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1、单元质检五机械能(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第16题只有一项符合题目要求,第78题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.(2019安徽江淮十校高三第一次联考)如图所示,相同质量的物块从底边长相同、倾角不同的固定斜面最高处同时由静止释放且下滑到底端,下面说法正确的是()A.若物块与斜面之间的动摩擦因数相同,倾角大的斜面上的物块损失的机械能大B.若斜面光滑,两物块一定同时运动到斜面底端C.若斜面光滑,倾角大的斜面上的物块一定后运动到斜面底端D.若物块到达底面时的动能相同,物块与倾角
2、大的斜面间的动摩擦因数大2.(2020辽宁六校协作体开学考试)如图所示,长为l均匀铁链对称挂在一轻质小滑轮上,由于某一微小扰动使铁链向一侧滑动,则铁链完全离开滑轮时速度大小为()A.2glB.glC.gl2D.12gl3.(2019内蒙古赤峰二中第二次月考)如图为测定运动员体能的装置,轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮(不计滑轮的质量与摩擦),下悬重力为G的物体。设人的重心相对地面不动,人用力向后蹬传送带,使水平传送带以速率为v逆时针转动,则()A.人对重物做功功率为GvB.人对传送带的摩擦力大小等于G,方向水平向右C.人对传送带的摩擦力对传送带不做功D.人对传送带做功的功率大小为Gv4.如图所示
3、,一块长木板B放在光滑水平地面上,在B上放一个木块A,现以恒定的力F拉B,由于A、B间摩擦力的作用,A将在B上滑动,以地面为参考系,A、B都向前移动一段距离,在此过程中()A.外力F做的功等于系统A和B的动能增量B.B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量C.A对B摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功D.外力F对B所做的功等于B的动能增量5.如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30的固定斜面,其减速运动的加速度为34g,此物体在斜面上能够上升的最大高度为h,则在这个过程中物体()A.重力势能增加了0.5mghB.机械能损失了mgh2C.动能损失了mghD.克服摩擦
4、力做功mgh46.(2019四川成都诊断)如图甲所示,在倾角=30的足够长固定光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉着质量m=1 kg的物体沿斜面向上运动。已知物体在t=1 s到t=3 s这段时间的v-t图象如图乙所示,弹簧的劲度系数k=200 N/m,重力加速度g取10 m/s2。则在该段时间内()A.物体的加速度大小为2 m/s2B.弹簧的伸长量为3 cmC.弹簧的弹力做功为30 JD.物体的重力势能增加36 J7.(2020福建百校联考摸底)如图所示,质量M=1 kg的重物B和质量m=0.3 kg的小圆环A用细绳跨过一光滑滑轮轴连接,A端绳与轮连接,B端绳与轴相连接,不计轮轴的质量,轮与轴有
5、相同的角速度且轮和轴的直径之比为21。重物B放置在倾角为30固定在水平地面的斜面上,轻绳平行于斜面,B与斜面间的动摩擦因数=33,圆环A套在竖直固定的光滑直杆上,滑轮轴中心与直杆的距离为L=4 m。现将圆环A从与滑轮轴上表面等高处a静止释放,当下降H=3 m到达b位置时,圆环的速度达到最大值,已知直杆和斜面足够长,不计空气阻力,g取10 m/s2。下列判断正确的是()A.圆环A到达b位置时,A、B组成的系统机械能减少了2.5 JB.圆环A速度最大时,环A与重物B的速度之比为53C.圆环A能下降的最大距离为Hm=7.5 mD.圆环A下降过程,作用在重物B上的拉力始终大于10 N8.(2019湖北
6、七市联考)如图所示,倾角为37的光滑斜面上粘贴有一厚度不计、宽度为d=0.2 m的橡胶带,橡胶带的上表面与斜面位于同一平面内,其上、下边缘与斜面的上、下边缘平行,橡胶带的上边缘到斜面顶端的距离为L=0.4 m。现使质量为m=1 kg、宽度为d的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端由静止释放。已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力,矩形板由斜面顶端静止释放到完全离开橡胶带的过程中(此过程矩形板始终在斜面上),下列说法正确的是()A.矩形板受到的摩擦力为Ff=4 NB.矩形板的重力做功为WG=3.6 JC.产生的热量为Q=0.8 JD.矩形板的上
7、边缘穿过橡胶带下边缘时的速度大小为2355 m/s二、实验题(本题共2小题,共20分)9.(8分)(2019河北保定二模)图甲的光电门传感器由发射器和接收器组成,当光路被物体挡住的时候,它就开始计时,当光路再次恢复的时候,它就停止计时,这样就可以测出挡光片挡光的时间。某同学利用光电门传感器设计了一个验证小球下落过程中机械能守恒的实验,实验装置如图乙所示,图中A、B为固定在同一竖直线上的两个光电门传感器,实验时让直径为d的小球从某一高度处(O点)由静止释放,让小球依次从A、B两个光电门传感器的发射器和接收器之间通过,测得挡光时间分别为t1、t2。(1)实验中,还需要测量的一个物理量是。(2)小球
8、通过光电门A时的速度大小为(用对应物理量的符号表示)。(3)如果能满足关系式(用对应物理量的符号表示),即能证明小球下落过程中机械能守恒。10.(12分)某小组的某同学采用如图甲所示的实验装置“探究功与物体速度变化的关系”。图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧测力计,不计绳与滑轮的摩擦。实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点。该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清晰的某点开始记为O点,顺次选取5个点,分别测量这5个点到O之间的距离,并计算出它们与O点之间的速度平方差(v)2(v)2=v2-
9、v02,填入下表:点迹s/cm(v)2/m2s-2O/11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1859.200.23请以(v)2为纵坐标,以s为横坐标在方格纸中作出(v)2-s图象。若测出小车质量为0.2 kg,结合图象可求得小车所受合外力的大小为N;若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数,明显超出实验误差的正常范围。你认为主要原因是,实验操作中改进的措施是。三、计算题(本题共2小题,共32分)11.(16分)(2019天津静海一中三模)如图所示,某货场需将质量为m=50 kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用光滑倾斜轨
10、道SP、竖直面内弧形轨道PQ,使货物由倾斜轨道顶端距倾斜轨道底端高度h=3.2 m处无初速度滑下。两轨道相切于P,倾斜轨道与水平面夹角为=53,弧形轨道半径R=2 m,末端切线水平。(不考虑货物与各轨道相接处能量损失,sin 53=0.8,cos 53=0.6;g取10 m/s2)(1)求货物从S点到达P点所经历时间;(2)若货物到达弧形轨道末端Q时对轨道的压力为1 200 N,求货物通过圆弧轨道阶段克服摩擦力所做的功;(3)货物经过P点时重力的功率。12.(16分)如图所示,OA为一水平弹射器,弹射口为A。ABCD为一光滑曲管,其中AB水平,BC为竖直杆(长度可调节)。CD为四分之一圆环轨道
11、(各连接处均圆滑连接)其圆心为O,半径为R=0.2 m。D的正下方E开始向右水平放置一块橡皮泥板EF,长度足够长。现让弹射器弹射出一质量m=0.1 kg的小环,小环从弹射口A射出后沿光滑曲杆运动到D处飞出,不计小环在各个连接处的能量损失和空气阻力。已知弹射器每次弹射出的小环具有相同的初速度。某次实验中小组成员调节BC高度h=0.8 m,弹出的小环从D处飞出,现测得环从D处飞出时速度vD=4 m/s,g取10 m/s2。求:(1)弹射器释放的弹性势能及小环在D处对圆环轨道的压力;(2)小环落地点离E的距离(已知小环落地时与橡皮泥板接触后不再运动);(3)若不改变弹射器弹性势能,改变BC间高度h在
12、02 m之间,求小环下落在水平面EF上的范围。参考答案单元质检五机械能1.D设斜面倾角为,底边长为s,则有:物体损失的机械能等于摩擦力所做的功,摩擦力做功W=mgcosscos=mgs;损失的机械能与夹角无关;所以两物体损失的机械能相同,故A错误;若斜面光滑,则物体下滑的加速度a=gsin,根据scos=12at2可得t=4sgsin2可知,角不同,t不同,当=45时,下滑的时间最短,则倾角大的斜面上的物块不一定后运动到斜面底端,选项B、C错误;根据动能定理:Ek=mgstan-mgcosscos=mgstan-mgs,则若物块到达底面时的动能相同,物块与倾角大的斜面间的动摩擦因数大,选项D正
13、确,故选D。2.C铁链从开始到刚脱离滑轮的过程中,链条重心下降的高度为H=l2-l4=l4链条下落过程,由机械能守恒定律,得mgl4=12mv2解得v=gl2,故选C。3.D重物没有位移,所以人对重物没有做功,功率为0,故A错误;根据人的重心不动,则知人处于平衡状态,摩擦力与拉力平衡,传送带对人的摩擦力方向向右,拉力等于物体的重力G,所以人对传送带的摩擦力大小等于G,方向水平向左,故B错误;在时间t内人对传送带做功消耗的能量等于人对传送带做的功,人的重心不动,绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡,而拉力又等于G。根据P=Fv,所以人对传送带做功的功率为Gv。故C错误,D正确。故选D。4.BA
14、、B之间一对滑动摩擦力做功,使系统的部分机械能转化为内能,所以外力F与一对动摩擦力做功的代数和等于系统A和B的动能增量,因而A、C错;分别以A、B为对象利用动能定理,可得B正确,D错误。5.B加速度a=34g=mgsin30+Ffm,解得摩擦力Ff=14mg;物体在斜面上能够上升的最大高度为h,所以重力势能增加了mgh,故A项错误;机械能损失了Ffx=14mg2h=12mgh,故B项正确;动能损失量为克服合外力做功的大小Ek=F合外力x=34mg2h=32mgh,故C错误;克服摩擦力做功mgh2,故D错误。6.B根据v-t图象的斜率表示加速度可知,物体的加速度大小为a=vt=1m/s2,选项A
15、错误;对斜面上的物体受力分析,受到竖直向下的重力mg、斜面的支持力和轻弹簧的弹力F,由牛顿第二定律,F-mgsin30=ma,解得F=6N,由胡克定律F=kx可得弹簧的伸长量x=3cm,选项B正确;在t=1s到t=3s这段时间内,物体动能增大Ek=12mv22-12mv12=6J,根据v-t图线与时间轴所围面积等于位移,可知物体向上运动的位移x=6m,物体重力势能增加Ep=mgxsin30=30J,根据功能关系可知,弹簧弹力做功W=Ek+Ep=36J,选项C、D错误。7.AC由题可知圆环A到达b位置时,重物B沿斜面的运动的位移为x=H2+L2-L2=0.5m,A、B组成的系统机械能减少了E=Mgcos30x=2.5J,故选项A正确;轮与轴有相同的角速度且轮和轴的直径之比为21,圆环A速度最大时,环A沿绳的速度与重物B的速度之比为vAvB=Rr=21,环A的速度与环沿绳的速度vAvA=5
