1、_阶段能力检测卷(四)考查范围：功能关系(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分)1一辆以速度v在平直公路上巡逻的警车，突然发现前方有嫌疑车辆，立即以加速度a1做匀加速运动进行追赶，追上嫌疑车辆后立即以加速度a2做匀减速运动进行拦截(此时发动机仍然在工作)已知警车的质量为m，额定功率为P额，所受阻力恒定且大小为f，追上嫌疑车辆时，警车已达到最大速度从警车加速开始计时到警车停止，图41中反映了警车的实际功率随时间的变化规律的是()A B C D图412我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两
2、次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比()A卫星动能增大，引力势能减小B卫星动能增大，引力势能增大C卫星动能减小，引力势能减小D卫星动能减小，引力势能增大3如图42所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端O点与管口A的距离为2x0，一质量为m的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点B，压缩量为x0，不计空气阻力，则() 图42A小球运动的最大速度为2B小球运动的最大加速度为gC弹簧的劲度系数为D弹簧的最大弹性势能为3mgx04. 现有某人骑电动自行车以500 J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，
3、第一次关闭自充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化的关系如图43中图线所示；第二次启动自充电装置，其动能随位移变化的关系如图线所示则第二次向蓄电池所充的电能是()图43A300 JB250 JC200 JD500 J52013年10月15日，国际军体第37届跳伞世界锦标赛在中国四川举行，来自十几个国家的运动员从停在空中的直升机上跳下，开始做自由落体运动，之后打开降落伞减速下降，最后匀速下降，用h表示下落的高度，t表示下落的时间，F表示人受到的合力，E表示人的机械能，Ep表示人的重力势能(以地面为零势能面)，v表示人下落的速度在整个过程中，如果打开伞后空气阻力与速度的平方成正比，则图44中可能
4、符合事实的是() ABCD图446如图45所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平面上，A、B两物体通过细绳相连，并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)现用水平向右的力F作用于物体B上，将物体B缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止在此过程中()图45A水平力F一定变小B斜面体所受地面的支持力一定变大C物体A所受斜面体的摩擦力一定变大D地面对斜面体的摩擦力一定变大7如图46所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接)，弹簧水平且无形变用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止撤去F后，物体开始
5、向左运动，运动的最大距离为3x0，物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，下列说法中正确的是()图46AF对物体做的功为3mgx0B撤去F后，物体的机械能先增加再减小C物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为D物体做匀减速运动的时间为8. 如图47所示，可视为质点的小球A和B用一根长L0.2 m的轻杆相连，两球质量相等，开始时将两小球置于光滑的水平面上，并给两小球一个水平向左的初速度v02 m/s，一段时间后两小球滑上一倾角为30的光滑固定斜面，不计小球与斜面碰撞时的机械能损失，g取10 m/s2，在两小球的速度减小到零的过程中，下列判断正确的是()图47A杆对A小球做正功B
6、A小球机械能守恒C杆对B小球做正功D速度为零时B小球距水平面的高度h0.1 m9(双选)一质量为m的质点，系在轻绳的一端，绳的另一端固定在水平面上，水平面粗糙此质点在该水平面上做半径为r的圆周运动，如图48所示，设质点的最初速率是v0，当它运动一周时，其速率变为，则()图48A当它运动一周时摩擦力做的功为mvB质点与水平面的动摩擦因数为C质点在运动了两个周期时恰好停止D当质点运动一周时的加速度大小为10(双选)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到vmax后，立即关闭发动机直至静止，此过程汽车的vt图像如图49所示设汽车的牵引力为F，摩擦力为f，全程中牵引力做功为W1，克服摩
7、擦力做功为W2，则()图49AFf13 BW1W211CFf41 DW1W21311(双选)如图410所示，倾角为30、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接，小球A置于斜面顶端，现由静止释放A、B两个小球，小球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们最终均滑至水平面上重力加速度为g，不计一切摩擦则()图410A小球A下滑过程中，小球A、B系统的重力对系统做正功，系统的重力势能减小B小球A刚滑至水平面时，速度大小为C小球B升高时，重力对小球A做功的功率小于重力对小球B做功的功率D小球B从刚开始上升到刚进入斜面的过程中
8、，绳的拉力对小球B做功为12(双选)如图411所示，甲、乙两种表面粗糙的传送带倾斜于水平地面放置，以同样的恒定速率v向上运动现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达B处恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离B竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v.已知B处离地面高度为H，则在小物体从A处到B处运动的过程中()图411A两种传送带对小物体做功相等B将小物体传送到B处，两种传送带消耗的电能相等C两种传送带与小物体之间的动摩擦因数不同D将小物体传送到B处，两种系统产生的热量相等二、实验题(18分)13(9分)现提供如图412甲所示的器材探究动能定理，请思考探究思路并
9、回答下列问题甲乙图412(1)为了消除摩擦力的影响，应采取的措施：_(2)在某次实验中某同学得到了如图乙所示的一条纸带，在A、B、C三个计数点中应该选用_(选填“A”“B”或“C”)点的速度探究才符合实验要求(3)某同学用如图甲所示的装置做“探究合外力做功与物体动能变化的关系”的实验，先使小车不连接橡皮筋，发现小车在木板上加速下滑则在橡皮筋弹力的作用下，合外力对小车所做的功_(选填“大于”“小于”或“等于”)橡皮筋弹力所做的功14(9分)某物理兴趣活动小组利用如图413甲所示装置验证机械能守恒定律，实验中电火花计时器所用的交流电源的频率为50 Hz，得到如图乙所示的纸带，选取纸带上连续打出的五
10、个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O(初速度为零)的距离为s019.00 cm，点A、C之间的距离为s18.36 cm，点C、E之间的距离为s29.88 cm，g取9.8 m/s2，测得重物的质量为100 g.甲乙图413(1)选取O、C两点为初末位置研究机械能守恒，重物减少的重力势能为_J，打下C点时重物的动能为_J(结果均保留三位有效数字)(2)实验中，由于存在阻力的作用，重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能，依据实验数据来计算重物在下落过程中受到的平均阻力大小为f_N(结果保留一位有效数字)三、解答题(本题包括3小题，共34分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只
11、写出答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(10分)如图414所示，一半径r0.2 m的光滑圆弧形槽底端B与水平传送带相接，传送带的运行速度v04 m/s，长L1.25 m，滑块与传送带间的动摩擦因数0.2，DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的细管，EF段被弯成以O为圆心、半径R0.25 m的一小段圆弧，管的D端与水平传送带C端平滑相接，O点位于地面，OF 连线竖直一质量m0.2 kg的物块a从圆弧顶端A点由静止滑下，滑到传送带上后做匀加速运动，后又被传送带送入管DEF，F点为管内顶端已知物块a可视为质点，物块a的高度略小于细管的宽度，重力加速度g取10 m/s2
12、.求：(1)物块a到达B点时的速度；(2)物块a刚到达F点时对管壁的压力图41416(12分)如图415所示，水平桌面上有一轻弹簧，它的左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点，D点位于水平桌面最右端水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R0.8 m的圆环剪去了左上角135的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离为R，到桌面右侧边缘的水平距离为2R.用质量m10.4 kg的甲物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点用同种材料、质量为m20.2 kg的乙物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，乙物块过B点后其位移与时间的关系为x6t2t2，乙物块从D点飞离桌面后
13、恰好由P点沿切线落入圆轨道g取10 m/s2，求：(1)B、D间的水平距离；(2)判断乙物块能否沿圆轨道到达M点；(3)乙物块释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功图41517(12分)如图416所示，在倾角为37的足够长的光滑斜面上，放一质量为mA0.2 kg的薄板A，薄板A的上、下段分别由不同材料制成，下段表面光滑，长度l3 m，上段表面粗糙；质量为mB2.0 kg的金属块B(视为质点)位于A的最下端，B与A上段间的动摩擦因数0.1；质量为mC1.2 kg的物块C通过轻线绕过定滑轮与B相连忽略滑轮质量及轴间的摩擦，可认为A、B间最大静摩擦力等于滑动摩擦力开始时，轻线被拉直，整个系统在外
14、力作用下，处于静止状态cos 370.8，sin 370.6，g取10 m/s2.求：(1)撤去外力的瞬间，A、B、C的加速度分别是多大？(2)撤去外力后的整个过程中，因摩擦产生的热量Q为多大？(绳足够长，B始终没滑出薄板A)图416阶段能力检测卷(四)1C2.D3.D4C解析 设地面对电动车的阻力为f，当关闭自充电装置时，结合图线由动能定理可得fx10Ek0，代入数据解得f N50 N；启动自充电装置，由能量守恒定律可得Ek0E电Q，其中由于电动车与地面之间摩擦产生的内能Qfx2506 J300 J，求得E电200 J.5C解析 重力势能逐渐减小，EpmgHmg(H0h)，即重力势能与高度是
15、线性关系，但并不是正比例关系，选项A错误；机械能的变化等于除重力外其余力做的功，故自由落体运动过程机械能守恒，选项B错误；运动员在伞打开前可看作是自由落体运动，即空气阻力忽略不计，故只受重力；开伞后减速下降，空气阻力大于重力，故合力向上，当阻力减小到等于重力时，合力为零，做匀速直线运动，即合力先等于重力，然后突然反向变大，且逐渐减小到零，选项C正确；由于空气阻力与速度的平方成正比，故伞打开后的v t图像不应该是直线，选项D错误6D解析 隔离物体B为研究对象，分析其受力情况如图所示，则有Fmgtan ，T，在物体B缓慢拉高的过程中，增大，则水平力F随之变大，选项A错误；对A、B两物体与斜面体这个
16、整体而言，由于斜面体与物体A仍然保持静止，则地面对斜面体的摩擦力一定变大，但是因为整体竖直方向并没有其他力，故斜面体所受地面的支持力不变，选项B错误，选项D正确；在这个过程中尽管绳子张力变大，但是由于物体A所受斜面体的摩擦力开始时方向不确定，故物体A所受斜面体的摩擦力的变化情况无法确定，选项B错误7B解析 对物体，从用水平力F开始缓慢推动物体到运动的最大距离为3x0，由动能定理可得WF4mgx00，选项A错误；撤去F后，物体向左先做加速运动后做减速运动，选项B正确；物体开始向左运动到速度最大时，mgkx，发生的位移为x0，此过程中克服摩擦力做的功为mg，选项C错误；当弹簧恢复原长时，物体离开弹
17、簧做加速度大小为g的匀减速运动，有mgx0mv3mgx0，gtv0，联立解得t2，选项D错误8A解析 将A、B两小球视为一个整体，运动过程中只有重力做功，系统的机械能守恒，以地面为参考平面，有2mvmghmg(hLsin 30)，解得h0.15 m，选项D错误；以A小球为研究对象，由动能定理得mg(hLsin 30)W0mv，则Wmg(hLsin 30)mv，将数据代入，可得W0，即杆对A做正功，选项A正确，选项B错误；由于系统机械能守恒，即A增加的机械能等于B减小的机械能，所以杆对B做负功，选项C错误9AB10BC解析 对汽车全程应用动能定理得W1W20，即W1W2，选项B正确，选项D错误；
18、由图像知牵引力和阻力作用距离之比为14，又Fs1fs20，则Ff41，选项A错误，选项C正确11AB解析 小球A下滑过程中，小球B的重力对小球B做负功，小球A的重力对小球A做正功，但由系统的动能增大可知，系统的重力势能减小，故小球A、B系统的重力对系统做正功，选项A正确；对A、B系统由机械能守恒定律可知，小球A从开始滑动到刚滑至水平面的过程中，有3mgLmg4mv2，故v，选项B正确；小球B升高时，因两个小球的速度大小相等，而小球A沿斜面向下的分力为1.5mg，故此时重力对小球A做功的功率大于重力对小球B做功的功率，选项C错误；小球B从刚开始上升到刚进入斜面的过程中，有3mgmgL4mv2，故
19、v，对小球B利用动能定理有mv2WmgL，故W，选项D错误12AC解析 小物体由A处到B处，根据动能定理得WmgHmv2，选项A正确；小物体的加速度agcos gsin ，由v22ax可知甲乙，选项C正确；在小物体从A处到B处的过程中，只有小物体相对传送带发生滑动时，即只有在加速过程中，系统才发生“摩擦生热”，热量大小为Qfs相，而s相vt，s相等于小物体相对传送带的位移大小，故系统产生的热量等于小物体加速过程中摩擦力对小物体做的功对甲，设加速过程中摩擦力做功为W1，对乙，设加速过程中摩擦力做功为W2，则W1mv2mgH，W2mv2mg(Hh)，所以W1 W2，故Q1Q2，选项D错误；传送带消
20、耗的电能等于小物体增加的机械能与系统产生的热量之和，选项B错误13(1) 将木板上固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使轻推小车，小车能缓慢匀速下滑(2)C(3) 大于解析 (1)本实验应满足橡皮筋对小车的拉力等于小车受到的合力，所以实验前应将木板靠近打点计时器的一端适当垫高，使小车在不受拉力时能沿木板匀速运动，能消除摩擦力对该实验的影响(2)本实验是探究橡皮筋拉力对小车做的功与小车速度变化的关系，应测量橡皮筋的拉力做功后橡皮筋的弹性势能完全释放时小车的最大速度，所以应选用小车匀速运动段(计数点间隔均匀的部分)的速度，故应选用C点(3)小车不连接橡皮筋，发现小车在木板上加速下滑，则在橡皮筋弹
21、力作用下，小车所受的合外力大于橡皮筋的弹力，因而合外力对小车所做的功大于橡皮筋弹力所做的功14(1)0.2680.256(2)0.04解析 (1)重物下降的高度为(s0s1)，则重力势能的减少量为Epmg(s0s1)0.268 J；C点的速度等于AE段的平均速度，则打下C点时重物的动能Ekmvm0.256 J.(2)从C点到O点，由功能关系可得f(s0s1)EpEk，代入数据可得f0.04 N.15. (1)2 m/s(2)1.2 N，方向竖直向上解析 (1)根据机械能守恒定律，有mgrmv解得vB2 m/s.(2)物块在传送带上做匀加速运动，受到传送带对它的滑动摩擦力，由牛顿第二定律，得mg
22、ma物块对地的位移为L，末速度为vC，设物块在传送带上一直加速由速度位移关系得2aLvv解得vC3 m/s4 m/s，可知物块与传送带未达到共同速度物块从C点至F点，由机械能守恒定律，有mvmgRmv解得vF 2 m/s.在F点由牛顿第二定律得mgFNm解得FN1.2 N由牛顿第三定律得管上壁受压力为1.2 N，压力方向竖直向上16(1)2.5 m(2)不能，理由略(3)5.6 J解析 (1)设乙物块由D点以速度vD做平抛运动，落到P点时其竖直分速度为vytan 45解得vD4 m/s由乙物块过B点后位移与时间的关系为x6t2t2可知，乙物块过B点时的速度v06 m/s，加速度a4 m/s2，
23、B、D间的位移sBD2.5 m.(2)若乙物块能沿轨道到达M点，设其速度为vM，由动能定理得m2vm2vm2gR轨道对乙物块的压力为F N，则F Nm2gm2解得F N(1)m2g0，即乙物块不能到达M点(3)设弹簧在C点时具有的弹性势能为Ep，物块与桌面间的动摩擦因数为.释放甲物块时，Epm1gxCB释放乙物块时，Epm2gxCBm2v解得Ep7.2 J.乙物块释放后在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为Wf，则由能量转化及守恒定律得EpWfm2v解得Wf5.6 J.17(1)aBaC0aA6 m/s2(2)11.52 J解析 (1)由于mBgsin 37mCg12 N所以，撤去外力的瞬间aBa
24、C0对薄板A，有mAgsin 37mAaA解得 aA 6 m/s2.(2)由于斜面和薄板A下段表面都光滑，撤去外力后，薄板A从静止开始向下做匀加速运动，只要金属块B在薄板A下段表面上，B、C就保持静止不动，薄板A加速运动当金属块B在其上段表面上后，B和C受滑动摩擦力作用将一起以相同大小的加速度做加速运动设薄板A上段刚滑到B下方时的速度为vA，则v2aAl 解得vA6 m/s B在薄板A上段表面时，设A的加速度为aA1，B和C的加速度为aB1，轻线拉力为F，则mAgsin 37mBgcos 37mAaA1mBgsin 37mBgcos 37FmBaB1FmCgmCaB1解得aA12 m/s2，a
25、B10.5 m/s2A、B、C最终达到速度相等假设速度相等之后，A、B间的静摩擦力f小于最大静摩擦力fm，即A、B相对静止，A、B、C三者加速度大小相同，设为a0，则(mAmB)gsin 37mCg(mAmBmC)a0mAgsin 37fmAa0a00.35 m/s2，f1.13 NfmmBgcos 371.6 N即ffm，假设成立，故之后A、B相对静止设A、B、C达到相等速度v1所需时间为t，则v1 vAaA1t aB1t解得t 2.4 s，v11.2 m/s设在时间t内，A通过的距离是sA，B和C通过的距离是sB，则sA(vAv1)tsBv1t解得sA8.64 m，sB1.44 mQmBgcos 37(sAsB)11.52 J.