2018_2019学年高中物理第四章机械能和能源章末质量评估(四)粤教版.docx

第四章 机械能和能源章末质量评估(四)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得3分，选错或不答的得0分)1关于做功和功率，下列说法不正确的有()A地面支持力对静止在地面上的物体不做功B举重运动员举起杠铃的过程中对杠铃做了功C在国际单位制中，功率的单位是牛顿D在国际单位制中，功率的单位是瓦特解析：由做功的两个必要条件可知A、B两项均正确，国际单位制中功率的单位是瓦特，故C项错，D项对答案：C2.游乐场中的一滑梯如图所示小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则()A下滑过程中支持力对小朋友做功B下滑过程中小朋友的重力势能增加C整个运动过程中小朋友的机械能守恒D在水平滑动过程中摩擦力对小朋友做负功解析：小朋友下滑过程中支持力总垂直于速度方向，故不做功，A项错误；下滑过程中重力做了正功，小朋友的重力势能减少，故B项错误；小朋友滑动一段后停了下来，说明受到了摩擦阻力作用，做了负功，机械能不守恒，故C项错误，D项正确答案：D3从t00时刻起，用竖直向上的恒力F将一个质量为m的物体从静止提起在t1t时刻，物体上升的高度为h，则在时刻t，力F的瞬时功率等于()A.B.C. D.解析： 由运动学公式得：hat2，vat，由牛顿第二定律得：Fmgma，根据功率的瞬时值表达式得：PFv.由式得：正确选项为D项答案：D4.如图所示，演员正在进行杂技表演由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于()A0.3 J B3 JC30 J D300 J解析：演员抛出鸡蛋时所做的功等于鸡蛋刚抛出时的动 能，约等于上升到最高点的过程中增加的重力势能，则WEpmgh5102100.6 J0.3 J，故A项正确，B、C、D三项错误答案：A5.如图所示，在加速运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么人对车厢做功的情况是()A做正功 B做负功C不做功 D无法确定解析：人随车一起向车前进的方向加速运动，表明车对人在水平方向上的合力向前，根据牛顿第三定律，人对车在水平方向的合力与车运动方向相反，故人对车做负功，B正确答案：B6.如图所示，高h2 m的曲面固定不动一个质量为1 kg的物体，由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4 m/s.g取10 m/s2.在此过程中，下列说法错误的是()A物体克服摩擦力做功20 JB物体的动能增加了8 JC物体的重力势能减少了20 JD曲面对物体的支持力对物体不做功解析：根据动能定理得mghWfmv2142 J8 J，B对其中重力做功WGmgh1102 J20 J，故重力势能减少20 J，C对所以摩擦力做功Wf8 J20 J12 J，A错支持力始终与物体的速度垂直，故支持力不做功，D对答案：A7跳水运动是我国的一个体育强项，此项运动大体上可以简化为三个阶段：运动员从跳板上起跳做竖直上抛运动、再做自由落体运动、入水后做匀减速直线运动某质量为m的运动员(可视为质点)，入水后的加速度大小为a1.5 g，在水中下沉深度h时速度减为零在运动员从入水到停止下沉的过程中，下列说法正确的是()A运动员的动能减小了1.5mghB运动员的机械能减小了1.5mghC运动员克服阻力所做的功为1.5mghD运动员的重力势能减小了1.5mgh解析：入水过程对运动员受力分析，可知F合fmgma，由动能定理，可知EkF合h1.5mgh，运动员的动能减小了1.5mgh，选项A正确；由功能关系，可知Efh2.5mgh，运动员克服阻力所做的功为2.5mgh，机械能减小了2.5mgh，选项B、C错误；由mghEp，可知运动员的重力势能减小了mgh，选项D错误答案：A8如图所示，一固定在地面上的光滑斜面的顶端固定有一轻弹簧，地面上质量为m的物块(可视为质点)向右滑行并冲上斜面设物块在斜面最低点A的速率为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则物块运动到C点时弹簧的弹性势能为()Amgh Bmghmv2Cmghmv2 D.mv2mgh解析：由机械能守恒定律，可得物块的动能转化为其重力势能和弹簧的弹性势能，有mv2mghEp，故Epmv2mgh.答案：D9.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30的固定斜面，其运动的加速度为g，此物体在斜面上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()A重力势能增加了mghB动能损失了mghC动能损失了mgh D动能损失了mgh解析：重力做功WGmgh，故重力势能增加了mgh，A错物体所受合力Fmamg，合力做功W合Fmg2hmgh，由动能定理知，动能损失了mgh，B、C错，D正确答案：D10.如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力已知AP2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中()A重力做功2mgR B机械能减少mgRC合外力做功mgR D克服摩擦力做功mgR解析：重力做功与路径无关，所以WGmgR，选项A错；小球在B点时所受重力提供向心力，即mgm，所以v，从P点到B点，由动能定理知：W合mv2mgR，故选项C错；根据能量的转化与守恒知：机械能的减少量|E|Ep|Ek|mgR，故选项B错；克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，等于mgR，故选项D对答案：D二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)11.如图所示，一轻绳的一端系在固定的粗糙斜面上的O点，另一端系一小球，给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动，在此过程中()A小球的机械能不守恒B重力对小球不做功C绳的张力对小球不做功D在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少量解析：斜面粗糙，小球受到重力、支持力、摩擦力和绳子的拉力，由于除重力做功外，摩擦力做负功，机械能减少，A正确，B错误；绳子张力总是与运动方向垂直，故不做功，C正确；小球动能的变化等于合外力做的功，即等于重力与摩擦力做功的代数和，故D错误答案：AC12.把质量为m的小球从距地面高为h处以角斜向上方抛出，初速度为v0，不计空气阻力，小球落地时的速度大小与下列因素中有关的是()A小球的初速度v0的大小B小球的质量mC小球抛出时的高度hD小球抛出时的仰角解析：从小球从抛出到落地，由动能定理可知：mvmghmv2，解得v，则小球落地时的速度大小与小球的初速度v0的大小、小球抛出时的高度h有关，故选AC.答案：AC13.如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从轻弹簧的正上方某一高处自由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度变为零对于小球、轻弹簧和地球组成的系统，在小球开始与弹簧接触时起到小球速度变为零的过程中，有()A小球的动能不断减小，直至为零B弹簧的弹性势能不断增大C小球的动能与重力势能之和不变D小球的动能与重力势能之和不断变小解析：小球与弹簧刚接触时，弹力小于重力，合力与速度方向都向下，小球做加速运动，当合力为零时，速度最大，动能最大，故小球的动能先增大后减小，选项A错误；弹簧压缩量越大，弹性势能越大，选项B正确；小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能的总和保持不变，故选项C错误，选项D正确答案：BD14.如图所示为一滑草场某条滑道由上、下两段高均为h，与水平面倾角分别为45和37的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin 370.6，cos 370.8)则()A动摩擦因数B载人滑草车最大速度为 C载人滑草车克服摩擦力做功为mghD载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g解析：质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过两个斜面到达斜面底部速度为零，由动能定理得2mghgcos 45gcos370解得，A正确；刚好滑到第一个斜面末端时速度最大，mghmgcos 45，解得v，B正确；经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端，载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh，C项错误；在下段滑道上沿斜面方向mgsin 37mgcos 37ma，agg，则D项错误故选A、B.答案：AB三、非选择题(本题共4小题，共46分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)15(10分)“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法(g取10 m/s2)(1)用公式mv2mgh时，对纸带上起点的要求是初速度为_，为达到此目的，所选择的纸带第1、2两点间距应接近_(2)若实验中所用重锤质量m1 kg，打点纸带如图甲所示，打点时间间隔为0.02 s，则记录B点时，重锤速度vB_，重锤的动能EkB_，从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量是_，因此可得出的结论是_. (3)根据纸带算出相关各点的速度值，量出下落的距离，则以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是乙图中的_解析：(1)初速度为0，所选的第一、第二两点间距应接近2 mm.(2)vB m/s0.59 m/s，EkBmv10.592 J0.174 J，Epmgh11017.6103 J0.176 J.在误差允许的范围内，重锤动能的增加量等于重力势能的减少量(3)由mv2mgh，可得ghh，故选项C正确答案：(1)02 mm(2)0.59 m/s0.174 J0.176 J在实验误差允许的范围内，重锤动能的增加量等于重力势能的减少量(3)C16(10分)一物体静止在不光滑的水平面上，已知m1 kg，0.1，现用水平外力F2 N拉其运动5 m，后立即撤去水平外力F，求其还能滑多远？(g取10 m/s2)解析：设力F作用过程中的位移为x1，撤去外力F后发生的位移为x2.水平外力F在x1段做正功，滑动摩擦力Ff在整个运动过程中做负功，且Ffmg，初始动能Ek00，末动能Ek0.根据动能定理得：Fx1mg(x1x2)0，解得x25 m.答案：5 m17(12分)如图甲所示，质量m1 kg的物体静止在光滑的水平面上，t0时刻，物体受到一个变力F作用；t1 s时，撤去力F，某时刻物体滑上倾角为37的粗糙斜面已知物体从开始运动到斜面最高点的v-t图象如图乙所示，不计其他阻力求：(1)变力F做的功(2)物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率(3)物体回到出发点的速度解析：(1)物体1 s末的速度v110 m/s，根据动能定理得：WFmv50 J.(2)物体在斜面上升的最大距离x110 m5 m，物体到达斜面时的速度v210 m/s，到达斜面最高点的速度为零，根据动能定理，得mgxsin 37Wf0mv，解得Wf20 J，20 W.(3)设物体重新到达斜面底端时的速度为v3，则根据动能定理：2Wfmvmv，解得v32 m/s，此后物体做匀速直线运动，到达原出发点的速度为2 m/s.答案：(1)50 J(2)20 W(3)2 m/s18(14分)如图所示，摩托车做特技表演时，以v010.0 m/s的初速度冲向高台，然后从高台水平飞出若摩托车冲向高台的过程以P4.0 kW的额定功率行驶，冲到高台上所用时间t3.0 s，人和车的总质量m1.8102 kg，台高h5.0 m，摩托车的落地点到高台的水平距离x10.0 m不计空气阻力，g取10 m/s2.求：(1)摩托车从高台飞出到落地所用时间(2)摩托车落地时速度的大小(3)摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功解析：(1)摩托车在空中做平抛运动，设