第1章測(cè)評(píng)(時(shí)間:75分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.如圖所示,用同樣的力F拉同一物體,在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通過(guò)同樣的距離,則拉力F的做功情況是()A.甲中做功最少B.丁中做功最多C.做功一樣多D.無(wú)法比較2.從地面豎直上拋兩個(gè)質(zhì)量不同的物體,設(shè)它們的初動(dòng)能相同,當(dāng)上升到同一高度時(shí)(不計(jì)空氣阻力,取地面為零勢(shì)能面),它們()A.所具有的重力勢(shì)能相等B.所具有的動(dòng)能相等C.所具有的機(jī)械能不相等D.所具有的機(jī)械能相等3.某車(chē)以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛,受到的阻力分別為車(chē)重的k1和k2倍,最大速率分別為v1和v2,則()A.v2=k1v1 B.v2=k1kC.v2=k2k1v1 D.v2=k4.下列能量條形圖表示了一做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在釋放處和下落至一半高度處其動(dòng)能Ek和重力勢(shì)能Ep的相對(duì)大小關(guān)系,可能正確的是()二、多項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題6分,共24分。每小題有多項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。5.如圖所示,兩輪平衡車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)由電池驅(qū)動(dòng),能夠輸出的最大功率為P0,測(cè)試員駕駛平衡車(chē)在水平路面上沿直線運(yùn)動(dòng),受到的阻力恒為F阻,已知測(cè)試員和平衡車(chē)的總質(zhì)量為m,從啟動(dòng)到達(dá)到最大速度的整個(gè)過(guò)程中,測(cè)試員和平衡車(chē)可視為質(zhì)點(diǎn),不考慮測(cè)試員對(duì)平衡車(chē)做功,設(shè)平衡車(chē)啟動(dòng)后最初的一段時(shí)間內(nèi)是由靜止開(kāi)始做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng),直到達(dá)到最大功率,下列說(shuō)法正確的是()A.平衡車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),輸出功率與速度成正比B.平衡車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),牽引力大小F=maC.平衡車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t=PD.平衡車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t=P6.如圖所示,質(zhì)量分別為m1=2kg、m2=1kg的物體A、B通過(guò)細(xì)繩、光滑輕質(zhì)滑輪連接,A離地面高度為h0=0.5m。A與B從靜止開(kāi)始釋放,A由靜止下落0.3m時(shí)的速度為v1,下落0.3m過(guò)程中細(xì)繩對(duì)B做的功為W,忽略空氣的阻力,重力加速度g取10m/s2,則()A.v1=2m/s B.v1=3m/sC.W=1J D.W=4J7.如圖所示,傾角θ=30°的光滑斜面固定在地面上,長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上,其上端與斜面頂端齊平。用輕質(zhì)細(xì)線將物塊與軟繩連接,物塊的質(zhì)量也為m,物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng),直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面),在此過(guò)程中()A.物塊重力做的功等于軟繩和物塊動(dòng)能的增加量B.物塊重力勢(shì)能的減少量大于軟繩機(jī)械能的增加量C.軟繩重力勢(shì)能共減少了12D.軟繩剛好全部離開(kāi)斜面時(shí)的速度為18.如圖所示,質(zhì)量為m的物體靜止在水平地面上,物體上面連接一個(gè)輕彈簧,用手拉住彈簧上端緩慢上移H,將物體緩慢提離地面,拉力做功WF,不計(jì)彈簧質(zhì)量,彈簧勁度系數(shù)為k,彈簧彈性勢(shì)能增加量為ΔEp,下列說(shuō)法正確的是()A.只有彈力和重力對(duì)質(zhì)量為m的物體做功,所以該物體機(jī)械能守恒B.彈簧彈力對(duì)手做功和對(duì)物體做功的代數(shù)和等于ΔEpC.物體離開(kāi)地面的高度為H-mgD.WF=ΔEp+mgH三、非選擇題:共60分?？忌鶕?jù)要求作答。9.(4分)一運(yùn)動(dòng)員穿著飛翔裝備從飛機(jī)上跳出后的一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程可近似認(rèn)為是勻變速直線運(yùn)動(dòng),如圖運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向與水平方向的夾角為53°,運(yùn)動(dòng)員做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為3g4。已知運(yùn)動(dòng)員(包含裝備)的質(zhì)量為m,則在運(yùn)動(dòng)員下落高度為h的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能的增加量為,運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減少了10.(4分)在沙坑的上方H高處,將質(zhì)量為m的鉛球以速度v豎直向上拋出。鉛球落下后進(jìn)入沙坑的深度為h。忽略空氣阻力,鉛球到達(dá)沙坑表面時(shí),重力的功率為,進(jìn)入沙坑后,沙子對(duì)鉛球的平均阻力大小為。

11.(5分)某同學(xué)利用圖甲中的實(shí)驗(yàn)裝置探究機(jī)械能變化量與力做功的關(guān)系。所用器材有:一端帶滑輪的長(zhǎng)木板、輕細(xì)繩、50g的鉤碼若干、光電門(mén)兩個(gè)、數(shù)字計(jì)時(shí)器、帶遮光條的滑塊(質(zhì)量為200g,其上可放鉤碼)、刻度尺。當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:甲①安裝器材,調(diào)整兩個(gè)光電門(mén)距離為50.00cm,輕細(xì)繩下端懸掛4個(gè)鉤碼,如圖甲所示;②接通電源,釋放滑塊,分別記錄遮光條通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間,并計(jì)算出滑塊通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度;③保持繩下端懸掛4個(gè)鉤碼不變,在滑塊上依次增加一個(gè)鉤碼,記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量,重復(fù)上述步驟;④完成5次測(cè)量后,計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量M、系統(tǒng)(包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細(xì)繩懸掛鉤碼)總動(dòng)能的增加量ΔEk及系統(tǒng)總機(jī)械能的減少量ΔE,結(jié)果如下表所示。M/kg0.2000.2500.3000.3500.400ΔEk/J0.5870.4900.3920.2940.195ΔE/J0.3930.4900.6860.785回答下列問(wèn)題:乙(1)實(shí)驗(yàn)中輕細(xì)繩所懸掛鉤碼重力勢(shì)能的減少量為J(保留三位有效數(shù)字);

(2)步驟④中的表格所缺數(shù)據(jù)為;

(3)以M為橫軸、ΔE為縱軸,選擇合適的標(biāo)度,在圖乙中繪出ΔE-M圖像;若忽略滑輪和繩子之間的摩擦力做功,求滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。(保留三位有效數(shù)字)

12.(7分)用如圖甲實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,m2從高處由靜止開(kāi)始下落,m1拖著的紙帶上打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶,0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,m1的質(zhì)量為50g、m2的質(zhì)量為150g。(g取9.8m/s2)甲乙丙(1)紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v5=m/s。

(2)在打0~5點(diǎn)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk=J,系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量ΔEp=J;由此得出的結(jié)論是

。

(3)若某同學(xué)作出了v22-h圖線(如圖丙),據(jù)圖線得到的重力加速度為g0=m/s213.(10分)一籃球質(zhì)量為m=0.60kg,一運(yùn)動(dòng)員使其從距地面高度為h1=1.8m處由靜止自由落下,反彈高度為h2=1.2m。若使籃球從距地面h3=1.5m的高度由靜止下落,并在開(kāi)始下落的同時(shí)向下拍球,球落地后反彈的高度也為1.5m。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)球的作用力為恒力,作用時(shí)間為t=0.20s;該籃球每次與地面碰撞前后的動(dòng)能的比值不變。重力加速度大小g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力。求:(1)運(yùn)動(dòng)員拍球過(guò)程中對(duì)籃球所做的功;(2)運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)籃球的作用力的大小。14.(12分)打樁機(jī)是利用沖擊力將樁打入地層的樁工機(jī)械。某同學(xué)對(duì)打樁機(jī)的工作原理產(chǎn)生了興趣。他構(gòu)建了一個(gè)打樁機(jī)的簡(jiǎn)易模型,如圖甲所示。他設(shè)想,用恒定大小的拉力F拉動(dòng)繩端B,使物體從A點(diǎn)(與釘子接觸處)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),上升一段高度后撤去F,物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后自由下落并撞擊釘子,將釘子打入一定深度。按此模型分析,若物體質(zhì)量m=1kg,上升了1m高度時(shí)撤去拉力,撤去拉力前物體的動(dòng)能Ek與上升高度h的關(guān)系圖像如圖乙所示。(g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力)(1)求物體上升到0.4m高度處F的瞬時(shí)功率;(2)若物體撞擊釘子后瞬間彈起,且使其不再落下,釘子獲得20J的動(dòng)能向下運(yùn)動(dòng)。釘子總長(zhǎng)為10cm,撞擊前插入部分可以忽略,不計(jì)釘子重力。已知釘子在插入過(guò)程中所受阻力f與深度x的關(guān)系圖像如圖丙所示,求釘子能夠插入的最大深度。15.(18分)如圖所示,水平軌道BC的左端與固定的光滑豎直14圓軌道相切于B點(diǎn),右端與一傾角為30°的光滑斜面軌道在C點(diǎn)平滑連接(即物體經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度的大小不變),斜面頂端固定一輕質(zhì)彈簧,一質(zhì)量為2kg的滑塊從圓弧軌道的頂端A點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)水平軌道后滑上斜面并壓縮彈簧,第一次可將彈簧壓縮至D點(diǎn),已知光滑圓軌道的半徑R=0.45m,水平軌道BC長(zhǎng)為0.4m,其動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,光滑斜面軌道上CD長(zhǎng)為0.6m,g取10m/s2,求(1)滑塊第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)整個(gè)過(guò)程中彈簧具有最大的彈性勢(shì)能;(3)滑塊第二次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)滑上圓軌道最高點(diǎn)的重力勢(shì)能(以地面為零勢(shì)能面)。

第1章測(cè)評(píng)1.C功是力和在力的方向上的位移的乘積,四種情況中力和在力的方向上的位移大小都相等,所以四種情況做功一樣多,C正確。2.D此過(guò)程兩物體的機(jī)械能是守恒的。同一高度時(shí),由于兩物體的質(zhì)量不相等,所以它們的重力勢(shì)能不相等。由于機(jī)械能相等,所以它們的動(dòng)能也不相等。故D正確。3.B車(chē)在不同的路面以相同的功率按最大速度行駛,可推斷車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng),受力平衡,由公式P=Fv,F=kmg,可推出P=k1mgv1=k2mgv2,解得v2=k1k2v1,故B正確,A、C4.D做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體,機(jī)械能守恒,所以Ek+Ep=E總,而動(dòng)能為Ek=12mv2,物體由靜止處釋放到一半高度處,重力做正功,物體的動(dòng)能會(huì)增大,勢(shì)能會(huì)減小,但動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變。故選D5.AC平衡車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),牽引力一定,根據(jù)P=Fv可知,輸出功率與速度成正比,A正確;根據(jù)牛頓第二定律有F-F阻=ma,解得F=F阻+ma,B錯(cuò)誤;勻加速直線運(yùn)動(dòng)的末狀態(tài)達(dá)到最大功率P0=Fv0,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v0=at,解得t=P0(F阻6.AD對(duì)A、B組成的系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律得m1gh-m2gh=12(m1+m2)v12,代入數(shù)據(jù)得v1=2m/s,選項(xiàng)A正確;對(duì)B,根據(jù)動(dòng)能定理得,W-m2gh=12m2v12,7.BD物塊下降的高度為h=l,物塊重力做功為mgl,所以物塊重力勢(shì)能減少了mgl,減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為軟繩增加的機(jī)械能和物塊本身的動(dòng)能,故A錯(cuò)誤,B正確;物塊未釋放時(shí),軟繩的重心離斜面頂端的高度為h1=l2sin30°=l4,軟繩剛好全部離開(kāi)斜面時(shí),軟繩的重心離斜面頂端的高度h2=l2,則軟繩重力勢(shì)能共減少mgl2-l4=14mgl,故C錯(cuò)誤;根據(jù)機(jī)械能守恒有mgl+14mgl=12(m+m)v28.CD對(duì)于單個(gè)物體,只有重力做功,機(jī)械能守恒,此題中彈力做正功,重力做負(fù)功,物體機(jī)械能增加,故A錯(cuò)誤;根據(jù)功能關(guān)系可知,彈簧彈力做負(fù)功等于彈性勢(shì)能的增加量,故彈簧彈力對(duì)手做功和對(duì)物體做功的代數(shù)和等于-ΔEp,故B錯(cuò)誤;物體緩慢離開(kāi)地面,則彈簧彈力等于物體的重力,根據(jù)胡克定律可知mg=kx,解得彈簧的伸長(zhǎng)量x=mgk,彈簧上端緩慢上移H,則物體離開(kāi)地面的高度為H-mgk,故C正確;根據(jù)功能關(guān)系可知,拉力做功增加了物體的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能,WF=ΔEp+mgH-mgk,故D9.解析運(yùn)動(dòng)員下落的高度是h,則飛行的距離L=hsin53°=54h,運(yùn)動(dòng)員受到的合外力F合=ma=34mg,動(dòng)能的增加等于合外力做的功,即ΔEk=W=34mg×54h=1516mgh;運(yùn)動(dòng)員下落的高度是h,則重力做功為WG=mgh,運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的減少量為mgh答案1516mgh110.解析鉛球從開(kāi)始至到達(dá)沙坑表面,由動(dòng)能定理得mgH=12mv'2-12mv2,重力的功率P=mgv',由以上兩式得P=mg2gH+v2;從拋出到進(jìn)入沙坑內(nèi)靜止,由動(dòng)能定理得mg(H+h)-fh=0-1答案mg211.解析(1)ΔEp=4mgh=4×50×10-3×9.8×0.5J=0.980J。(2)ΔE=ΔEp-ΔEk=0.980J-0.392J=0.588J。(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖即可;由題意可知,滑塊和木板之間的摩擦力做功即為系統(tǒng)損失的機(jī)械能,則有μMgl=ΔE,根據(jù)圖像得μ=0.400。答案(1)0.980(2)0.588(3)如圖所示0.40012.解析(1)由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出,所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s,根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出點(diǎn)5的瞬時(shí)速度v5=0.2160+0.26402×(2)在0~5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk=12(m1+m2)v52=12×0.2×2系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量為ΔEp=(m2-m1)gh=0.1×9.8×(0.384+0.216)J=0.588J由此得到的結(jié)論為在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒。(3)根據(jù)機(jī)械能守恒可知,(m2-m1)gh=12(m1+m2)v2,解得12v2=m2-m1m1+m2gh,則圖線的斜率k=m2-m答案(1)2.4(2)0.5760.588在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒(3)9.6713.解析(1)籃球第一次下落,根據(jù)動(dòng)能定理得mgh1=1籃球反彈后根據(jù)動(dòng)能定理得mgh2=1籃球與地面碰撞前后的動(dòng)能的比值為3設(shè)運(yùn)動(dòng)員做的功為W,第二次籃球下落,根據(jù)動(dòng)能定理得W+mgh3=12mv第二次籃球落地時(shí)動(dòng)能為12mv2=32解得W=4.5J。(2)籃球受到力F作用的時(shí)間內(nèi),根據(jù)牛頓第二定律得a=mg+Fm,籃球下降的距離為x=W=Fx,聯(lián)立解得F=9N。答案(1)4.5J(2)9N14.解析(1)撤去F前,根據(jù)動(dòng)能定理,有(F-mg)h=Ek-0由題圖乙得,斜率為k=F-mg=20N,得F=30N又由題圖乙得,h=0.4m時(shí),Ek=8J則v=4m/s,P=Fv=120W。(2)碰撞后,對(duì)釘子,有-f