物理大一輪復(fù)習(xí)章末檢測(cè)5

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)必貴于專精章末檢測(cè)五機(jī)械能(時(shí)間：60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，1～5題每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，6～8小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對(duì)得6分，選對(duì)但不全得3分，有選錯(cuò)的得0分)1.如圖所示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/mA．250W B．300WC．350W D．400W解析：選A.每秒鐘噴出水的動(dòng)能為Ek＝eq\f(1,2）mv2＝eq\f(1,2)ρSvt·v2，代入數(shù)據(jù)得Ek＝240J，故選項(xiàng)A正確．2．在地面上將一小球豎直向上拋出，上升一定高度后再落回原處，若不計(jì)阻力，以向上為正方向，則下述圖象能正確反映位移－時(shí)間,速度－時(shí)間、加速度－時(shí)間、重力勢(shì)能－高度（取小球在拋出點(diǎn)的重力勢(shì)能為零)的是（)解析：選C。小球豎直向上拋出，不計(jì)阻力，以向上為正方向，可得a＝－g，可知選項(xiàng)C正確;位移－時(shí)間關(guān)系式為x＝v0t－eq\f（1，2)gt2,可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤；速度－時(shí)間關(guān)系式為v＝v0－gt，可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤；重力勢(shì)能－高度關(guān)系式為Ep＝－mgh，可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3。如圖所示，水平傳送帶保持2m/s的速度運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為1kg的物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)將該物體無初速度地放到傳送帶上的A點(diǎn)，然后運(yùn)動(dòng)到了距A點(diǎn)2m的B點(diǎn)，則傳送帶對(duì)該物體做的功為（）A．0.5J B．2JC．2.5J D．4J解析：選B。由題意知，物體的加速度a＝μg＝2m/s2.物體在傳送帶上勻加速運(yùn)動(dòng)的位移x＝eq\f（v2,2a)＝1m,又因?yàn)閤AB＝2m，所以物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理知傳送帶對(duì)物體做功W＝eq\f(1,2)mv2＝2J，B正確．4．一輛跑車在行駛過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率與速度大小的關(guān)系如圖所示，已知該車質(zhì)量為2×103kg,在某平直路面上行駛時(shí),阻力恒為3×103N．若汽車從靜止開始以恒定加速度2m/sA．8s B．14sC．26s D．38s解析：選B.由題圖可知，跑車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率大約為200kW，根據(jù)牛頓第二定律得,牽引力F＝Ff＋ma＝3000N＋2000×2N＝7000N,則勻加速過程最大速度vm＝eq\f（P，F(xiàn))＝eq\f（200000,7000）m/s≈28。6m/s，勻加速過程持續(xù)的時(shí)間t＝eq\f（vm，a）＝eq\f（28。6，2）s＝14.3s，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．5．用長(zhǎng)度為l的細(xì)繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球，將小球移至和懸點(diǎn)等高的位置使繩自然伸直．放手后小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球在最低點(diǎn)的勢(shì)能取作零,則小球運(yùn)動(dòng)過程中第一次動(dòng)能和勢(shì)能相等時(shí)重力的瞬時(shí)功率為（）A．mgeq\r（gl） B.eq\f(1,2）mgeq\r（gl)C.eq\f(1,2）mgeq\r（3gl) D。eq\f（1，3)mgeq\r（3gl)解析：選C.設(shè)第一次小球動(dòng)能與勢(shì)能相等時(shí)的速度大小為v，此時(shí)小球下降的高度為eq\f(l,2），由機(jī)械能守恒定律得mgl＝eq\f（1,2）mv2＋Ep，Ep＝eq\f（1,2）mv2,解得v＝eq\r（gl)，此時(shí)v與水平方向夾角為60°，故P＝mgvsin60°＝eq\f（1,2）mgeq\r（3gl),C正確．6.有一系列斜面，傾角各不相同,它們的底端相同,都是O點(diǎn)，如圖所示．有一些完全相同的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn))從這些斜面上的A、B、C、D…各點(diǎn)同時(shí)由靜止釋放,下列判斷正確的是()A．若各斜面均光滑,且這些滑塊到達(dá)O點(diǎn)的速率相同，則A、B、C、D…各點(diǎn)處在同一水平線上B．若各斜面均光滑,且這些滑塊到達(dá)O點(diǎn)的速率相同，則A、B、C、D…各點(diǎn)處在同一豎直面內(nèi)的圓周上C．若各斜面均光滑，且這些滑塊到達(dá)O點(diǎn)的時(shí)間相同，則A、B、C、D…各點(diǎn)處在同一豎直面內(nèi)的圓周上D．若各斜面與這些滑塊間有相同的動(dòng)摩擦因數(shù)，滑到O點(diǎn)的過程中，各滑塊損失的機(jī)械能相同，則A、B、C、D…各點(diǎn)處在同一豎直線上解析:選ACD。由機(jī)械能守恒可知A正確、B錯(cuò)誤；若A、B、C、D…各點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)的圓周上,則下滑時(shí)間均為t＝eq\r（\f(2d,g))，d為直徑，因此選項(xiàng)C正確；設(shè)斜面和水平面間夾角為θ，損失的機(jī)械能為ΔE＝μmgscosθ,損失機(jī)械能相同，則scosθ相同，因此A、B、C、D…各點(diǎn)在同一豎直線上，D正確．7.如圖所示，一輛貨車?yán)每邕^光滑定滑輪的輕質(zhì)纜繩提升一箱貨物，已知貨箱的質(zhì)量為M，貨物的質(zhì)量為m，貨車以速度v向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，則在將貨物提升到圖示的位置時(shí)，下列說法正確的是(）A．貨箱向上運(yùn)動(dòng)的速度大于vB．纜繩中的拉力FT＞（M＋m)gC．貨車對(duì)纜繩拉力做功的功率P＞（M＋m)gvcosθD．貨物對(duì)貨箱底部的壓力小于mg解析：選BC.將貨車的速度進(jìn)行正交分解，如圖所示：由于繩子不可伸長(zhǎng)，貨箱和貨物整體向上運(yùn)動(dòng)的速度和貨車速度沿著繩子方向的分量相等,故v1＝vcosθ,由于θ不斷減小，故貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動(dòng),加速度向上，貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動(dòng)，大小小于v，故A錯(cuò)誤；貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動(dòng)，故拉力大于（M＋m）g，故B正確；整體的速度為vcosθ,故拉力功率P＝Fv＞(M＋m)gvcosθ，故C正確；貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動(dòng)，加速度向上，處于超重狀態(tài),故箱中的物體對(duì)箱底的壓力大于mg，故D錯(cuò)誤．8．有一輛新穎電動(dòng)汽車，總質(zhì)量為1000kg。行駛中,該車速度在14～20m/s范圍內(nèi)保持恒定功率20kW不變．一位同學(xué)坐在駕駛員旁邊觀察車內(nèi)里程表和速度表，記錄了該車在位移120～400m范圍內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的一組數(shù)據(jù)如下表，設(shè)汽車在上述范圍內(nèi)受到的阻力大小不變，則（）s/m120160200240280320360400v/(m·s－1）14。516.518。019。019.720。020。020。0A.該汽車受到的阻力為1000NB．位移120～320m過程牽引力所做的功約為9.5×104JC．位移120～320m過程經(jīng)歷時(shí)間約為14。75sD．該車速度在14~20m/s范圍內(nèi)可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析：選AC。汽車最后勻速行駛，有P＝fvm得:f＝eq\f（20×103,20。0）N＝1000N，則A對(duì)；汽車位移120~320m過程中牽引力做功W，由動(dòng)能定理得：W－f·(320m－120m)＝eq\f（1,2)mveq\o\al（2，m)－eq\f(1，2)mveq\o\al(2，0),代入數(shù)據(jù)得W＝2。95×105J,則B錯(cuò)；設(shè)汽車位移120～320m過程經(jīng)歷時(shí)間為t,由動(dòng)能定理得：Pt－f·(320m－120m）＝eq\f（1，2）mveq\o\al(2,m）－eq\f（1,2）mveq\o\al(2，0)，代入數(shù)據(jù)得:t＝14.75s，則C對(duì)；汽車速度在14～20m/s范圍內(nèi)，功率不變，做變加速直線運(yùn)動(dòng),則D錯(cuò)．二、非選擇題（共4小題，52分)9．（10分)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.80m/s2，測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg.實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示，把第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的四個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)．經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm,70。18cm，77。76cm，85。73cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),重力勢(shì)能的減少量等于________J,動(dòng)能的增加量等于________J．(保留三位有效數(shù)字)解析：根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，重物從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)下落的高度h＝0。7776m，故重力勢(shì)能減少量ΔEp＝mgh＝1。00×9.80×0。7776J≈7.62J重物動(dòng)能的增加量ΔEk＝eq\f（1，2）mveq\o\al（2，C）－eq\f(1,2)mveq\o\al（2，0）根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，重物在O點(diǎn)的速度v0＝0,C點(diǎn)的速度vC等于重物從B點(diǎn)到D點(diǎn)這一段時(shí)間Δt＝2×eq\f(1，50）s內(nèi)的平均速度．由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得vC＝eq\f(BD,Δt）＝eq\f（0.8573－0。7018,2×\f(1，50))m/s＝3。8875m/s，重物的動(dòng)能增加量ΔEk＝eq\f（1,2）mveq\o\al（2,C）＝eq\f（1，2)×1。00×3。88752J≈7。56J.答案：7。627.5610．（12分）為了“探究動(dòng)能改變與合力做功"的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:第一步：把帶有定滑輪的木板（有滑輪的)一端墊起,把質(zhì)量為M的滑塊通過細(xì)繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m的重錘相連，重錘后連一穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示．第二步：保持長(zhǎng)木板的傾角不變，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長(zhǎng)木板靠近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘,將滑塊與紙帶相連，使紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后接通電源，釋放滑塊,使之從靜止開始向下加速運(yùn)動(dòng)，打出紙帶，如圖乙所示．打出的紙帶如圖丙所示．請(qǐng)回答下列問題：(1）已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為Δt,根據(jù)紙帶求滑塊速度,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)滑塊速度vB＝________.（2)已知重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，要測(cè)出某一過程合力對(duì)滑塊做的功還必須測(cè)出這一過程滑塊________(寫出物理名稱及符號(hào)，只寫一個(gè)物理量），合力對(duì)滑塊做功的表達(dá)式W合＝________。（3)算出滑塊運(yùn)動(dòng)OA、OB、OC、OD、OE段合力對(duì)滑塊所做的功W以及在A、B、C、D、E各點(diǎn)的速度v,以v2為縱軸、W為橫軸建立坐標(biāo)系,描點(diǎn)作出v2。W圖象，可知該圖象是一條________,根據(jù)圖象還可求得________．解析：（1)由打出的紙帶可知B點(diǎn)的速度為vB＝eq\f（x3－x1,2Δt）；(2）由做功定義式可知還需要知道滑塊下滑的位移，由動(dòng)能定理可知W合＝ΔEk，即mgx＝ΔEk；（3)v2。W圖象應(yīng)該為一條過原點(diǎn)的直線．根據(jù)圖象還可以求得滑塊的質(zhì)量M.答案：(1)eq\f（x3－x1，2Δt)（2）下滑的位移xmgx（3）過原點(diǎn)的直線滑塊的質(zhì)量M11．(15分)如圖所示，將質(zhì)量為m＝1kg的小物塊放在長(zhǎng)為L(zhǎng)＝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，開始車和物塊一起以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)，取g＝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．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＝eq\f(1，2）mveq\o\al（2,1)－eq\f(1，2)mveq\o\al（2,0）解得v1＝eq\r(85)m/s剛進(jìn)入圓軌道時(shí)，設(shè)物塊受到的支持力為FN，由牛頓第二定律得FN－mg＝meq\f（v\o\al（2,1),R)解得FN＝104.4N由牛頓第三定律FN′＝FN得FN′＝104。4N，方向豎直向下．(2)若小物塊能到達(dá)圓軌道最高點(diǎn),則由機(jī)械能守恒得eq\f(1，2）mveq\o\al（2,1)＝2mgR＋eq\f(1，2）mveq\o\al（2，2）解得v2＝7m/s設(shè)恰能過最高點(diǎn)的速度為v3，則mg＝meq\f（v\o\al（2，3),R）解得v3＝eq\r(gR)＝3m/s因v2>v3，故小物塊從圓軌道最高點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，h＋2R＝eq\f（1,2）gt2x＝v2t聯(lián)立解得x＝4。9m故小物塊距車左端s＝x－L＝3。4m答案：(1）104.4N,方向豎直向下(2)3。4m12．(15分)如圖所示,AB和CDO都是處于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道,OA處于水平位置．AB是半徑為R＝2m的eq\f(1，4)圓周軌道，CDO是半徑為r＝1m的半圓軌道,最高點(diǎn)O處固定一個(gè)豎直彈性擋板．D為CDO軌道的中心．BC段是水平粗糙軌道，與圓弧形軌道平滑連接．已知BC段水平軌道長(zhǎng)L＝2m，與小球之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0。4?，F(xiàn)讓一個(gè)質(zhì)量為m＝1kg的小球P從A點(diǎn)的正上方距水平線OA高H處自由落下．（g取10m/s2)（1)當(dāng)H＝1。4m時(shí)，問此球第一次到達(dá)D點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大?。?2）當(dāng)H＝1.4m時(shí)，試通過計(jì)算判斷此球是否會(huì)脫離CDO軌道．如果會(huì)脫離軌道,求脫離前球在水平軌道經(jīng)過的路程．如果不會(huì)脫離軌道，求靜止前球在水平軌道經(jīng)過的路程．解析：(1)設(shè)小球第一次到達(dá)D的速度vD,小球P到D點(diǎn)的過程對(duì)小球根據(jù)動(dòng)能定理：mg(H＋r）－μmgL＝eq\f(mv\o\al(2，D）,2）在D點(diǎn)對(duì)小球根據(jù)牛頓第二定律：N＝eq\f（mv\o\al（2,D)，r)聯(lián)立解得：N＝32N由牛頓第三定律得小球在D點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小N′＝N＝32N.(2)第一次到O點(diǎn)時(shí)速