2013版高中物理全程复习方略（江苏）：单元评估检测(五)

第页温馨提示：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。单元评估检测(五)第五章(40分钟100分)一、单项选择题(本大题共5小题，每小题5分，共25分，每小题只有一个选项符合题意)1.如图所示，电梯与水平地面成θ角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升.若以FN表示水平梯板对人的支持力，G为人受到的重力，Ff为电梯对人的静摩擦力，则下列结论正确的是()A.加速过程中Ff≠0，Ff、FN、G都做功B.加速过程中Ff≠0，FN不做功C.加速过程中Ff＝0，FN、G都做功D.匀速过程中Ff＝0，FN、G都不做功2.(创新题)中新网2019年4月23日报道，美国无人驾驶空天飞机X－37B于北京时间4月23日发射升空.如图所示，空天飞机能在离地面6万米的大气层内以3万公里的时速飞行；如果再用火箭发动机加速，空天飞机就会冲出大气层，像航天飞机一样，直接进入地球轨道，做匀速圆周运动.返回大气层后，它又能像普通飞机一样在机场着陆，成为自由往返天地间的输送工具.关于空天飞机，下列说法正确的是()A.它从地面发射加速升空时，机舱内的物体处于失重状态B.它在6万米的大气层内飞行时，只受地球的引力C.它在做匀速圆周运动时，所受地球的引力做正功D.它从地球轨道返回地面，必须先减速3.(2019·南京模拟)将物体以60J的初动能竖直向上抛出，当它上升到某点P时，动能减为10J，机械能损失10J，若空气阻力大小不变，则物体落回到抛出点时的动能为()A.36JB.40JC.48JD.50J4.(易错题)如图所示，木板质量为M，长度为L，小木块的质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为μ.开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为()A.μmgLB.2μmgLC.eq\f(μmgL,2)D.μ(M＋m)gL5.如图所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为FN.重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为()A.eq\f(1,2)R(FN－3mg)B.eq\f(1,2)R(3mg－FN)C.eq\f(1,2)R(FN－mg)D.eq\f(1,2)R(FN－2mg)二、多项选择题(本大题共4小题，每小题7分，共28分，每小题有多个选项符合题意)6.如图所示，a、b两小球静止在同一条竖直线上，离地面足够高，b球质量大于a球质量.两球间用一条细线连接，开始线处于松弛状态.现同时释放两球，球运动过程中所受的空气阻力忽略不计.下列说法正确的是()A.下落过程中两球间的距离保持不变B.下落后两球间距离逐渐增大，一直到细线张紧为止C.下落过程中，a、b两球都处于失重状态D.整个下落过程中，系统的机械能守恒7.(创新题)放在水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，力F与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图所示，则下列说法正确的是(g＝10m/s2)()A.物体与地面间的摩擦因数为0.2B.物体与地面间的摩擦因数为0.4C.9s内，力F做的功是126JD.3～6s和6～9s两段时间内摩擦力的平均功率相等8.(2019·新课标全国卷)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离.假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A.运动员到达最低点前重力势能始终减小B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C.蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D.蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关9.(易错题)如图所示，物体A和B的质量均为m，它们通过一劲度系数为k的轻弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B都处于静止状态.现用手通过细绳缓慢地将A向上提升距离L1时，B刚要离开地面，此过程手做功为W1；若将A加速向上提起，A上升的距离为L2时，B刚要离开地面，此时A的速度为v，此过程手做功为W2，弹簧一直处于弹性限度内，则()A.L1＝L2＝eq\f(mg,k)B.W2>W1C.W1>mgL1D.W2＝mgL2＋eq\f(1,2)mv2三、实验题(7分)10.(2019·盐城模拟)用如图所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.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个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示.已知m1＝50g、m2＝150g，则(结果保留两位有效数字)(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5＝m/s；(2)在0～5过程中系统动能的增量ΔEk＝J，系统势能的减少量ΔEp＝J；由此得出的结论是：.(3)若某同学作出eq\f(v2,2)-h图象如图，则当地的重力加速度g＝m/s2.四、计算题(本大题共2小题，共40分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(2019·内江模拟)(18分)如图所示，两半径分别为r1、r2的半圆形钢管(内径很小)竖直立起，管面光滑.现让一质量为m的小球由地面以某一速度射入管口.小球最终刚好停留在管道的最高点.求：(1)入射速度v0.(2)小球通过下面管道的最高点P时对管道的压力，并说明r1、r2满足什么关系时，小球是压上壁还是下壁.12.(预测题)(22分)一质量为M＝2kg的物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中，子弹并从物块中穿过，如图甲所示.地面观察者记录了物块被击中后的速度随时间的变化关系，如图乙所示(图中取向右运动的方向为正方向)，已知传送带的速度保持不变.(g取10m/s2)(1)指出传送带的速度v的大小及方向，说明理由.(2)计算物块与传送带间的动摩擦因数.(3)物块对传送带总共做了多少功？系统有多少能量转化为内能？答案解析1.【解析】选A.加速过程中，水平方向的加速度由摩擦力Ff提供，所以Ff≠0，Ff、FN做正功，G做负功，选项A正确，B、C错误；匀速过程中，水平方向不受静摩擦力作用，Ff＝0，FN做正功，G做负功，选项D错误.2.【解析】选D.空天飞机从地面发射加速升空时，机舱内的物体具有竖直向上的加速度，处于超重状态，A错误；空天飞机在6万米的大气层内飞行时，除受地球万有引力外，还受空气阻力，B错误；它在做匀速圆周运动时，所受地球的引力与速度方向垂直，不做功，C错误；它返回地面时，必须先减速，做近心运动，故D正确.3.【解析】选A.设P点高度为hP，总高度为h，从抛出到P点，由动能定理得：－(mg＋Ff)hP＝10J－60J，即(mg＋Ff)hP＝50J由功能关系得FfhP＝10J从抛出到最高点，由动能定理得－(mg＋Ff)h＝0－60J，即(mg＋Ff)h＝60J从抛出到落回抛出点，由动能定理得－2Ffh＝Ek－60J解以上四式得Ek＝36J，A对.4.【解题指南】思路一：根据物体的平衡条件先求出F，再分析物体的运动过程求出木板的对地位移，最后利用公式W＝Fx求解.思路二：由功能关系可知F至少做的功等于系统增加的内能.【解析】选A.若使拉力F做功最少，可使拉力F恰匀速拉木块，容易分析得出F＝2μmg(此时绳子上的拉力等于μmg)，而位移为eq\f(L,2)，所以W＝Fx＝2μmg×eq\f(L,2)＝μmgL，故A正确.5.【解析】选A.质点到达最低点B时，它对容器的正压力为FN，根据牛顿定律有FN－mg＝meq\f(v2,R)，根据动能定理，质点自A滑到B的过程中有Wf＋mgR＝eq\f(1,2)mv2，故摩擦力对其所做的功Wf＝eq\f(1,2)RFN－eq\f(3,2)mgR，故A正确.6.【解析】选A、C、D.不计空气阻力，同时释放两球后，两球做自由落体运动，只有重力做功，系统的机械能守恒，两球间距也保持不变，因两球的加速度均为g，故两球均处于失重状态，A、C、D均正确，B错误.7.【解析】选B、C.6～9s内，物体做匀速运动，摩擦力与推力相等，为4N，3～6s内，物体做匀加速直线运动，加速度为2m/s2，此时推力为6N，由牛顿第二定律可知物体的质量m＝eq\f(F－Ff,a)＝1kg，故物体与地面间的摩擦因数μ＝eq\f(Ff,mg)＝0.4，A错误、B正确；9s内，力F做功W＝F1x1＋F2x2＝54J＋72J＝126J，C正确；3～6s内摩擦力的平均功率P1＝Ffeq\x\to(v)＝12W，6～9s内摩擦力的平均功率P2＝Ffv2＝24W，D错误.8.【解析】选A、B、C.运动员在下落过程中，重力做正功，重力势能减小，故A正确.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力向上，位移向下，弹性力做负功，弹性势能增加，故B正确.选取运动员、地球和蹦极绳为一系统，在蹦极过程中，只有重力和系统内弹力做功，这个系统的机械能守恒，故C正确.重力势能改变的表达式为ΔEp＝mgΔh，由于Δh是绝对的，与重力势能零点的选取无关，故D错.【变式备选】如图所示，托盘质量为M，在水平盘面上放置一质量为m的物体，托盘固定在弹簧的上端，弹簧的下端固定在地面上.开始时托盘与物体处于静止状态.现在用力将托盘与物体从平衡位置下压高度H后，由静止释放，托盘与物体回到开始位置时所达到的最大速度为v，则在从释放到达到最大速度的过程中，以下说法正确的是()A.托盘对物体的支持力所做的功等于eq\f(1,2)mv2B.物体克服重力做的功等于eq\f(1,2)mv2C.弹簧的弹力所做的功等于eq\f(1,2)Mv2＋MgHD.合力对托盘所做的功等于eq\f(1,2)Mv2【解析】选D.根据动能定理可知，托盘对物体的支持力做的功和物体重力做的功的代数和等于eq\f(1,2)mv2，选项A、B错误；对托盘和物体有：弹力所做的功W弹－(M＋m)gH＝eq\f(1,2)(M＋m)v2，对托盘有：W合＝eq\f(1,2)Mv2，选项C错误，选项D正确.9.【解析】选B、D.缓慢地将A向上提升距离L1时，B刚要离开地面，弹簧由压缩量为eq\f(mg,k)到拉伸量为eq\f(mg,k)，弹性势能不变，L1＝eq\f(2mg,k)，由功能关系可知，此过程手所做的功等于A增加的机械能，即W1＝mgL1；将A加速向上提起，A上升的距离为L2时，B刚要离开地面，弹簧也是由压缩量为eq\f(mg,k)到拉伸量为eq\f(mg,k)，弹性势能不变，L2＝eq\f(2mg,k)，由功能关系可知，此过程手所做的功等于A增加的机械能，即W2＝mgL2＋eq\f(1,2)mv2.综上所述，B、D正确.10.【解析】(1)打下计数点5时的速度v5＝eq\f(x45,t)＝eq\f(21.60＋26.40,2×0.1)×10－2m/s＝2.4m/s(2)0～5过程中系统动能的增量ΔEk＝eq\f(1,2)(m1＋m2)v2＝eq\f(1,2)×0.2×2.42J＝0.58J系统势能的减少量ΔEp＝m2gh－m1gh＝(m2－m1)gh＝0.1×10×(21.60＋38.40)×10－2J＝0.60J由此得出的结论是：在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒.(3)对m1、m2组成的系统，由机械能守恒得m2gh－m1gh＝eq\f(1,2)(m1＋m2)v2所以eq\f(1,2)v2＝eq\f(m2－m1,m1＋m2)gh＝0.5gh，由图象知斜率k＝eq\f(5.82,1.20)即eq\f(5.82,1.20)＝0.5g解得g＝9.7m/s2.答案：(1)2.4(2)0.580.60在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒(3)9.711.【解析】(1)管面光滑，小球上升过程机械能守恒，由机械能守恒定律，得mg(2r1＋2r2)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)①(3分)得v0＝2eq\r(g(r1＋r2))(2分)(2)取竖直向下为正，设小球到达下管最高点P的速度为v，对管道的压力为FN，则有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mv2＋mg·2r1②(3分)在下管最高点P，有mg＋FN＝meq\f(v2,r1)③(2分)由①②③得FN＝(eq\f(4r2,r1)－1)mg(2分)当r1＝4r2时，FN＝0(2分)当r1>4r2时，FN<0，根据牛顿第三定律，小球压下壁.(2分)当r1<4r2时，FN>0，根据牛顿第三定律，小球压上壁.(2分)答案：(1)2eq\r(g(r1＋r2))(2)见解析12.【解析】(1)由题图乙可知，物块被击穿后先向左做匀减速运动，速度为零后，又向右做匀加速运动，当速度等于2m/s以后随传送带一起匀速运动，所以传送带的速度方向向右，大小为2m/s.(4分)(2)由题图乙可知，a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(4,2)m/s2＝2m/s2(3分)由牛顿第二定律得滑动摩擦力Ff＝Ma，其中Ff＝μFN，FN＝Mg，所以物块与传送带间的动摩擦因数μ＝eq\f(Ma,Mg)＝eq\f(2,10)＝0.2