2018-2019學年高中物理 第3章 動能的變化與機械功章末檢測試卷 滬科版必修2.doc

第3章 動能的變化與機械功章末檢測試卷(三)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分)1下面列舉的情況中所做的功不為零的是()A舉重運動員，舉著杠鈴在頭上方停留3 s，運動員對杠鈴做的功B木塊在粗糙的水平面上滑動，支持力對木塊做的功C一個人用力推一個笨重的物體，但沒推動，人的推力對物體做的功D自由落體運動中，重力對物體做的功答案D解析舉重運動員舉著杠鈴在頭上方停留3 s的時間內，運動員對杠鈴施加了豎直向上的支持力，但杠鈴在支持力方向上沒有位移，所以運動員對杠鈴沒有做功；木塊滑動過程中，在支持力方向上沒有位移，故支持力對木塊沒有做功；人推物體但沒推動，只有力而沒有位移，做的功等于零；自由落體運動中，重力豎直向下，物體的位移也豎直向下，故重力對物體做了功，D選項正確2某運動員臂長為L，將質量為m的鉛球推出，鉛球出手時的速度大小為v0，方向與水平方向成30角，則該運動員對鉛球所做的功是()A. BmgLmv02C.mv02 DmgLmv02答案A解析設運動員對鉛球做功為W，由動能定理得WmgLsin 30mv02，所以WmgLmv02.3假設摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率如果摩托艇發(fā)動機的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍，則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼?)A4倍 B2倍 C.倍 D.倍答案D解析設fkv，當阻力等于牽引力時，速度最大，輸出功率變化前，有PFvfvkvvkv2，變化后有2PFvkvvkv2，聯(lián)立解得，vv，D正確4如圖1，水平放置的光滑板中心開一光滑小孔O，穿過一細繩，繩的一端系一小球，另一端用力F拉著使球在平板上做半徑為r的勻速圓周運動，在運動過程中逐漸增大拉力，當拉力增大為8F時，球的運動半徑減小為，在此過程中拉力做的功為()圖1A0 B1.5Fr C3.5Fr D4Fr答案B解析開始：Fm后來：8Fm解得Wmv22mv121.5Fr，B正確5汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動機功率為P.快進入鬧市區(qū)時，司機減小了油門，使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛下面四個圖像中，哪個圖像正確表示了從司機減小油門開始，汽車的速度與時間的關系()答案C解析功率減小一半后，汽車做加速度越來越小的減速運動，最終勻速運動故C正確6如圖2所示，滑雪者由靜止開始沿斜坡從A點自由滑下，然后在水平面上前進至B點停下，已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動摩擦因數(shù)皆為，滑雪者(包括滑雪板)的質量為m，A、B兩點間的水平距離為l.在滑雪者經過AB段的過程中，摩擦力所做功的大小為(已知滑雪者從斜坡滑上水平面時沒有動能損失)()圖2A大于mglB小于mglC等于mglD以上三種情況都有可能答案C解析設在斜面上滑動的距離為x，斜面傾角為，由A到B的過程中摩擦力所做的功為Wfmgcos xmg(lxcos )mgl，故C正確7某人通過光滑輕質定滑輪將一物體提升，第一次此人豎直向下拉繩，如圖3甲所示，使物體勻速上升高度h，該過程人對物體做功為W1；第二次此人以速度v勻速向左拉著繩運動，如圖乙所示，使物體上升相同的高度，此時繩子與水平面夾角為，已知重力加速度為g，人對物體做功為W2，關于兩次人對物體做的功的關系正確的是()圖3AW1W2 BW1>W2CW1<W2 D都有可能答案C解析第一次：W1mgh0，即W1mgh；第二次：物體速度vvcos ，隨人左移v增大，即物體加速上升，由W2mghEk知，W2mghEk所以W1<W2，C正確8(多選)如圖4所示，四個相同的小球在距地面相同的高度以相同的速率分別豎直下拋、豎直上拋、平拋和斜上拋，不計空氣阻力，則下列關于這四個小球從拋出到落地過程的說法中正確的是()圖4A小球飛行過程中單位時間內的速度變化相同B小球落地時，重力的瞬時功率均相同C從開始運動至落地，重力對小球做功相同D從開始運動至落地，重力對小球做功的平均功率相同答案AC解析因為拋體運動的加速度恒為g，所以選項A正確；小球落地時豎直方向速度大小不同，B錯誤；WGmgh，選項C正確；從拋出到落地所用時間不等，所以D錯誤9(多選)質量不等，但有相同動能的兩個物體，在動摩擦因數(shù)相同的水平地面上滑行，直至停止，則()A質量小的物體滑行的距離大B質量大的物體滑行的距離大C它們滑行的距離一樣大D它們克服摩擦力所做的功一樣多答案AD解析由動能定理可得fx0Ek，又fmg，則mgxEk，由于兩者動能相同，故質量小的滑行距離大，它們克服摩擦力所做的功都等于Ek.10(多選)質量為2 kg的物體置于水平面上，在運動方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做勻變速運動，拉力F作用2 s后撤去，物體運動的速度時間圖像如圖5所示，則下列說法正確的是(取g10 m/s2)()圖5A拉力F做功150 JB拉力F做功350 JC物體克服摩擦力做功100 JD物體克服摩擦力做功175 J答案AD解析由題圖可知撤去拉力后，物體做勻減速直線運動，加速度大小a22.5 m/s2，所以滑動摩擦力fma25 N；加速過程加速度大小a12.5 m/s2，由Ffma1得，拉力Fma1f10 N由題圖可知F作用2 s時間內的位移s115 m，撤去F后運動的位移s220 m，全程位移s35 m，所以拉力F做功W1Fs11015 J150 J，A正確，B錯誤；物體克服摩擦力做功W2fs535 J175 J，C錯誤，D正確11(多選)如圖6，一固定容器的內壁是半徑為R的半球面；在半球面水平直徑的一端有一質量為m的質點P.它在容器內壁由靜止下滑到最低點的過程中，克服摩擦力做的功為W.重力加速度大小為g.設質點P在最低點時，向心加速度的大小為a，容器對它的支持力大小為N，則()圖6AaBaCNDN答案AC解析質點P下滑過程中，重力和摩擦力做功，根據(jù)動能定理可得mgRWmv2，根據(jù)公式a，聯(lián)立可得a，A正確，B錯誤；在最低點重力和支持力的合力充當向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得，Nmgma，代入可得，N，C正確，D錯誤12(多選)如圖7所示為一滑草場某條滑道由上、下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45和37的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為.質量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin 370.6，cos 370.8)重力加速度為g，則()圖7A動摩擦因數(shù)B載人滑草車的最大速度為C載人滑草車克服摩擦力做功為mghD載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為g答案AB解析對滑草車從坡頂由靜止滑下，到底端靜止的全過程分析，得mg2hmgcos 45mgcos 370，解得，選項A正確；對經過上段滑道的過程，根據(jù)動能定理得，mghmgcos 45mv2，解得v，選項B正確；載人滑草車克服摩擦力做功為2mgh，選項C錯誤；載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為ag，選項D錯誤二、實驗題(本題共2小題，共10分)13(4分)在“探究恒力做功與動能變化的關系”實驗中(裝置如圖8甲)：甲乙圖8(1)下列說法哪一項是正確的()A平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細線掛在小車上B為減小系統(tǒng)誤差，應使鉤碼質量遠大于小車質量C實驗時，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放(2)圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計數(shù)點，已知打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz，則打B點時小車的瞬時速度大小為_ m/s(保留三位有效數(shù)字)答案(1)C(2)0.653解析(1)平衡摩擦力的原理就是在沒有拉力的情況下調整木板傾角，使tan ，A錯；為減小系統(tǒng)誤差應使鉤碼質量遠小于小車質量，B錯；實驗時使小車靠近打點計時器能充分利用紙帶，由靜止釋放則后面點測出的動能即等于該過程的動能變化量，便于利用實驗數(shù)據(jù)進行探究，故選C.(2)vB0.653 m/s.14(6分)在“探究恒力做功和物體速度變化的關系”實驗中：(1)某同學的實驗設計方案如圖9甲所示，該實驗用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為此，實驗時在安裝正確、操作規(guī)范的前提下(已平衡摩擦力)，還需要滿足的條件是_圖9(2)如圖乙所示是某次實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是該同學確定的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，距離如圖所示則打C點時小車的速度為_；要驗證合外力的功與速度變化的關系，除位移、速度外，還要測出的物理量有_答案(1)鉤碼的重力遠小于小車的重力(2)鉤碼的質量和小車的質量解析(1)只有當鉤碼的重力遠小于小車的重力時，才能近似地認為小車受到的拉力等于鉤碼的重力(2)C點的速度等于BD段的平均速度，故vC.三、計算題(本題共4小題，共42分，解答時應寫出必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)15(10分)質量為m5103 kg的汽車在水平公路上行駛，阻力是車重的0.1倍讓車保持額定功率P060 kW，從靜止開始行駛(g取10 m/s2)(1)若以額定功率啟動，求汽車達到的最大速度vm及汽車車速v12 m/s時的加速度大小(2)若汽車以v6 m/s的速度勻速行駛，求汽車的實際功率答案(1)12 m/s5 m/s2(2)30 kW解析(1)由P0Fvmfvm得vm m/s12 m/s由PFv得F，當v12 m/s時，F(xiàn)1 N3104 N由牛頓第二定律得F1fma，所以a m/s25 m/s2(2)汽車以6 m/s的速度勻速行駛，則牽引力Ff0.1510310 N5103 N實際功率為PFv51036 W30 kW.16(10分)如圖10所示，質量為m的小球用長為L的輕質細線懸于O點，與O點處于同一水平線上的P點處有一顆光滑的細釘，已知OP，在A點給小球一個水平向左的初速度v0，發(fā)現(xiàn)小球恰能到達跟P點在同一豎直線上的最高點B.求：圖10(1)小球到達B點時的速率(2)若不計空氣阻力，則初速度v0為多少？(3)若初速度變?yōu)関03，其他條件均不變，則小球從A到B的過程中克服空氣阻力做了多少功？答案(1)(2)(3)mgL解析(1)小球恰能到達最高點B，則在最高點有mg，小球到達B點時的速率v.(2)從A點到B點，由動能定理得mg(L)mv2mv02，則v0(3)空氣阻力是變力，設小球從A到B克服空氣阻力做功為Wf，由動能定理得mg(L)Wfmv2mv02，解得WfmgL.17(10分)如圖11甲所示，質量m1 kg的物體靜止在光滑的水平面上，t0時刻，物體受到一個變力F作用，t1 s時，撤去力F，某時刻物體滑上傾角為37的粗糙斜面；已知物體從開始運動到斜面最高點的vt圖像如圖乙所示，不計其他阻力，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：圖11(1)變力F做的功；(2)物體從斜面底端滑到最高點過程中克服摩擦力做功的平均功率；(3)物體回到出發(fā)點的速度大小答案(1)50 J(2)20 W(3)2 m/s解析(1)由題圖乙知物體1 s末的速度v110 m/s，根據(jù)動能定理得：WFmv1250 J.(2)物體在斜面上升的最大距離：x110 m5 m物體到達斜面時的速度v210 m/s，到達斜面最高點的速度為零，根據(jù)動能定理：mgxsin 37Wf0mv22解得：Wf20 J，20 W.(3)設物體重新到達斜面底端時的速度為v3，則根據(jù)動能定理：2Wfmv32mv22解得：v32 m/s此后物體做勻速直線運動，到達原出發(fā)點的速度為2 m/s.18(12分)如圖12所示，質量m0.2 kg的小物塊，放在半徑R12 m的水平圓盤邊緣A處，小物塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)10.8.圓心角為37、半徑R22.5 m的光滑圓弧軌道BC與水平軌道光滑連接于C點，小物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為20.5.開始圓盤靜止，在電動機的帶動下繞過圓心O1的豎直軸緩慢加速轉動，某時刻小物塊沿紙面水平方向飛出(此時O1與A連線垂直紙面)，恰好沿切線進入圓弧軌道B處，經過圓弧BC進入水平軌道CD，在D處進入圓心為O2、半徑R30.5 m的光滑豎直圓軌道，繞過圓軌道后沿水平軌道DF向右運動設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計空氣阻力，sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2，求：圖12(1)圓盤對小物塊m做的功；(2)小物塊剛離開圓盤時A、B兩點間的水平距離；(3)假設豎直圓軌道可以左右移動，要使小物塊能夠通過豎直圓軌道，求豎直圓軌道底端D與圓弧軌道底端C之間的距離范圍和小物塊的最終位置答案(1)1.6 J(2)1.2 m(3)lDC1 m最后停在離C位置右側3.5 m處解析(1)小物塊剛滑出圓盤時：1mg得：vA4 m/s由動能定理可得：WmvA2得：W1.6 J(2)物塊正好切入圓弧軌道BC，由平拋運動知識可得：在B處物塊的豎直分速度為vByvAtan 37運動時間tA、B間的水平距離xvAt聯(lián)立解得：x1.2 m(3)物塊剛好通過豎直完整圓軌道最高點E處：mg由B到E點由動能定理得：mgR2(1cos 37)2mgL2mgR3mvE2mvB2又vB可得：L1 m即DC之間距離不大于1 m時物塊可通過豎直圓軌道最后物塊必定停止，由動能定理可得：mgR2(1cos 37)2mgx0mvB2解得x3.5 m即最后物塊停在離C位置右側3.5 m處