1、周测五机械能守恒定律(B卷)(本试卷满分95分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1.(多选)如图所示，位于水平面上的物体在斜向上的恒力F1的作用下，做速度为v的匀速运动，此时力F1与水平方向的夹角为1；现将该夹角增大到2，对应恒力变为F2，则以下说法正确的是()A若物体仍以速度v做匀速运动，则可能有F2F1B若物体仍以速度v做匀速运动，则一定有F2F1C若物体仍以速度v做匀速运动，则F2的功率可能等于F1的功率D若物体以大于v的速度做匀速运动
2、，则F1的功率可能等于F2的功率2.(多选)如图所示，在倾角30的光滑固定斜面上，放有质量分别为1 kg和2 kg的小球A和B，且两球之间用一根长L0.3 m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h0.3 m现让两球从静止开始自由下滑，最后都进入到上方开有细槽的足够长的光滑圆管中，不计球与圆管内壁碰撞时的机械能损失，不计空气阻力，g取10 m/s2.则下列说法中正确的有()A从开始下滑到A进入圆管整个过程，小球A与地球两者组成的系统机械能守恒B在B球未进入水平圆管前，小球A与地球组成系统机械能守恒C两球最后在光滑圆管中运动的速度大小为 m/sD从开始下滑到A进入圆管整个过程，轻杆对B球做功1 J3(
3、多选)(2016辽宁重点中学期中)质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，它与水平地面间的动摩擦因数，g为重力加速度，从t0时刻开始，物体受到水平方向的力的作用，力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则()A3t0时刻水平力的瞬时功率为B3t0时刻水平力的瞬时功率为C在03t0这段时间内，水平力的平均功率为D在03t0这段时间内，水平力的平均功率为4列车在空载情况下以恒定功率P经过一平直的路段，通过某点时速度为v，加速度大小为a1；当列车满载货物再次经过同一点时，功率和速率均与原来相同，但加速度大小变为a2.重力加速度大小为g.设阻力是列车重力的k倍，
4、则列车满载与空载时的质量之比为() A. B.C. D.5(2017湖南长沙联考)如图所示，在空中某一位置P将一个小球以初速度v0水平向右抛出，它和竖直墙壁碰撞时速度方向与水平方向成45角，若将小球从P点以2v0的初速度水平向右抛出，则小球第二次碰到墙壁时的动能为第一次碰到墙壁时动能的()A4倍 B2倍 C.倍 D.倍6(多选)一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后又返回斜面底端已知小物块的初动能为Ek，它返回斜面底端的动能为，小物块上滑到最大路程的中点时速度为v；若小物块以2Ek的初动能冲上斜面，则小物块()A返回斜面底端时的动能为EkB返回斜面底端时的动能为EkC上滑到最大路程的中点时速度
5、为vD上滑到最大路程的中点时速度为2v7(多选)如图所示，质量均为m的A、B两物体用轻绳相连，将物体A用一轻弹簧悬挂于天花板上，系统处于静止状态，如果弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能表达式为Epkx2(式中x为弹簧的伸长量)，且弹簧一直处在弹性限度内，现将A、B间的连线剪断，则在这之后的过程中(已知重力加速度为g)()A绳子剪断的瞬间物体A的加速度为gB绳子剪断后物体A能上升的最大高度为C物体A的最大动能为D物体A速度达到最大时，弹簧弹力做的功为8(多选)在足够长的粗糙斜面上，小滑块以初速度v0从某点沿斜面上滑，06t0时间内其运动的vt图象如图，由图象可知()A在0t0时间内小滑块重力的平
6、均功率大小与在t06t0时间内重力的平均功率大小之比为51B在0t0时间内小滑块所受摩擦力的平均功率与在t06t0时间内所受摩擦力的平均功率之比为11C在0t0时间内小滑块机械能变化量大小与在t06t0时间内机械能变化量大小之比为15D在t06t0时间内小滑块动能变化量大小与机械能变化量大小之比为12二、非选择题(本题包括4小题，共47分)9(8分)在“验证机械能守恒定律”实验中，小伟所用实验装置如图甲所示(1)从仪器结构和电源使用情况来看，该打点计时器是_(填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”)(2)实验使用频率为50 Hz的交流电源，在实验各项操作正确的情况下，得到的纸带如图乙所示小
7、伟选取纸带上某点为计时起点，并记为计数点0，后按纸带实际打出的点取计数点，依次记为1、2、3、4、5、6、7，并将测量所得的每个计数点离计数点0的距离记录于下表中现已求得部分打下计数点时纸带瞬时速度大小，并记入表中根据题目信息，完成下列各小题计数点01234567位置(cm)00.882.153.745.788.3611.2414.26速度(m/s)0.540.711.151.371.48打下计数点3时纸带的瞬时速度大小为_m/s；(答案保留两位小数)小伟选取计数点0至计数点6为研究过程，根据表中的数据，他的推算过程如图丙所示，而老师在点评时却说小伟是错误的你认为老师点评小伟错误的理由是什么？
8、答：_.10(9分)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等已知重力加速度大小为g.为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的_(填正确答案标号)A小球的质量mB小球抛出点到落地点的水平距离sC桌面到地面的高度hD弹簧的压缩量xE弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和已知量
9、表示Ek，得Ek_.(3)图(b)中的直线是实验测量得到的sx图线从理论上可推出，如果h不变，m增加，sx图线的斜率会_(填“增大”“减小”或“不变”)；如果m不变，h增加，sx图线的斜率会_(填“增大”“减小”或“不变”)由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与x的_次方成正比11(14分)如图所示，半径R0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角30，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一轻质弹簧右端固定在竖直挡板上质量m0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v02 m/s的速度水平抛出，恰好从B端沿轨道切线方向进入
10、轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，C、D间的水平距离L1.2 m，小物块与水平面间的动摩擦因数0.5，取g10 m/s2.求：(1)小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小；(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道压力FNC的大小；(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm.12(16分)如图甲所示，一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成，AD与DCE相切于D点，C为圆轨道的最低点，将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止下滑，用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力FN，改变H的大小，可测出相应的FN的大小，FN随H的变化关系如图乙折线PQI所示(PQ与Q
11、I两直线相连接于Q点)，QI反向延长交纵轴于F点(0，5.8 N)，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)小物块的质量m；(2)圆轨道的半径及轨道DC所对应的圆心角；(可用角度的三角函数值表示)(3)小物块与斜面AD间的动摩擦因数.周测五机械能守恒定律(B卷)1AD本题考查功率物体做匀速运动，由平衡条件，F1作用时，F1cos1f1(mgF1sin1)，解得F1，其中tan，同理，F2作用时，F2，虽然21，但是sin(1)可能等于sin(2)，故可能有F2F1，选项A正确、B错误；恒力F1作用下的功率P1F1vcos1，F2作用下的功率P2F2vcos2，由于21，则tan2tan1，故一
12、定有P1P2，选项C错误；若物体以大于v的速度做匀速运动，则可能有P1P2，选项D正确2BCD本题考查动能定理、机械能守恒定律在B球未进入水平圆管前，小球A和B以相同的加速度下滑，轻杆没有作用力，小球A与地球组成系统机械能守恒，选项B正确；在进入圆管整个过程，轻杆有作用力，小球A和B与地球组成的系统机械能守恒，选项A错误；根据系统机械能守恒，mAgh1mBgh(mAmB)v2，解得两球最后在光滑圆管中运动的速度大小为 m/s，选项C正确；从开始下滑到A进入圆管整个过程，对B运用动能定理得mBghWmBv2，W1 J，轻杆对B球做功1 J，选项D正确3AC因为物体与水平地面间最大静摩擦力fmg2
13、F0，则在02t0内物体保持静止状态，在2t03t0内物体的加速度为a，在3t0时刻的瞬时速度为vat0，3t0时刻水平力的瞬时功率为P3F0v，即A正确、B错误；在03t0这段时间内，水平力做功为W3F0t0，平均功率为，即C正确、D错误4A牵引力F，空载时由牛顿第二定律知a1kg，同理满载时a2kg，联立解得，A正确5D第一次碰到墙壁时，小球动能Ekmv2m(vv)mv，由动能定理可知，重力做功WGmgymv.若以2v0的水平初速度抛出，则小球到达墙壁的时间减半，下落的竖直高度y，重力做功WGmgymgymv，故小球第二次碰撞墙壁时的动能Ekm(2v0)2WGmv，D正确6AC对初动能为E
14、k的小物块由斜面底端上滑到最大路程中点过程中运用动能定理得，mv2EkEk，设初动能为Ek的小物块冲上斜面的初速度为v0，则初动能为2Ek的小物块冲上斜面时的初速度为v0，两次冲上斜面的加速度相同，根据0v2ax，可知第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍，所以上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，整个上升返回过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，即为Ek，则初动能为2Ek的小物块返回斜面底端时的动能为Ek，以初动能为2Ek的小物块由斜面底端上滑到最大路程中点过程中运用动能定理得，mv22EkEk，得vv，综上所述，A、C正确，B、D错误7BC根据题意，绳子剪断前有2mgkx，则x，绳子剪断的瞬间
15、，根据力的瞬时作用效果和弹簧的弹力不能突变可得aAg，选项A错误；设物体A上升的高度为x，如果此时弹簧还是处于伸长状态，弹簧的伸长量为xx，根据机械能守恒有kx2mgxk(xx)2，解得x，如果此时弹簧已处于压缩状态，则弹簧的压缩量为xx，根据机械能守恒有kx2mgxk(xx)2，解得x，故选项B正确；当物体A上升到弹簧弹力等于物体A的重力时速度最大，动能最大，由kx1mg，可得x1，由机械能守恒有kx2mgkxEkm，解得Ekm，故选项C正确；弹力做功等于动能和重力势能之和的增加量，故物体A达到速度最大时，弹力做的功为WTmgEkm，选项D错误8BCD设小滑块质量为m，斜面倾角为，摩擦力大小
16、为f0.在0t0时间内小滑块重力做功的平均功率与在t06t0时间内小滑块重力做功的平均功率大小之比12(mgsin1)(mgsin2)11，A错误同理可得B正确小滑块机械能的减小量等于克服摩擦力做的功，在0t0时间内小滑块机械能变化量与在t06t0时间内小滑块机械能变化量大小之比E1E2(fv0t0/2)(5fv0t0/2)15，C正确根据题图并结合题意可知，mgsinf5(mgsinf)，解得fmgsin，所以在t06t0时间内小滑块动能变化量与机械能变化量大小之比EkE(mgsinf)(5v0t0/2)f(5v0t0/2)12，D正确9解题思路：本题考查了“验证机械能守恒定律”的实验(1)
17、只有电磁打点计时器才需要接在学生电源上，电火花打点计时器直接接在220 V的交流电源上(2)打下计数点3时纸带的瞬时速度为v3 m/s0.91 m/s.(3)根据图丙，该同学计算动能变化时，默认初速度等于零；计算重力势能的变化量时，把重力加速度默认为9.8 m/s2.答案：(1)电磁打点计时器(2分)(2)0.900.95(3分)因为计数点0的速度(或动能)大小不等于0(或“重力加速度g默认为9.8 m/s2进行计算”)(3分，只要分析理由充分即可)10解题思路：弹簧被压缩后的弹性势能等于小球抛出时的动能，即EpEkmv.小球离开桌面后做平抛运动，由平抛运动规律，水平位移sv0t，竖直高度hg
18、t2，得v0s ，动能Ekmv，因此A、B、C正确弹簧的弹性势能Ep，由理论推导可知Epk(x)2即k(x)2，sx，因此当h不变时，m增加，其斜率减小，当m不变时，h增加其斜率增大，由图线知sx，由Ek表达式知Eks2，则由EpEk知Ep(x)2，即Ep与x的二次方成正比答案：(1)ABC(3分选对但不全的给1分，有选错的，不给这3分)(2)(3分)(3)减小增大2(3分每空1分)11解题思路：(1)小物块恰好从B端沿切线方向进入轨道，据几何关系有vB4 m/s(4分)(2)小物块由B运动到C，据机械能守恒有mgR(1sin)mvmv(3分)在C点处，据牛顿第二定律有FNCmgm(2分)解得
19、FNC8 N(1分)根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道压力大小FNC为8 N(3)小物块从B运动到D，据能量关系有EpmmvmgR(1sin)mgL(3分)0.142 J0.1100.4 J0.50.1101.2 J0.8 J(1分)答案：(1)4 m/s(2)8 N(3)0.8 J12解题思路：(1)如果物块只在圆轨道上运动，则由动能定理得mgHmv2解得v(2分)由向心力公式FNmgm得FNmmgHmg(3分)结合PQ曲线可知mg5 N得m0.5 kg(1分)(2)由图象可知10得R1 m(2分)cos0.8，37(2分)(3)如果物块由斜面上滑下，由动能定理得mgHmgcosmv2解得mv22mgHmg(H0.2 m)(2分)由向心力公式FNmgm得FNmmgHmgmg(2分)结合QI曲线知mgmg5.8 N(2分)解得0.3答案：(1)0.5 kg(2)37(3)0.3
