1、【 精品教育资源文库 】 第五章 机械能守恒定律 章末验收卷 (五 ) (限时： 45 分钟 ) 一、单项选择题 1.(2016 浙江 10 月学考 4) 如图 1 所示，无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是( ) 图 1 A动能 B动能、重力势能 C重力势能、机械能 D动能、重力势能、机械能 答案 C 2下列各种运动过程中，物体 (弓、过山车、石头、圆珠笔 )机械能守恒的是 (忽略空气阻力 )( ) A将箭搭在弦上，拉弓的整个过程 B过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程 C在一根细线的中央悬挂着一石头，双手拉着细线两端沿水平方 向缓慢分开的过程 D手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面
2、放手后圆珠笔弹起的过程 答案 D 解析 将箭搭在弦上，拉弓的整个过程，外力对弓做功，机械能增加， A 错误；过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程，重力势能变大，动能不变，机械能变大， B 错误；在一根细线的中央悬挂着一石头，双手拉着细线两端沿水平方向缓慢分开的过程，石头的重力势能变大，动能不变，机械能不守恒， C 错误；手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程，只有重力和圆珠笔内弹簧的弹力对圆珠笔做功，机械能守恒，故 D 正确 3如图 2 所示，拖 着轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了 100 m，那么下列说法正确的是 ( ) 【 精品
3、教育资源文库 】 图 2 A轮胎受到的地面的摩擦力做了负功 B轮胎受到的重力做了正功 C轮胎受到的拉力不做功 D轮胎受到的地面的支持力做了正功 答案 A 解析 轮胎受力如图所示因轮胎位移方向水平向右，故拉力 F 对轮胎做正功，摩擦力 Ff对轮胎做负功，重力和支持力对轮胎均不做功，故只有 A 项正确 4 (2017 绍兴第一中学期末 )如图 3 所示，质量为 m 的物体 P 放在光滑的倾角为 的直角劈上，同时用力 F 向右 推劈，使 P 与劈保持相对静止，当前进的水平位移为 x 时，劈对 P做的功为 ( ) 图 3 A Fx B mgsin x2 C mgcos x D mgtan x 答案 D
4、 解析 P 与直角劈相对静止，二者必定都向右加速运动，即 P 的合外力方向水平向右 对 P 受力分析如图所示， 【 精品教育资源文库 】 根据几何关系得： FN mgcos 又劈对 P 只有支持力作用，所以支持力做的功为： W FNxsin mgxtan ， 即为劈对 P 做的功，故 D 正确 5放置于水平面上的物 体在水平恒力 F 作用下，以不同的速度沿着力 F 的方向匀速运动了距离 L.第一次的速度为 v1，恒力 F 做的功为 W1，功率为 P1；第二次的速度为 v2，恒力 F 做的功为 W2，功率为 P2.已知 v1v2，则下列判断正确的是 ( ) A W1W2， P1 P2 B W1
5、W2， P1P2 C W1 W2， P1 P2 D W1 W2， P1P2 答案 D 解析 根据 W FL 可知，两次做功相同；由于 v1v2，所以第一次做功时间短，根据 P Wt可得 P1P2，选项 D 正确 6.(2017 湖州市高三上学 期期末 )一物体做直线运动的 v t 图象如图 4 所示，下列判断正确的是 ( ) 图 4 A在 0 1 s 内，物体受到的合外力逐渐增大 B在 0 2 s 内，物体受到的合外力保持方向不变 C在 1 2 s 内，物体受到的合外力的平均功率为零 D在 0 3 s 内，物体受到的合外力所做总功为零 答案 D 7 (2017 金华十校联考 )如图 5 甲所示
6、， “ 滑滑梯 ” 是小朋友喜爱的游戏活动小朋友在室内 “ 滑滑梯 ” 的运动可简化为小物体从静止出发，先沿斜板下滑，再进入水平地面的过程，如图乙所示某次游戏中，一位小朋友 (可视为质点 )从斜 板顶端静止出发后到达房间右侧墙面时刚好停止已知斜板倾角为 ，斜板顶端在水平地面的投影点到房间右侧墙面的距离为斜板长度的 2 倍，小朋友与斜板及水平地面间的动摩擦因数均为 ，不计小朋友从斜板进入水平地面的能量损失，则 与 应满足的关系是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 图 5 A sin B sin 2 C sin 3 D sin 4 答案 B 解析 设斜板长度为 L，对整个过程由动能定理得： mg
7、Lsin mg cos L mg (2L Lcos ) 0， 解得 sin 2 ，故 B 正确 8 (2017 杭州市四校联考 )一辆质量为 170 kg、输出功率为 1 440 W 的太阳能试验汽车，安装有约 6 m2 的太阳能电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为 30 W/m2.若驾驶员的质量为 70 kg，汽车最大行驶速度为 90 km/h，汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比，则汽车 ( ) A以最大速度行驶时牵引力大小为 57.6 N B以恒定功率启动时的加速度大小为 0.24 m/s2 C保持最大速度行驶 1 h 至少需要有效光照 10 h D直接用太阳能
8、电池板提供的功率可获得 3.13 m/s 的最大行驶速度 答案 A 解析 汽车最大行驶速度为 vmax 90 km/h 25 m/s，根据 P 额 Fvmax，得： F P额vmax 1 44025 N 57.6 N，故 A 正确； Pv Ff ma，刚启动时 v 0，则 Ff 0，故刚启动时加速度趋近于无穷大，故 B 错误；由能量守恒得： 1 440 W1 h 306 W t，解得 t 8 h，即保持最大速度行驶 1 h 至少需要有效光照 8 h，故 C 错误； 设 Ff kv，当达到最大速度时，牵引力 等于阻力， 57.6 k25 ，解得 k 2.304，当直接用太阳能电池板提供的功率行驶
9、，最大速度时牵引力等于阻力，即： 180v kv，解得 v8.8 m/s ，故 D 错误 二、实验题 9 (2017 温州市期末 )甲同学准备做 “ 探究做功与物体速度变化的关系 ” 实验，乙同学准备做 “ 验证机械能守恒定律 ” 的实验 (1)图 6 为实验室提供的部分器材，甲、乙同学均要使用的器材是 _ (填字母代号 ) (2)图 7 是实验中得到的纸带， a、 b、 c 为连续的三个点，打点计时器打点频率为 50 Hz，请【 精品教育资源文库 】 根据纸 带测量结果计算 b 点对应的速度为 _m/s(保留三位有效数字 ) 图 6 图 7 (3)如图 8 所示是另一小组的实验装置，实验中
10、，通过改变橡皮筋的条数来改变橡皮筋对小车做的功下列说法正确的是 _ A实验中需要平衡阻力 B释放小车后开启打点计时器 C需要测量橡皮筋对小车做功的数值 D每次都要从同一位置由静止释放小车 图 8 答案 (1)D (2)1.38(1.36 1.40 均可 ) (3)AD 10用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为 m 1.00 kg 的重物自 由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点现选取一条符合实验要求的纸带，如图 9 所示， O 为第一个点， A、 B、 C 为从合适位置开始选取的三个连续点 (其他点未画出 )已知打点计时器每隔 0.02 s 打一个点，重力加速度 g 9.80 m
11、/s2. 图 9 (1)根据上图所得数据，应该选取图中 O 点和 _点来验证机械能守恒定律 (2)从 O 点到第 (1)问中所取的点，重物重力势能的减少量 Ep _J，动能增加量 Ek _J(结果均保留三位有效数字 ) 【 精品教育资源文库 】 (3)若测出纸带上所有各点到 O 点之间的 距离，根据纸带算出各点的速度 v 及重物下落的高度 h，则以 v22为纵轴，以 h 为横轴画出的图象是下列图中的 ( ) 答案 (1)B (2)1.88 1.84 (3)A 解析 (1)因只能计算出 B 点的速度，故应取图中 O 点和 B 点来验证机械能守恒定律 (2) Ep mg hOB 1.009.80
12、0.192 0 J1.88 J vB hOC hOA2T 1.92 m/s. 故 Ek 12mv 2B 12 1.00(1.92) 2 J1.84 J. (3)由机械能守恒定律可知， mgh 12mv2，故有 v22 gh，图象 A 正确 三、计算题 11一架质量 m 2.010 3 kg 的喷气式飞机在恒定牵引力作用下由静止开始滑跑，当位移为 x 5.010 2 m 时，速度达到起飞速度 v 60 m/s.在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的 k 倍 (k 0.02)，重力加速度 g 10 m/s2. (1)求刚起飞时飞机的动能； (2)求此过程中飞机受到的牵引力大小； (3)当飞机在空
13、中 以 v1 300 m/s 速度水平匀速飞行时，发动机的输出功率 P 1.510 6 W求此时飞机受到的阻力大小 答案 (1)3.610 6 J (2)7.610 3 N (3)5.010 3 N 解析 (1)设刚起飞时飞机的动能为 Ek，则 Ek 12mv2 解得 Ek 3.610 6 J (2)设飞机受到的恒定牵引力为 F，由动能定理有 (F kmg)x 12mv2 0 解得 F 7.610 3 N (3)设此时飞机受到的阻力为 Ff，则 Ff Pv1【 精品教育资源文库 】 解得 Ff 5.010 3 N 12如图 10 所示， AB 为固定在竖直平面内的 14光滑圆弧轨道，其半径为
14、 R 0.8 m轨道的B 点与光滑水平地面相切，质量为 m 0.2 kg 的小球由 A 点静止释放， g 取 10 m/s2.求： 图 10 (1)小球滑到最低点 B 时，小球速度 v 的大小； (2)小球刚到达最低点 B 时，轨道对小球支持力 FN的大小； (3)小球通过光滑的水平面 BC 滑上底部与水平地面相切的固定曲面 CD，恰能到达最高点 D，D 到地面的高度为 h 0.6 m，小球在曲面 CD 上克服摩擦力所做的功 Wf是多少？ 答案 (1)4 m/s (2)6 N (3)0.4 J 解析 (1)小球从 A 到 B 的过程，由动能定理得： mgR 12mv2 则得： v 2gR 4 m/s. (2)小球刚到达最低点 B 时，由牛顿第二定律得： FN mg mv2R 则有： FN 3mg 6 N (3)对于小球从 A 运动到 D 的整个过程，由动能定理得： mgR mgh Wf 0 则有： Wf mg(R h) 0.4 J
