章末過關(guān)檢測(五)(建議用時：45分鐘)一、單項選擇題1．如圖所示，運動員把質(zhì)量為m的足球從水平地面踢出，足球在空中達(dá)到的最高點高度為h，在最高點時的速度為v，不計空氣阻力，重力加速度為g，下列說法正確的是(　　)A．運動員踢球時對足球做功mv2B．足球上升過程重力做功mghC．運動員踢球時對足球做功mgh＋mv2D．足球上升過程克服重力做功mgh＋mv2解析：選C。足球被踢起后在運動過程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的機械能守恒，足球到達(dá)最高點時，機械能為E＝mgh＋mv2，由于足球的機械能守恒，則足球剛被踢起時的機械能為E＝mgh＋mv2，足球獲得的機械能等于運動員對足球所做的功，因此運動員對足球做功E＝mgh＋mv2，故A錯誤，C正確；足球上升過程重力做功WG＝－mgh，足球上升過程中克服重力做功W克＝mgh，故B、D錯誤。2．(2020·鹽城市期末)兩位同學(xué)在學(xué)校操場上同一高度處同時拋出甲、乙兩小球，甲球初速度方向豎直向上，乙球初速度方向水平。已知兩小球初速度大小相等，不計空氣阻力影響。下列說法正確的是(　　)A．甲球先落地，落地時甲球速度大B．乙球先落地，落地時乙球速度大C．甲球先落地，落地時兩球速度大小相等D．乙球先落地，落地時兩球速度大小相等 解析：選D。甲球初速度方向豎直向上，乙球初速度方向水平，則乙球落地時間t＝，而甲球先向上運動，然后向下做自由落體運動，可知落地時間大于t，則乙球先落地，A、C錯誤；根據(jù)機械能守恒可得mgh＋mv＝mv2，可知落地速度大小相等，B錯誤，D正確。3.(2020·揚州市模擬)如圖所示，豎直平面內(nèi)的光滑固定軌道由一個半徑為R的圓弧AB和另一個圓弧BC組成，兩者在最低點B平滑連接。一小球(可視為質(zhì)點)從A點由靜止開始沿軌道下滑，恰好能通過C點，則BC弧的半徑為(　　)A.R　　　　　　　　　B.RC.RD．R解析：選A。設(shè)BC弧的半徑為r。小球恰好能通過C點時，由重力充當(dāng)向心力，則有mg＝m，小球從A到C的過程，以C點所在水平面為參考平面，根據(jù)機械能守恒定律得mg(R－2r)＝mv，聯(lián)立解得r＝R。4．(2020·江蘇五校上學(xué)期12月聯(lián)考)一小物塊沿斜面向上滑動，然后滑回到原處。物塊初動能為Ek0，與斜面間的動摩擦因數(shù)不變，則該過程中，物塊的動能Ek與位移x的關(guān)系圖線是(　　) 解析：選C。設(shè)斜面的傾角為θ，物塊的質(zhì)量為m，沿斜面向上為位移正方向；根據(jù)動能定理可得上滑過程：－mgxsinθ－μmgxcosθ＝Ek－Ek0，則Ek＝Ek0－(mgsinθ＋μmgcosθ)x；下滑過程：mgx′sinθ－μmgx′cosθ＝Ek－0，則Ek＝(mgsinθ－μmgcosθ)x′；物塊的動能Ek與位移x成線性關(guān)系，根據(jù)能量守恒定律可得，最后的總動能小于初動能，故C正確，A、B、D錯誤。5.(2020·湖北七市州教科研協(xié)作體5月聯(lián)考)如圖，一彎成“L”形的硬質(zhì)輕桿可在豎直面內(nèi)繞O點自由轉(zhuǎn)動，已知兩段輕桿的長度均為l，輕桿端點分別固定質(zhì)量為m、2m的小球A、B(均可視為質(zhì)點)，現(xiàn)OA豎直，OB水平，由靜止釋放，下列說法錯誤的是(　　)A．B球運動到最低點時A球的速度為B．A球某時刻速度可能為零C．B球從釋放至運動至最低點的過程中，輕桿對B球一直做正功D．B球不可能運動至A球最初所在的位置解析：選C。B球由釋放運動到最低點時，由機械能守恒定律可知mgl＋2mgl＝mv2＋×2mv2，解得v＝，A正確，不符合題意；根據(jù)機械能守恒定律，當(dāng)整個系統(tǒng)的重心回到原來的高度時，兩球的總動能為零，此時兩球的速度為零，B正確，不符合題意；B球從釋放至運動至最低點的過程中，對B球根據(jù)動能定理有2mgl＋W＝×2mv2，解得W＝0，可知B球從釋放至運動至最低點的過程中，輕桿對B球做的功為0，C錯誤，符合題意；若B球恰能運動至A球最初所在位置，則整個系統(tǒng)的重力勢能增加，即機械能增加，則不可能，D正確，不符合題意。6.(2020·德州市第一次模擬)如圖所示，輕繩一端固定在O 點，另一端拉著立方體小盒子在豎直平面內(nèi)做順時針方向的圓周運動，小盒子里裝了一質(zhì)量為m的光滑小球，小球的大小略小于盒子，A、C兩點分別為水平直徑的左端和右端；B、D兩點分別為豎直直徑的下端和上端。當(dāng)小盒子運動至D點時，小球與小盒子的四個壁間恰好無相互作用力。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，不計空氣阻力，則以下說法正確的是(　　)A．小球運動至A點時，對小盒子下壁的壓力不為零B．小球運動至C點時，對小盒子右壁的壓力為2mgC．小球運動至C點時，對小盒子下壁的壓力為mgD．小球運動至B點時，對小盒子下壁的壓力為6mg解析：選D。由題意可知，小球與小盒子一起運動，將小球與小盒子作為整體可知，在A點、C點時整體豎直方向的加速度為重力加速度，小球在A點、C點時豎直方向的加速度也應(yīng)為重力加速度，則小球運動至A、C點時，對小盒子下壁的壓力為零，故A、C錯誤；小盒子運動至D點時，小球與小盒子的四個壁間恰好無相互作用力，則有mg＝m，小球從D到C過程中有mgR＝mv－mv，小球在C點有NC＝m，聯(lián)立解得NC＝3mg，故B錯誤；小球從D到B過程中有mg·2R＝mv－mv，小球在B點有NB－mg＝m，聯(lián)立解得NB＝6mg，故D正確。7.(2020·蘇州市統(tǒng)考)一質(zhì)量為2kg的物體放在水平面上，在水平拉力的作用下由靜止開始運動，0～1s內(nèi)物體受到的水平拉力大小為F1，1～3s內(nèi)物體受到的水平拉力大小為F2，且F1＝2F2，物體沿水平面做直線運動的v－t圖象如圖所示。3s末撤去水平拉力，撤去拉力后物體繼續(xù)滑行一段時間后停止，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是(　　) A．物體0～3s內(nèi)發(fā)生的位移為24mB．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.4C．0～3s內(nèi)拉力對物體做功為144JD．撤去拉力后物體還能滑行3s解析：選D。根據(jù)圖線的面積可得0～3s內(nèi)的位移為x＝×1×4m＋×(4＋6)×2m＝12m，故A錯誤；由圖可知在0～1s內(nèi)的加速度a1＝4m/s2，1～3s內(nèi)的加速度a2＝1m/s2，由牛頓第二定律得F1－f＝ma1，F(xiàn)2－f＝ma2，把F1＝2F2，f＝μmg代入可得f＝4N，μ＝0.2，故B錯誤；整個過程中摩擦力做的功是Wf＝－fx＝－4×12J＝－48J，設(shè)拉力做功為W，由動能定理得W＋Wf＝mv，其中v2＝6m/s，解得拉力做功W＝84J，故C錯誤；撤去拉力后物體的加速度a＝＝2m/s2，所以撤去拉力后物體滑行的時間t＝＝s＝3s，故D正確。8.(2020·遼南協(xié)作校第二次模擬)如圖所示，三個小球A、B、C的質(zhì)量均為m，A與B、C間通過鉸鏈用輕桿連接，桿長為L。B、C置于水平地面上，用一輕質(zhì)彈簧連接，彈簧處于原長。現(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點，然后再上升，兩輕桿間夾角α在60°到120°之間變化。A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運動，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為g。下列說法正確的是(　　)A．A的動能最大時，B受到地面的支持力大小等于mgB．小球A從靜止釋放到再次回到出發(fā)點的過程中機械能守恒C．小球A在上升過程中兩個輕桿對小球A做功最大值為mgL D．彈簧的彈性勢能最大值為mgL解析：選C。A的動能最大時，設(shè)B和C受到地面的支持力大小均為F，此時整體在豎直方向受力平衡，可得2F＝3mg，所以F＝mg，A正確；小球A從靜止釋放到再次回到出發(fā)點的過程中，除了重力之外，有桿的彈力做功，所以機械能不守恒，B錯誤；A下落的最大高度h＝Lsin60°－Lsin30°＝L，根據(jù)功能關(guān)系可知，小球A的機械能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，即彈簧的彈性勢能最大值Ep＝mgh＝mgL，小球A在上升過程中兩個輕桿對小球A做功最大值為mgL，C正確，D錯誤。二、非選擇題9．(2020·遼南協(xié)作校第二次模擬)某實驗小組用圖甲所示的實驗裝置和器材做“探究動能定理”實驗。(1)為了保證實驗結(jié)果的誤差盡量小，在實驗操作中，下面做法必要的是________。A．實驗前要對裝置進行平衡摩擦力的操作B．實驗操作時要先釋放小車，后接通電源C．在實驗過程中要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量D．在實驗過程中要保證木板上的輕質(zhì)細(xì)線與木板平行(2)除實驗裝置圖中的儀器外，還需要的測量儀器有__________________。(3)如圖乙為實驗中打出的一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的A、B兩點來探究“動能定理”。已知打點計時器的打點周期為T，圖中已經(jīng)標(biāo)明了要測量的物理量。另外，小車的質(zhì)量為M，與小車相連的光滑滑輪的質(zhì)量為m0，力傳感器的示數(shù)為F，則需要探究表達(dá)式________________________________是否成立。(表達(dá)式結(jié)果用題中給出的字母表示) 解析：(1)實驗前要對裝置進行平衡摩擦力的操作，以保證小車所受合外力恰好是繩子的拉力，A正確；實驗時，若先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，B錯誤；由于有力傳感器，故不需要滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，C錯誤；調(diào)整滑輪的高度，使木板上的輕質(zhì)細(xì)線與木板平行，保證繩子上的拉力等于小車受到的合力，D正確。(2)由于實驗需要測量小車速度，速度是使用打點計時器打的紙帶計算得出的，故要測量點距，需要刻度尺；本實驗還要測量質(zhì)量，需要天平。(3)A點的瞬時速度為vA＝B點的瞬時速度為vB＝對小車和滑輪系統(tǒng)，根據(jù)動能定理可知2Fx＝(M＋m0)(v－v)即2Fx＝。答案：(1)AD　(2)刻度尺、天平(3)2Fx＝10．(2020·揚州市5月調(diào)研)某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，將氣墊導(dǎo)軌固定在水平桌面上，調(diào)節(jié)旋鈕使其水平，在氣墊導(dǎo)軌的左端固定一光滑的定滑輪，在B處固定一光電門，測出滑塊及遮光條的總質(zhì)量為M，將質(zhì)量為m的鉤碼通過細(xì)線與滑塊連接，打開氣源，滑塊從A處由靜止釋放，寬度為d的遮光條經(jīng)過光電門遮光時間為t，取遮光時間t內(nèi)的平均速度作為滑塊經(jīng)過B處的速度，A、B之間的距離為x，鉤碼離地面足夠高，重力加速度為g。 (1)關(guān)于實驗操作和注意事項，下列說法正確的是__________。A．必須滿足m遠(yuǎn)小于MB．調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)線水平C．用手向上托穩(wěn)鉤碼，由靜止開始釋放鉤碼D．不開氣源，平衡滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力后，也能驗證系統(tǒng)機械能守恒(2)滑塊由A運動到B的過程中，系統(tǒng)重力勢能的減小量ΔEp為____________，系統(tǒng)動能的增加量ΔEk為____________(以上結(jié)果均用題中所給字母表示)。(3)改變x重復(fù)實驗得到多組數(shù)據(jù)，用圖象法處理數(shù)據(jù)，為了形象直觀，應(yīng)該畫________。A．t－x圖象　　　B．t2－x圖象　　　C.－x圖象解析：(1)實驗中要驗證鉤碼和滑塊系統(tǒng)的機械能守恒，則沒必要滿足m遠(yuǎn)小于M，A錯誤；調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)線水平，B正確；用手先固定住滑塊，由靜止開始釋放滑塊，C錯誤；不開氣源，則滑塊與導(dǎo)軌之間有較大的摩擦力，用此裝置不能驗證系統(tǒng)機械能守恒，D錯誤。(2)滑塊由A運動到B的過程中，系統(tǒng)重力勢能的減小量ΔEp＝mgx滑塊經(jīng)過光電門時的速度v＝則系統(tǒng)動能的增加量ΔEk＝(M＋m)v2＝(M＋m)。(3)要驗證的關(guān)系式為mgx＝(M＋m)則改變x重復(fù)實驗得到多組數(shù)據(jù)，用圖象法處理數(shù)據(jù)，為了形象直觀，應(yīng)該畫－x圖象。答案：(1)B　(2)mgx　(M＋m)　(3)C11．(2020·高考江蘇卷)如圖所示，鼓形輪的半徑為R，可繞固定的光滑水平軸O轉(zhuǎn)動。在輪上沿相互垂直的直徑方向固定四根直桿，桿上分別固定有質(zhì)量為m的小球，球與O的距離均為2R。在輪上繞有長繩，繩上懸掛著質(zhì)量為M 的重物。重物由靜止下落，帶動鼓形輪轉(zhuǎn)動。重物落地后鼓形輪勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度為ω。繩與輪之間無相對滑動，忽略鼓形輪、直桿和長繩的質(zhì)量，不計空氣阻力，重力加速度為g。求：(1)重物落地后，小球線速度的大小v；(2)重物落地后一小球轉(zhuǎn)到水平位置A，此時該球受到桿的作用力的大小F；(3)重物下落的高度h。解析：(1)線速度v＝ωr得v＝2ωR。(2)向心力F向＝2mω2R設(shè)F與水平方向的夾角為α，則Fcosα＝F向；Fsinα＝mg解得F＝。(3)落地時，重物的速度v′＝ωR，由機械能守恒得Mv′2＋4×mv2＝Mgh解得h＝(ωR)2。答案：(1)2ωR　(2)(3)(ωR)2