1、高中物理学习材料（精心收集*整理制作）第3章动能的变化与机械功单元检测（时间：45分钟满分：100分）一、选择题（每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分）1如图所示，三个固定的斜面底边长度都相等，斜面倾角分别为30、45、60，斜面的表面情况都一样。完全相同的物体（可视为质点）A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部，在此过程中（）A物体A克服摩擦力做的功最多B物体B克服摩擦力做的功最多C物体C克服摩擦力做的功最多D三物体克服摩擦力做的功一样多2如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上
2、，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力（）A等于零，对人不做功B水平向左，对人做负功C水平向右，对人做正功D斜向上，对人做正功3人们设计出磁悬浮列车，列车能以很大速度行驶，列车的速度很大，是采取了下列哪些可能的措施（）A减小列车的质量 B增大列车的牵引力C减小列车受的阻力 D增大列车的功率4如图所示为一辆汽车在一段时间内的速度时间图像，由图像可以分析下列说法正确的是（）A在0t1和t1t2时间内，合力做的功相同B在t1t2和t2t3时间内，合力做的功相同C在0t1和t2t3时间内，合力做的功相同D在t2t3和t3t4时间内，合力做的功相同5一滑块在水平地面上沿直线滑
3、行，t0时其速度为1 m/s，而此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示，设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系式正确的是（）AW1W2W3BW1W2W3CW1W3W2 DW1W2W36如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度达到最大值vmax，设这一过程中质量为m的小车电动机的功率恒为P，摩擦阻力恒为f，牵引力为F。这段时间内电动机所
4、做的功为（）APt BfvmaxtC DFs7如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则（）A0t1时间内F的功率逐渐增大Bt2时刻物块A的加速度最大Ct2时刻后物块A做反向运动Dt3时刻物块A的动能最大8一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t0时起，第1 s内受到2 N的水平外力作用，第2 s内受到同方向的1 N的外力作用。下列判断正确的是（）A02 s内外力的平均功率是WB第2 s内外力所做的功是JC第2 s末外力的瞬时功率最大D第1 s内与第2 s内质点动能增加量的比值是二、填
5、空题（每小题6分，共12分，把答案填在相应的横线上）9在用如图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是_（填字母代号）。A为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动B为简便起见，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样C可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值E实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源F通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度G通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度10某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”
6、，设计了如下实验，他的操作步骤是：摆好实验装置如图所示。将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车。在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上。释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带。（1）在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条。经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第N个点的距离为40.0 cm。打下第N个点时小车的速度大小为1.00 m/s。该同学将钩码的重力当做小车所受的拉力，算出：拉力对小车做的功为_ J，小车动能的增量为_ J。（g9.8 m/s2）（2）此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做
7、的功，等于物体动能的增量”，且三、计算题（每小题20分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11质量是2 g的子弹，以300 m/s的速度射入厚度为5 cm的木板，如图所示，射穿后的速度是100 m/s。子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大？12一列车的质量是5.0105 kg，在平直的轨道上以额定功率3 000 kW加速行驶，当速度由10 m/s加速到所能达到的最大速率30 m/s时，共用了2 min，则在这段时间内列车前进的距离是多少？（设阻力恒定）参考答案1答案：D解析：设斜面底边长度为l
8、，则Wfmgcos mgl，即克服摩擦力做功为定值Wfmgl，只有D正确。2答案：C解析：人随扶梯沿斜面加速上升，人的受力有重力、支持力和水平向右的静摩擦力，且静摩擦力方向与运动方向的夹角小于90，故静摩擦力对人做正功。3答案：CD解析：当列车以最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，有PFv，故，要增大速度的话，一方面增加列车的功率，另一方面减小列车受的阻力。4答案：C解析：本题需要用动能定理来求解，即利用合力做的功等于动能的变化这个关系来求解。在0t1和t1t2时间内，动能的变化大小相等，但是互为相反数，A项错误。同理B项也错误。在t2t3和t3t4时间内，虽然动能变化都是正值，但是大小不相
9、等。只有选项C正确。5答案：B解析：由vt图像可知，滑块在第1 s内的位移s10.5 m，在第2 s内的位移s20.5 m，在第3 s内的位移s31 m。则力F在第1 s内对物体做的功W1F1s110.5 J0.5 J，力F在第2 s内对物体做的功W2F2s230.5 J1.5 J；力F在第3 s内对物体做的功W3F3s321 J2 J。6答案：ABC解析：发动机功率恒定，所以WPt，A正确；阻力恒定，则功率为Pfvmax，WPtfvmaxt，B正确；根据动能定理，Ptfs，C正确；只有D错误。7答案：BD解析：根据图乙可知：在0t1时间内拉力F没有达到最大静摩擦力fm，物体处于静止状态，则拉
10、力F的功率为零，选项A错误；对物块A由牛顿第二定律有Ffmma，由于t2时刻拉力F最大，则t2时刻物块加速度a最大，选项B正确；t2到t3这段时间内拉力F大于fm，所以物块做加速运动，t3时刻速度达到最大，选项C错误、D正确。8答案：AD解析：第1 s内物体运动的位移为1 m，第2 s内物体运动的位移为2.5 m。第1 s内外力所做的功W121 J2 J，第2 s内外力所做的功为W212.5 J2.5 J，则02 s内外力的平均功率为，选项A正确、B错误。根据动能定理可知，第1 s内与第2 s内质点动能增加量的比值等于，选项D正确。由功率公式PFv可知，在第1 s末外力的瞬时功率最大为4 W，
11、选项C错误。9答案：ABCF10答案：0.1960.1答案：小车质量没有远大于钩码质量；没有平衡摩擦力；操作错误：先放小车后开电源解析：（1）拉力对小车做的功WFsmgs501039.80.4 J0.196 J；小车动能的增量Ek20010312 J0.1 J。（2）实验中，若要使小车受的合力等于钩码的重力，必须做到：平衡摩擦力，使小车的质量远大于钩码的质量，而这位同学没有做到这两点。另外，实验中应先接通电源再释放小车，若反了的话，也可使结果出现错误。误差很大。显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是：_。11答案
12、：1 600 N解析：方法一用动能定理求解设子弹初、末速度为v1、v2，子弹所受平均阻力为Ff，由动能定理知：Ffl，整理得Ff1 600 N。方法二用牛顿运动定律求解由于穿过时的位移及初、末速度已知，由知，加速度，由牛顿第二定律得：所求阻力Ffma1 600 N。“”号表示力F的方向与运动方向相反。12答案：1 600 m解析：由于列车的运动不是匀变速直线运动，不能用匀变速直线运动的规律求位移，本题应根据动能定理求位移。列车以额定功率加速行驶时，其加速度在减小，加速度减小到零时，速度最大，则PFvFfvmax。所以Ff1.0105 N。在列车加速运动时，只有两个力对它做功，一是牵引力做正功，可表示为Pt，二是摩擦力做负功，可表示为Ffx，由动能定理得：PtFfx解得列车前进的距离为x1 600 m
