1、章末过关检测(五)(建议用时：45分钟)一、单项选择题1如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是()A运动员踢球时对足球做功mv2B足球上升过程重力做功mghC运动员踢球时对足球做功mghmv2D足球上升过程克服重力做功mghmv2解析：选C。足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，机械能为Emghmv2，由于足球的机械能守恒，则足球刚被踢起时的机械能为Emghmv2，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球做功Emg
2、hmv2，故A错误，C正确；足球上升过程重力做功WGmgh，足球上升过程中克服重力做功W克mgh，故B、D错误。2(2020东城区上学期期末)两位同学在学校操场上同一高度处同时抛出甲、乙两小球，甲球初速度方向竖直向上，乙球初速度方向水平。已知两小球初速度大小相等，不计空气阻力影响。下列说法正确的是()A甲球先落地，落地时甲球速度大B乙球先落地，落地时乙球速度大C甲球先落地，落地时两球速度大小相等D乙球先落地，落地时两球速度大小相等解析：选D。甲球初速度方向竖直向上，乙球初速度方向水平，则乙球落地时间t，而甲球先向上运动，然后向下做自由落体运动，可知落地时间大于t，则乙球先落地，A、C错误； 根
3、据机械能守恒可得mghmvmv2，可知落地速度大小相等，B错误，D正确。3. (2020昆明市“三诊一模”摸底诊断)如图所示，竖直平面内的光滑固定轨道由一个半径为R的圆弧AB和另一个圆弧BC组成，两者在最低点B平滑连接。一小球(可视为质点)从A点由静止开始沿轨道下滑，恰好能通过C点，则BC弧的半径为()A.RB.RC.RDR解析：选A。设BC弧的半径为r。小球恰好能通过C点时，由重力充当向心力，则有mgm，小球从A到C的过程，以C点所在水平面为参考平面，根据机械能守恒定律得mg(R2r)mv，联立解得rR。4(2020江苏五校上学期12月联考)一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。物块初动能
4、为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x的关系图线是()解析：选C。设斜面的倾角为，物块的质量为m，沿斜面向上为位移正方向；根据动能定理可得上滑过程：mgxsin mgxcos EkEk0，则EkEk0(mgsin mgcos )x；下滑过程：mgxsin mgxcos Ek0，则Ek(mgsin mgcos )x；物块的动能Ek与位移x成线性关系，根据能量守恒定律可得，最后的总动能小于初动能，故C正确，A、B、D错误。5. (2020湖北七市州教科研协作体5月联考)如图，一弯成“L”形的硬质轻杆可在竖直面内绕O点自由转动，已知两段轻杆的长度均为l，轻杆端点分别固
5、定质量为m、2m的小球A、B(均可视为质点)，现OA竖直，OB水平，由静止释放，下列说法错误的是()AB球运动到最低点时A球的速度为BA球某时刻速度可能为零CB球从释放至运动至最低点的过程中，轻杆对B球一直做正功DB球不可能运动至A球最初所在的位置解析：选C。B球由释放运动到最低点时，由机械能守恒定律可知mgl2mglmv22mv2，解得v，A正确，不符合题意；根据机械能守恒定律，当整个系统的重心回到原来的高度时，两球的总动能为零，此时两球的速度为零，B正确，不符合题意；B球从释放至运动至最低点的过程中，对B球根据动能定理有2mglW2mv2，解得W0，可知B球从释放至运动至最低点的过程中，轻
6、杆对B球做的功为0，C错误，符合题意；若B球恰能运动至A球最初所在位置，则整个系统的重力势能增加，即机械能增加，则不可能，D正确，不符合题意。二、多项选择题6. (2020德州市第一次模拟)如图所示，轻绳一端固定在O点，另一端拉着立方体小盒子在竖直平面内做顺时针方向的圆周运动，小盒子里装了一质量为m的光滑小球，小球的大小略小于盒子，A、C两点分别为水平直径的左端和右端；B、D两点分别为竖直直径的下端和上端。当小盒子运动至D点时，小球与小盒子的四个壁间恰好无相互作用力。已知当地重力加速度为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是()A小球运动至A点时，对小盒子下壁的压力为零B小球运动至C点时，对小盒
7、子右壁的压力为2mgC小球运动至C点时，对小盒子下壁的压力为mgD小球运动至B点时，对小盒子下壁的压力为6mg解析：选AD。由题意可知，小球与小盒子一起运动，将小球与小盒子作为整体可知，在A点、C点时整体竖直方向的加速度为重力加速度，小球在A点、C点时竖直方向的加速度也应为重力加速度，则小球运动至A、C点时，对小盒子下壁的压力为零，故A正确，C错误；小盒子运动至D点时，小球与小盒子的四个壁间恰好无相互作用力，则有mgm，小球从D到C过程中有mgRmvmv，小球在C点有NCm，联立解得NC3mg，故B错误；小球从D到B过程中有mg2Rmvmv，小球在B点有NBmgm，联立解得NB6mg，故D正确
8、。7. (2020攀枝花市第二次统考)一质量为2 kg的物体放在水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，01 s内物体受到的水平拉力大小为F1，13 s内物体受到的水平拉力大小为F2，且F12F2，物体沿水平面做直线运动的vt图象如图所示。3 s末撤去水平拉力，撤去拉力后物体继续滑行一段时间后停止，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是()A物体03 s内发生的位移为12 mB物体与水平面间的动摩擦因数为0.4C03 s内拉力对物体做功为144 JD撤去拉力后物体还能滑行3 s解析：选AD。根据图线的面积可得03 s内的位移为x14 m(46)2 m12 m，故A正确；由图可知在0
9、1 s内的加速度a14 m/s2，13 s内的加速度a21 m/s2，由牛顿第二定律得F1fma1，F2fma2，把F12F2，fmg代入可得f4 N，0.2，故B错误；整个过程中摩擦力做的功是Wffx412 J48 J，设拉力做功为W，由动能定理得WWfmv，其中v26 m/s，解得拉力做功W84 J，故C错误；撤去拉力后物体的加速度a2 m/s2，所以撤去拉力后物体滑行的时间t s3 s，故D正确。8. (2020辽南协作校第二次模拟)如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L。B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长。现A由静止释放下降
10、到最低点，然后再上升，两轻杆间夹角在60到120之间变化。A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是()AA的动能最大时，B受到地面的支持力大小等于mgB小球A从静止释放到再次回到出发点的过程中机械能守恒C小球A在上升过程中两个轻杆对小球A做功最大值为 mgLD弹簧的弹性势能最大值为mgL解析：选AC。A的动能最大时，设B和C受到地面的支持力大小均为F，此时整体在竖直方向受力平衡，可得2F3mg，所以Fmg，A正确； 小球A从静止释放到再次回到出发点的过程中，除了重力之外，有杆的弹力做功，所以机械能不守恒，B错误；A下落的最大高度hLsin
11、 60Lsin 30L，根据功能关系可知，小球A的机械能全部转化为弹簧的弹性势能，即弹簧的弹性势能最大值EpmghmgL，小球A在上升过程中两个轻杆对小球A做功最大值为mgL，C正确，D错误。三、非选择题9(2020辽南协作校第二次模拟)某实验小组用图甲所示的实验装置和器材做“探究动能定理”实验。(1)为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是_。A实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作B实验操作时要先释放小车，后接通电源C在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量D在实验过程中要保证木板上的轻质细线与木板平行(2)除实验装置图中的仪器外，还需要的测量仪器有_。(3)如图
12、乙为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究“动能定理”。已知打点计时器的打点周期为T，图中已经标明了要测量的物理量。另外，小车的质量为M，与小车相连的光滑滑轮的质量为m0，力传感器的示数为F，则需要探究表达式_是否成立。(表达式结果用题中给出的字母表示)解析：(1)实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力，A正确；实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，B错误；由于有力传感器，故不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，C错误；调整滑轮的高度，使木板上的轻质细线与木板平行，保证
13、绳子上的拉力等于小车受到的合力，D正确。 (2)由于实验需要测量小车速度，速度是使用打点计时器打的纸带计算得出的，故要测量点距，需要刻度尺；本实验还要测量质量，需要天平。(3)A点的瞬时速度为vAB点的瞬时速度为vB对小车和滑轮系统，根据动能定理可知2Fx(Mm0)(vv)即2Fx答案：(1)AD(2)刻度尺、天平(3)2Fx10(2020扬州市5月调研)某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平，在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为M，将质量为m的钩码通过细线与滑块连接，打开气源，滑块从A处由静止释
14、放，宽度为d的遮光条经过光电门遮光时间为t，取遮光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度，A、B之间的距离为x，钩码离地面足够高，重力加速度为g。(1)关于实验操作和注意事项，下列说法正确的是_。A必须满足m远小于MB调整定滑轮高度，使细线水平C用手向上托稳钩码，由静止开始释放钩码D不开气源，平衡滑块与导轨之间的摩擦力后，也能验证系统机械能守恒(2)滑块由A运动到B的过程中，系统重力势能的减小量Ep为_，系统动能的增加量Ek为_(以上结果均用题中所给字母表示)。(3)改变x重复实验得到多组数据，用图象法处理数据，为了形象直观，应该画_。Atx图象Bt2x图象C.x图象解析：(1)实验中要验证
15、钩码和滑块系统的机械能守恒，则没必要满足m远小于M，A错误；调整定滑轮高度，使细线水平，B正确；用手先固定住滑块，由静止开始释放滑块，C错误；不开气源，则滑块与导轨之间有较大的摩擦力，用此装置不能验证系统机械能守恒，D错误。(2)滑块由A运动到B的过程中，系统重力势能的减小量Epmgx滑块经过光电门时的速度v则系统动能的增加量Ek(Mm)v2(Mm)。(3)要验证的关系式为mgx(Mm)则改变x重复实验得到多组数据，用图象法处理数据，为了形象直观，应该画x图象。答案：(1)B(2)mgx(Mm)(3)C11某遥控赛车轨道如图所示，赛车从起点A出发，沿摆放在水平地面上的直轨道AB运动L10 m后
16、，从B点进入半径R0.1 m的光滑竖直圆轨道，经过一个完整的圆周后进入粗糙的、长度可调的、倾角30的倾斜直轨道CD，最后在D点速度方向变为水平后飞出(不考虑经过轨道中C、D两点的机械能损失)。已知赛车质量m0.1 kg，通电后赛车以额定功率P1.5 W工作，赛车与AB轨道、CD轨道间的动摩擦因数分别为10.3和2，重力加速度g取10 m/s2。(1)求赛车恰好能过圆轨道最高点P时的速度vP的大小。(2)若要求赛车能沿圆轨道做完整的圆周运动，求赛车通电的最短时间。(3)已知赛车在水平直轨道AB上运动时一直处于通电状态且最后阶段以恒定速率运动，进入圆轨道后关闭电源，选择CD轨道合适的长度，可使赛车
17、从D点飞出后落地的水平位移最大，求此最大水平位移，并求出此时CD轨道的长度。解析：(1)小球恰好能过最高点P，在P点小球只受到重力，重力提供向心力，即mgm代入数据可得vP1 m/s；(2)由(1)小题可知，若要赛车做完整圆周运动，即小车到达P点的速度至少为1 m/s，赛车从开始运动至到达P点的全过程，由动能定理得Pt1mgLmg2Rmv代入数据可得，赛车的最短通电时间t s2.17 s；(3)赛车在AB轨道的最后阶段做匀速运动，牵引力与滑动摩擦力平衡，其速度大小为v设CD轨道的长度为l，对赛车沿CD向上运动过程运用动能定理可得mvmv2mglsin 2mglcos 赛车从D飞出后做平抛运动，其水平位移为x，则有xvDt，lsin gt2联立可得x 由数学知识可得，当lm，水平位移x有最大值，最大值为x m。答案：(1)1 m/s(2)2.17 s(3) m m
