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第五章 機(jī)械能
章末質(zhì)量檢測(五)
(時(shí)間：50分鐘 滿分：100分)
一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分。1～5題為單項(xiàng)選擇題，6～8題為多項(xiàng)選擇題)
1.關(guān)于力對(duì)物體做功，下列說法正確的是( )
A.滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體一定做負(fù)功
B.合外力對(duì)物體不做功，則物體速度一定不變
C.作用力與反作用力的功代數(shù)和一定為零
D.靜摩擦力對(duì)物體可能做正功
解析 滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，但與運(yùn)動(dòng)方向可以相同，也可以相反，還可以與運(yùn)動(dòng)方向垂直，故可能做負(fù)功，可能做正功，也可能不做功，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；合外力對(duì)物體不做功，則物體動(dòng)能不變，即速度大小一定不變，但速度方向有可能變化，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；作用力與反作用力可能都做正功，也可能一個(gè)做正功，一個(gè)做負(fù)功，也可能一個(gè)做功，一個(gè)不做功，故作用力與反作用力的功代數(shù)和不一定為零，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；靜摩擦力作用的物體間無相對(duì)滑動(dòng)，但不代表沒發(fā)生位移，所以可以做正功、負(fù)功或不做功，故選項(xiàng)D正確。
答案 D
2.(2017泉州模擬)如圖1所示，質(zhì)量相同的物體分別自斜面AC和BC的頂端由靜止開始下滑，物體與兩斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，物體滑至斜面底部C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為EkA和EkB，在滑行過程中克服摩擦力所做的功分別為WA和WB，則有( )
圖1
A.EkA＝EkB，WA>WB B.EkA
WB
C.EkA>EkB，WA＝WB D.EkA>EkB，WAEkB，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。
答案 C
3.長為L＝1 m、質(zhì)量為M＝1 kg的平板車在粗糙水平地面上以初速度v＝5 m/s向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將一個(gè)質(zhì)量為m＝2 kg的小物塊輕輕放在平板車的最前端，物塊和平板車的平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，由于摩擦力的作用，物塊相對(duì)平板車向后滑行距離s＝0.4 m后與平板車相對(duì)靜止，平板車最終因?yàn)榈孛婺Σ炼o止，如圖2所示，物塊從放到平板車上到與平板車一起停止運(yùn)動(dòng)，摩擦力對(duì)物塊做的功為( )
圖2
A.0 B.4 J C.6 J D.10 J
解析 將小物塊輕放到平板車上時(shí)，由于摩擦力做正功，使小物塊加速，到與平板車速度相等時(shí)變?yōu)殪o摩擦力，由于地面對(duì)平板車的阻力而使平板車和小物塊都減速，靜摩擦力對(duì)小物塊做負(fù)功，因?yàn)樾∥飰K初速度為零，最終與平板車一起減速到零，故動(dòng)能變化量為零，在整個(gè)過程中摩擦力對(duì)小物塊做的功為零，選項(xiàng)A正確。
答案 A
4.一汽車以速度v0在平直路面上勻速行駛，在t＝0時(shí)刻汽車進(jìn)入一定傾角的上坡路段，設(shè)汽車行駛過程中受到的阻力大小不變，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率不變，已知汽車上坡路面足夠長。從t＝0時(shí)刻開始，汽車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象可能正確的有( )
解析 汽車在平直路面上以速度v0勻速行駛時(shí)，設(shè)汽車受到的阻力大小為f，汽車的牽引力大小為F，t＝0時(shí)刻汽車上坡，加速度大小a＝，汽車立即減速，又牽引力F＝隨速度減小而增大，汽車做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減小為0時(shí)，汽車勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。
答案 D
5.物體放在水平地面上，在水平拉力的作用下，沿水平方向運(yùn)動(dòng)，在6 s內(nèi)其速度與時(shí)間關(guān)系的圖象和拉力的功率與時(shí)間關(guān)系的圖象如圖3甲、乙所示，由圖象可以求得物體的質(zhì)量為(取g＝10 m/s2)( )
圖3
A.2 kg B.2.5 kg C.3 kg D.3.5 kg
解析 勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力等于摩擦力，有F2＝Ff＝＝ N＝2.5 N。物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力為恒力，v隨時(shí)間均勻增大，所以P隨t均勻增大。F1＝＝
N＝7.5 N。F1－Ff＝ma，a＝ m/s2＝2 m/s2，可得m＝2.5 kg。故選項(xiàng)B正確。
答案 B
6.運(yùn)動(dòng)員以一定的初速度將冰壺沿水平面推出，由于摩擦阻力的作用，其動(dòng)能隨位移變化圖線如圖4所示。已知冰壺質(zhì)量為19 kg，g取10 m/s2，則以下說法正確的是( )
圖4
A.μ＝0.05 B.μ＝0.01
C.滑行時(shí)間t＝5 s D.滑行時(shí)間t＝10 s
解析 對(duì)冰壺由動(dòng)能定理得－μmgx＝0－mv，得μ＝＝＝0.01，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；冰壺運(yùn)動(dòng)時(shí)有a＝μg＝0.1 m/s2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x＝at2得t＝10 s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。
答案 BD
7.如圖5所示，固定斜面AD上有B、C兩點(diǎn)，且AB＝BC＝CD，小滑塊以初動(dòng)能Ek0從A點(diǎn)出發(fā)，沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。若整個(gè)斜面AD光滑，則滑塊到達(dá)D位置速度恰好為零，而后下滑。若斜面AB部分與滑塊間有摩擦力，其余部分BD無摩擦力，則滑塊恰好滑到C位置速度為零，然后下滑，那么滑塊下滑到( )
圖5
A.位置B時(shí)的動(dòng)能為
B.位置B時(shí)的動(dòng)能為
C.位置A時(shí)的動(dòng)能為
D.位置A時(shí)的動(dòng)能為
解析 設(shè)斜面長為3x、高為3h，若斜面光滑，滑塊由底端運(yùn)動(dòng)到頂端過程中，
－mg3h＝0－Ek0；若AB部分粗糙，其他部分光滑，滑塊由底端A滑到位置C過程中，－Ffx－mg2h＝0－Ek0，滑塊由C滑到B過程中，mgh＝EkB，聯(lián)立得EkB＝Ek0，滑塊由C滑到A過程中，mg2h－Ffx＝EkA，聯(lián)立得EkA＝，選項(xiàng)A、D正確。
答案 AD
8.如圖6甲所示，將一傾角為θ的光滑斜面體固定在地面上，在斜面的底端固定一輕彈簧，彈簧處于原長時(shí)上端位于斜面上的B點(diǎn)?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m＝2 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊由斜面處的A點(diǎn)靜止釋放，最終將彈簧壓縮到最短(此時(shí)彈簧上端位于C點(diǎn))。已知滑塊從釋放到將彈簧壓縮到最短的過程中，滑塊的速度—時(shí)間圖象如圖乙所示。其中0～0.4 s內(nèi)的圖線為直線，其余部分均為曲線，且BC＝1.2 m。重力加速度g＝10 m/s2。則下列說法正確的是( )
圖6
A.θ＝
B.滑塊在壓縮彈簧的過程中機(jī)械能先增加后減小
C.彈簧儲(chǔ)存的最大彈性勢能為16 J
D.滑塊從C點(diǎn)返回到A點(diǎn)的過程中，機(jī)械能一直增大
解析 由題圖乙可知，滑塊在0.4 s末剛好到達(dá)B點(diǎn)，在0～0.4 s內(nèi)，滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a＝ m/s2＝5 m/s2，由牛頓第二定律得mgsin θ＝ma，解得sin θ＝＝0.5，則θ＝，選項(xiàng)A正確；滑塊從B點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，除重力做功外，彈簧彈力對(duì)滑塊做負(fù)功，故滑塊的機(jī)械能一直在減少，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律可得，在C點(diǎn)，彈簧的彈性勢能為Ep＝mv＋mghBC＝16 J，選項(xiàng)C正確；滑塊從C點(diǎn)返回到A點(diǎn)的過程中，開始時(shí)彈簧的彈力對(duì)滑塊做正功，滑塊的機(jī)械能增加，當(dāng)滑塊離開彈簧后，只有重力對(duì)滑塊做功，則滑塊的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案 AC
二、非選擇題(本題共4小題，共52分)
9.(8分)(2017泰州摸底調(diào)研)某活動(dòng)小組利用圖7甲裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”。鋼球自由下落過程中，先后通過光電門A、B，計(jì)時(shí)裝置測出鋼球通過A、B的時(shí)間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。測出兩光電門間的距離為h，鋼球直徑為D，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。
圖7
(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測量鋼球的直徑，讀數(shù)如圖乙所示，鋼球直徑為D＝________cm。
(2)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，只要比較________。
A.D2與gh是否相等
B.D2與2gh是否相等
C.D2與gh是否相等
D.D2與2gh是否相等
(3)鋼球通過光電門的平均速度________(填“>”或“<”)鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，由此產(chǎn)生的誤差________(填“能”或“不能”)通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減小。
答案 (1)1.020 (2)D (3)< 不能
10.(10分)(2017鄭州模擬)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖8所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、滑塊、細(xì)沙。當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。則：
圖8
(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有________________。
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是_____________________________________，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是________________________。
(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M，往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m，讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2(v1
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第五章
機(jī)械能章末質(zhì)量檢測
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第五
機(jī)械能
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