1、章末质量评估(五)授课提示：对应学生用书第283页一、选择题(15题只有一项符合题目要求，68题有多项符合题目要求)1(2017石家庄二模)静止在水平地面上的物体，同时受到水平面内两个互相垂直的力F1、F2的作用，由静止开始运动了2 m，已知F16 N，F28 N，则()AF1做功12 JBF2做功16 JCF1、F2的合力做功28 JDF1、F2做的总功为20 J解析：物体由静止沿F1、F2的合力方向运动，位移为2 m，因为位移的方向应与合力的方向一致，所以WF1F1lcos537.2 J，WF2F2lcos3712.8 J，故A、B错误；F1、F2的合力F合10 N，W总F合l20 J，故
2、C错误、D正确答案：D2(2017衡水模拟)质量为2吨的汽车，发动机牵引力的功率为30 kW，汽车在水平路面上行驶能达到的最大速度为15 m/s，若汽车以最大功率行驶，所受阻力恒定，则汽车的速度为10 m/s时的加速度为()A0.5 m/s2 B1 m/s2C2 m/s2 D2.5 m/s2解析：汽车在水平路面上行驶所受阻力Ff2 000 N；当汽车的速度为10 m/s时，牵引力F3 000 N；加速度a0.5 m/s2，选项A正确答案：A3一辆质量为m的汽车在平直公路上，以恒定功率P行驶，经过时间t，运动距离为x，速度从v1增加到v2，已知所受阻力大小恒为F阻，则下列表达式正确的是()Axt
3、BPF阻v1C.DPtF阻xmvmv解析：由牛顿第二定律可得：F阻ma，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，匀变速直线运动的公式不成立，选项A错误；因为牵引力是变力，且大于阻力F阻，选项B、C错误；由动能定理可得：PtF阻xmvmv，选项D正确答案：D4(2017西安检测)如图，光滑轨道由半圆和一段竖直轨道构成，图中H2R，其中R远大于轨道内径，比轨道内径略小的两小球A、B用轻绳连接，A在外力作用下静止于轨道右端口，B球静止在地面上，轻绳绷紧，现静止释放A小球，A落地后不反弹，此后B小球恰好可以到达轨道最高点则A、B两小球的质量之比为()A3：1 B3：2C7：1 D7：2解析：设A球刚要落地时的
4、速度大小为vA，此时vBvA，根据机械能守恒得：(mAmB)gHmAvmBv当B球在最高点时速度恰好为零，则mBvmBgR联立得：mA3mB，故选项A正确答案：A5质量为1 kg的物体，放在动摩擦因数为0.2的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示，重力加速度为10 m/s2，则下列说法正确的是()Ax3 m时速度大小为2 m/sBx9 m时速度大小为4 m/sCOA段加速度大小为3 m/s2DAB段加速度大小为3 m/s2解析：对于前3 m过程，根据动能定理，有：W1mgxmv，解得：vA3 m/s，根据速度位移公式，有：2a1xv，
5、解得a13 m/s2，故A错误，C正确；对于前9 m过程，根据动能定理有：W2mgxmv，解得vB3 m/s，故B错误；AB段受力恒定，故加速度恒定，而初、末速度相等，故AB段的加速度为零，故D错误答案：C6将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，vt图象如图所示以下判断正确的是()A前3 s内货物处于超重状态B最后2 s内货物只受重力作用C前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同D第3 s末至第5 s末的过程中，货物的机械能守恒解析：根据vt图象可知，前3 s内货物向上做匀加速直线运动，加速度向上，处于超重状态，选项A正确；最后2 s内货物做匀减速直线运动，加速度大
6、小为a3 m/s2，受重力和拉力作用，选项B错误；根据匀变速直线运动平均速度公式，前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同，都为3 m/s，选项C正确；第3 s末至第5 s末的过程中，货物匀速上升，机械能不守恒，选项D错误答案：AC7特战队员在进行素质训练时，抓住一端固定在同一水平高度的不同位置的绳索，从高度一定的平台由水平状态无初速度开始下摆，如图所示，在绳索到达竖直状态时放开绳索，特战队员水平抛出直到落地不计绳索质量和空气阻力，特战队员可看成质点，绳索一直处于伸直状态下列说法正确的是()A绳索越长，特战队员落地时的速度越大B绳索越长，特战队员落地时的水平位移越大C绳索越长，特战队员落地时
7、的水平方向速度越大D绳索越长，特战队员落地时的竖直方向速度越小解析：设平台高为H，特战队员落地时的速率为v，特战队员从开始下摆到落地，绳索的拉力不做功，根据机械能守恒定律有mgHmv2，得v，v与绳索长度无关，特战队员落地时的速度一样大，选项A错误；设绳索的长度为L，放开绳索时，特战队员的速度为v1，根据机械能守恒定律有mgLmv，得v1，特战队员放开绳索后做平抛运动，则总的水平位移大小xLv1t，HLgt2，得xL2，由数学知识可知，选项B错误；特战队员落地时水平方向速度为v1，故选项C正确；特战队员落地时的竖直方向速度为vy，故选项D正确答案：CD8如图所示，车头的质量为m，两节车厢的质量
8、也均为m，已知车的额定功率为P，阻力为车总重力的k倍，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A汽车挂一节车厢时的最大速度是挂两节车厢时的两倍B汽车挂一节车厢时的最大速度为C若汽车挂两节车厢时的最大速度为v，汽车始终以恒定功率P前进，则汽车的速度为v时的加速度为gkD汽车挂两节车厢并以最大速度行驶，某时刻后面的一节车厢突然脱离，要想使汽车的速度不变，汽车的功率必须变为P解析：根据P2kmgv1，P3kmgv，可得汽车挂一节车厢时的最大速度是挂两节车厢时的1.5倍，选项A错误；根据P2kmgv1，可得汽车挂一节车厢时的最大速度为v1，选项B正确；汽车挂两节车厢运动的速度为时，牵引力F，阻力Ff3k
9、mg，加速度agk，选项C错误；由P3kmgv，可得v，某时刻后面的一节车厢突然脱离，要想使汽车的速度不变，汽车做匀速运动，牵引力变为2kmg，汽车的功率必须变为2kmgvP，选项D正确答案：BD二、非选择题9如图所示，用橡皮筋拉动小车的装置，探究做功与物体速度变化的关系，回答下面问题：(1)长木板稍微倾斜的目的是_，对倾斜角度的要求是：小车无橡皮筋拉时恰能在木板上_；实验时，小车每次要被拉到_(选填“不同”或“同一”)位置松手；改变橡皮筋弹力做功的办法是靠增加系在小车上的_(2)如图所示是某次操作正确的情况下，在频率为50 Hz的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用
10、纸带的_(填“AF”或“FI”)部分进行测量，速度大小为_m/s.(3)用图象法探究做功与物体速度变化的关系，分别试探画出W与v、W与v2、W与v3等间关系的图象，找出图象是_的那一组，从而确定功与速度的关系答案：(1)用重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力匀速下滑同一橡皮筋条数(2)FI0.76(3)直线10为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案第一步：如图甲所示，他把带有定滑轮的长木板有滑轮的一端垫起，把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤连一纸带，纸带穿过打点计时器的限位孔，调木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动第二步：如图乙所
11、示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，让纸带穿过打点计时顺的限位孔，然后接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出的纸带如图丙所示试回答下列问题：(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点之间的时间间隔为T，根据纸带求打点计时器打A点时滑块的速度vA_，打点计时器打B点时滑块的速度vB_.(2)已知当地的重力加速度为g，要测出某一过程合外力对滑块做的功，还必须测出这一过程_(写出物理名称及符号)，合外力对滑块做功的表达式为W_.(3)算出滑块运动的OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功及vA、vB、vC、v
12、D、vE，以v2为纵轴，W为横轴建立直角坐标系，描点作出v2W图象，可知它是一条过坐标原点的倾斜直线若直线的斜率为k，则滑块的质量M_.解析：(1)由v得vA，vB.(2)由题图甲和题图乙分析可知，滑块受到的合外力等于重锤的重力，要想测得合外力做的功，还应测得滑块沿木板下滑的距离x，合外力做的功为Wmgx.(3)由v22ax及Wmgx知v2，所以滑块的质量M.答案：(1)(2)滑块沿木板下滑的距离xmgx(3)11如图所示，轮半径r10 cm的传送带，水平部分AB的长度L1.5 m，与一圆心在O点、半径R1 m的竖直光滑圆弧轨道的末端相切于A点，AB高出水平地面H1.25 m一质量m0.1 k
13、g的小滑块(可视为质点)，从圆弧轨道上的P点由静止释放，OP与竖直方向的夹角37.已知sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2，滑块与传送带间的动摩擦因数0.1，不计空气阻力(1)求滑块对圆弧轨道末端的压力(2)若传送带一直保持静止，求滑块的落地点与B点间的水平距离(3)若传送带以v00.5 m/s的速度沿逆时针方向运行(传送带上部分由B到A运动)，求滑块在传送带上滑行过程中产生的热量解析：(1)滑块从P点到圆弧轨道末端的过程中，由机械能守恒定律得：mgR(1cos 37)mv在圆弧轨道末端由牛顿第二定律得：FNmgm由以上两式得FN1.4 N由牛顿第三定律得：滑块对圆弧轨道末
14、端的压力大小为1.4 N，方向竖直向下(2)从A到B的过程中，由动能定理得：mgLmvmv解得：vB1 m/s因1 m/s，所以滑块恰好从B点开始作平抛运动滑块的落地点与B点间的水平距离为xvB0.5 m(3)传送带上部分向左运动和传送带静止时对滑块的作用力没有变化，滑块从A到B的运动情况没有改变所以滑块和传送带间的相对位移为xLv02 m滑块在传送带上滑行过程中产生的热量Qmgx0.2 J答案：(1)1.4 N竖直向下(2)0.5 m(3)0.2 J12如图所示，ABC、DEF和FG是在同一竖直平面内的三条光滑轨道，其中ABC的末端水平，DEF是半径为r0.4 m的半圆形轨道，其直径DF沿竖
15、直方向，C、D可看做重合，FG是高为h0.8 m、倾角为30的斜面现有一质量m0.1 kg、可视为质点的小球从轨道ABC上的A点由静止释放，若小球经过C点后恰能沿轨道DEF做圆周运动，(取2.236，g10 m/s2)，求：(1)小球释放点A和C点的竖直高度H；(2)小球到达F点时对轨道的压力大小；(3)小球着地点与G点的距离解析：(1)小球沿ABC轨道下滑，机械能守恒，设到达C点时的速度大小为v，则有mgHmv2小球恰能在竖直平面内做圆周运动，在圆周最高点应满足mg解得Hm0.2 m(2)小球由A到F，机械能守恒，有mg(H2r)mv在F点，对小球，由牛顿第二定律得Fmgm解得vF2 m/s，F6 N由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力大小为FF6 N(3)小球离开半圆形轨道后做平抛运动，假设小球不会落到斜面上，小球做平抛运动的时间为t，由平抛运动规律有hgt2则t s0.4 s设小球作平抛运动的水平位移为x，则xvFt20.4 m1.789 m由于x1.789 m1.386 m，所以假设正确小球着地点与G点的距离x(1.7891.386) m0.403 m.答案：(1)0.2 m(2)6 N(3)0.403 m
