第五章机械能章末测试.docx
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第五章机械能章末测试
第五章机械能章末测试（A卷）
（答题时间：
60分钟试卷分值：
100分）
一、选择题（本题共8小题，每小题6分。
在每小题给出的四个选项中，第1-5题只有一项符合题目要求，第6-8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。
）
1．一汽车的额定功率为P，设在水平公路行驶所受的阻力恒定，最大行驶速度为vm.则（ ）
A．若汽车以额定功率启动，则做匀加速直线运动
B．若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时的速度等于vm
C．无论汽车以哪种方式启动，加速度与牵引力成正比
D．汽车以速度vm匀速行驶，若要减速，则要减少牵引力
2．用起重机提升货物，货物上升过程中的vt图象如图所示，在t＝3s到t＝5s内，重力对货物做的功为W1、绳索拉力对货物做的功为W2、货物所受合力做的功为W3，
则（ ）
A．W1>0B．W2<0C．W2>0D．W3＞0
3．如图所示，在水平桌面上的A处有一个质量为m的物体以初速度v0被抛出，不计空气阻力，当它到达B处时，其动能为（ ）
A．
mv
＋mgHB．
mv
＋mgh
C．mgH－mghD．
mv
＋mg（H－h）
4．（2018·孝感高级中学调研考）如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径ab水平，质点P与半圆轨道的动摩擦因数处处一样，当质点P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出竖直上抛，上升的最大高度为
，空气阻力不计．当质点下落再经过轨道a点冲出时，能上升的最大高度h为（ ）
A．不能从a点冲出半圆轨道
B．能从a点冲出半圆轨道，但h<
C．能从a点冲出半圆轨道，但h>
D．无法确定能否从a点冲出半圆轨道
5．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1m/s.从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甲和乙所示．设在第1s内、第2s内、第3s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（ ）
A．W1＝W2＝W3B．W1＜W2＜W3
C．W1＜W3＜W2D．W1＝W2＜W3
6．如图所示，m1>m2，滑轮光滑，且细绳质量不计，忽略空气阻力，在m1下降距离d（m2未升高到与滑轮接触）的过程中（ ）
A．m2的机械能守恒
B．m1的机械能减少
C．m1和m2总的机械能减少
D．m1和m2总的机械能守恒
7.（2018•珠海摸底）消防员身系弹性绳自高空p点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，b点是人静止悬吊着的位置，c点是人所到达的最低点，空气阻力不计，则人（ ）
A．从p至c过程中人的动能不断增大
B．从p至b过程中人的动能不断增大
C．从p至c过程中重力所做的功等于人克服弹性绳弹力所做的功
D．从a至c过程中人的重力势能减少量等于弹性绳的弹性势能增加量
8.（2018•福建六校联考）如图所示，水平传送带A、B两端点相距x=4m，以v0=2m/s的速度（始终保持不变）顺时针运转，今将一质量为1kg的小煤块（可视为质点）无初速度轻轻放到A点处，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2。
由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕。
则小煤块从A运动到B的过程中（）
A．小煤块运动到B的速度大小为4
m/s
B．小煤块从A运动到B的时间为2.25s
C．划痕长度为1m
D．小煤块与传送带系统产生的热量为2J
二、实验题（9题10分，10题10分，共20分）
9.（10分）（2018•全国名校大联考）利用如图所示的装置验证机械能守恒定律
（1）把打点计时器接_________（填“交流”或“直流”）在电源上．
（2）实验部分步骤如下：
A．按图装置沿竖直方向固定好打点计时器，把纸带下端挂上重物，穿过打点计时器.
B．将纸带下端靠近打点计时器附近静止，先__________________，打点计时器在纸带上打下一系列的点.
（3）设打点计时器的周期为T，重物质量为m，重力加速度为g．研究纸带从O下落到B点时的速度v=_________,研究纸带从O点下落到B点的过程中增加的动能△Ek=_________，减少的重力势能△Ep=_________
（4）由于纸带受到摩擦，实验测得的△Ek_________（填“大于”或“小于”）△Ep．
10．（10分）（2018•如东县学情检测）在“探究动能定理”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置，在水平气垫导轨上安装了两个光电门M、N，滑块上固定一遮光条，细线绕过定滑轮将滑块与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码．已知遮光条的宽度为d，滑块与遮光条的总质量为m．
（1）接通气源，滑块从A位置由静止释放，读出遮光条通过光电门M、N的时间分别为t1、t2，力传感器的示数F，改变钩码质量，重复上述实验．
①为探究在M、N间运动过程中细线拉力对滑块做的功W和滑块动能增量ΔEk的关系，还需要测量的物理量是（写出名称及符号）．
②利用上述实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为．
（2）保持钩码质量不变，改变光电门N的位置，重复实验，根据实验数据作出从M到N过程中细线拉力对滑块做的功W与滑块到达N点时动能Ek的关系图象，如图乙所示，由图象能探究动能定理，则图线斜率约等于，图线在横轴上的截距表示．
（3）下列不必要的实验操作和要求有（请填写选项前对应的字母）．
A．调节气垫导轨水平
B．测量钩码的质量
C．调节滑轮使细线与气垫导轨平行
D．保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
三、计算题（本大题共两小题，11题14分、12题18分，共32分。
请按要求作答，写出相关表达式和必要的文字说明，并填写到答题卡指定的位置。
）
11．（14分）（2018·长沙长郡中学月考）汽车在平直的公路上以额定功率行驶，行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图所示．已知汽车的质量为1×103kg，汽车运动过程中所受地面的阻力恒定，空气的阻力不计．求：
（1）汽车受到地面的阻力大小；
（2）汽车的额定功率；
（3）汽车加速运动的时间．
12．（18分）（2018•全国名校大联考）某兴趣小组举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示，可视为质点的赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L=10m后，由B点进入半径R=0.4m的光滑竖直半圆轨道，并通过轨道的最高点C做平抛运动，落地后才算完成比赛．B是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点．已知赛车质量m=0.5Kg，通电后电动机以额定功率P=3W工作，赛车在水平轨道上受到的阻力恒为f=0.4N，之后在运动中受到的轨道阻力均可不计，g取10m/s2．试求：
（1）赛车能通过C点完成比赛，其落地点离B点的最小距离
（2）要使赛车完成比赛，电动机工作的最短时间．
（3）若赛车过B点速度vB=8.0m/s，R为多少时赛车能完成比赛，且落地点离B点的最大距离．
第五章机械能章末测试（A卷）
（答题时间：
60分钟试卷分值：
100分）
班级高三（）班姓名分数
一、选择题（共8小题，每题6分，共48分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
二、实验题（9题10分，10题10分，共20分）
9．
（1）
（2）
（3）；；
（4）
10.
（1）①②
（2）；（3）
三、计算题（本大题共两小题，11题14分、12题18分，共32分）
11．（18分）
13．（20分）
第五章机械能章末测试（B卷）
（答题时间：
60分钟试卷分值：
100分）
一、选择题（本题共8小题，每小题6分。
在每小题给出的四个选项中，第1-5题只有一项符合题目要求，第6-8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．如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹性势能逐渐减少
B．物体的机械能不变
C．弹簧的弹性势能先增加后减少
D．弹簧的弹性势能先减少后增加
2.（2018•绵阳市诊断）如图所示，光滑的小球A和B通过轻杆相连，靠在竖直墙和水平地面上，从图示位置由静止释放，则（ ）
A．轻杆对小球A不做功
B．轻杆对小球B不做功
C．轻杆对小球B先做正功后做负功
D．轻杆对小球A先做正功后做负功
3.（2018•福建六校联考）如图所示，A、D分别是斜面的顶端、底端，B、C是斜面上的两个点，AB＝BC＝CD，E点在D点的正上方，与A等高．从E点以一定的水平速度抛出质量相等的两个小球，球1落在B点，球2落在C点，关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程（ ）
A．球1和球2运动的时间之比为2∶1
B．球1和球2动能增加量之比为2∶1
C．球1和球2抛出时初速度之比为
∶1
D．球1和球2落到斜面上的瞬间重力的功率之比为1∶
4.（2018·江西南昌模拟）用一根绳子竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图所示规律变化，0～t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后物体继续加速，t1时刻物块达到最大速度．已知物块的质量为m，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．物块始终做匀加速直线运动
B．0～t0时间内物块的加速度大小为
C．t0时刻物块的速度大小为
D．0～t1时间内绳子拉力做的总功为
5.一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动．当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H，如图所示；当物块的初速度为2v时，上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为（ ）
A．
和2H
B．
和4H
C．
和4H
D．
和2H
6．一质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，从t＝0时刻开始受到方向恒定的水平拉力F作用，F与时间t的关系如图甲所示．物体在
时刻开始运动，其vt图象如图乙所示，若可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则（ ）
甲 乙
A．物体与地面间的动摩擦因数为
B．物体在t0时刻的加速度大小为
C．物体所受合力在t0时刻的功率为F0v0
D．水平力F在t0到2t0这段时间内的平均功率为
7．（2018•福建六校联考）重10N的滑块在倾角为30°的光滑斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧，滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab＝1m，bc＝0.2m，那么在整个过程中（ ）
A．滑块经过B点时动能最大
B．弹簧弹性势能的最大值是6J
C．从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6J
D．整个过程滑块的机械能守恒
8.（2018·商丘九校联考）已知一足够长的传送带与水平面的倾角为
，以一定的速度匀速运动，某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为
时刻记录了小物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1>v2），已知传送带的速度保持不变，
则下列判断正确的是（）
A．0～t2内，物块对传送带一直做负功
B．物块与传送带间的动摩擦因数
C．0～t2内，传送带对物块做功为
D．系统产生的热量一定比物块动能的减少量大
二、实验题（9题9分，10题4分，共13分）
9．（9分）（2018•资阳诊断）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光板的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光板两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光板经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光板的宽度，将遮光板通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图乙所示，由此读出b=_______mm．
（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=______，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=______，在误差允许的范围内，若ΔEk=ΔEp则可认为系统的机械能守恒．
（3）在
（2）的实验过程中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2－d图像如图丙所示，并测得M=m，则重力加速度g=_____m/s2．
10．（4分）“探究动能定理”的实验装置如图甲所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0.当用4条、6条、8条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0…，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打点的纸带测出．
（1）关于该实验，下列说法正确的是________．
A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4～6V
B．实验中使用的若干条橡皮筋的原长可以不相等
C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W－vm、W－v
、W－v
、W2－vm、W3－vm…的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系
（2）图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA＝5.65cm，OB＝7.12cm，OC＝8.78cm，OD＝10.40cm，OE＝11.91cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm＝________m/s.
三、计算题（本大题共两小题，11题19分、12题20分，共39分。
请按要求作答，写出相关表达式和必要的文字说明，并填写到答题卡指定的位置。
）
11．（19分）如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成，AB和BCD相切于B点，CD连线是圆轨道竖直方向的直径（C、D为圆轨道的最低点和最高点），已知∠BOC＝30°.可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出小滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F，并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象，取g＝10m/s2.求：
（1）小滑块的质量和圆轨道的半径；
（2）是否存在某个H值，使得小滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点．若存在，请求出H值；若不存在，请说明理由．
12．（20分）如图所示，质量为m＝1kg的滑块，在水平力F作用下静止在倾角为θ＝30°的光滑斜面上，斜面的末端处与水平传送带相接（滑块经过此位置滑上传送带时无能量损失），传送带的运行速度为v0＝3m/s，长为L＝1.4m，今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同．滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.25，g＝10m/s2.
（1）求水平作用力F的大小；
（2）求滑块下滑的高度；
（3）若滑块滑上传送带时速度大于3m/s，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量．
第五章机械能章末测试（B卷）
（答题时间：
60分钟试卷分值：
100分）
班级高三（）班姓名分数
一、选择题（共8小题，每题6分，共48分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
二、实验题（9题10分，10题10分，共20分）
9．
（1）
（2）；
（3）
（4）
10.
（1）
（2）
三、计算题（本大题共两小题，11题14分、12题18分，共32分）
11．（18分）
13．（20分）
第五章机械能
章末测试（A卷）
一、选择题（共8小题，每题6分，共48分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
C
B
B
B
BD
BC
BD
二、实验题（每空2分，共20分）
9.
（1）交流
（2）接通电源后释放纸带（3）刻度尺；（4）
，mgh2（4）小于
10．
（1）①光电门M、N间的距离L（2分）
②
（2分）
（2）1（2分）滑块经过光电门M时的动能（2分）
（3）BD（2分）
三、计算题（本大题共两小题，11题14分、12题18分，共32分）
11.解析：
（1）由图象可知，汽车减速运动的位移
x＝1100m－700m＝400m
汽车匀速运动的动能Ek1＝8×105J
汽车在地面的阻力f作用下减速直至停止
由动能定理有－fx＝0－Ek1，解得f＝2×103N.
（2）因为Ek1＝
mv2，解得汽车匀速运动时的速度
v＝40m/s
汽车匀速运动时牵引力大小等于阻力大小，故汽车的额定功率P＝fv＝8×104W.
（3）根据题图可知汽车加速运动过程中的位移x0＝500m
汽车的初动能Ek0＝5×105J
根据动能定理有Pt－fx0＝Ek1－Ek0
解得t＝16.25s.
12.解：
（1）赛车以最小速度通过最高点C，其落地点离B点的距离最小，在最高点C由牛顿第二定律得：
，解得：
vC=
=2m/s，离开C后小车做平抛运动，
在水平方向：
x=vCt，在竖直方向：
2R=
gt2，解得：
x=0.8m；
（2）设电动机工作的最短时间为t，赛车从A到C过程，由动能定理得：
Pt−fL−2mgR＝
mvC2−0
解得：
t=3s；
（3）设轨道半径为R，B到C过程赛车机械能守恒得：
，
赛车离开C点后做平抛运动，设水平位移为x，
在水平方向：
x=vCt，在竖直方向：
2R=
gt2，
解得：
，
当
时，即R=0.80m时，最大水平位移为xm=3.2m；
第五章机械能
章末测试（B卷）
一、选择题（共8小题，每题6分，共48分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
C
D
D
C
CD
BC
ABD
二、实验题（9题9分，10题4分，共13分）
9．
（1）3.85（2分）；
（2）
（2分），
（2分）；（3）9.6（3分）．
10.
（1）CD
（2）0.83
三、计算题（本大题共两小题，11题19分、12题20分，共39分）
11.解析
（1）设小滑块的质量为m，圆轨道的半径为R
mg（H－2R）＝
mv
F＋mg＝
得：
F＝
－mg
取点（0.50m,0）和（1.00m,5.0N）代入上式得：
m＝0.1kg，R＝0.2m
（2）假设小滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的E点（如图所示）
由几何关系可得
OE＝
设小滑块经过最高点D时的速度为vD
由题意可知，小滑块从D运动到E，水平方向的位移为OE，竖直方向上的位移为R，则
OE＝vDt，R＝
gt2
得到：
vD＝2m/s
而小滑块过D点的临界速度
vD′＝
＝
m/s
由于vD＞vD′，所以存在一个H值，使得小滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点
mg（H－2R）＝
mv
得到：
H＝0.6m.
12.解析：
（1）滑块静止在斜面上时，受到水平推力F、重力mg和支持力FN而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平推力F＝mgtanθ，
代入数据得F＝
N.
（2）设滑块从高为h处下滑，到达斜面底端速度为v，下滑过程机械能守恒，故有mgh＝
mv2，所以v＝
.
若滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能定理有
μmgL＝
mv
－
mv2，
所以h1＝
－μL，代入数据得h1＝0.1m.
若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理有
－μmgL＝
mv
－
mv2，
则h2＝
＋μL，代入数据得h2＝0.8m.
（3）设滑块在传送带上运动的时间为t，则t时间内传送带的位移x＝v0t，
由机械能守恒可知mgh2＝
mv2，
对滑块由运动学公式知v0＝v－at，a＝μg
滑块相对传送带滑动的位移Δx＝L－x，
相对滑动产生的热量Q＝μmgΔx，
联立代入数据可得Q＝0.5J.
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