专题三能量与动量阶段检测（基础教师版）

绝密★启用前专题三能量与动量阶段检测（基础）姓名准考证号本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。考生注意：1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2选择题部分一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不给分）1．在国际单位制中，功率的单位是（）A．W B．kg C．N D．J【答案】A【详解】在国际单位制中，功率的单位是瓦特（W）。故选A。2．新学期开学，小明同学将一捆质量为10kg的书从一楼搬到五楼教室，每层楼高约3m，小明同学克服这捆书的重力所做的功最接近于（）A．120J B．400J C．1200J D．3000J【答案】C【详解】根据解得故选C。3．下列各组物理量中，全部是矢量的是A．速度、路程、功率 B．力、位移、加速度C．功、动能、加速度 D．位移、力、周期【答案】B【详解】A．速度既有大小又有方向，是矢量，路程、功率只有大小没有方向，都是标量，故A错误；B．力、位移、加速度既有大小又有方向，都是矢量，故B正确；C．功、动能只有大小没有方向，都是标量，加速度既有大小又有方向，是矢量，故C错误；D．位移、力既有大小又有方向，都是矢量，周期只有大小没有方向，是标量，故D错误。故选B。4．2016年1月5日上午，国防科工局正式发布国际天文学联合会批准的嫦娥三号探测器着陆点周边区域命名为“广寒宫”，附近三个撞击坑分别命名为“紫微”、“天市”、“太微”，此次成功命名，是以中国元素命名的月球地理实体达到22个，质量为的人造地球卫星与月心的距离为时，重力势能可表示为，其中G为引力常量，M为月球质量，若“嫦娥三号”在原来半径为的轨道上绕月球做匀速圆周运动，由于受到及稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为，已知：月球半径为，月球表面的重力加速度为g0，地球表面的重力加速度为g，此过程中因摩擦而产生的热量为（

）A． B．C． D．【答案】D【详解】“嫦娥三号”做匀速圆周运动，由月球的万有引力提供向心力，则轨道半径为R1时，有卫星的引力势能轨道半径为R2时有卫星的引力势能设摩擦力而产生的热量为Q，根据能量守恒得由黄金代换式得联立可得Q=故D正确，ABC错误。故选D。5．一物体沿水平面做初速度为零的匀加速直线运动，以动量大小p为纵轴建立直角坐标系，横轴分别为速度大小v、运动时间t、位移大小x，则以下图像可能正确的是（）A． B．C． D．【答案】C【详解】AB．物体做初速度为零的匀加速直线运动，则速度则动量可知动量与速度和时间都成正比关系，故AB错误；CD．根据匀变速直线运动规律有则动量根据数学知识可知C图正确，故C正确，D错误；故选C。6．如图所示有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于O点，O点恰好是下半圆的顶点,它们处在同一竖直平面内．现有两条光滑直轨道AOB、COD，轨道与竖直直径的夹角关系为，现让一小物块先后从这两条轨道顶端由静止下滑至底端，则下列关系中正确的是（

）A． B．C． D．【答案】D【分析】根据动能定理直接判断速度大小，根据运动学公式求解时间。【详解】AB．小物块下滑过程中只有重力做功，同一物块重力做功只和高度有关系，COD轨道竖直高度更高，根据动能定理可知重力做功等于物块落至底端的动能，所以，故AB错误；CD．以AOB轨道的物块为研究对象，根据位移与速度的关系：同理COD轨道：两式相比且：所以，故D正确，C错误。【点睛】根据圆直径对应的圆周角为直角，通过辅助线计算位移，进而分析加速度，最后求解时间。7．荡秋千是广大人民非常喜欢的一项运动，既能强身健体，还能娱乐身心。如图所示，一位爱好者站立在秋千板上，通过不断下蹲和起立的过程逐渐将秋千荡高，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．该爱好者在向下摆动过程中身体需要从直立到下蹲，上升过程中身体需要从下蹲到直立B．该爱好者在向下摆动过程中身体需要从下蹲到直立，上升过程中身体需要从直立到下蹲C．由于空气阻力不计，所以荡秋千的过程中秋千与爱好者机械能守恒D．秋千以相同的速度经过最低点时，人在站立状态下比下蹲状态下秋千绳的拉力大【答案】A【详解】AB．秋千下摆时，人从直立到下蹲，可以尽量将人的重力势能转化为动能，上升过程中身体需要从下蹲到直立，尽量通过自身做功转化为重力势能，这样秋千才会越荡越高。A正确，B错误；C．整个过程中，人通过下蹲和直立做功，机械能增加。C错误；D．秋千以相同的速度经过最低点，对应的角速度相等，以下蹲状态通过时，重心较远，对应的半径较大，根据牛顿第二定律可知，半径越大，拉力越大。D错误。故选A。8．面积很大的水池中有一个很长的管子，其内径截面积为20cm2，管子在贴近水面处有一质量可忽略不计的活塞，活塞与管壁摩擦不计，且气密性良好，如图所示，当用力将活塞沿管壁缓慢提升15m过程中，拉力所做的功是（取g=10m/s2，大气压=105Pa)（）A．1000J B．1500JC．2000J D．3000J【答案】C【详解】在活塞上升的过程中，水面上升，直到水产生的压强等于大气压，即解得h=10m此过程拉力做功等于水柱增加的重力势能之后上升5m的过程中，拉力等于大气压力，所以故拉力做的总功故C正确，ABD错误。故选C。9．在水平面上有一个U形滑板A，A的上表面有一个静止的物体B，左侧用轻弹簧连接在滑板A的左侧，右侧用一根细绳连接在滑板A的右侧，开始时弹簧处于拉伸状态，各表面均光滑，剪断细绳后，则()A.弹簧原长时A动量最大B.弹簧压缩至最短时A动能最大C.系统动量变大D.系统机械能变大答案A解析对整个系统分析可知合外力为0，系统动量守恒，由于系统内只有弹力做功，故系统的机械能守恒，C、D错误；滑板A受到的合外力为弹簧的弹力，弹簧在恢复原长的过程中，由kx=ma知滑板做加速度减小的加速运动，弹簧被压缩时，滑板做加速度增大的减速运动，所以弹簧原长时A动量最大，动能最大，故A正确，B错误。10．关于物体的动能，以下说法中正确的是（

）。A．物体的速度变化，其动能一定变化B．物体的动能变化，其速度一定变化C．物体的速度变化越大，其动能变化也一定越大D．物体所受的合外力不为零，其动能一定变化二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）11．如图所示，悬挂在同一高度的两根不可伸长的轻质绳,绳长均为l，下面挂一质量为M的光滑匀质足够长的薄平板．平板中央有一质量为m的光滑小木块．开始系统处于静止悬挂状态，两绳互相平行．而后在两绳所在的竖直平面内给平板一个的水平速度，下列关于板和小木块的运动说法正确的是（

）A．小木块将上下运动B．小木块将水平运动C．薄平板相对于初始位置能上升的最大高度为D．薄平板相对于初始位置能上升的最大高度为【答案】AD【详解】AB．由于平板光滑，m只受重力和竖直方向的弹力，只会在竖直面运动，A正确，B错误；CD．M、m的竖直速度相等，系统的机械能守恒最大高度为C错误，D正确。故选AD。12．忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（）A．电梯匀速下降 B．在真空管中自由下落的羽毛C．物体沿着斜面匀速下滑 D．物体做自由落体运动【答案】BD【详解】AC．电梯匀速下降和物体沿着斜面匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，机械能减小，所以，机械能不守恒，故AC错误；BD．在真空管中自由下落的羽毛和做自由落体的物体，只受重力的作用，只有重力在做功，机械能守恒，故BD正确。故选BD。13．如图所示，可以用风洞实验来研究类斜抛运动的规律，竖直向上恒定的风力。现让质量为m的小球（视为质点）从A点以与水平方向成、斜向右上方的速度抛出，经过一段时间落到与A点等高的C点，类斜抛运动的最高点为B点。重力加速度g取10，，，下列说法正确的是（）A．小球每一秒的速度变化量大小为12B．小球从A到C的运动时间为0.75sC．A、C两点之间的距离为3mD．若，小球从B到C风力做的功为0.45J【答案】BC【详解】A．对小球进行受力分析，受到重力和风力，由牛顿第二定律可得解得则每一秒小球的速度变化量大小为8，A错误；B．把小球做类斜抛运动的初速度分别沿水平方向和竖直方向分解，则有小球从A到B的时间由对称性可知，小球从A到C的运动时间为0.75s，B正确；C．A、C两点之间的距离为C正确；D．B、C两点的高度差为小球从B到C风力做的功为D错误。故选BC。非选择题部分三、非选择题(本题共7小题，共58分)14．现用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验，如图所示。在滑块上安装一遮光条，把滑块放在水平气垫导轨上，并用绕过定滑轮的细绳与钩码相连，光电计时器安装在处。测得滑块（含遮光条）的质量为，钩码总质量为，遮光条宽度为，导轨上滑块的初始位置点到点的距离为，当地的重力加速度为。将滑块在图示位置释放后，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为。滑块从点运动到点的过程中，滑块（含遮光条）与钩码组成的系统重力势能的减少量为__________，动能的增加量为_____________。（均用题中所给字母表示）【答案】【详解】[1]滑块从点运动到点的过程中，滑块（含遮光条）与钩码组成的系统重力势能的减少量为。[2]通过光电门的速度，所以系统动能增加量为15．用图示装置验证机械能守恒定律．实验前调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．实验中通过断开电磁铁开关使小球从A点下落，经过光电门B，记录挡光时间，测出小球在AB间下落的距离h．竖直平移光电门B，重复上述步骤，测得多组h及相应的，已知当地重力加速度为g．（1）实验中还需测量的物理量是____________．（2）小球通过光电门速度的表达式为=____________．（3）根据测量数据描绘图象，能否仅依据图象是过原点的直线就得出机械能守恒的结论？____________，理由是________________________________________________．【答案】小球直径d不能斜率近似等于，才能判断小球下落过程中机械能守恒【详解】（1）[1]题中要验证的关系是，即其中的v由光电门求得可知实验中还需测量的物理量是小球的直径d；（2）[2]小球通过光电门时速度的表达式为（3）[3][4]根据，即即可知图象是一条过原点且斜率为的直线；故仅依据图象是过原点的直线不能得出机械能守恒的结论；还要看斜率近似等于。16．为了解决在完全失重的“天宫二号”实验舱中测量物体质量的问题某同学设计了如图所示的实验．

（1）将轻弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端用水平力压弹簧，静止时弹簧的压缩量为，水平力的大小为，则轻弹簧的劲度系数＝________，此时弹簧的弹性势能为．（2）现用物块压缩轻弹簧，压缩量为后由静止释放物块，物块离开弹簧后，物块上宽度为的遮光条经过光电门的时间为，则物块通过光电门时的速度大小为________，物块的质量为________．【答案】,【详解】（1）[1]．根据胡克定律＝，再由静止时弹簧的压缩量为，水平力的大小为，则轻弹簧的劲度系数；（2）[2][3]．由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，则物块通过光电门时的速度大小；根据能量守恒定律，弹簧减小的弹性势能转化为物块的动能，即有：．综合上式，则物块的质量为；17．如图所示，质量为m的小球，从离地面高H处由静止开始释放，落到地面后继续陷入泥中h深度而停止，设小球受到空气阻力为f，重力加速度为g，求：(1)小球落地时动能？(2)小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力做的功？(3)整个过程中小球克服阻力做的功？【答案】(1)Ek=mgH-fH；(2)mg（H+h）-fH；(3)mg（H+h）【详解】(1)取从静止开始释放到落到地面的过程，应用由动能定理得mgH-fH=Ek-0解得Ek=mgH-fH(2)取整个过程为研究，由动能定理得mg（h+H）-fH-Wf=0解得Wf=mg（H+h）-fH小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力做的功mg（H+h）-fH.(3)取整个过程为研究，由动能定理得mg（h+H）-W′f=0解得W′f=mg（H+h）所以整个过程中小球克服阻力做的功等于mg（H+h）18．如图所示，一质量的小物块（可视为质点），放置在质量的长木板右侧，长木板放置在光滑的水平面上，初始时，长木板与物块一起以水平速度向右匀速运动，在长木板的右端上方固定着一障碍物A，当物块运动到障碍物A处时与A发生弹性碰撞（碰撞时间极短，无机械能损失），而长木板可继续向右运动，取重力加速度。（1）设长木板足够长，求物块与障碍物第一次碰撞后，物块与长木板所能获得的共同速率；（2）设长木板足够长，物块与障碍物第一次碰撞后，物块向左运动所能达到的最大距离是，求物块与长木板间的动摩擦因数以及此过程中长木板运动的加速度的大小；（3）在（2）问基础上，要使物块不会从长木板上滑落，长木板至少应为多长？【答案】（1）；（2）；；（3）【详解】（1）物块与挡板碰后，小物块与木板组成的系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律可以得到代入数据可以得到（2）物块与障碍物第一次碰撞后，物块