【志鸿优化设计】（广东专用）2014届高考物理第一轮复习 第五章功和能 机械能及其守恒定律单元检测

1 单元检测五单元检测五 功和能功和能 机械能机械能及其守恒定律及其守恒定律 时间 60 分钟 满分 100 分 一 单项选择题 共 4 小题 每题 4 分 共 16 分 1 如图所示 电梯与水平地面成 角 一人站在电梯上 电梯从静止开始匀加速上 升 到达一定速度后再匀速上升 若以FN表示水平梯板对人的支持力 G为人受到的重力 F为电梯对人的静摩擦力 则下列结论正确的是 A 加速过程中F 0 F FN G都做功 B 加速过程中F 0 FN不做功 C 加速过程中F 0 FN G都做功 D 匀速过程中F 0 FN G都不做功 2 2011 桂林调研 两个物体A B的质量分别为m1和m2 并排静止在水平地面上 用同向水平拉力F1 F2分别作用于物体A和B上 分别作用一段时间后撤去 两物体各自 滑行一段距离后停止下来 两物体运动的速度 时间图象分别如图中图线a b所示 已知 拉力F1 F2分别撤去后 物体做减速运动过程的速度 时间图线彼此平行 相关数据已在 图中标出 由图中信息可以得出 A 若F1 F2 则m1 m2 B 若m1 m2 则力F1对物体A所做的功较多 C 若m1 m2 则整个过程中摩擦力对B物体做的功较大 D 若m1 m2 则整个过程中摩擦力对A和B物体做的功一样多 3 小明和小强在操场上一起踢足球 足球质量为m 如图所示 小明将足球以速度v 从地面上的A点踢起 当足球到达离地面高度为h的B点位置时 取B点所在水平面为零 势能参考面 不计空气阻力 则下列说法中正确的是 A 小明对足球做的功等于mv2 mgh 1 2 B 小明对足球做的功等于mgh C 足球在A点的机械能为mv2 1 2 D 足球在B点的动能为mv2 mgh 1 2 4 如图所示 物体沿 30 的固定斜面以g g为本地的重力加速度大小 的加速度 1 2 匀减速上升 则在此过程中 物体的机械能是 2 A 不变的 B 减小的 C 增加的 D 不能判断 二 双项选择题 共 5 小题 每题 6 分 共 30 分 5 关于机械能是否守恒 下列叙述中正确的是 A 做匀速直线运动物体的机械能一定守恒 B 做匀变速运动物体的机械能可能守恒 C 外力对物体做功为零时 机械能一定守恒 D 只有重力对物体做功 物体的机械能一定守恒 6 2011 课标全国理综改编 一质点开始时做匀速直线运动 从某时刻起受到一恒 力作用 此后 该质点的动能可能 A 一直减小 B 先逐渐减小至零 再逐渐增大 C 先逐渐增大至某一最大值 再逐渐减小 D 先逐渐减小至某一非零的最小值 再逐渐增大 7 物体沿直线运动的v t关系如图所示 已知在第 1 s 内合外力对物体做的功为 W 则 A 从第 1 s 末到第 3 s 末合外力做功为 4W B 从第 3 s 末到第 5 s 末合外力做功为 W C 从第 5 s 末到第 7 s 末合外力做功为 W D 从第 3 s 末到第 4 s 末合外力做功为 0 75W 8 一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和 2m的小球A和B 支架的两直 角边长度分别为 2l和l 支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动 如图所示 开始时 OA边处于水平位置 由静止释放 则 A A球的最大速度为 2 gl B A球的速度最大时 两小球的总重力势能最小 C A球的速度最大时 两直角边与竖直方向的夹角为 45 D A B两球的最大速度之比vA vB 3 1 9 汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动 t1时刻关闭发动机 做匀减速直 线运动 t2时刻静止 其v t图象如图所示 图中 若汽车牵引力做功为W 平均 功率为P 汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2 平均功率分别为P1和 P2 则下列结论正确的是 3 A W W1 W2 B W1 W2 C P P1 D P1 P2 三 实验题 共 18 分 10 某实验小组采用如图甲所示的装置来探究 功与速度变化的关系 实验中 小车 碰到制动装置时 钩码尚未到达地面 实验的部分步骤如下 a 将一块一头带有定滑轮的长木板固定放在桌面上 在长木板的另一端固定打点计时 器 b 把纸带穿过打点计时器的限位孔 连在小车后端 用细线跨过定滑轮连接小车和钩 码 c 把小车拉到靠近打点计时器的位置 接通电源 从静止开始释放小车 得到一条纸 带 d 关闭电源 通过分析小车位移与速度的变化关系来研究外力对小车所做的功与速度 变化的关系 甲 乙 丙 如图乙所示是实验中得到的一条纸带 点O为纸带上的起始点 A B C是纸带的三 个计数点 相邻两个计数点间均有 4 个点未画出 利用刻度尺测得A B C到O的距离如 图所示 已知所用交变电源的频率为 50 Hz 问 1 打B点时刻 小车的瞬时速度v m s 结果保留两位有效数字 2 本实验中 若钩码下落高度为h1时外力对小车所做的功为W0 则当钩码下落h2 时 外力对小车所做的功为 用h1 h2 W0表示 3 实验中 该小组同学画出小车位移x与速度v的关系图象如图丙所示 根据该图 形状 某同学对W与v的关系作出的猜想 肯定不正确的是 A W v B W v2 4 C W D W v3 1 v 四 计算题 共 2 小题 每题 18 分 共 36 分 11 如图所示 倾斜轨道AB与有缺口的圆轨道BCD相切于B 轨道与地面相切于C 点 圆轨道半径R 1 m 两轨道在同一竖直平面内 D是圆轨道的最高点 把一个质量为 m 2 kg 的小球从斜轨道上某处由静止释放 它下滑到C点进入圆轨道 1 若轨道光滑 想要使它恰好通过D点 求A点离地的高度 2 若轨道粗糙 将小球放到 3 5 m 高处 也使它恰好通过D点 求该过程中小球克 服阻力做的功 12 如图所示 水平桌面上有一轻弹簧 左端固定在A点 自然状态时其右端位于B 点 D点位于水平桌面最右端 水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP 其形状为半径 R 0 8 m 的圆环剪去了左上角 135 的圆弧 MN为其竖直直径 P点到桌面的竖直距离为 R P点到桌面右侧边缘的水平距离为 2R 用质量m1 0 4 kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点 释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点 用同种材料 质量为m2 0 2 kg 的物块将 弹簧缓慢压缩到C点释放 物块过B点后其位移与时间的关系为x 6t 2t2 物块从D点 飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道 取g 10 m s2 求 1 BD间的水平距离 2 判断m2能否沿圆轨道到达M点 3 m2释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功 5 参考答案参考答案 1 A 2 D 3 D 解析 解析 研究踢球的过程 由动能定理可得W mv2 选项 A B 错误 足球被踢 1 2 出后机械能守恒 足球在A点的机械能为mv2 mgh 选项 C 错误 由机械能守恒定律可 1 2 以判断 足球在B点的动能也为mv2 mgh 选项 D 正确 1 2 4 A 解析 解析 由物体上升的加速度为g 可知物体只受重力和支持力 支持力不做功 1 2 只有重力做功 所以物体的机械能守恒 A 选项正确 5 BD 6 BD 7 BD 解析 解析 根据动能定理知 合力对物体做的功等于物体动能的增量 所以第 1 秒 末到第 3 秒末合外力做功为零 第 3 秒末到第 5 秒末合外力做功为 W 第 5 秒末到第 7 秒 末合外力做功为W 设第 1 秒末的速度为v 则第 4 秒末的速度为 第 3 秒末到第 4 秒末 v 2 合外力做功W m 2 mv2 0 75W 故选项 B D 正确 1 2 v 2 1 2 8 BC 解析 解析 由机械能守恒可知 两球总重力势能最小时 动能最大 根据题意知两 球的角速度相同 线速度之比为vA vB 2l l 2 1 故选项 B 对 D 错 当OA与竖直方向的夹角为 时 由机械能守恒定律得 mg2lcos 2mgl 1 sin 2mv mv 1 22B 1 22A 可得 v gl sin cos gl 2A 8 3 8 3 由数学知识知 当 45 时 sin cos 有最大值 故选项 C 是正确的 选项 A 是错误的 9 AD 解析 解析 整个过程动能变化量为零 根据动能定理知 合力的功为零 选项 A 正 确 汽车运动过程受到的摩擦力大小相等 由图象知第一段位移较大 选项 B 错误 第一 段运动是加速运动 牵引力大于摩擦力 所以P P1 选项 C 错误 加速阶段和减速阶段 平均速度相等 所以克服摩擦力做功的平均功率相等 选项 D 正确 10 答案 答案 1 0 40 2 W0 3 AC h2 h1 解析 解析 1 B点的瞬时速度等于AC段的平均速度 2 由W Fh可知 W与h成正 比 所以当钩码下落h2时 外力对小车所做的功为W0 3 由动能定理可知 外力对 h2 h1 小车所做的功等于物体动能的增量 由x v图象可以判断选项 A C 错误 11 答案 答案 1 2 5 m 2 20 J 解析 解析 1 设小球经过D点时的速度为v 根据牛顿第二定律 有 mg mv2 R 解得v gR 设A点的高度为h 根据机械能守恒 mg h 2R mv2 1 2 解得h 2 5R 2 5 m 6 2 设阻力做功为Wf 小球从A到D的过程 由动能定理有 mg H 2R Wf mv 2 1 2 解得Wf mg H 2 5R 20 J 则小球克服阻力做功 20 J 12 答案 答案 1 2 5 m 2 不能 3 5 6 J 解析 解析 1 设物块由D点以vD做平抛运动 落到P点时其竖直分速度为vy 2gR tan 45 vy vD 得vD 4 m s 2gR 物块m2过B点后的初速度v0 6 m s 加速度a 4 m s2 BD间位移为 sBD 2 5 m v2D v2 0 2a 2 若物块m2能沿轨道到达M点 其速度为vM 由动能定理得 m2v m2v m2gR 1 22M