1、45分钟单元能力训练卷(五)考查范围：第五单元分值：110分一、选择题(每小题6分，共48分)1. 某汽车以额定功率在水平路面上行驶，空载时的最大速度为v1，装满货物后的最大速度为v2，已知汽车空车的质量为m0，汽车所受的阻力跟车重成正比，则汽车后来所装货物的质量是()A.m0B.m0C.m0 D.m02如图D51所示，在一个沿斜面的拉力F的作用下，物体以一定的初速度沿倾角为30的斜面向上做匀减速运动，加速度的大小为a3 m/s2.在物体沿斜面向上运动的过程中，以下说法正确的有()图D51A物体的机械能守恒B物体的机械能减少CF与摩擦力所做的总功等于物体动能的减少量DF与摩擦力所做的总功等于物
2、体机械能的增加量3一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3，图D52中直线为苹果在空中的运动轨迹若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是()图D52A苹果通过第3个窗户所用的时间最长B苹果通过第1个窗户的平均速度最大C苹果通过第3个窗户重力做的功最大D苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小4如图D53所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中()图D53A支持力对物块做功为零B支持力对小物块做功为
3、mgLsinC摩擦力对小物块做功为mgLsinD滑动摩擦力对小物块做功为mv2mgLsin5一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端已知物体在运动过程中所受的摩擦力恒定若用F、v、x和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则如图D54所示图象中可能正确的是()ABCD图D546质量为m的小球以v0的水平初速度从O点抛出后，恰好击在倾角为的斜面上的A点如果A点距斜面底边(即水平地面)的高度为h，小球到达A点时的速度方向恰好与斜面垂直，如图D55所示，以下叙述正确的是()图D55A可以求出小球到达A点时重力的功率B可以求出小球由O到A过程中动能的变化C可以求出小
4、球从A点反弹后落至水平地面的时间D可以求出小球抛出点O距斜面端点B的水平距离7如图D56所示，水平传送带两端点A、B间的距离为L，传送带开始时处于静止状态把一个小物体放到右端的A点，某人用恒定的水平力F使小物体以速度v1匀速滑到左端的B点，拉力F所做的功为W1、功率为P1，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为O1.随后让传送带以v2的速度匀速运动，此人仍然用相同的水平恒力F将小物体从A端拉到B端，所做的功为W2、功率为P2，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q2.下列关系中正确的是()图D56AW1W2，P1P2，Q1Q2BW1W2，P1P2，Q1Q2CW1W2，P1P2，Q1Q2D
5、W1W2，P1P2，Q1Q2 图D578如图D57所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h，让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零，则在圆环下滑过程中()A圆环机械能守恒B弹簧的弹性势能先增大后减小C弹簧的弹性势能变化了mghD弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大二、实验题(共16分)9(8分)在”验证机械能守恒定律”的实验中，质量m1 kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点如图D58所示(相邻计数点的时间间隔为0.02 s，单位cm)那么：图D58(1)纸带的_端与重物相连；(2)打点计时器打下计数点B时
6、，物体的速度是_；(3)从起点O到打下计数点B的过程中物体重力势能减少量Ep_，物体动能的增加量Ek_；(g取9.8 m/s2)(4)通过计算，数值上Ep_(选填”、”或”)Ek，这是因为_；(5)实验的结论是_10(8分)某实验小组利用如图D59所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒图D59(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？_.(2)如图D510所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d_cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t1.2102 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为_m/s.在本次实验中还需要测
7、量的物理量有：钩码的质量m和_(用文字说明并用相应的字母表示)(3)本实验通过计算_和_在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示)，从而验证了系统的机械能守恒 图D510三、计算题(共46分)11(22分)如图D511所示，均匀铁链长为L，平放在距地面为h2L的光滑水平桌面上，其长度的悬垂于桌面下，从静止开始释放铁链，由于光滑挡板的限制，铁链只能竖直下落求铁链的下端刚要触及地面时的速度 图D51112. (24分)如图D512所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，在自然状态时其右端位于B点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
8、的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R.用质量m10.4 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢原长时物块恰停止在B点用同种材料、质量为m20.2 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后做匀变速运动，其位移与时间的关系为x6t2t2，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道g10 m/s2，求：(1)物块m2过B点时的瞬时速度v0及其与桌面间的动摩擦因数(2)BP间的水平距离(3)判断m2能否沿圆轨道到达M点(要求写清计算过程)(4)释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功 图D51245分钟单元能力训练卷（五）1A解析 空载时：Pf1v1km0gv1，装满货物后：Pf2
9、v2kmgv2，所以汽车后来所装货物的质量是mmm0m0，选项A正确2D解析 由牛顿第二定律得Ffmgsin30ma，Ffmgsin30ma2m，即物体受到重力以外的力作用，大小为Ff，方向平行斜面向上，对物体做正功，所以物体的机械能增加，选项AB错误，D正确；根据动能定理，重力、拉力、摩擦力对物体做的总功等于物体动能的改变量，选项C错误3D解析 苹果加速下落，运动越来越快，故苹果通过第3个窗户所用的时间最短，平均速度最大，选项A、B都错误；窗户完全相同，所以苹果通过三个窗户重力做的功一样多，苹果通过第1个窗户用时最长，重力的平均功率最小，故选项C错误、D正确4BD解析 木板转动过程中，因静摩
10、擦力始终与速度方向垂直，故静摩擦力不做功，由动能定理知，支持力做的功W1mghmgLsin；物块下滑过程中，因支持力始终与速度方向垂直，支持力不做功，由动能定理得，mgLsinWfmv2，所以滑动摩擦力做的功Wfmv2mgLsin.所以选项BD正确5AD解析 合力F沿斜面向下，Fmgsinf，为斜面倾角，故F不随t变化，A正确加速度a，也不变，由vat知，vt图象为过原点的一条倾斜直线，B错误；物体做匀加速运动，故位移xat2，xt图象是开口向上的抛物线的一半，C错误；设物体起初的机械能为E0，t时刻的机械能为E，则EE0FxE0Fat2，Et图象是开口向下的抛物线的一半，D正确6ABD解析
11、小球做平抛运动，将A点时的速度分解如图所示，vy，v，小球到达A点时，重力的功率Pmgvy，小球由O到A过程中，动能的变化为mv2mv.此过程竖直方向vygt，水平方向xv0t，小球抛出点O距斜面端点B的水平距离为x，故A、B、D正确小球从A点反弹后是否直接落至水平地面不能确定，故从A点反弹后落至水平地面的时间不能求出，C错误7B解析 两个过程中，恒力F相同，物体相对地面发生的位移相同，所以做功相同；第二种情景下，物体相对地面的速度增大，运动时间t变短，物体相对传送带的位移x变小，功率P，故P1Q2.所以选项B正确8C解析 运动过程中，弹簧和圆环系统的机械能守恒，因弹簧弹力对圆环做功，故圆环的
12、机械能不守恒；对弹簧和圆环系统，根据机械能守恒定律知，当圆环滑到杆底端时，弹簧的弹性势能增大量等于圆环重力势能的减小量mgh，又因弹簧先被压缩后被拉伸，所以弹簧的弹性势能先增大后减小再增大；圆环到达杆低端时弹簧的弹性势能最大，此时圆环动能为零. 9(1)左(2)0.98 m/s(3)0.49 J0.48 J(4)受打点计时器对纸带的摩擦阻力及空气阻力作用(实验中有阻力)(5)在误差允许范围内机械能守恒解析 (1)左端点迹比较密集，所以应是左端与重物相连(2)vB0.98 m/s(3)Epmgh0.49 J，Ekmv0.48 J(4)重物下落过程中受打点计时器对纸带的摩擦阻力及空气阻力作用，所以
13、EpEk.(5)在误差允许范围内，重物自由下落过程中的机械能守恒10(1)接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的(或轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动)(2)0.520.43滑块的质量M及滑块释放时遮光条到光电门的距离x(3)mgx(mM)2解析 (2)d5 mm20.1 mm5.2 mm0.52 cm，v0.43 m/s；需测量滑块的质量M及滑块释放时遮光条到光电门的距离x.(3)系统减少的重力势能为Epmgx, 系统增大的动能为Ek(mM)v2(mM)2，当EpEk时，说明系统的机械能守恒11.解析 以地面为零势能面，在初始位置，桌面部分铁链的重力势能为E
14、p1mg2L，悬空部分铁链的重力势能为Ep1mg(2L)铁链的下端刚要触及地面时的重力势能为Ep2mg对铁链应用机械能守恒定律得Ep1Ep1mv2Ep2即mv2mgmg2Lmg(2L)故铁链下端刚要触及地面时的速度为v12(1)6 m/s0.4(2)4.1 m(3)能(4)5.6 J解析 (1)由物块过B点后其位移与时间的关系x6t2t2得v06 m/s，加速度a4 m/s2又m2gm2a，故0.4(2)设物块由D点以初速度vD做平抛运动，落到P点时其竖直速度为vy又tan45，得vD4 m/s设平抛运动用时为t，水平位移为x，由Rgt2，xvDt，得x1.6 mBD间位移为x12.5 m则BP水平间距为xx14.1 m(3)设物块沿轨道到达M点的速度为vM，由机械能守恒定律得m2vm2vm2gR则v168 若物块恰好能沿轨道过M点，则m2gm2解得v8v故物块不能到达M点(4)设弹簧长为AC时的弹性势能为Ep释放m1时，Epm1gxCB释放m2时，Epm2gxCBm2v又m12m2，故Epm2v7.2 J设m2在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为Wf则EpWfm2v可得Wf5.6 J
