（新课标）2018版高中物理 第七章 曲线运动练习卷 新人教版必修2.doc

第七章章末测试卷时间：90分钟满分：100分一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的得4分，漏选的得2分，错选的得0分)1关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是()a滑动摩擦力总是做负功b滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功c静摩擦力对物体一定做负功d静摩擦力对物体总是做正功答案b解析滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功，还可能不做功，b项正确，a、c、d项错误2(多选)下列说法正确的是()a物体的机械能守恒，一定只受重力和弹簧弹力作用b物体处于平衡状态时机械能一定守恒c物体的动能和重力势能之和增大时，必定有重力以外的其他力对物体做了功d物体的动能和重力势能在相互转化过程中，一定通过重力做功来实现答案cd解析物体的机械能守恒时，一定只有重力和弹簧的弹力做功，但不一定只受重力和弹簧弹力的作用3如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置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若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为x，且速度达到最大值vm.设这一过程中电动机的功率恒为p，小车所受阻力恒为f，那么这段时间内()a小车做匀加速运动b小车受到的牵引力逐渐增大c小车受到的合外力所做的功为ptd小车受到的牵引力做的功为fxmvm2答案d解析小车在运动方向上受向前的牵引力f1和向后的阻力f，因为v增大，p不变，由pf1v，f1fma，得出f1减小，a减小，当vvm时，a0，故a、b项错误；合外力的功w外ptfx，由动能定理得w牵fxmvm2，故c项错误，d项正确4(多选)如图所示，分别用恒力f1、f2先后将质量为m的物体，由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端推到顶端，两次所用时间相同，第一次力f1沿斜面向上，第二次力f2沿水平方向则两个过程中()a物体与斜面摩擦产生的热量不相同b物体机械能的变化量相同cf1做的功与f2做的功相同df1做功的功率比f2做功的功率大答案ab解析两个过程中物体对斜面的压力不同，故摩擦力大小不同，则产生的热量不相同，故a项正确；因两次所用时间相同，则两个过程中物体末速度相同，又由于最终处于相同的高度，所以两个过程中物体机械能的变化量相同，故b项正确；对物体受力分析可知，第一次物体所受的摩擦力小于第二次物体所受的摩擦力，故两个过程中物体克服摩擦力做功不同，而两个过程中物体机械能的变化量相同，则f1做的功比f2做的功少，又两次作用时间相同，则f1做功的功率比f2做功的功率小，故c、d项错误5(多选)质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动，vt图像如图所示由此可求()a前25 s内汽车的平均速度b前10 s内汽车的加速度c前10 s内汽车所受的阻力d1525 s内合外力对汽车所做的功答案abd解析由图像可求前25秒内的位移，即图像与时间轴所围区域的面积，再由v可求平均速度，故a项正确前10秒内图线的斜率即为前10秒内的加速度，故b项正确前10秒内汽车的牵引力大小未知，因此汽车所受阻力不能求，故c项错误由动能定理，合外力所做的功与动能增量相等，故d项正确6.如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块a、b用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)初始时刻，a、b处于同一高度并恰好处于静止状态剪断轻绳后a下落、b沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块()a速率的变化量不同b机械能的变化量不同c重力势能的变化量相同d重力做功的平均功率相同答案d解析两物块开始处在同一高度且处于静止状态，则magmbgsin，剪断轻绳后a自由落体，b沿光滑斜面下滑，机械能都守恒，着地时下降的高度相同，由mghmv2可知，两物块着地时的速度大小相同，因此速率的变化量相同，a项错误；两物块的机械能变化量都为零，b项错误；两物块的质量不等，下落的高度相等，由wgmgh可知两物体重力做功不等，因而重力势能变化量的大小不同，c项错误；设下落的高度为h，则a下落过程的时间为ta，b下滑所用时间为tb，将重力做功、运动时间及质量关系代入重力做功的平均功率p公式，可求得两物体运动过程中重力做功的平均功率相等7.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2mgrb机械能减少mgrc合外力做功mgrd克服摩擦力做功mgr答案d解析重力做功与路径无关，所以wgmgr，a项错；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c项错；根据能量的转化与守恒，知机械能的减少量为|e|ep|ek|mgr，故b项错；克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，等于mgr，故d项正确8(多选)如图所示，重10 n的滑块在倾角为30的斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab0.8 m，bc0.4 m，那么在整个过程中()a滑块动能的最大值是6 jb弹簧弹性势能的最大值是6 jc从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 jd滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能减少答案bc解析滑块能回到原出发点，所以机械能守恒，故d项错误；以c点为参考点，则a点的机械能为6 j，在c点时滑块的速度为零，重力势能为零，所以弹簧的弹性势能为6 j，从c到b的过程中弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减少量，故b、c两项正确；滑块从a到c的过程中，重力势能不能完全转化为动能，故a项错误9(多选)如图所示，a、b、c、d四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使之进入右侧不同的轨道：除去底部一小段圆弧，a图中的轨道是一段斜面，高度大于h；b图中的轨道与a图中的轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；c图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h；d图中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于h.如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是()答案ac解析对a、c轨道，小球到达右侧最高点的速度可以为零，由机械能守恒定律可得，小球进入右侧轨道后的高度仍为h，故a、c项正确；轨道b右侧的最大高度小于h，小球离开轨道后做斜抛运动，小球到达最高点仍具有水平速度因此小球到达最高点的高度小于h，b项不正确；轨道d右侧为圆形轨道，小球通过最高点时必须具有一定的速度，因此小球沿轨道d不可能到达h高度，d项错误10.如图是一种升降电梯的示意图，a为载人厢，b为平衡重物，它们的质量均为m，上下均由跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动如果电梯中人的总质量为m，匀速上升的速度为v，电梯即将到顶层前关闭电动机，依靠惯性上升h高度后停止，在不计空气阻力和摩擦阻力的情况下，h为()a.b.c. d.答案d解析依靠惯性向上运动的过程中，人和电梯的动能、平衡重物的动能、平衡重物的重力势能都在减少，而人和电梯的重力势能增加根据能量守恒定律，(mm)gh(mm)v2mv2mgh，可得h，d项正确11已知一足够长的传送带与水平面的倾角为，以一定的速度匀速运动某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图甲所示)，以此时为t0时刻记录了小物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系，如图乙所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1v2)已知传送带的速度保持不变，g取10 m/s2.则下列判断正确的是()a0t1内，物块对传送带做正功b物块与传送带间的动摩擦因数mgsin，得tan，故b项错误；0t2内，由图线与t轴所围面积可知，物块的总位移沿传送带向下，高度下降，重力对物块做正功，设为wg，根据动能定理有：wwgmv22mv12，则传送带对物块做功wmv22mv12，故c项错误；对整个运动过程分析知，只有在0t2内有热量产生，而在此时间段内物块的重力势能减小、动能也减小，都转化为系统产生的内能，则由能量守恒得知，系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小，故d项正确12.如图所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的m点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态现从m点由静止释放物块，物块运动到n点时恰好静止，弹簧原长小于mm.若物块从m点运动到n点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为e，物块通过的路程为s.不计转折处的能量损失，下列图像所描述的关系中可能正确的是()答案c解析由qffs可知，qs图线的斜率大小表示物块与接触面间摩擦力的大小，因ffmmffmn，故qs图线的斜率是分段恒定的，a、b项均错误；设在m点时物块、弹簧与地面组成的系统的机械能为e0，则由能量守恒，可得ee0qe0ffs，考虑ffmmffmn，可知，c项正确，d项错误二、实验题(共2小题，共14分)13(6分)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲)：甲(1)下列说法哪一项是正确的_(填选项字母)a平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上b为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量c实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放乙(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取o、a、b、c计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 hz，则打b点时小车的瞬时速度大小为_ m/s(保留三位有效数字)答案(1)c(2)0.653解析(1)平衡摩擦力时必须让空车拖着纸带匀速滑下，而不能挂上钩码，a项错误；设小车质量为m，钩码质量为m，则绳子的拉力fmamg，显然只有mm时，才有0，此时fmg，即钩码质量应远小于小车质量，b项错误(2)对于匀加速直线运动，某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，b点的速度等于ac段的平均速度，又ab段的时间为t5t00.1 s，所以vbac m/s0.653 m/s.14(8分)现要通过实验验证机械能守恒定律实验装置如图所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上a点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为m，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上b点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d表示a点到导轨底端c点的距离，h表示a与c的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示a、b两点间的距离，用g表示重力加速度完成下列填空和作图(1)若将滑块自a点由静止释放，则在滑块从a运动至b的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减少量可表示为_，动能的增加量可表示为_若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为_(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(a点)下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示12345s(m)0.6000.8001.0001.2001.400t(m/s)8.227.176.445.855.431/t2(104s2)1.481.952.412.923.39以s为横坐标，为纵坐标，在下图所示的坐标纸中描出第1至第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k_104 m1s2(保留三位有效数字)由测得的h、d、b、m和m数值可以计算出s直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律答案(1)(mm)gss(2)2.43解析(1)系统重力势能的减少量为滑块重力势能的减少量减去砝码重力势能的增加量，即为mgsmgs(mm)gs，系统动能的增加量是两者的动能的增加量的和，而它们的速度大小相同，为v，则系统动能的增加量为(mm)v2.若机械能守恒，则两者相等，即(mm)gs，变形得s.(2)因为s图像是一条直线，则要将坐标平面上的点连成一条直线，要求是使尽可能多的点在这条直线上，不在这条直线上的点均匀分布在它的两侧取直线上的两点，根据k可求得斜率为k2.43104 m1s2.三、计算题(本题共4小题，共38分)15.(8分)如图所示，长度为l的轻绳上端固定在o点，下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)(1)在水平拉力f的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为，小球保持静止画出此时小球的受力图，并求力f的大小；(2)由图示位置无初速度释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力不计空气阻力解析(1)受力图如右图所示根据平衡条件，小球所受的拉力大小fmgtan(2)运动中只有重力做功，系统机械能守恒，有mgl(1cos)mv2则通过最低点时，小球的速度大小v根据牛顿第二定律tmgm解得轻绳对小球的拉力tmgmmg(32cos)16.(10分)如图所示，半径r0.9 m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点b与长为l1 m的水平面相切于b点，bc离地面高h0.8 m，质量m1.0 kg的小滑块从圆弧顶点d由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数0.1，(不计空气阻力，取g10 m/s2)求：(1)小滑块刚到达圆弧轨道的b点时对轨道的压力；(2)小滑块落地点距c点的距离答案(1)30 n(2) m解析(1)设小滑块到达b点时的速度为vb，圆弧轨道对滑块的支持力为fn，由机械能守恒定律，得mgrmvb2由牛顿第二定律，得fnmgm联立解得fn30 n由牛顿第三定律可知，滑块在b点时对轨道的压力为30 n.(2)设滑块运动到c点时的速度为vc，由动能定理，得mgrmglmvc2解得vc4 m/s小滑块从c点运动到地面做平抛运动水平方向xvct竖直方向hgt2滑块落地点距c点的距离s m17(10分)电动机通过一绳子吊起质量为8 kg的物体，绳的拉力不能超过120 n，电动机的功率不能超过1 200 w，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90 m(已知此物体在被吊高接近90 m时已开始以最大速度匀速上升)，所需时间为多少？答案7.75 s解析此题可以用机车启动类问题为思路，即将物体吊高分为两个过程处理：第一个过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体，使物体匀加速上升，第一个过程结束时，电动机到达最大功率第二个过程中电动机一直以最大功率拉物体，拉力逐渐减小，当拉力等于重力时，物体开