功与能动能定理机械能守恒测试试卷含答题卡答案

命题：王勇审题：张君一.选择题（6分每题，部分正确得3分，误选得0分，共48分）.如图所示，质量m=Ikg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上， /. 1其右端与桌子边缘相平.板与桌面间的动摩擦因数μ=0.4.现用F=5N三三三三一F的水平方向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为（g取10m∕s2） ∏^（ ）A.1JB.1.6JC.2JD.4J.湖南卫视“智勇大冲关”栏目最后一关，选手需要抓住固定在支架上的绳子向上攀登，才可冲上领奖台，如图1所示.如果某选手刚刚匀速攀爬到接近绳子顶端时，突然因抓不住绳子而加速滑下，不考虑脚蹬墙壁的作用，下列说法不正确的是（） 一^a.上行时，人受到绳子的拉力、重力和摩擦力而平衡 17鼻B.上行时，绳子拉力对人做的功等于人重力势能的增量 ：aC.下滑时，人受到重力大于摩擦力，因而加速度向下 ;D.下滑时，人的机械能的减少量等于克服摩擦力做的功 !.一辆汽车在平直的公路上以速度v0开始加速行驶，经过一段时间t,前进了距离1，此时恰好达到其最大速度vm,设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作，汽车所受的阻力恒为f,则下列各项不能表示在这段时间里发动机所做的功的是（）11A.fvtB.Ptc∙2mvm^2mvo+f1D∙ft.v4vm2.如图2所示，倾角为45°的光滑斜面向左做匀加速运动时，质量为m的小球恰好与斜面保持相对静止，当斜面与小球的速度从V增加到2v的过程中（）mA.斜面对小球做功为；mv2 47B.斜面对小球支持力大小为乎mg …C.小球受到的合外力大小为mgD.重力对小球做功不为零.质量为m=103kg的汽车在平直的公路上以某一初速度开始加速运动，最后达到了一个稳定速度.上述全过程中其加速度a和速度的倒数（1）的关系图象如图3所示.根据图象所给信息,不能求出的物理量是（）A.汽车的功率B.汽车行驶的最大速度C.汽车所受到阻力D.汽车运动到最大速度所需的时间.一质量为m的小球以初动能Eko冲上倾角为θ的粗糙斜面，图4中两条图线分别表示小球在上升过程中动能、重力势能与其上升高度之间的关系（以斜面底端为零势能面，h°表示上升的最大高度，图中坐标数据中的k为常数且满足（0<k<1）,则由图可知，下列结论正确的是（）A.B.上升过程中摩擦力大小f=kmg上升过程中摩擦力大小f=skm⅞C.上升高度h=k⅛h。时,小球重力势能和动能相等D.上升高度h=W2h0sinθ时，小球重力势能和动能相等.在新疆旅游时，最刺激的莫过于滑沙运动.某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，速度为2v0,设人下滑时所受阻力恒定不变，沙坡长度为1,斜面倾角为ɑ人的质量为m,滑沙板质量不计，重力加速度为g.则（）A.若人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速度下滑，则人到达斜面底端时的速度大小为3v0.若人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速度下滑，则人到达斜面底端时的速度大小为2v0C.人沿沙坡下滑时所受阻力为mgsinα一华D.人在下滑过程中重力功率的最大值为2mgv0.如图5所示，置于竖直平面内的AB光滑杆°,它是以初速度为v0,水平射程为S的平抛运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点.现将一小球套于其上，由静止开始从轨道A端滑下，重力加速度为g。则当其到达轨道B端时（）A.小球在水平方向的速度大小为v0C.小球的速率为gsv0二.实验题（每空3分，共18分）」 SB.小球的运动的时间为一V0D.小球重力的功率mg”V09.（2012•福建四地六校联考）测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题，为此，某同学设计了如下实验方案：A.实验装置如图所示，一端系在滑块上的细绳通过转轴光

滑的轻质滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫

起。调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做

匀速直线运动；B.保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长

木板向下做匀加速直线运动.请回答下列问题：⑴滑块做匀速直线运动时，打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是；⑵滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小钩码的重力大小（选填“大于”“等于"或“小于”）。.（2012•江苏苏北四星级高中联考）用如图实验装置验证m1、m2组成的

系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的

点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实

验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图

中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1=50g∖m2=150g,则（g取

9.8m∕s2，所有结果均保留三位有效数字）。©Γi(1)在纸带上打下计数点5时的速度V5=m/s；)01234 5 6单位;Cm1j⅛■■ ⅛-Γ⅜⅝τT■ ■ ,■■Γ38.40ELfflI26.40⑵在打点0〜5过程中系统动能的增量∆Ek=J,系统势能的减少量∆Ep=J；⑶一…一、-V2 ___,_ 一」.、若某同学作出另一h图象如图，则当地的实际重力加速度g=m/s2。2三.计算题(共44分，13+15+16).如图所示，AB是粗糙斜面，顶点A距水平传送带H=1.5m.BC是水平传送带长度为L=5m,与货物间的动摩擦因数为μ=0.4，皮带轮的半径为R=0.2m,转动的角速度为ω=15rad/s.设质量为m=1kg的小物块由静止开始从A点下滑，经过B点的拐角处无机械能损失，从B点运动到C点所用时间是1.5s,且货物从B点开始做匀减速运动，到达C点前已相对传送带静止，试求货物在斜面上运动时克服摩擦力所做的功.(g取10m∕s2) TA.如图所示，粗糙水平轨道与光滑的4圆弧形轨道在A处相连接.圆弧轨道半径为R,以圆弧轨道的圆心O点和两轨道相接处A点所在竖直平面为界，在其右侧空间存在着平行于水平轨道向左的匀强电场，在左侧空间没有电场.现有一质量为m、带电荷量为+q的小物块(可视为质点)，从水平轨道的B位置由静止释放，结果物块第一次冲出圆形轨道末端C后还能上升的最高位置为D,且C、D间的距离为R,已知物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,B离A处的距离为x=2.5R(不计空气阻力)，求：(1)物块第一次经过A点时的速度； ：(2)匀强电场的场强大小； T?'[(3)物块在水平轨道上运动的总路程. 上IC…一心 乂I* 15« *js.如图8所示是游乐园内某种过山车的示意图，图中半径分别为R1=2.0m和R2=8.0m的两个光滑圆形轨道固定在倾角θ=37°的斜轨道面上的A、B两点，已知两个圆形轨道的最高点&D均与P点平齐，圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接.现使小车(可视为质点)从P点以一定的初速度沿斜面向下运动.已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为u=6，g=10m∕s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求：(1)若小车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点C,则它在P点的初速度应为多大？(2)若小车在P点的初速度为15m/s,则小车能否安全通过两个圆形轨道？试通过分析论证之..选择（6分每题，部分正确得3分，误选得0分，共48分）12345678.实验题（每空3分，共18分）9.;三.计算题（共44分，13+15+16）12.（15分）13.（16分）参考答案：1.BA［解析］匀速上行时，人受到绳子的拉力与重力平衡，绳子对人的拉力和绳子对人的静摩擦力是同一个力，A错误；匀速上行过程绳子对人的拉力做的功等于重力势能的增量，B正确；加速下滑过程重力大于摩擦力，加速度向下，C正确；根据功能关系，人减少的机械能等于克服摩擦力做的功，D正确.D［解析］因为发动机以额定功率工作，所以发动机做的功W=Pt，选项B正确；达到最大速度V时，牵引力与阻力相等，所以W=Pt=FVt，选项A正确；由于v≠v,所以W≠ft∙v4v，选项Dm m Om 2错误；由动能定理有W-fl=2≡vm-2mv0,所以W=2mvm-2mv0+fl，选项C正确.C［解析］小球在重力和斜面的支持力FN作用下向左匀加速运动,支持力FN=Cosmg5°=/mg,合力F=mgtan450=mg,选项B错误，选项C正确；重力对小球不做功，所以斜面对小球做功即合力做1 1 3的功，根据动能定理得W=2mv2-2■mv1=2mv2,选项AD错误.D［解析］汽车速度最大时，汽车所受到的牵引力FI=Ff=VP，根据牛顿第二定律有F—Ff=ma,m即P—P=ma,解得a=［1—。)，图象斜率k=P,横轴截距b=1,所以汽车的功率P、汽车行驶的最大VV m∖vVJ m Vm m m速度V可求，代入F=上可解得汽车所受到阻力.m fVmC［解析］由题意知图线①为小球重力势能与上升高度的关系图线，图线②为小球动能与上升高度的关系图线.根据动能定理得一f—hV—mgh=0—Ej由图知mgh=r⅛，解得E=(k+1)mgh,sinθO ko Ok十1 ko O解得f=kmgsinθ.设小球重力势能和动能相等时上升高度为h,速度为v,即mgh=［mv2,由动能定理一f.hfl—mgh=mv2—E,解得h=4^h.故选项C正确.Sinθ 2ko k十20C［解析］对人进行受力分析如图所示，两次滑沙过程均为匀加速直线运动，且加速度相同，有(2vo)2—O2=2al,V2—V2=2al,解得v=45vo,选项AB错误;根据动能定理有mglsinα—Ffl=$(2vo)2,解得F=mgsinα一叫v,选项C正确；重力功率的最大值为P=2mgvsinα,选项D错误.f l m 0C［解析］由平抛运动的规律得：h=1gt2,S=Vt，解得A距地面的高度h=g^；套在杆上的2 0 2v20小球运动过程受杆的弹力作用，其水平方向不是匀速运动，选项A、B错误；套在杆上的小球滑动过程中机械能守恒，mgh=Jmv2,解得V=gs,小球到达轨道B端时重力的功率为P=mgvcosα=mg-Scos-,2BBV B V0 0其中α为小球在B端时的速度与竖直方向的夹角，选项C正确，选项D错误..［答案］(1)等间距(或均匀)(2)等于［解析］(1)纸带上的不同点痕记录了滑块在不同时刻的位置和不同时间内的位移，当滑块做匀速直线运动时，点痕的分布应该是等间距或均匀的。(2)悬挂钩码，滑块匀速下滑时，根据滑块的平衡条件有mgsinO—Ff—G码=0,所以G码=mgsinθ一Ff;当保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时，滑块受到的合外力F合=mgsinO—Ff。显然，F合=G码。.［答案］(1)2.40(2)0.5760.588(3)9.70［解析］(1)T=5×0.02s=0.1s,打下计数点5时的速度V=⅜=θ'21θθΛθ'2θ4θm∕s=2.40m∕so521 0.2(2)在打点0〜5过程中系统动能的增量∆E=1(m+m)v2=0.576J;系统势能的减少量∆E=(mk2 1 2 5 p2-mι)gh=0.1×9.8×(0.3840+0.2160)J=0.588Jo , 1, 一.一V2g (3)由机械能守恒定律得，(m2-m1)gh=］(m1+m2)v2,整理得，5=：儿即图象斜率的2倍等于重力加速度g,由作出的/一h图象，可求得当地的实际重力加速度g=2×誉m∕s2=9.70m∕s2o2 .2011.2.5J［解析］水平传送带的速度为V0=Rω=3m/s在水平传送带上，由牛顿第二定律有μmg=ma解得a=μg=4m∕s2设货物在B点速度为VB，在传送带上匀减速运动的时间为t1,位移为L1,匀速运动的时间为t2,则有 B 1 1 2v0=vB—at1v2-v2=2aLB0 1L—L1=v0t2t1+t2=t在斜面上由动能定理，得mgH—W=ImV2—0f2B联立解得Wf=2.5J.12.⑴2\,碗(2)μmg∖0∙8mg⑶(O+?)r［解析］(1)对物块由A至D运用动能定理得：—mg∙2R=0—2mv2解得vA=2∖,gR.⑵对物块由B至A运用动能定理得：1Eq∙2.5R—μmg∙2.5R=理V2—02A解得E=μmg+0.8mgq(3)物块最终将停在A点，设物体在水平轨道部分的总路程为s,对物块全过程运用动能定理得：Eq∙2.5R-μmg∙s=0解得s=^2.5+^2-^R.14.⑴6m/s(2)能略［解析］(1)设小车经过C点时的临界速度为vιmv2

则：mg=