1、阶段知能检测(五)(见学生用书第293页)一、单项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分)图11质量为10 kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随位移x的变化情况如图1所示物体在x0处速度为1 m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x16 m处时，速度大小为()A2 m/sB3 m/sC4 m/s D. m/s【解析】力位移图象下的面积表示功，由图象可知，外力做的总功WFx40 J，根据动能定理Wmv2mv，得v3 m/s.B正确【答案】B图22(2012泰安模拟)如图2所示，质量为M的方形物体放在
2、水平地面上，内有光滑圆形轨道，一质量为m的小球在竖直面内沿此圆形轨道做圆周运动，小球通过最高点P时恰好不脱离轨道，则当小球通过与圆心等高的A点时，地面对方形物体的摩擦力大小和方向分别为(小球运动时，方形物体始终静止不动)()A2mg，向左 B2mg，向右C3mg，向左 D3mg，向右【解析】因小球恰好通过最高点P，则mgm，vP，由机械能守恒可得：mvmgRmv，得vA，设轨道在A点对小球的弹力方向水平向左，大小为FNA.则有FNAm.可求得：FNA3mg.再以轨道为研究对象，由平衡条件可得：地面对方形物体的摩擦力大小为3mg、方向水平向左，C正确【答案】C图33(2012云浮模拟)在水平面上
3、，有一弯曲的槽道A，槽道由半径分别为和R的两个半圆构成如图3所示，现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点，若拉力F的方向时刻与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为()A0 BFRC.FR D2FR【解析】因F大小恒定，方向时刻变化，用微元法可知，拉力F做的功等于力F的大小与小球路程的乘积，即WF(R)FR，C正确【答案】C图44如图4所示，木板质量为M，长度为L，小木块的质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为.开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为()AmgL B2mgLC. D(M
4、m)gL【解析】缓慢拉动m由左端至右端的过程，拉力F做功最少，此过程做的功全部转化为系统内能，因此，WFmgL，A正确【答案】A二、双项选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分全部选对的得6分，只选1个且正确的得3分，有选错或不答的得0分)5.图5(2012惠州模拟)中新网2010年4月23日报道，美国无人驾驶空天飞机X37B于北京时间4月23日发射升空如图5所示，空天飞机能在离地面6万米的大气层内以3万公里的时速飞行；如果再用火箭发动机加速，空天飞机就会冲出大气层，像航天飞机一样，直接进入地球轨道，做匀速圆周运动返回大气层后，它又能像普通飞机一样在机场着陆，成为自由往返天地间的输送工具关
5、于空天飞机，下列说法正确的是()A它从地面发射加速升空时，机舱内的物体处于超重状态B它在6万米的大气层内飞行时，只受地球的引力C它在做匀速圆周运动时，所受地球的引力做正功D它从地球轨道返回地面，必须先减速【解析】空天飞机加速升空时，机舱内的物体处于超重状态，A正确；它在6万米的大气层内飞行时，除受地球引力外，还受空气阻力，B错误；它做匀速圆周运动时，万有引力与其速度垂直，不做功，C错误；当它从地球轨道返回地面时，必须先减速，做近心运动，D正确【答案】AD6(2012郑州模拟)功率相等的两辆汽车，在相等时间内匀速通过的距离之比为32，则下列说法中正确的是()A两辆汽车所做的功之比为32B两辆汽车
6、所做的功之比为11C两辆汽车的牵引力之比为32D两辆汽车的牵引力之比为23【解析】由WPt可知，两辆汽车所做功之比为11，B正确，A错误；由WFl可知，汽车的牵引力与通过的距离成反比，故D正确，C错误【答案】BD图67(2012珠海模拟)2009年是中华人民共和国成立60周年，某中学物理兴趣小组用空心透明塑料管制作了如图6所示的竖直“60”造型两个“0”字型的半径均为R.让一质量为m、直径略小于管径的光滑小球从入口A处射入，依次经过图中的B、C、D三点，最后从E点飞出已知BC是“0”字型的一条直径，D点是该造型最左侧的一点，当地的重力加速度为g，不计一切阻力，则小球在整个运动过程中()A在B、
7、C、D三点中，距A点位移最大的是B点，路程最大的是D点B若小球在C点对管壁的作用力恰好为零，则在B点小球对管壁的压力大小为6mgC在B、C、D三点中，瞬时速率最大的是D点，最小的是C点D小球从E点飞出后将做匀变速运动【解析】由图可以看出，B、C、D三点中，距A点位移最大的是D点，路程最大的也是D点，A错误；小球在C点对轨道作用力为零，有mgm，又mvmv2mgR，FNBmgm，可求得FNB6mg，由牛顿第三定律知，B正确，在B、C、D三点中，B点的重力势能最小，动能最大，速率最大，C错误；小球从E点飞出后将做斜抛运动，属于匀变速运动，D正确【答案】BD图78(2012韶关模拟)如图7所示小球沿
8、水平面通过D点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面，不计一切阻力，下列说法正确的是()A小球落地点离D点的水平距离为RB小球落地点时的动能为5mgR/2C小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零D若将半圆弧轨道上边的1/4圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高0.5R【解析】恰能通过P点有mgm得vP，则小球落点离D点的距离为xvPt而t 得x2R，A错误；由机械能守恒知，小球落地时的动能为mv2mgRmgR，B正确；小球在P点的向心力为mg，C错误；截去半圆弧轨道上边的轨道，小球将竖直向上运动，到最高点速度为零，由机械能守恒得：mv2mgRmg(h2R)
9、，解得h0.5R，D正确【答案】BD图89(2012淄博二模)如图8所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P栓接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度下列有关该过程的分析正确的是()AB物体受到绳的拉力保持不变BB物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量CA物体动能的增量等于B物体重力做功与弹簧对A的弹力做功之和DA物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功【解析】由静止释放B后，B运动的加速度逐渐减小，故B物体受到绳的拉力逐渐增大，A错误；B物体机
10、械能的减少量转化为弹簧弹性势能和A物体的动能，B正确；由动能定理知，B物体重力做功与弹簧对A的弹力做功之和，等于A、B两物体动能的增量，C错误；根据功能关系知，D正确【答案】BD三、实验题(本题共2小题，共18分，将答案填在题中横线上或按要求做答)10(10分)(2012河源模拟)在“验证机械能守恒定律”实验中，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，当地重力加速度为9.80 m/s2，测得所用重物的质量为1.00 kg，甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出纸带上第一、第二两点间的距离分别为0.10 cm、0.19 cm、0.25 cm，则可以肯定在操作上有错误的是_(填“甲”“乙”
11、或“丙”)，错误的操作可能是_若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离分别为15.55 cm、19.20 cm、23.23 cm.则当打点计时器打B点时，重物的重力势能减小量为_J，重物的动能为_J(均保留三位有效数字)【解析】如果打点计时器打第一点时，恰好重锤是从初速度为零开始下落，则第一、第二两点的距离xgt29.80.022 m1.96 mm0.2 cm.这是最初两点的最大间距所以丙测得的0.25 cm肯定是错误的丙的错误，可能是打点计时器打第一个点时，重物已经有了一定速度，即先放开了纸带，后接通电源打点打B点时，重物的重力势能减小量EpmghOB1.
12、009.80.192 0 J1.881 6 J1.88 J.vB m/s1.92 m/s，B点时的动能EBmv1.001.922 J1.84 J.【答案】丙先放纸带，后接通电源1.881.84图911(8分)为了只用一根轻弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数(设为定值)，设计了下述实验：第一步：如图9所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止；测得弹簧压缩量d与滑块向右滑行的距离s的有关数据如下：实验次数1234d/cm0.501.002.004.00s/cm5.0219.9980.05320.10根据以上数据可得出滑块滑行
13、距离s与弹簧压缩量d间的关系应是_第二步：为了测出弹簧的劲度系数，将滑块挂在竖直固定的弹簧下端，弹簧伸长后保持静止状态测得弹簧伸长量为L，滑块质量为m，则弹簧的劲度系数k_.用测得的物理量d、s、L表示滑块与桌面间的动摩擦因数_(弹簧弹性势能Epkx2，k为劲度系数，x为形变量)【解析】根据实验获取的数据，可以发现s跟d的平方之比都接近20，表明s与d的平方成正比当滑块吊起时，所受重力和弹簧弹力平衡，即mgkL，可求出kmg/L，根据动能定理知：mgskd20，把k值代入，可求得动摩擦因数.【答案】 s与d的平方成正比mg/L四、计算题(本题共3小题，满分36分，解答应写出必要的文字说明，方程
14、式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位)图1012(10分)(2012长沙模拟)如图10所示，一滑块经水平轨道AB，进入竖直平面内的四分之一圆弧轨道BC，已知滑块的质量m0.6 kg，在A点的速度vA8 m/s，AB长x5 m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数0.15，圆弧轨道的半径R2 m，滑块离开C点后竖直上升h0.2 m，g取10 m/s2.求：(1)滑块经过B点时速度的大小；(2)滑块在圆弧轨道BC段克服摩擦力所做的功【解析】(1)A至B由动能定理mgxmvmv解得vB代入数据得vB7 m/s.(2)由B经C到最高点根据功能关系有mvW克mg
15、(hR)解得W克mvmg(hR)代入数据得W克1.5 J.【答案】(1)7 m/s(2)1.5 J图1113(12分)(2012梅州模拟)如图11所示，传送带与水平面之间的夹角为30，其上A、B两点的距离为5 m，传送带在电动机的带动下以v1 m/s的速度匀速运动，现将一质量m10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带间的动摩擦因数，则在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：(g取10 m/s2)(1)传送带对小物体做了多少功？(2)为传送小物体，电动机需额外做多少功？【解析】(1)对小物体：因为mgcos mgsin ，所以一开始小物体能向上做匀加速运动mg
16、cos mgsin ma，所以a当v1 m/s时，位移x0.2 m之后小物体相对皮带静止，一直到达B点，传送带对小物体做的功就等于小物体机械能的增加WEkEpmv2mgxABsin 30255 J.(2)电动机所做的功一方面使小物体的机械能增加，另一方面由于小物体与传送带之间有相对滑动而产生热量，即W电WQWmgx相cos 其中x相vtx，而由vat可知t0.4 s所以x相0.4 m0.2 m0.2 m解得W电270 J.【答案】(1)255 J(2)270 J14(14分)(2012衡阳一模)为了研究过山车的原理，物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为37、长为L2.0 m的粗糙的
17、倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相接，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的其中AB与BC轨道以微小圆弧相连，如图12所示一个小物块以初速度v04.0 m/s从某一高处水平抛出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数0.5(g取10 m/s2，sin 370.60，cos 370.80)求：(1)小物块的抛出点和A点的高度差；(2)为了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道AB，则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件；(3)要使小物块不离开轨道，并从水平轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件图12【解析】(1)设从抛出点到A点的高度差为h，则v2ghtan 37解得：h0.45 m.(2)要使小物块不离开轨道，且能返回倾斜轨道AB，则小物块沿圆轨道上升的最大高度不能超过圆心，则有：vA5 m/smgLsin 37mgLcos 37mvmv而mvmgR解得R1.65 m.(3)若小物块不离开轨道且能从DE飞出则必有：在最高处mmgmvmv2mgR可解得：R0.66 m.【答案】(1)0.45 m(2)R1.65 m(3)R0.66 m