物理章末測試第七章機械能守恒定律B

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第七章測評B(高考體驗卷)一、選擇題（本題共10小題，每小題5分,共50分；其中第1～5題為單選題；第6~10題為多選題，全部選對得5分，選不全得2分，有選錯或不答的得0分）1．（2013·江蘇單科）水平面上，一白球與一靜止的灰球碰撞,兩球質(zhì)量相等.碰撞過程的頻閃照片如圖所示，據(jù)此可推斷，碰撞過程中系統(tǒng)損失的動能約占碰撞前動能的()A．30％B．50％ C．70% D．90％2．(2013·北京理綜)在實驗操作前應該對實驗進行適當?shù)姆治?。研究平拋運動的實驗裝置示意如圖。小球每次都從斜槽的同一位置無初速釋放,并從斜槽末端水平飛出.改變水平板的高度，就改變了小球在板上落點的位置,從而可描繪出小球的運動軌跡。某同學設想小球先后三次做平拋，將水平板依次放在如圖1、2、3的位置，且1與2的間距等于2與3的間距。若三次實驗中,小球從拋出點到落點的水平位移依次為x1、x2、x3，機械能的變化量依次為ΔE1、ΔE2、ΔE3,忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是()A．x2－x1＝x3－x2，ΔE1＝ΔE2＝ΔE3 B．x2－x1＞x3－x2，ΔE1＝ΔE2＝ΔE3C．x2－x1＞x3－x2,ΔE1＜ΔE2＜ΔE3 D．x2－x1＜x3－x2，ΔE1＜ΔE2＜ΔE33．（2013·安徽理綜）質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時，引力勢能可表示為Ep＝－eq\f(GMm，r）,其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量。該衛(wèi)星原來在半徑為R1的軌道上繞地球做勻速圓周運動,由于受到極稀薄空氣的摩擦作用,飛行一段時間后其圓周運動的半徑變?yōu)镽2，此過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為（)A．GMm(eq\f(1,R2）－eq\f(1,R1）) B．GMm（eq\f(1,R1）－eq\f(1，R2)) C。eq\f(GMm，2）（eq\f（1,R2）－eq\f(1，R1)） D。eq\f（GMm，2)(eq\f（1,R1）－eq\f（1,R2)）4．(2014·課標全國Ⅱ)取水平地面為重力勢能零點，一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點其動能與重力勢能恰好相等.不計空氣阻力.該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為（)A．eq\f(π，6)B。eq\f(π，4)C.eq\f(π，3）D。eq\f（5π,12）5．(2014·課標全國Ⅱ）一物體靜止在粗糙水平地面上，現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動物體,經(jīng)過一段時間后其速度變?yōu)関。若將水平拉力的大小改為F2,物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時間后速度變?yōu)?v。對于上述兩個過程,用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功,則(）A．WF2＞4WF1，Wf2＞2Wf1 B．WF2＞4WF1，Wf2＝2Wf1C．WF2＜4WF1,Wf2＝2Wf1 D．WF2＜4WF1,Wf2＜2Wf16．(2013·全國理綜)如圖,一固定斜面傾角為30°，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運動，加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物塊上升的最大高度為H,則此過程中,物塊的（）A．動能損失了2mgH B．動能損失了mgHC．機械能損失了mgH D．機械能損失了mgH7．(2013·廣東理綜）游樂場中，從高處A到水面B處有兩條長度相同的光滑軌道.甲、乙兩小孩沿不同軌道同時從A處自由滑向B處，下列說法正確的有()A．甲的切向加速度始終比乙的大B．甲、乙在同一高度的速度大小相等C．甲、乙在同一時刻總能到達同一高度D．甲比乙先到達B處8．（2013·山東理綜）如圖所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪.質(zhì)量分別為M、m（M＞m)的滑塊通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行。兩滑塊由靜止釋放后,沿斜面做勻加速運動。若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運動的過程中(）A．兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能守恒B．重力對M做的功等于M動能的增加C．輕繩對m做的功等于m機械能的增加D．兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能損失等于M克服摩擦力做的功9。（2013·江蘇單科）如圖所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與小物塊相連.彈簧處于自然長度時物塊位于O點（圖中未標出）。物塊的質(zhì)量為m，AB＝a，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點拉至A點，拉力做的功為W。撤去拉力后物塊由靜止向左運動，經(jīng)O點到達B點時速度為零.重力加速度為g。則上述過程中（）A．物塊在A點時，彈簧的彈性勢能等于W－eq\f（1，2）μmgaB．物塊在B點時，彈簧的彈性勢能小于W－eq\f(3,2）μmgaC．經(jīng)O點時,物塊的動能小于W－μmgaD．物塊動能最大時彈簧的彈性勢能小于物塊在B點時彈簧的彈性勢能10．（2013·課標全國Ⅰ)2012年11月，“殲15"艦載機在“遼寧號”航空母艦上著艦成功。圖（a）為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機在飛行甲板上快速停止的原理示意圖。飛機著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機的動力系統(tǒng)立即關閉，阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對飛機施加一作用力，使飛機在甲板上短距離滑行后停止。某次降落，以飛機著艦為計時零點，飛機在t＝0。4s時恰好鉤住阻攔索中間位置，其著艦到停止的速度—時間圖線如圖（b）所示.假如無阻攔索，飛機從著艦到停止需要的滑行距離約為1000m。已知航母始終靜止，重力加速度的大小為g。則(）圖（a）圖(b)A．從著艦到停止，飛機在甲板上滑行的距離約為無阻攔索時的eq\f（1,10）B．在0.4～2。5s時間內(nèi)，阻攔索的張力幾乎不隨時間變化C．在滑行過程中,飛行員所承受的加速度大小會超過2。5D．在0。4～2。5s時間內(nèi),阻攔系統(tǒng)對飛機做功的功率幾乎不變二、實驗題（本題共2小題，每小題8分,共16分。把答案填在題中的橫線上)11．（2013·海南單科）某同學用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當?shù)刂亓铀俣却笮間＝9。80m/s2。實驗中該同學得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖（b)所示，紙帶上的第一個點記為O,另選連續(xù)的三個點A、B、C進行測量，圖中給出了這三個點到O點的距離hA、hB和hC的值?；卮鹣铝袉栴}（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）：(1）打點計時器打B點時，重物速度的大小vB＝______m/s;（2)通過分析該同學測量的實驗數(shù)據(jù)，他的實驗結(jié)果是否驗證了機械能守恒定律？簡要說明分析的依據(jù)。圖(a）圖(b）12．(2013·課標全國Ⅱ）某同學利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連;彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖(a)所示。向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放；小球離開桌面后落到水平地面.通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。圖（a)回答下列問題：（1)本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等。已知重力加速度大小為g。為求得Ek,至少需要測量下列物理量中的________（填正確答案標號）。A．小球的質(zhì)量mB．小球拋出點到落地點的水平距離sC．桌面到地面的高度hD．彈簧的壓縮量ΔxE．彈簧原長l0（2)用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek＝__________________________________。(3）圖(b)中的直線是實驗測量得到的sΔx圖線。從理論上可推出，如果h不變，m增加，sΔx圖線的斜率會________（填“增大”“減小"或“不變”）；如果m不變,h增加，sΔx圖線的斜率會________(填“增大”“減小”或“不變”)。由圖(b)中給出的直線關系和Ek的表達式可知，Ep與Δx的________次方成正比。三、解答題(本題共3小題，共34分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13．（2013·福建理綜）(10分)如圖，一不可伸長的輕繩上端懸掛于O點，下端系一質(zhì)量m＝1。0kg的小球?，F(xiàn)將小球拉到A點（保持繩繃直）由靜止釋放，當它經(jīng)過B點時繩恰好被拉斷，小球平拋后落在水平地面上的C點。地面上的D點與OB在同一豎直線上，已知繩長L＝1.0m，B點離地高度H＝1.0m，A、B兩點的高度差h＝0。5m，重力加速度g取10m/s2，不計空氣影響,求:（1）地面上D、C兩點間的距離s；(2）輕繩所受的最大拉力大小.14．（2013·海南單科)（12分）一質(zhì)量m＝0。6kg的物體以v0＝20m/s的初速度從傾角α＝30°的斜坡底端沿斜坡向上運動.當物體向上滑到某一位置時，其動能減少了ΔEk＝18J,機械能減少了ΔE＝3J。不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，求：(1)物體向上運動時加速度的大?。唬?）物體返回斜坡底端時的動能。15．（2013·北京理綜)（12分)蹦床比賽分成預備運動和比賽動作兩個階段。最初，運動員靜止站在蹦床上；在預備運動階段，他經(jīng)過若干次蹦跳，逐漸增加上升高度，最終達到完成比賽動作所需的高度；此后,進入比賽動作階段。把蹦床簡化為一個豎直放置的輕彈簧，彈力大小F＝kx(x為床面下沉的距離，k為常量）。質(zhì)量m＝50kg的運動員靜止站在蹦床上，床面下沉x0＝0.10m；在預備運動中，假定運動員所做的總功W全部用于增加其機械能;在比賽動作中,把該運動員視作質(zhì)點，其每次離開床面做豎直上拋運動的騰空時間均為Δt＝2.0s，設運動員每次落下使床面壓縮的最大深度均為x1.重力加速度g取10m/s2，忽略空氣阻力的影響.（1)求常量k，并在圖中畫出彈力F隨x變化的示意圖；(2)求在比賽動作中，運動員離開床面后上升的最大高度hm；（3)借助F-x圖象可以確定彈力做功的規(guī)律,在此基礎上，求x1和W的值。參考答案1．解析:由題圖可以判斷，碰撞前白球、碰撞后白球與灰球均做勻速直線運動，碰后兩球速度大小相等，設為v，碰前白球的速度約為碰后速度的1。7倍,即1.7v，碰前系統(tǒng)的動能Ek1＝eq\f(1，2)m·(1.7v）2,碰后系統(tǒng)的動能Ek2＝2·eq\f（1，2)mv2，則系統(tǒng)損失的動能占碰前動能的eq\f(Ek1－Ek2,Ek1)≈31%，選項A正確。答案：A2．解析：平拋運動的物體在豎直方向為勻加速運動，因此小球通過豎直方向上相等距離所用的時間Δt越來越短，由Δx＝v0Δt可知,x2－x1＞x3－x2，小球平拋運動的過程中機械能守恒,則有ΔE1＝ΔE2＝ΔE3＝0,選項B正確。答案：B3．解析：根據(jù)萬有引力提供向心力可得，eq\f(GMm,r2)＝eq\f（mv2，r），人造衛(wèi)星的動能Ek＝eq\f（GMm,2r），又Ep＝－eq\f（GMm，r),則在半徑為R1的軌道上的機械能E1＝Ek1＋Ep1＝－eq\f（GMm,2R1)，在半徑為R2的軌道上的機械能E2＝Ek2＋Ep2＝－eq\f（GMm,2R2），因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q＝E1－E2＝eq\f(GMm，2）（eq\f（1，R2)－eq\f(1,R1）)，C項正確.答案：C4．解析:設物塊拋出的初速度為v0，落地時速度為v，根據(jù)題意知,物塊拋出時的機械能為mveq\o\al（2,0),由機械能守恒定律,mveq\o\al（2,0）＝eq\f（1，2)mv2，得物塊落地時的速度v＝eq\r（2)v0,故物塊落地時速度方向與水平方向的夾角為eq\f（π，4)，選項B正確。答案：B5．解析:由v＝at可知，a2＝2a1;由x＝eq\f(1,2）at2可知，x2＝2x1;根據(jù)題意，物體受的摩擦力Ff不變,由Wf＝Ffx可知,Wf2＝2Wf1；由a＝eq\f(F－Ff,m)可知,F2＜2F1.由WF＝Fx可知，WF2＜4WF1,選項C正確.答案：C6．解析：設物體沿斜面向上滑動過程中，所受摩擦力大小為f，根據(jù)牛頓第二定律mgsin30°+f=ma,得f=mg.動能的損失等于合外力做的功，即ΔEk=Fs=ma=2mgH，A正確,B錯誤；機械能的損失等于克服除重力外其他力做的功,即克服摩擦力做的功ΔE=fs=mg×=mgH，C正確，D錯誤.答案：AC7．解析：切向加速度a＝gsinθ，開始甲大于乙后來甲小于乙,選項A錯誤；由機械能守恒可知，甲、乙在同一高度的速度大小相等，選項B正確;畫出甲、乙的速率圖象如圖所示，由于兩種情況路程相同（即圖象與t軸所圍的圖形的面積相同），最后的速率相同，由圖可知甲比乙先到達B處，同一時刻,甲的位置總低于乙，選項C錯，D對。答案:BD8．解析：M在滑動時除重力做功外，還要克服摩擦力及繩的拉力做功，這三個功的代數(shù)和才等于M動能的增加，選項B錯誤；輕繩對m做的功用來增加m的動能及重力勢能,選項C正確；兩滑塊組成的系統(tǒng)在運動過程中，由于M要克服摩擦力做功,故機械能不守恒，損失的機械能等于M克服摩擦力做的功，選項A錯誤，D正確。答案：CD9．解析：因桌面粗糙，分析物塊的運動可知,xOA＞xOB,則xOA＞eq\f(a，2），xOB＜eq\f（a,2)。把物塊從O點拉到A點的過程中，根據(jù)功能關系有W＝EpA＋μmgxOA＞EpA＋eq\f（1,2）μmga，則EpA＜W－eq\f（1，2）μmga，選項A錯誤;從O到B的過程，有EpB＝W－μmgxOA－μmga，則EpB＜W－eq\f(3,2)μmga，選項B正確；從O點開始再次經(jīng)過O點的過程，有EkO＝W－2μmgxOA，則EkO＜W－μmga，選項C正確；物塊動能最大時，彈簧彈力等于滑動摩擦力，而在B點時，彈簧彈力等于靜摩擦力，因靜摩擦力有可能大于、等于或小于滑動摩擦力，且彈簧的彈性勢能與彈力大小正相關，故選項D錯誤。答案：BC10．解析：速度—時間圖象中，圖線與坐標軸所圍圖形的面積為物體的位移，所以可以計算飛機受阻攔時運動的位移約為x＝70×0.4m＋eq\f（1,2)×（3.0－0.4)×70m＝119m，A正確；0.4s到2.5s時間內(nèi)，速度-時間圖象的斜率不變，說明兩條繩索張力的合力不變，但是兩力的夾角不斷變小，所以繩索的張力不斷變小,B錯；0.4s到2。5s時間內(nèi)平均加速度約為a＝eq\f(66－10,2.1)m/s2＝26。7m/s2，C正確;0.4s到2.5s時間內(nèi)，阻攔系統(tǒng)對飛機的作用力不變,飛機的速度逐漸減小,由P＝Fv可知，阻攔系統(tǒng)對飛機做功的功率逐漸減小，D錯。答案：AC11．解析：（1)由題意可知，打點計時器的打點周期T＝0.02s，根據(jù)某段時間的中點時刻的瞬時速度等于整段時間的平均速度可得，vB＝eq\f（xAC,2T）＝eq\f（(86.59－70.99）×10－2,2×0。02)m/s＝3.90m/s。（2)設物體質(zhì)量為m，在打下計時點O到B的物體運動過程,物體減少的重力勢能Ep＝mghOB＝7.70m，物體在打下B點時的動能Ek＝eq\f（1,2)mveq\o\al(2，B)＝7。61m，在誤差范圍內(nèi)可以認為eq\f（1,2)mveq\o\al(2，B）＝mghOB，實驗結(jié)果驗證了機械能守恒定律.答案：（1)3.90(2)eq\f(1,2）veq\o\al（2,B)＝7。61（m/s)2，ghOB＝7。70(m/s)2。因為eq\f（1,2)mveq\o\al（2，B)≈mghOB，近似驗證了機械能守恒定律.12．解析：（1)由平拋運動規(guī)律得,h＝eq\f(1,2）gt2，s＝vt,解得，小球拋出時的速度v＝seq\r(\f(g,2h)),則小球拋出時的動能Ek＝eq\f(1，2)mv2＝eq\f(mgs2，4h)，所以需要測量的物理量是小球的質(zhì)量m、小球拋出點到落地點的水平距離s、桌面到地面的高度h，A、B、C三項正確。(2）由(1）可知,Ek＝eq\f(mgs2，4h）。(3）如果h不變，m增加,那么小球平拋運動的時間不變,當Δx為某一值時，小球獲得的初速度減小，做平拋運動的水平位移減小，圖線的斜率會減小；如果m不變，h增加,那么當Δx為某一值時，小球獲得的初速度不變，小球平拋運動的時間增加,做平拋運動的水平位移增加,圖線的斜率會增大；根據(jù)機械能守恒可得，Ep＝Ek＝eq\f（mgs2，4h），即Ep與s2成正比,又因為s與Δx成正比，所以Ep與Δx2成正比。答案：（1）ABC（2）eq\f（mgs2,4h）（3)減小增大二13．解析：（1）小球從A到B過程機械能守恒,有mgh＝eq\f（1，2）mveq\o\al（2，B）①小球從B到C做平拋運動,在豎直方向上有H＝eq\f（1，2)gt2②在水平方向上有s＝vBt③由①②③式解得s＝1.41m④（2)小球下擺到達B點時,繩的拉力和重力的合力提供向心力，有F－mg＝meq\f(v\o\al(2，B），L