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第五章 機(jī)械能
章末質(zhì)量檢測(五)
(時間:50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題為單項選擇題,6~8題為多項選擇題)
1.關(guān)于力對物體做功,下列說法正確的是( )
A.滑動摩擦力對物體一定做負(fù)功
B.合外力對物體不做功,則物體速度一定不變
C.作用力與反作用力的功代數(shù)和一定為零
D.靜摩擦力對物體可能做正功
解析 滑動摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動方向相反,但與運(yùn)動方向可以相同,也可以相反,還可以與運(yùn)動方向垂直,故可能做負(fù)功,可能做正功,也可能不做功,故選項A錯誤;合外力對物體不做功,則物體動能不變,即速度大小一定不變,但速度方向有可能變化,如勻速圓周運(yùn)動,故選項B錯誤;作用力與反作用力可能都做正功,也可能一個做正功,一個做負(fù)功,也可能一個做功,一個不做功,故作用力與反作用力的功代數(shù)和不一定為零,故選項C錯誤;靜摩擦力作用的物體間無相對滑動,但不代表沒發(fā)生位移,所以可以做正功、負(fù)功或不做功,故選項D正確。
答案 D
2.(2017泉州模擬)如圖1所示,質(zhì)量相同的物體分別自斜面AC和BC的頂端由靜止開始下滑,物體與兩斜面間的動摩擦因數(shù)相同,物體滑至斜面底部C點(diǎn)時的動能分別為EkA和EkB,在滑行過程中克服摩擦力所做的功分別為WA和WB,則有( )
圖1
A.EkA=EkB,WA>WB B.EkA
WB
C.EkA>EkB,WA=WB D.EkA>EkB,WAEkB,故選項C正確,A、B、D錯誤。
答案 C
3.長為L=1 m、質(zhì)量為M=1 kg的平板車在粗糙水平地面上以初速度v=5 m/s向右運(yùn)動,同時將一個質(zhì)量為m=2 kg的小物塊輕輕放在平板車的最前端,物塊和平板車的平板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,由于摩擦力的作用,物塊相對平板車向后滑行距離s=0.4 m后與平板車相對靜止,平板車最終因為地面摩擦而靜止,如圖2所示,物塊從放到平板車上到與平板車一起停止運(yùn)動,摩擦力對物塊做的功為( )
圖2
A.0 B.4 J C.6 J D.10 J
解析 將小物塊輕放到平板車上時,由于摩擦力做正功,使小物塊加速,到與平板車速度相等時變?yōu)殪o摩擦力,由于地面對平板車的阻力而使平板車和小物塊都減速,靜摩擦力對小物塊做負(fù)功,因為小物塊初速度為零,最終與平板車一起減速到零,故動能變化量為零,在整個過程中摩擦力對小物塊做的功為零,選項A正確。
答案 A
4.一汽車以速度v0在平直路面上勻速行駛,在t=0時刻汽車進(jìn)入一定傾角的上坡路段,設(shè)汽車行駛過程中受到的阻力大小不變,發(fā)動機(jī)的輸出功率不變,已知汽車上坡路面足夠長。從t=0時刻開始,汽車運(yùn)動的v-t圖象可能正確的有( )
解析 汽車在平直路面上以速度v0勻速行駛時,設(shè)汽車受到的阻力大小為f,汽車的牽引力大小為F,t=0時刻汽車上坡,加速度大小a=,汽車立即減速,又牽引力F=隨速度減小而增大,汽車做加速度減小的減速運(yùn)動,當(dāng)加速度減小為0時,汽車勻速運(yùn)動,選項D正確。
答案 D
5.物體放在水平地面上,在水平拉力的作用下,沿水平方向運(yùn)動,在6 s內(nèi)其速度與時間關(guān)系的圖象和拉力的功率與時間關(guān)系的圖象如圖3甲、乙所示,由圖象可以求得物體的質(zhì)量為(取g=10 m/s2)( )
圖3
A.2 kg B.2.5 kg C.3 kg D.3.5 kg
解析 勻速運(yùn)動時拉力等于摩擦力,有F2=Ff== N=2.5 N。物體做勻加速直線運(yùn)動時,拉力為恒力,v隨時間均勻增大,所以P隨t均勻增大。F1==
N=7.5 N。F1-Ff=ma,a= m/s2=2 m/s2,可得m=2.5 kg。故選項B正確。
答案 B
6.運(yùn)動員以一定的初速度將冰壺沿水平面推出,由于摩擦阻力的作用,其動能隨位移變化圖線如圖4所示。已知冰壺質(zhì)量為19 kg,g取10 m/s2,則以下說法正確的是( )
圖4
A.μ=0.05 B.μ=0.01
C.滑行時間t=5 s D.滑行時間t=10 s
解析 對冰壺由動能定理得-μmgx=0-mv,得μ===0.01,選項A錯誤,B正確;冰壺運(yùn)動時有a=μg=0.1 m/s2,由運(yùn)動學(xué)公式x=at2得t=10 s,選項C錯誤,D正確。
答案 BD
7.如圖5所示,固定斜面AD上有B、C兩點(diǎn),且AB=BC=CD,小滑塊以初動能Ek0從A點(diǎn)出發(fā),沿斜面向上運(yùn)動。若整個斜面AD光滑,則滑塊到達(dá)D位置速度恰好為零,而后下滑。若斜面AB部分與滑塊間有摩擦力,其余部分BD無摩擦力,則滑塊恰好滑到C位置速度為零,然后下滑,那么滑塊下滑到( )
圖5
A.位置B時的動能為
B.位置B時的動能為
C.位置A時的動能為
D.位置A時的動能為
解析 設(shè)斜面長為3x、高為3h,若斜面光滑,滑塊由底端運(yùn)動到頂端過程中,
-mg3h=0-Ek0;若AB部分粗糙,其他部分光滑,滑塊由底端A滑到位置C過程中,-Ffx-mg2h=0-Ek0,滑塊由C滑到B過程中,mgh=EkB,聯(lián)立得EkB=Ek0,滑塊由C滑到A過程中,mg2h-Ffx=EkA,聯(lián)立得EkA=,選項A、D正確。
答案 AD
8.如圖6甲所示,將一傾角為θ的光滑斜面體固定在地面上,在斜面的底端固定一輕彈簧,彈簧處于原長時上端位于斜面上的B點(diǎn)?,F(xiàn)將一質(zhì)量為m=2 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊由斜面處的A點(diǎn)靜止釋放,最終將彈簧壓縮到最短(此時彈簧上端位于C點(diǎn))。已知滑塊從釋放到將彈簧壓縮到最短的過程中,滑塊的速度—時間圖象如圖乙所示。其中0~0.4 s內(nèi)的圖線為直線,其余部分均為曲線,且BC=1.2 m。重力加速度g=10 m/s2。則下列說法正確的是( )
圖6
A.θ=
B.滑塊在壓縮彈簧的過程中機(jī)械能先增加后減小
C.彈簧儲存的最大彈性勢能為16 J
D.滑塊從C點(diǎn)返回到A點(diǎn)的過程中,機(jī)械能一直增大
解析 由題圖乙可知,滑塊在0.4 s末剛好到達(dá)B點(diǎn),在0~0.4 s內(nèi),滑塊做勻加速直線運(yùn)動,加速度為a= m/s2=5 m/s2,由牛頓第二定律得mgsin θ=ma,解得sin θ==0.5,則θ=,選項A正確;滑塊從B點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動過程中,除重力做功外,彈簧彈力對滑塊做負(fù)功,故滑塊的機(jī)械能一直在減少,選項B錯誤;對滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律可得,在C點(diǎn),彈簧的彈性勢能為Ep=mv+mghBC=16 J,選項C正確;滑塊從C點(diǎn)返回到A點(diǎn)的過程中,開始時彈簧的彈力對滑塊做正功,滑塊的機(jī)械能增加,當(dāng)滑塊離開彈簧后,只有重力對滑塊做功,則滑塊的機(jī)械能守恒,選項D錯誤。
答案 AC
二、非選擇題(本題共4小題,共52分)
9.(8分)(2017泰州摸底調(diào)研)某活動小組利用圖7甲裝置“驗證機(jī)械能守恒定律”。鋼球自由下落過程中,先后通過光電門A、B,計時裝置測出鋼球通過A、B的時間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度。測出兩光電門間的距離為h,鋼球直徑為D,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。
圖7
(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測量鋼球的直徑,讀數(shù)如圖乙所示,鋼球直徑為D=________cm。
(2)要驗證機(jī)械能守恒,只要比較________。
A.D2與gh是否相等
B.D2與2gh是否相等
C.D2與gh是否相等
D.D2與2gh是否相等
(3)鋼球通過光電門的平均速度________(填“>”或“<”)鋼球球心通過光電門的瞬時速度,由此產(chǎn)生的誤差________(填“能”或“不能”)通過增加實(shí)驗次數(shù)減小。
答案 (1)1.020 (2)D (3)< 不能
10.(10分)(2017鄭州模擬)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”,他們在實(shí)驗室組裝了一套如圖8所示的裝置,另外他們還找到了打點(diǎn)計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、滑塊、細(xì)沙。當(dāng)滑塊連接上紙帶,用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時,釋放小桶,滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。若你是小組中的一位成員,要完成該項實(shí)驗。則:
圖8
(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗器材有________________。
(2)實(shí)驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗條件是_____________________________________,實(shí)驗時首先要做的步驟是________________________。
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M,往沙桶中裝入適量的細(xì)沙,用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m,讓沙桶帶動滑塊加速運(yùn)動,用打點(diǎn)計時器記錄其運(yùn)動情況,在打點(diǎn)計時器打出的紙帶上取兩點(diǎn),測出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2(v1
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機(jī)械能章末質(zhì)量檢測
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