物理同步测试7机 械 能.docx
《物理同步测试7机 械 能.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物理同步测试7机 械 能.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![物理同步测试7机 械 能.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2023-6/24/8544394d-98e4-4ada-918f-59b1ee5355c7/8544394d-98e4-4ada-918f-59b1ee5355c71.gif)
物理同步测试7机械能
物理同步测试(7)—机械能
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分150分,考试用时120分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、选择题,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.
1.如右图所示,一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在A中,A、B用一根轻质弹簧连在一起,则在子弹打击木块及弹簧压缩的整个过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统()
A.动量守恒,机械能也守恒
A
B
B.动量守恒,机械能不守恒
C.动量不守恒,机械能守恒
D.无法判断动量、机械能是否守恒
2.如图所示,物体以100J的初动能从斜面底端向上运动,当它通过斜面某一点M时,其动能减少80J,机械能减少32J,如果物体能从斜面上返回底端,则物体到达底端时的动能为
()
A.20JB.48J
C.60JD.68J
3.某人用手将1Kg物体由静止向上提起1m,这时物体的速度为2m/s(g取10m/s2),则下列说法正确的是()
A.手对物体做功12JB.合外力做功2J
C.合外力做功12JD.物体克服重力做功10J
4.如右图所示,在两个质量分别为m和2m的小球a、b间,用一根长为L的轻杆连接,两小球可绕杆的中点O无摩擦地转动,现使杆由水平位置无初速地释放,在杆转动至竖直位置的过程中,下列说法错误的是()
A.b球的重力势能减少,动能增加,机械能守恒
B.杆对a球的弹力对a球做正功
C.a球的机械能增加
D.a球和b球组成的系统总机械能守恒
5.利用能量间相互转化,可以储存能量。
如图为抽水蓄能电站示
意图,它可调剂电力供应,深夜用电低谷时,用过剩电能把下蓄水
池的水抽到高处的水库内,用电高峰时,则通过闸门放水发电以补
充电能不足。
若水库面积为1.2×106m2,抽水机每天从深夜11时
至清晨4时抽水使水库水面增高1m,而抽水过程中水上升高度近
似看成保持为10m不变,若抽水机工作效率为80%,则所有抽水机
抽水总功率为(g=10m/s2,ρ(水)=103Kg/m3)()
A.6.7×106WB.8.3×106WC.108WD.107W
6.如图所示,在光滑水平面上紧挨着放置A、B二物块,一颗子弹沿水平直线射穿物块A并进入物块B,最后留在物块B内,设子弹在两物块内运动时所受阻力大小恒定。
已知:
A、B二物块的质量分别为MA和MB,子弹的质量为m;子弹进入物块A时,其速度为v0;两物块分离时A已移动的距离为S1,B继续移动距离S2后子弹与物块B相对静止;物块A和B的长度均为L,根据上述已知条件()
A.可以求得物块A和B的最后速度vA和vB
B
A
B.可以求得子弹在两物块内运动所受阻力
C.可以求得子弹在物块B内进入的深度
D.不可以求出子弹在物块B内进入的深度
7.下列四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动,在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是()
ABCD
8.水平传送带匀速运动,速度大小为v,现将一小工件放到传送带上。
设工件初速为零,当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止。
设工件质量为m,它与传送带间的滑动摩擦系数为μ,则在工件相对传送带滑动的过程中()
A.滑摩擦力对工件做的功为mv2/2
B.工件的机械能增量为mv2/2
C.工件相对于传送带滑动的路程大小为v2/2μg
D.传送带对工件做为零
9.一升降机在箱底装有若干个弹簧,设在某次事故中,升降机吊索在空中断裂,忽略摩擦力,则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中,()
A.升降机的速度不断减小
B.升降机的加速度不断变大
C.先是弹力做的负功小于重力做的正功,
然后是弹力做的负功大于重力做的正功
D.到最低点时,升降机加速度的值一定大
于重力加速度的值。
10.如下图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在将弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述中正确的是()
A.重力势能和动能之和总保持不变
B.重力势能和弹性势能之和总保持不变
C.动能和弹性势能之和总保持不变
D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变
第Ⅱ卷(非选择题共110分)
二、本题共三小题。
把答案填在题中的横线上或按题目要求作图
11.在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用的电源频率为50Hz,查得当地的重力加速度为g=9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图所示,把第一个点记作O,另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.76cm.85.73cm,根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于____J,动能的增加量等于____J(取三位有效数字)(8分)
12.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中,
(1)若应用公式v=gt计算即时速度进行验证,打点计时器所接交流电的频率为50赫兹,甲、乙两条实验纸带,如图所示,应选________纸带好.(6分)
13.若通过测量纸带上某两点间距离来计算即时速度,进行验证,设已测得点2到4间距离为s1,点0到3间距离为s2,打点周期为T,为验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒、实验后,s1、s2和T应满足的关系为T=____________.(6分)
三、本题共7小题,90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。
14.一辆汽车质量为m,从静止开始起动,沿水平面前进了s米后,就达到了最大行驶速度vm,设汽车的牵引功率保持不变,所受阻力为车重的k倍。
求:
(a)汽车的牵引力功率。
(b)汽车从静止到开始匀速运动所需的时间(提示:
汽车以额定功率起动后的运动不是匀加速运动,不能用运动学公式求解)。
(10分)
15.如图所示,有光滑圆弧形轨道的小车静止在光滑水平面上,其质量为M,有一质量为m的小球以水平速度v0沿轨道的水平部分冲上小车.若小球沿圆弧形轨道上升的最大高度为H,在此过程中圆弧形轨道对小球的弹力所做的功为多大?
(10分)
16.如图所示,水平放置的轻质弹簧,左端固定,右端与小物块P接触而不连接,当P在A点时,弹簧为原长,现在用水平向左的推力将P物缓慢地从A推到B点,需做功6J,此时在B点撤去推力后,P从静止开始沿着水平桌面滑到停放在水平光滑地面上的小车Q上(小车与桌面等高),已知P的质量m=1Kg,Q的质量M=4Kg,AB间距5cm,AC间距90cm,P与桌面和Q面间摩擦系数μ=0.4,p与BC间光滑,试求:
⑴小车滑到桌面边缘C处的速度?
⑵P不会从Q的右端滑出,则小车Q至少多长?
⑶从推力作用于P到P与Q一起运动的全过程中产生的热量?
(12分)
17.如图所示,质量为M的滑块B套在光滑的水平杆上可自由滑动,质量为m的小球A用一长为L的轻杆与B上的O点相连接,轻杆处于水平位置,可绕O点在竖直平面内自由转动。
⑴固定滑块B,给小球A一竖直向上的初速度,使轻杆绕O点转过90°,则小球初速度的最小值是多少?
⑵若M=2m,不固定滑块B。
给小球A一竖直向上的初速度V0,则当轻杆绕O点转过90°,A球运动至最高点时,B的速度多大?
(14分)
18.如下图所示,质量为M,长L=1.0m,右端带有竖直挡板的木块B,静止在光滑水平面上,一个质量为m的小木块(可视为质点)A,以水平速度v0=4.0m/s滑到B的左端,而后与右端挡板碰撞,最后恰好滑到木板B的左端。
已知M/m=3,并设A与挡板碰撞时无机械能损失,碰撞时间可以忽略,求:
⑴A、B的最后速度。
⑵木块A与木板B间的动摩擦因数。
⑶在图乙所给坐标中画出此过程中B相对地的速度-时间图线。
(14分)
19.如图所示,轻杆长2l,中点装在水平轴O点,两端分别固定着小球A和B,A球质量为m,B球质量为2m,两者一起在竖直平面内绕O轴做圆周运动。
(1)若A球在最高点时,杆A端恰好不受力,求此时O轴的受力大小和方向;
(2)若B球到最高点时的速度等于第
(1)小题中A球到达最高点时的速度,则B球运动到最高点时,O轴的受力大小和方向又如何?
(3)在杆的转速逐渐变化的过程中,能否出现O轴不受力的情况?
若不能,请说明理由;若能,则求出此时A、B球的速度大小。
(15分)
20.如图所示,球A无初速地沿光滑圆弧滑下至最低点C后,又沿水平轨道前进至D与质量、大小完全相同的球B发生动能没有损失的碰撞。
B球用长L的细线悬于O点,恰与水平地面切于D点。
A球与水平地面间摩擦系数=0.1,已知球A初始高度h=2米,CD=1米。
问:
(1)若悬线L=2米,A与B能碰几次?
最后A球停在何处?
(2)若球B能绕悬点O在竖直平面内旋转,L满足什么条件时,A、B将只能碰两次且B旋转过程中无能量损失?
A球最终停于何处?
(15分)
物理参考答案(七)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
序号
B
A
ABD
CD
B
C
C
ABC
C
D
11.7.627.5612.
(1)甲13.T=
14.设功率为PP=F引Vm匀速时F引=kmgP=kmgVm-……5分
Pt=
……2分而f=kmgt=
……3分
15.水平方向动量守恒mv0=(M+m)vv=
……3分对小球应用动能定理
=W弹+W重……3分W重=-mgHW弹=
+mgH……4分
16.
(1)W=
v=2
m/s……4分
(2)mv=(M+m)v共
----------4分
(3)产生的热量为Q=
=
---------------4分
17.
(1)
v=
------------4分
(2)A、B水平方向动量守恒,
A到最高点的速度为V1滑块的速度为V2mV1-MV2=0----4分
根据能量守恒
---------4分解得V2=
-----2分
18.
(1)由系统的动量守恒得到mv0=(M+m)vv=
=1m/s向右---------2分
(2)用系统总能量守恒得到
--------3分
v/m·s-1
(3)设A与B碰前后,A的速度分别为vA和vA’B的速度分别为VB和vB’,根据相碰的过程满足动量和能量守恒得到mv0=mvA+MVB
-------3分
1.7
解得vA=
VB=
0.3
1
vA’=
vB’=
0
0.3
t/s
而后B以1m/s2减速到1m/s--
则t=1+
-1=0.7s------3分B的v-t图象如图示-----3分
19.
(1)A在最高点时,对A有mg=m
,对B有TOB-2mg=2m
,可得TOB=4mg。
根据牛顿第三定律,O轴所受有力大小为4mg,方向竖直向下------------5分
(2)B在最高点时,对B有2mg+T′OB=2m
,代入
(1)中的v,可得T′OB=0;对A有T′OA-mg=m
T′OA=2mg。
根据牛顿第三定律,O轴所受的力的大小为2mg,方向竖直向下---------------5分
(3)要使O轴不受力,据B的质量大于A的质量,可判断B球应在最高点。
对B有T′′OB+2mg=2m
,对A有T′′OA-mg=m
。
轴O不受力时,T′′OA=T′′OB,可得v′=
-------5分
20。
(1)20次A球停在C处------------7分
(2)L0.76米,A球停于离D9.5米处-------8分