单元评估检测(五)

1、圆学子梦想 铸金字品牌温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。单元评估检测(五)第五章(60分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。多选题已在题号后标出)1.(2014·苏州模拟)如图所示,木板质量为M,长度为L,小木块(可视为质点)的质量为m,水平地面光滑,一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板和小木块连接,小木块与木板间的动摩擦因数为,开始时木块静止在木板左端,现用水平向右的力将小木块拉至木板右端,拉力至少做功为()A.mgL2 B.2mgLC.mgL D.(M+m)gL2.

2、(2014·聊城模拟)质量为m的汽车,启动后发动机以额定功率P沿水平道路行驶,经过一段时间后以速度v匀速行驶。若行驶中受到的摩擦阻力大小不变,则在加速过程中车速为v3时,汽车的加速度为()A.3PmvB.2PmvC.PmvD.03.(2014·唐山模拟)如图所示,将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是()A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功B.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球处于失重状态C.小球从A点经最低点向右侧最高

3、点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒4.(2014·大连模拟)如图所示,一长为L的均匀铁链对称地挂在一轻质小滑轮上,由于某一微小的扰动使得铁链向一侧滑动,则铁链完全离开滑轮时的速度大小为()A.2gL B.gLC.gL2 D.12gL5.(2014·池州模拟)物体在恒定阻力作用下,以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止。以a、Ek、x和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间。则以下各图像中,能正确反映这一过程的是()6.(多选)北京时间8月12日凌晨,在俄罗斯莫斯科举行的2013年世界田径锦标赛结束

4、了男子100米决赛争夺,被誉为“世界飞人”的牙买加选手博尔特以9秒77的个人赛季最好成绩获得冠军。他采用蹲踞式起跑,在发令枪响后,左脚迅速蹬离起跑器,在向前加速的同时提升身体重心。如图所示,假设他的质量为m,在起跑时前进的距离x内,重心升高量为h,获得的速度为v,阻力做功为W阻,则在此过程中()A.运动员的机械能增加了12mv2B.运动员的机械能增加了12mv2+mghC.运动员的重力做功为WG=mghD.运动员自身做功W人=12mv2+mgh-W阻7.(多选)如图所示,长木板A放在光滑的水平地面上,物体B以水平速度冲上A后,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上,则从B冲到木板A上到相对板A静止

5、的过程中,下述说法中正确的是()A.物体B动能的减少量等于系统损失的机械能B.物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量C.物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和D.系统克服摩擦力做的总功等于系统内能的增加量8.(多选)(2014·黄山模拟)长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2kg的另一物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图所示,则下列说法正确的是()A.木板获得的动能为2JB.系统损失的机械能为2JC.木板A的最小长度为1mD.A、B间的动摩擦因数为0.1二、实验题(本题共2小题,

6、共15分)9.(5分)用如图所示的装置做“探究动能定理”的实验时,下列说法正确的是(填字母代号)()A.为了平衡摩擦力,实验中可以将长木板的左端适当垫高,使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动B.每次实验中橡皮筋的规格要相同,拉伸的长度要一样C.可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D.可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值E.实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源F.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度G.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度10.(10分)(2014·徐州模拟)用如图实验装置验证m1、m2组成

7、的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g,则(g取10m/s2,结果保留两位有效数字) (1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A.按照如图所示的装置安装器件;B.将打点计时器接到直流电源上;C.先释放m2,再接通电源打出一条纸带;D.测量纸带上某些点间的距离;E.根据测量的结果,分别计算系统减少的重力势能和增加的动能其中操作不当的步骤是(填选项对应的字母)。(2

8、)在纸带上打下计数点5时的速度v=m/s。(3)在打点05过程中系统动能的增量Ek=J,系统势能的减少量Ep=J,由此得出的结论是 。(4)若某同学作出12v2-h图像如图所示,写出计算当地重力加速度g的表达式,并计算出当地的实际重力加速度g=m/s2。三、计算题(本题共2小题,共37分。需写出规范的解题步骤)11.(17分)(2014·宁波模拟)如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分是由两个半径均为R的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径),轨道底端D点与粗糙的水平地面相切。现一辆玩具小车m以恒定的功率从E点开始行驶,经过一段时间t之后,出

9、现了故障,发动机自动关闭,小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道,从轨道的最高点A飞出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C点,C点与下半圆的圆心等高。已知小车与地面之间的动摩擦因数为,E、D之间的距离为x0,斜面的倾角为30°。求：(1)小车到达C点时的速度大小为多少?(2)在A点小车对轨道的压力是多少?方向如何?(3)小车的恒定功率是多少?12.(20分)(2014·杭州模拟)风洞实验室在航空航天飞行器的研究中发挥着重要的作用,用它可以分析、研究影响飞行器飞行速度的各种因素。风洞实验室中可以产生方向水平、速度大小可调节的风,用来研究处在流动气体中物体的受力情况。现将一套有木

10、球的细折杆ABC固定在风洞实验室中,球的质量为m,重力加速度为g,球在杆上运动时,球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的弹力成正比,比例系数为k,设AB、BC的交接处B点用一段小圆弧平滑连接(即认为小球过B点的瞬间速度大小不会突然变化),如图所示。实验时,先在无风的情况下让小球从斜杆上h高处由静止释放,小球最后滑到水平面上的C点停下,测得A、C两点间水平距离为L;接着调节合适的风速大小,再将小球从杆的上端同一位置由静止释放,小球最后停在水平面上的D点,测得A、D两点间水平距离为L2,如果小球在运动过程中始终受到恒定的水平风力的作用,试求：(1)比例系数k值的大小;(2)水平风力F多大?(3)若斜面

11、的倾角为已知,要使小球在杆上保持静止状态,水平风力F必须满足什么条件?(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)答案解析1.【解题指南】解答本题可按以下思路进行：(1)根据平衡条件先求出拉力F的大小;(2)分析物体的运动过程,求得木块对地位移的大小;(3)利用功的公式W=Fx求解。【解析】选C。若使拉力F做功最少,在拉力F作用下使小木块和木板恰好做匀速直线运动,对小木块和木板进行受力分析容易得出拉力F=2mg(此时绳子上的拉力等于mg),而拉力F发生的位移为L2,所以由功的公式可得W=Fx=2mg×L2=mgL,C选项正确。2.【解析】选B。由题意可知汽车的最大速度为v,设阻力为Ff,则有P

12、=Ffv,当车速为v3时,P=F·v3,再根据牛顿第二定律F-Ff=ma可得a=F-Ffm=2Pmv,故本题选B。3.【解析】选C。小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,半圆形槽有向左运动的趋势,但是实际上没有动,整个系统只有重力做功,所以小球与槽组成的系统机械能守恒。而小球过了半圆形槽的最低点以后,半圆形槽向右运动,由于系统没有其他形式的能量产生,满足机械能守恒的条件,所以系统的机械能守恒。小球到达槽最低点前,小球先失重,后超重。当小球向右上方滑动时,半圆形槽向右移动,半圆形槽对小球做负功,小球的机械能不守恒。综合以上分析可知选项C正确。4.【解题指南】解答本题时要注意两点：(

13、1)本题中因滑轮很小,所以滑动前链条相当于对折。(2)本题中忽略了铁链各节之间的摩擦生热。【解析】选C。铁链向一侧滑动的过程受重力和滑轮弹力的作用,弹力始终与对应各节链条的运动方向垂直,故只有重力做功。设铁链刚好完全离开滑轮时的速度为v,由机械能守恒定律有：12mv2+Ep=0其中铁链重力势能的变化量相当于滑离时下半部分的重力势能减去滑动前左半部分的重力势能,如图所示,即：Ep=-12mg·L2,解得：v=gL2,故C正确。【总结提升】“链条类”问题的求解方法对于“链条类”问题,一般可以利用机械能守恒定律解决,但是在解答中要注意重力势能的计算,要注意选取对象的质量与物体总质量的区别。

14、还要注意,Ek中的质量应为铁链的总质量。解答时可以巧选参考系,化简解题过程。5.【解析】选C。物体在恒定阻力作用下运动,其加速度随时间不变,随位移不变,选项A、B错误;由动能定理,-Ffx= Ek-Ek0,解得Ek=Ek0-Ffx,选项C正确,D错误。【加固训练】(2014·嘉兴模拟)如图为洗衣机脱水制动示意图。脱水桶的半径为20cm,正常工作时以每分钟1200转高速旋转。脱水后衣服可视为均匀地紧贴脱水桶壁上,且当衣服和桶的总质量为3kg时,测得从打开脱水桶盖到脱水桶静止,脱水桶共旋转了25圈。设脱水桶刹车盘的半径为6cm,则脱水桶制动过程中刹车带上的平均摩擦力的大小约为()A.15

15、N B.100N C.200N D.50N【解析】选B。设脱水桶的半径为R,转速为n,刹车盘的半径为r,则对脱水桶由动能定理得-Ffx=0-12mv2,又有v=2nR,x=25×2r,解得Ff=100N,选项B正确。6.【解析】选B、D。运动员机械能的增加量等于12mv2+mgh,A错误,B正确;运动员的重力对运动员做功为-mgh,C错误;由动能定理得：W人+WG+W阻=W人-mgh+W阻=12mv2,故W人=12mv2+mgh-W阻,D正确。【加固训练】(多选)(2014·资阳模拟)一人用力把质量为m的物体由静止竖直向上匀加速提升h,速度增加为v,则对此过程,下列说法正确

16、的是()A.人对物体所做的功等于物体机械能的增量B.物体所受合外力所做的功为12mv2C.人对物体所做的功为mghD.人对物体所做的功为12mv2【解析】选A、B。由功能关系可知,人对物体所做的功等于物体机械能的增量,则E=mgh+12mv2,选项A正确,C、D错误;由动能定理得,物体所受合外力所做的功为12mv2,选项B正确。7.【解题指南】解答本题需明确以下两点：(1)正确对A和B进行受力分析和运动过程分析。(2)系统内能的增加对应系统机械能的损失。【解析】选C、D。物体B以水平速度冲上A后,由于摩擦力作用,B减速运动,A加速运动,根据能量守恒定律,物体B动能的减少量等于A增加的动能和系统

17、产生的热量之和,选项A错误;根据动能定理,物体B克服摩擦力做的功等于B损失的动能,选项B错误;由能量守恒定律可知,物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和,选项C正确;摩擦力对物体B做的功等于B动能的减少,摩擦力对木板A做的功等于A动能的增加,由能量守恒定律,系统克服摩擦力做的总功等于系统内能的增加量,选项D正确。【总结提升】涉及能量转化问题的解题方法(1)当涉及摩擦力做功、机械能不守恒时,一般应用能的转化和守恒定律。(2)解题时,首先确定初末状态,然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少,哪种形式的能量增加,求出减少的能量总和E减和增加的能量总和E增,最后由E减=E增列式

18、求解。8.【解析】选B、C、D。由v-t图可知,木板和物体共速前的加速度大小均为a=1m/s2,它们所受的合外力均为摩擦力,Ff=mg,所以木板质量M=m=2kg,木板获得的动能Ek1=12Mv12=12×2×12J=1J,故A错;系统机械能损失E=12mv02-12(M+m)v12=2J,故B对;木板的最小长度可由v -t图面积求得,L=12×2×1m=1m,故C对;由a=g=1m/s2得=0.1,故D对。【加固训练】如图所示,木块质量为M,放在光滑水平面上,一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块中,射入深度为d,平均阻力为Ff。设木块离原点s时开

19、始匀速前进,最终速度为v,下列判断正确的是()A.Ffd=12mv02-12mv2B.Ffs=12mv02-12(M+m)v2C.Ff(s+d)=12mv02-12(M+m)v2D.上面公式均不正确【解析】选D。选项A中,Ffd表示系统产生的热量,根据能量守恒有Ffd=12mv02-12(m+M)v2;选项B中Ffs表示阻力对木块做的功,根据动能定理有Ffs=12Mv2;选项C中,Ff(s+d)表示子弹克服阻力做的功,有Ff(s+d)=12mv02-12mv2,所以只有D项正确。9.【解析】选A、B、C、F。当小车拉着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时,沿长木板方向的重力的分力大小等于摩擦力,即

20、在实验中可消除摩擦力的影响,A正确;由实验原理可知,B、C正确,D错误;使用打点计时器时都必须先接通电源再释放小车,E错误;橡皮筋拉力做的总功等于小车动能的增加,此动能应为小车获得的最大动能,所以用打点计时器打下的纸带测定的是小车的最大速度,F正确、G错误。答案：A、B、C、F10.【解析】(1)应将打点计时器接到交流电源上,B错误;应先接通电源,再释放m2,C错误。(2)在纸带上打下计数点5时的速度v=21.60+26.402×0.1×10-2m/s=2.4m/s。(3)Ek=12(m1+m2)v2=0.58J,系统势能的减少量Ep=(m2-m1)gh=0.60J,因此可

21、得出在误差允许的范围内,m1、m2组成的系统机械能守恒。(4)因12(m1+m2)v2=(m2-m1)gh整理得：g=m1+m22h(m2-m1)v2,整理也可得到12v2=m2-m1m1+m2gh所以12v2-h图像的斜率表示m2-m1m1+m2g=12g即g2=5.821.20m/s2,g=9.7m/s2。答案：(1)B、C(2)2.4(3)0.580.60在误差允许的范围内,m1、m2组成的系统机械能守恒(4)g=m1+m22h(m2-m1)v29.711.【解析】(1)把C点的速度分解为水平的vA和竖直的vy,有：vAvy=tan30° (1分)vy=gt (1分)3R=12gt2 (1分)v=vA2+vy2 (1分)解得：v=22gR (1分)(2)小车在A点的速度大小vA=2gR (1分)因为vA=2gR>gR,对轨道有压力,轨道对小车的作用力向下(1分)mg+FN=mvA2R (2分)解得FN=mg (1分)根据牛顿第三定律,小车对轨道的压力FN=FN=mg,方向竖直向上(2分)(3)从D到A的过程中,机械能守恒,则12mvD2=mg·4R+12mvA2 (2分)小车从E到D的过程中,Pt-mgx0=12mvD2 (2分)解得P=mg