专题三能量与动量阶段检测（培优学生版）

绝密★启用前专题三能量与动量阶段检测（培优）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．某人从3m深的水井中，将重100N的水桶匀速提至地面，人对水桶所做的功为（）A．0J B．300J C．1100J D．－300J2．在做“验证机械能守恒定律”实验时，下列实验操作中正确合理的一项是A．先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源B．必须用秒表测出重锤下落的时间C．先取下固定在重物上的打好点的纸带，再切断打点计时器的电源D．选取重物时，其质量适当大点，可以减小因阻力而产生的误差3．质量为3kg的小铁球从某一高度由静止释放，经过3s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2，则（

）A．2s末重力的瞬时功率为600W B．2s末重力的瞬时功率为900WC．2s内重力的平均功率为600W D．2s内重力做功为900J4．如图所示为重约2t的某品牌跑车快速通过特别搭建的垂直摩天轮跑道的情境．为了成功通过直径约20m的竖直环形跑道（在底部轨道错开），跑车在进入摩天轮环形跑道时的速度需达到v1＝22m／s，在顶端倒立行驶的速度需达到v2＝19m／s，以对抗地心引力，确保跑车能够在环形跑道顶点顺利地倒立行驶，重力加速度g＝10m／s2．下列说法正确的是A．跑车通过摩天轮跑道的过程机械能守恒B．跑车在环形跑道最高点的向心加速度大小约为19m／s2C．跑车刚进入环形跑道时受到跑道的支持力大小约为116800ND．跑车刚进入环形跑道时发动机输出功率与到达环形跑道顶点时的相等5．如图所示，水平木板上有质量m＝2．0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小，如图所示．取重力加速度g＝10m/s2，下列判断正确的是（）A．5s内拉力对物块做功为零B．4s末物块所受合力大小为4．0NC．物块与木板之间的动摩擦因数为0．15D．6s-9s内物体的加速度为2．0m/s2．6．一辆玩具电动小车在平直路面上以6m/s的速度做匀速直线运动，运动过程中牵引力的功率为9W。若某时刻牵引力的功率突然变为6W，且之后保持不变，对之后的运动过程说法错误的是（整个过程小车受到的阻力不变）（）A．小车最终的运动速度为4m/sB．小车的牵引力最小为1.5NC．小车的加速度越来越小，直至为零D．自牵引力的功率突变为6W，到小车再次开始做匀速直线运动的过程中，小车的平均速度小于5m/s7．如图，质量为m的小球从A点由静止开始沿半径为R的光滑圆轨道AB滑下，在B点沿水平方向飞出后，落在一个与地面成37°角的斜面上的C点（图中未画出）。已知重力加速度为g，sin37°＝0.6，则从A点到C点的过程中小球重力所做的功为（  ）A． B． C． D．8．如图，两质量均为m的小球，通过长为L的不可伸长轻绳水平相连，从某一高处自由下落，下落过程中绳处于水平伸直状态，在下落h高度时，绳中点碰到水平放置的光滑钉子O，重力加速度为g，则（）A．轻绳与钉子相碰后的瞬间，小球的加速度大小为gB．从轻绳与钉子相碰到小球刚到达最低点的过程，重力的功率一直减小C．小球刚到达最低点时速度大小为D．小球刚到达最低点时，绳子对小球的拉力大小为9．固定的倾斜光滑杆，杆与水平面夹角为30°，杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，此时弹簧处于原长h。让圆环沿杆静止滑下，滑到杆的底端时速度恰好减为零，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．在下滑过程中圆环的机械能先减小后增大B．圆环滑到最低点时，加速度为0C．在下滑过程中（含始未位置）有四个位置弹簧弹力的瞬时功率为零D．在下滑过程中（含始未位置）有两个位置圆环加速度为，方向沿斜杆向下10．如图所示，质量均为m的木块A和B用一劲度系数为k的轻弹簧相连，竖直放置在光滑的水平面上，木块A上放有质量为2m的木块C，三者均处于静止状态，现将木块C迅速移开，若重力加速度为g。则下列说法中正确的是（）A．木块C移开的瞬间，地面对木块B的支持力为2mgB．木块C移开的瞬间，木块A的加速度大小为3gC．木块A向上运动的距离为时，A的动量最大D．木块B可能离开地面向上运动二、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，小球从固定的光滑圆弧槽轨道顶端无初速下滑．则下列说法正确的是A．小球下滑过程中机械能守恒 B．小球到达圆弧底端时的加速度为零C．小球到达圆弧底端时处于失重状态 D．小球下滑过程中速度越来越大12．如图所示，在竖直平面内固定一内壁光滑、半径为R的圆形轨道．质量分别为m、2m的A、B两小球（可视为质点）以等大的速率v0同时从a点分别向上、向下滑入圆形轨道（ab为过圆心O的水平直径），两球在第一次相遇前的运动过程中均未脱离轨道。已知当地的重力加速度为g。则（

）A．第一次相遇时两球的速率相等B．v0应满足的条件是C．第一次相遇点可能在b点D．第一次相遇前，B球对轨道的最大压力为6mg＋13．如图，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高．一质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处．小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g．下列说法正确的是：（）A．小球运动到B点时的速度大小为2B．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mgC．小球运动到B点时重力的功率为2mgD．弹簧长度等于R时，小球的机械能最大非选择题部分三、非选择题(本题共7小题，共58分)14．某实验小组同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，为固定的悬点，轻细绳一端固定在点，一端与钢球连接，在点正下方处放置一十分锋利的刀口刃片，略小于绳的长度。把钢球拉到水平位置由静止释放，钢球摆到最低点处时，轻细绳被刀口刃片割断，随即做平抛运动进入右侧的竖直装置，装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N。实验前，先将一张白纸和复写纸固定在右侧装置的背板上，钢球落到倾斜挡板N上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。(1)本实验除了需让钢球自然下垂测量到球心的长度外，还需要测量的物理量有________。A．钢球的质量B．钢球从到的运动时间C．与印迹的竖直距离D．与印迹的水平距离(2)为了验证钢球从到过程中机械能守恒，最终只需在误差允许的范围内验证表达式_______（用题中所给和测量物理量符号表示）成立即可。为了减少偶然误差，调整倾斜挡板N处于不同位置，多做几次实验进行验证。(3)计算时误将钢球自然下垂时测量的轻细绳的长度作为钢球从到的下落高度，从理论上分析，第(2)问中表达式可能相等吗？简要说明原因________________。15．某兴趣小组利用图甲所示实验装置，验证“合外力做功和动能变化的关系”。小车及车中砝码的质量为M，沙桶和沙的质量为m，小车的速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到。⑴在实验中，下列说法正确的有________A．将木板的右端垫起，以平衡小车的摩擦力B．每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力C．用直尺测量细线的长度作为沙桶下落的高度D．在小车运动过程中，对于M、m组成的系统，m的重力做正功⑵图乙是某次实验时得到的一条纸带，打点计时器使用频率为f的交流电。在纸带上相邻两计数点之间还有四个点未画出，根据此纸带可得出小车通过计数点E时的速度vE=_____⑶若用B、E两点来研究合外力做功和动能变化的关系，需要验证的关系式为_______（用所测物理量的符号表示）；⑷该小组同学希望通过此实验装置研究摩擦力对小车所做的功，应如何操作？____________（写出一种方法即可）16．某学习小组利用如图所示的装置探究“合力对物体做功与速度变化的关系”．首先将一个小球放置在光滑水平桌面上，小球在一条橡皮筋的作用下弹出，沿桌面运动段距离后，离开桌面做平抛运动落到水平地面上，测出小球做平抛运动的水平位移x1，设此时橡皮筋对小球做的功为W0；然后依次换用2条、3条、4条…完全相同的橡皮筋并在一起，使橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，进行第2次、第3次、第4次…实验，橡皮筋对小球做功分别为2W0、3W0、4W0…，测出将数据记入表格．下面是本实验的数据记录表：WW02W03W04W05W0x(m)0.4440.6310.7750.8970.998x2(m2)0.1970.3980.6010.8050.996(1)本实验中，小球离开桌面时的速度为v，桌面与地面的高度为h，重力加速度为g，则小球平抛运动水平位移x的表达式为x=_____(用h、v、g表示)，可得h一定时，x与ν的关系为x∝_______．(2)请用表中给出的数据选择恰当的物理量为横坐标在下图所示的坐标系中作出相应的图像，由图像得出____，橡皮筋做的功W和小球做平抛运动的水平位移x的关系为W∝_____．(3)综上可得，橡皮筋对小球做的功W和小球获得的速度ν的关系为W∝_________．17．在很多游乐场所，经常会看到有套圈的游戏。如图所示，某游客将质量为0.2kg的小圈从A点水平抛出后恰好击中地面上的目标B。已知A点离地面的高度H=1.25m，A点与目标B的水平距离d=3m。不计空气阻力，取g=10m/s2。求小圈(1)在空中运动的时间t；(2)水平抛出时速度大小；(3)重力做功的平均功率P。18．如图所示，水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨光滑、半径为R=0.4m。一个质量为m=0.4kg可视为质点的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，将弹簧压缩至A点时其弹性势能为5.6J，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，向上运动恰能到达最高点C且刚好能回到A点。不计空气阻力，试求：（1）物体经过圆形导轨上的B点时对轨道的压力多大？（2）物体与AB间的动摩擦因数是多少？19．如图所示，传送带的两个轮子半径均为r=0.2m，两个轮子最高点A、B在同一水平面内，A、B间距离L=5m，半径R=0.4m的固定、竖直光滑圆轨道与传送带相切于B点，C点是圆轨道的最高点。质量m=0.1kg的小滑块与传送带之间的动摩擦因数=0.8。重力加速度g=10m/s2。求：（1）传送带静止不动，小滑块以水平速度v0滑上传送带，并能够运动到C点，v0至少多大？（2）当传送带的轮子以ω=10rad/s的角速度匀速转动时，将小滑块无初速地放到传送带上的A点，小滑块从A点运动到B点的时间t是多少？（3）传送带的轮子以不同的角速度匀速转动，将小滑块无初速地放到传送带上的A点，小滑块运动到C点时，对圆轨道的压力大小不同，最大压力Fm是多大？20．如图所示，某商家为了吸引顾客而设计了一个趣味游戏，游戏轨道由一个水平直轨道ABC和一半径为的竖直半圆光滑轨道CDE组成，水平直轨道AB段光滑，BC段粗糙。在半圆轨道圆心O左侧同一水平线上且距离O点处固定一个小网兜P，将原长小于AB段长度的轻弹簧水