2020版廣西物理一輪復(fù)習(xí)單元質(zhì)檢五 機(jī)械能

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精單元質(zhì)檢五機(jī)械能(時(shí)間:45分鐘滿分：100分）單元質(zhì)檢卷第10頁(yè)

一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6～8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1。右圖是一種清洗車輛用的手持噴水槍。設(shè)槍口截面積為0。6cm2,噴出水的速度為20m/s（水的密度為1×103kg/m3）。當(dāng)它工作時(shí),估計(jì)水槍的功率約為（）A.250W B.300WC.350W D。400W答案A解析每秒噴出水的動(dòng)能為Ek=12mv2=12ρSvt·v2，代入數(shù)據(jù)得Ek=240J，故選項(xiàng)2.（2018·浙江溫州期末）一張桌子始終靜止在水平地面上,一根木棒沿著水平桌面從A運(yùn)動(dòng)到B,發(fā)生的位移為x,如圖所示。若棒與桌面間的摩擦力大小為Ff，則棒對(duì)桌面的摩擦力和桌面對(duì)棒的摩擦力做的功各為（）A.—Ffx,—Ffx B。Ffx，—FfxC?！狥fx,0 D。0,—Ffx答案D解析棒對(duì)桌面的摩擦力和桌面對(duì)棒的摩擦力為作用力和反作用力,大小相等、方向相反，從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，棒受到的摩擦力為Ff,位移為x,摩擦力做的是負(fù)功,所以桌面對(duì)棒的摩擦力做的功為—Ffx,桌面受到的摩擦力的大小也為Ff，但桌面沒(méi)動(dòng),位移是0,所以棒對(duì)桌面的摩擦力做的功為0,由以上分析可知D項(xiàng)正確。3。(2018·廣東揭陽(yáng)七校聯(lián)考)甲、乙兩車同時(shí)同地同向運(yùn)動(dòng),兩車的v-t圖像如圖所示。其中質(zhì)量m=7.5t的甲車以恒定功率P=50kW啟動(dòng)，最后勻速運(yùn)動(dòng)。乙車做初速為0的勻加速運(yùn)動(dòng),則乙車追上甲車的時(shí)間是（）A。40s B。20s C。60s D。30s答案D解析設(shè)乙車追上甲車的時(shí)間為t，對(duì)乙車有x=12at2=12×12對(duì)甲車,當(dāng)甲車速度最大時(shí),牽引力等于阻力，則有F=Ff=Pvm=50×1由題圖可知,當(dāng)乙車追上甲車時(shí),甲車已經(jīng)達(dá)到最大速度,并且以最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)甲車根據(jù)動(dòng)能定理有Pt—Ff·x=12聯(lián)立①②③式可得t=30s，故選項(xiàng)D正確.4。長(zhǎng)l的輕桿兩端分別固定有質(zhì)量為m的小鐵球，桿的三等分點(diǎn)O處有光滑的水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸。用手將該裝置固定在桿恰好水平的位置，然后由靜止釋放,當(dāng)桿到達(dá)豎直位置時(shí),軸對(duì)桿的作用力F的大小和方向?yàn)?)A。2。4mg豎直向上 B。2。4mg豎直向下C。6mg豎直向上 D。4mg豎直向上答案A解析對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言,機(jī)械能守恒,有mgl23-13=12m23lω2+12m13lω2，當(dāng)桿運(yùn)動(dòng)到豎直位置時(shí),頂端的小球向心力為F1+mg=m13lω2，底端的小球向心力為F2-mg=m23lω2,解以上三式得軸對(duì)輕桿的作用力F的大小F2-F1=2。4mg，方向豎直向上,選項(xiàng)A正確。5.右圖是質(zhì)量為1kg的滑塊在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像。下列判斷正確的是(）A.在t=1s時(shí)，滑塊的加速度為零B.在4~6s時(shí)間內(nèi)，滑塊的平均速度為2.5m/sC.在3~7s時(shí)間內(nèi),合力做功的平均功率為2WD。在5～6s時(shí)間內(nèi)，滑塊受到的合力為2N答案C解析由題圖可知,t=1s時(shí),滑塊的加速度大小為2m/s2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;4～6s時(shí)間內(nèi)，滑塊的位移x=4×1+42×1m=6m,所以平均速度為v=xt=3m/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;3~7s時(shí)間內(nèi),合力做功W=-12mv2=-12×1×42J=-8J，所以合力做功的平均功率P=Wt=84W=2W,選項(xiàng)C正確;56。如圖所示，傾斜傳送帶沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶的A端無(wú)初速度放置一物塊。選擇B端所在的水平面為參考平面,物塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端的過(guò)程中,其機(jī)械能E與位移x的關(guān)系圖像可能正確的是()答案BD解析選擇B端所在的水平面為參考平面，可知初始狀態(tài)下物塊的機(jī)械能不為0，A錯(cuò)誤.由于物塊初速度為0，在物塊速度達(dá)到與傳送帶速度相等之前，物塊相對(duì)傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，受到向下的摩擦力，除重力外只有此摩擦力對(duì)物塊做正功,其機(jī)械能增大.若傳送帶不是足夠長(zhǎng)時(shí),物塊速度與傳送帶達(dá)到共速前已到B端，則對(duì)應(yīng)于圖像B,否則達(dá)到共速后物塊所受摩擦力方向突變?yōu)橄蛏?摩擦力開(kāi)始對(duì)物塊做負(fù)功，物塊的機(jī)械能開(kāi)始減少，故C錯(cuò)誤，D正確.7.如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)固定一光滑的半圓形軌道ABC，小球以一定的初速度從最低點(diǎn)A沖上軌道,圖乙是小球在半圓形軌道上從A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，其速度的二次方與其對(duì)應(yīng)高度的關(guān)系圖像。已知小球在最高點(diǎn)C受到軌道的作用力為1.25N，空氣阻力不計(jì),g取10m/s2,B點(diǎn)為AC軌道的中點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是(）A。小球質(zhì)量為0.5kgB.小球在B點(diǎn)受到軌道作用力為4.25NC.圖乙中x=25m2/s2D。小球在A點(diǎn)時(shí)重力的功率為5W答案BC解析由題圖乙可知,小球在C點(diǎn)的速度大小為v=3m/s,軌道半徑R=0.4m，因小球所受重力與彈力的合力提供向心力,所以小球在C點(diǎn)有mg+F=mv2R,代入數(shù)據(jù)得m=0。1kg,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由機(jī)械能守恒可知,小球在B點(diǎn)的速度12mv2+mgR=12mvB2，解得vB2=17m2/s2，因在B點(diǎn)是彈力提供向心力，所以有FB=mvB2R，解得F=4.25N，選項(xiàng)B正確;再由機(jī)械能守恒定律可得,12mv2+2mgR=12mv02，解得小球在A點(diǎn)的速度v0=8.如圖所示,一個(gè)表面光滑的斜面體置于水平地面上,它的兩個(gè)斜面與水平面的夾角分別為α、β,且α〈β，斜面體的頂端裝有一定滑輪,一輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)定滑輪后連接A、B兩個(gè)小滑塊,細(xì)繩與各自的斜面平行,不計(jì)繩與滑輪間的摩擦,A、B恰好在同一高度處于靜止?fàn)顟B(tài).剪斷細(xì)繩后，A、B滑至斜面底端,斜面體始終保持靜止,則()A.滑塊A的質(zhì)量大于滑塊B的質(zhì)量B。兩滑塊到達(dá)斜面底端時(shí)的速率相同C.兩滑塊到達(dá)斜面底端時(shí),滑塊A重力的瞬時(shí)功率較大D.兩滑塊到達(dá)斜面底端所用時(shí)間相同答案AB解析根據(jù)題意,由于A、B物體均處于平衡狀態(tài),有FTA=FTB，而FTA=mAgsinα,FTB=mBgsinβ,所以mA大于mB，A正確;由于A、B物體距離地面的高度h相同，據(jù)機(jī)械能守恒定律可知兩者到達(dá)地面的速率v相同,B正確；兩者到達(dá)地面的瞬時(shí)功率為PA=mAgvsinα，PB=mBgvsinβ，所以PA=PB，C錯(cuò)誤；兩者到達(dá)地面的時(shí)間為hsinα=g(sinα)t二、實(shí)驗(yàn)題(20分)9.（8分）某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)欲探究小車動(dòng)能變化與合外力對(duì)它所做功的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一套如圖甲所示的裝置,圖中A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為彈簧測(cè)力計(jì)，P為小桶(內(nèi)有沙子）;一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板水平放置，不計(jì)繩與滑輪的摩擦。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開(kāi)小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn).（1）該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，將點(diǎn)跡清楚的某點(diǎn)記為零點(diǎn),順次選取一系列點(diǎn)，分別測(cè)量這些點(diǎn)到零點(diǎn)之間的距離x,計(jì)算出它們與零點(diǎn)之間的速度二次方的差Δv2=v2-v02，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F，小車的質(zhì)量為m,然后建立Δv2—x坐標(biāo)系，通過(guò)描點(diǎn)法得到的圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,如圖乙所示，則這條直線的斜率的意義為。（填寫(xiě)表達(dá)式（2)若測(cè)出小車質(zhì)量為0.4kg,結(jié)合圖像可求得小車所受合外力的大小為N.

答案(1)2Fm解析（1)根據(jù)動(dòng)能定理可知Fx=12mΔv2,所以Δv2=2Fmx∝x，Δv2-x圖像為過(guò)原點(diǎn)的直線,直線的斜率(2)結(jié)合圖像可知k=2Fm=5N/kg,所以F=10。（12分）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示采用重物自由下落的方法:甲（1）實(shí)驗(yàn)中，下面哪些測(cè)量工具是必需的(）A.天平B.直流電源C?？潭瘸?D。停表(2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭取9.80m/s2，所用重物的質(zhì)量為200g。實(shí)驗(yàn)中選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖乙所示，O為紙帶下落的起始點(diǎn),A、B、C為紙帶上選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)。計(jì)算B點(diǎn)瞬時(shí)速度時(shí),甲同學(xué)用vB2=2gxOB,乙同學(xué)用vB=xAC2T,其中所選方法正確的是(選填“甲"或“乙”）同學(xué);根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由O運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能的增加量等于J，重力勢(shì)能減少量等于乙（3)實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)重物減少的勢(shì)能總是大于重物增加的動(dòng)能,造成這種現(xiàn)象的主要原因是。

答案（1）C（2)乙0。3690.376（3）見(jiàn)解析解析(1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，需要驗(yàn)證方程mgh=12mv2成立,即gh=12v2,則不需要天平，v由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶測(cè)出，不需要停表，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電源為4～6V交流電源，故需要低壓交流電源(2)物體由靜止開(kāi)始自由下落過(guò)程中受到空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力作用,不是自由落體運(yùn)動(dòng)，vB2=2gxOB，是自由落體運(yùn)動(dòng)的公式，故甲同學(xué)錯(cuò)誤。重物的重力勢(shì)能的減少量ΔEp=mgh=0。200×9。80×0.1920J=0打B點(diǎn)時(shí)重物的速度v=xAC2T=0物體動(dòng)能的增加量ΔEk=12mv2=0.5×0。200×1.922J=0。369J（3)空氣阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力做功。三、計(jì)算題（本題共2小題，共32分）11。（16分）如圖所示,將質(zhì)量為m=1kg的小物塊放在長(zhǎng)為l=1。5m的小車左端，車的上表面粗糙,物塊與車上表面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,直徑d=1.8m的光滑半圓形軌道固定在水平面上且直徑MON豎直,車的上表面和軌道最低點(diǎn)高度相同,距地面高度h=0.65m,開(kāi)始時(shí)車和物塊一起以10m/s的初速度在光滑水平面上向右運(yùn)動(dòng)，車碰到軌道后立即停止運(yùn)動(dòng),g取10m/s2，求：(1)小物塊剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力;(2)小物塊落地點(diǎn)至車左端的水平距離。答案（1）104.4N,方向豎直向下(2）3。4m解析（1)車停止運(yùn)動(dòng)后取小物塊為研究對(duì)象,設(shè)其到達(dá)車右端時(shí)的速度為v1，由動(dòng)能定理得—μmgl=1解得v1=85m/s,剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)，設(shè)物塊受到的支持力為FN,由牛頓第二定律得FN—mg=mv解得FN=104。4N，由牛頓第三定律得,FN=FN’=104.4N，方向豎直向下。(2)若小物塊能到達(dá)半圓軌道最高點(diǎn),則由機(jī)械能守恒得12mv1解得v2=7m/s，設(shè)恰能過(guò)最高點(diǎn)的速度為v3，則mg=mv解得v3=gR=3m/s,因v2〉v3，故小物塊從半圓軌道最高點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),h+2R=12gt2,x=v2聯(lián)立解得x=4.9m,故小物塊距車左端x'=x—l=3。4m。12.（16分)如圖所示,質(zhì)量為3kg的小球A和質(zhì)量為5kg的小球B通過(guò)一壓縮彈簧鎖定在一起，靜止于光滑平臺(tái)上，解除鎖定,兩小球在彈力作用下分離，A球分離后向左運(yùn)動(dòng)恰好通過(guò)半徑R=0.5m的光滑半圓軌道的最高點(diǎn)，B球分離后從平臺(tái)上以速度vB=3m/s水平拋出，恰好落在臨近平臺(tái)的一傾角為α的光滑斜面頂端,并剛好沿光滑斜面下滑,已知斜面頂端與平臺(tái)的高度差h=0。8m，g取10m/s2,求：(1)A、B兩球剛分離時(shí)A的速度大小;(2)彈簧鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能；（3）斜面的傾角α。答案（1)5m/s（2）60J（3）53°解析(1)小球A恰好通過(guò)半徑R=0.5m的光滑半圓軌道的最高點(diǎn)，設(shè)在最高點(diǎn)速度為v0，在最高點(diǎn)有mA