v0，则要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足(g10 m/s2)(CD)Av00 Bv04 m/sCv02 m/s Dv02 m/s解析：最高点的临界情况：mgm，解得v2 m/s，根据机械能守恒定律得，mvmg2rmv2解得v02 m/s若不通过四分之一圆周，根据机械能守恒定律有：mgrmv解得v02 m/s，故选项CD正确。8(河北定州中学xxxx高一下学期期末)2015年10月3日晚，中国男篮轻取菲律宾，以9连胜的优异表现勇夺冠军，图为“未来之星”周琦在赛场上的英姿。若在某次投篮中将球由静止快速出手，篮球不碰篮筐直接入网，已知出手时篮球距地面高度为h1，出手过程中手对篮球做功为W，篮筐距地面高度为h2，篮球质量为m。不计空气阻力，篮球可看成质点，则篮球(AB)A出手时的速率为B进筐时的动能为Wmgh1mgh2C从静止到进筐的过程中，机械能的增量为Wmgh2mgh1D从出手到进筐的过程中，运动总时间为解析：周琦投篮过程，由动能定理得：Wmv2，得篮球出手时的速率为v，A正确；从出手到进筐的过程中，由动能定理得：mg(h2h1)Ekmv2，可得篮球进筐时的动能为EkWmgh1mgh2，B正确；从静止到进筐的过程中，机械能的增量为人对球做的功W，C错误；从出手到进筐的过程中，运动总时间不能确定，不一定为，D错误；故选AB。9(浙江省温州中学xxxx高一下学期期中)由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内。一质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口D处静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是(BC)A小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2B小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2C小球能从细管A端水平抛出的条件是H2RD小球能从细管A端水平抛出的最小高度HminR解析：要使小球从A点水平抛出，则小球到达A点时的速度v0，根据机械能守恒定律，有mgHmg2Rmv2，所以H2R，故选项C正确，选项D错误；小球从A点水平抛出时的速度v，小球离开A点后做平抛运动，则有2Rgt2，水平位移xvt，联立以上各式可得水平位移x2，选项A错误，选项B正确。10如图甲所示是一打桩机的简易模型。质量m1kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入一定深度。物体上升过程中，机械能E与上升高度h的关系图象如图乙所示。不计所有摩擦，g取10m/s2(ABD)A拉力F的大小为12NB物体上升1.0m处的速度为2m/sC撤去F后物体上升时间为0.1sD物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率为12W解析：由功能关系：FhE得FN12N，选项A正确。由Emghmv2当h1m时得v2m/s，选项B正确。撤去F后t0.2s，选项C错误。由图线可知，当h0.25m时E3J，此时v1m/s所以PFv12W，选项D正确。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)11(5分)(河北衡水中学xxxx高一下学期期中)某实验小组利用自己设计的弹簧弹射器测量弹簧的弹性势能，装置如图所示，水平放置的弹射器将质量为m的静止小球弹射出去，测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t，甲、乙光电门间距为L，并忽略一切阻力。回答下列问题：(1)小球被弹射出的速度大小v_，释放小球时弹簧弹性势能Ep_。(用题目中的字母符号表示)；(2)由于重力作用，小球被弹射出去后运动轨迹会向下有所偏转，这对实验结果_无_(填“有”或“无”)影响。解析：(1)由图可知，弹簧在小球进入光电门之前就恢复形变，故其弹射速度为通过光电门的水平速度：v，由能量守恒得：Epmv2m()2(2)由力作用的独立性可知，重力不影响弹力做功的结果，有没有重力做功，小球的水平速度不会变化。12(6分)(安徽省合肥市第一中学xxxx高二开学考试)某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理，(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s_50.00_cm；(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间t1和t2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要测量的一个物理量是_滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M_；(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？_否_(填“是”或“否”)。解析：(1)从图中刻度尺可得光电门1为：20.00 cm，光电门2为：70.00 cm，所以两光电门中心之间的距离s70.00 cm20.00 cm50.00 cm；(2)由于光电门的宽度d很小，所以平均速度可近似等于瞬时速度。滑块通过光电门1速度为：v1，滑块通过光电门2速度为：v2根据功能关系需要验证的关系式为：WFsMvMvM()2M()2可见还需要测量出M，即滑块、挡光条和拉力传感器的总质量；(3)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。13(7分)(福建省厦门一中xxxx高一下学期期中)用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：(1)运用公式mgh对实验条件的要求是_打第一个点时重物的初速度为零_，为此，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近_2mm_。(2)若实验中所用重物的质量m1kg。打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重物速度vB_0.590_m/s，重物动能Ek_0.174_J，从开始下落起至B点时的重物的重力势能减少量是_0.175_J，由此可得出的结论是_机械能守恒_。(g取9.8m/s2)(本小题数据保留三位有效数字)(3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象应是下图中的_C_。解析：(1)对实验条件的要求是打第一个点时重物的初速度为零。物体自由下落时，在0.02s内的位移应为hgT29.8(0.02)2m2mm(2)vBm/s0.590m/s此时重物的动能为Ek1(0.59)2J0.174J。重物的重力势能减少量为Epmgh19.817.6103J0.175J。故机械能守恒。(3)由机械能守恒定律可知，mghmv2，即验证机械能守恒定律成立，只需验证v2gh即可。如以纵坐标为、横坐标为h，则图象应为过原点，且斜率为g的直线，故C图正确。三、论述计算题(共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(10分)(福建省三明一中xxxx高一下学期期中)如图所示，一质量为2103 kg的小汽车从倾斜路面上以20m/s的速度经A点驶入泥泞的水平路面，行驶200 m路程后到达B点，速度降为5 m/s，此后速度保持恒定，已知整个过程中汽车发动机的输出功率恒为40 kW。求：(1)泥泞路面上行驶时，汽车受到的阻力；(2)速度为10 m/s时，汽车的加速度；(3)汽车在AB段上的运动时间。答案：(1)8000 N(2)2 m/s2(3)30.625 s解析：(1)到达B点后，速度恒定不变，处于平衡状态牵引力等于阻力FfF牵2 N8000 N(2)当汽车速度为10 m/s时，汽车的牵引力F牵3 N4000 N根据牛顿第二定律得：F牵3Ffma所以，a m/s22 m/s2(3)汽车在AB段上做减速直线运动，根据动能定理得：PtFfs mvmv代入数据解得t30.625 s15(10分)(湖北宜昌市葛洲坝中学xxxx高一下学期期中)如图所示为某小区儿童娱乐的滑梯示意图，其中AB为光滑斜面滑道，与水平方向夹角为37，BC为水平粗糙滑道，与半径为0.2m的1/4圆弧CD相切，ED为地面。已知通常儿童在粗糙滑道上滑动时的动摩擦因数是0.5，A点离地面的竖直高度AE为2m，试求：(g取10m/s2)(1)儿童由A处静止起滑到B处时的速度大小。(2)为了使儿童在娱乐时不会从C处脱离圆弧水平飞出，水平粗糙滑道BC长至少为多少？(B处的能量损失不计)答案：(1)6m/s(2)3.4m解析：(1)对儿童由A到B机械能守恒mg(hAER)mv/2解之得：vB6m/s(2)对儿童，在C处，mgmv/R从B到C根据动能定理mgSBCmv/2mv/2解之得：SBC3.4m。16(11分)如图所示，在游乐节目中，一质量为m60kg的选手以v07m/s的水平速度抓住竖直绳下端的抓手开始摆动，当绳摆到与竖直方向夹角37时，选手放开抓手，松手后的上升过程中选手水平速度保持不变，运动到水平传送带左端A时速度刚好水平，并在传送带上滑行，传送带以v2m/s匀速向右运动。已知绳子的悬挂点到抓手的距离为L6m，传送带两端点A、B间的距离s7m，选手与传送带的动摩擦因数为0.2，若把选手看成质点，且不考虑空气阻力和绳的质量。(g10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)选手放开抓手时的速度大小；(2)选手在传送带上从A运动到B的时间；(3)选手在传送带上克服摩擦力做的功。答案：(1)5m/s(2)3s(3)360J解析：(1)设选手放开抓手时的速度为v1，由动能定理得mg(LLcos)mvmv代入数据得：v15m/s(2)设选手放开抓手时的水平速度为v2v2v1cos选手在传送带上减速过程中agvv2at1x1t1匀速运动的时间t2sx1vt2选手在传送带上的运动时间tt1t2联立得：t3s(3)由动能定理得Wfmv2mv解得：Wf360J故克服摩擦力做功为360J。17(11分)(安徽省合肥一中xxxx高二开学测试)如图所示，AB为倾角 37的斜面轨道，轨道的AC部分光滑，CB部分粗糙，BP为圆心角等于143、半径R1 m的竖直光滑圆弧轨道，两轨道相切于B点，P、O两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在A点，另一自由端在斜面上C点处，现有一质量m2kg的小物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后(不栓接)释放，物块经过C点后，从C点运动到B点过程中的位移与时间的关系为x12t4t2(式中x单位为m，t单位是s)，假设物块第一次经过B点后恰能到达P点，sin370.6，cos370.8，g10 m/s2，试求：(1)若CD1m，试求物块从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功；(2)B、C两点间的距离x；(3)若在P处安装一个竖直弹性挡板，小物块与挡板碰撞后速度反向，速度大小不变，小物块与弹簧相互作用不损失机械能，试通过计算判断物块在第一次与挡板碰撞后的运动过程中是否会脱离轨道？答案：(1)156 J(2)6.125 m(3)不会解析：(1)由x12t4t2知，物块在C点速度为v012 m/s设物块从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功为W，由动能定理有Wmgsin37mv代入数据得：W156 J(2)由x12t4t2知，物块从C运动到B过程中的加速度大小为a8 m/s2设物块与斜面间的动摩擦因数为，由牛顿第二定律得mgsinmgcosma代入数据解得0.25物块在P点的速度满足mgm物块从B运动到P的过程中机械能守恒，则有mvmvmghpB，又hpBR(1sin53)物块从C运动到B的过程中有vv2axBC由以上各式解得xBC6.125 m(3)假设物块第一次从圆弧轨道返回并与弹簧相互作用后，能够回到与O点等高的位置Q点，且设其速度为vQ，由动能定理得mvmvmgR2mgxBCcos37解得v190可见物块返回后不能到达Q点，故物块在以后的运动过程中不会脱离轨道。