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《機械能及其守恒定律》單元測驗
本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。共100分考試用時90分鐘。
第Ⅰ卷(選擇題 共40分)
一、本題共10小題,每小題4分,共40分.在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分.
1.下列運動物體機械能一定不守恒的是 ( )
A.在平衡力作用下運動的物體 B.在光滑平面上運動的物體
C.在光滑曲面上勻速率滑下的物體 D.在只有重力作用下運
2、動的物體
圖1
2.圖1所示,光滑的水平面上,放著一輛小車,站在小車上的人拉系在墻壁上的水平繩子,使小車向右加速移動。則下列說法正確的是( )
A.墻壁的拉力對人做了負功
B.繩子的拉力對小車做了正功
C.人對小車的靜摩擦力對小車做了正功
D.小車對人的摩擦力對人做了負功
圖2
3.如圖2所示,以一定的初速度豎直向上拋出質(zhì)量為m的小球,它上升的最大高度為h,空氣阻力的大小恒為f。則從拋出點至回到原出發(fā)點的過程中,各力做功的情況正確的是( )
A.重力做的功為 B.空氣阻力做的功為
C.合力做的功為 D
3、.物體克服重力做的功為
4.如圖3所示,質(zhì)量為m的物體由靜止開始沿傾角為α、高為h的粗糙的斜面的頂端
圖3
下滑.則物體在加速下滑到底端的過程中,關(guān)于各力的功率,下列說法正確的是( )
A.重力對物體做功的功率小于物體克服阻力做功的功率.
B.重力在下滑中的平均功率大于在底端時的瞬時功率
C.重力在下滑中的平均功率為
D.物體滑到底端時的瞬時功率為
5.如圖4所示,板長為l,板的A端放一質(zhì)量為m的小物塊.
圖4
物塊與板間的動摩擦因數(shù)為μ.開始時板水平,在緩慢轉(zhuǎn)過一個角度θ的過程中,若物塊始終保持與板相對靜止,物塊受到的重力、彈力和摩擦力的作用,在這個過程
4、中各力做功的情況是( )
A.摩擦力所做的功為
B.彈力是不斷減小的變力,故無法計算其所做的功
C.板對物塊所做的功為,摩擦力所做的功為零
D.合力對物塊所做的功為零,彈力所做的功等于物塊克服重力所做的功
6.如圖5為抽水蓄能電站示意圖,利用它可以調(diào)劑電力供應。深夜用電低谷時,用過剩電能把低處蓄水池的水抽到高處的水庫內(nèi),用電高峰時,則通過放水發(fā)電以補充電能不足。若水庫面積為1.2×106m2,抽水機每天從深夜11時至清晨4時抽水使水庫水面增高1m,而抽水過程中水上升高度近似看成保持為10m不變,若抽水機工作效率為80%。放水發(fā)電時,被送往高處的水的機械能有70%轉(zhuǎn)化為電
5、能。則抽水機抽水總功率和水轉(zhuǎn)化為的電能分別為(假設(shè)低處蓄水池的水位保持不變,g=10m/s2,ρ水=103kg/m3) ( )
圖5
A.2.4×1010W,kJ B.6.7×106W,J
C.8.4×106J,W D.8.4×106W ,J
7.水平傳送帶勻速運動,速度大小為v,現(xiàn)將一小工件放到傳送帶上。設(shè)工件初速為零,當它在傳送帶上滑動一段距離后速度達到v而與傳送帶保持相對靜止。設(shè)工件質(zhì)量為m,它與傳送帶間的滑動摩擦系數(shù)為μ,則在工件相對傳送帶滑動的過程中,下列說法正確的是( )
圖6
A.只有一個摩擦力對工件做功,且為正功
6、
B.滑摩擦力對工件做的功為
C.工件相對于傳送帶滑動的路程大小為
D.外界對傳動裝置輸送的能量為
8.如圖6所示,小球原來緊壓在豎直放置的輕彈簧的上端,撤去外力后彈簧
將小球豎直彈離彈簧,在這個彈離的過程中 ( )
A.小球的動能和重力勢能發(fā)生了變化,但機械能保持不變
B.小球增加的動能和重力勢能,等于彈簧減少的彈性勢能
C.小球克服重力所做的功有可能小于彈簧彈力所做的功
D.小球的最大動能小于彈簧的最大彈性勢能
9.質(zhì)量為kg的物體做自由落體運動,取m/s2,下列說法正確的是 ( )
7、圖7
A.物體重力在開始2s內(nèi)所做的功為1000W
B.重力在3 s時的瞬時功率為1500J
C.重力在3、4兩秒內(nèi)的平均功率為1500W
D.物體重力勢能在5、6兩秒內(nèi)的變化為5000J
10.如圖7所示, ,,與桌面動摩擦因數(shù),
與地面間的距離s=0.8m, 、原來靜止,關(guān)于兩者的運動情況,
下列說法正確的是( )
A.落到地面時的速度為1.79m/s B.落到地面時的速度為0.8m/s
C.落地后,在桌面上能繼續(xù)滑行的距離為0.16m
D.落地后,在桌面上能繼續(xù)滑行的距離為0.8m
第Ⅱ卷(非選擇題 共60分
8、)
二、本題共4小題,共20分.把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答.
11.(5分)爺孫二人同時開始上樓,當爺爺?shù)搅巳龢菚r,孫兒到了五樓。假設(shè)每層樓的高度相同,爺孫的體重分別為與,則爺孫二人在上樓中,克服重力做功的功率之比為_________ ;若兩人克服重力做功的功率相同,當爺爺從一樓到了五樓的時間內(nèi),孫兒則從一樓上到___________樓。
12.(5分)如圖8所示, 質(zhì)量為的鋼珠從高出地面處由靜止自由圖8
下落,落到地面進入沙坑停止。則鋼珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的 倍;讓鋼珠進入沙坑,則鋼珠處的動能應為 。
13.(5分)在做“驗證機械能守恒定律”
9、的實驗時,請從以下列出的步驟
中將合理的步驟選出來,并按合理的順序把它們的字母代號依次填在橫線上_________.
(A)用毫米刻度尺測量起點與各計數(shù)點間的距離,并記錄數(shù)據(jù)
(B)將紙帶固定在重錘上
(C)用天平測出重錘的質(zhì)量
(D)將紙帶穿過打點計時器,并將重錘提高使之靠近打點計時器
(E)把打點計時器接在直流低壓電源上
(H)合上開關(guān),接通電源,放開紙帶
(I)拆除并整理儀器
(J)把打點計時器接在交流低壓電源上
(K)切斷電源、更換紙帶,重新進行兩次實驗
(L)在三條紙帶中選出第一、第二兩點間的間距最接近
10、2mm且點跡清晰的一條紙帶
(M)根據(jù)測量數(shù)據(jù)進行計算,得出結(jié)論
單位:mm
圖9
14.(5分)在《驗證機械能守恒定律》的實驗中,電源頻率是50Hz。某同學選擇了一條理想紙帶,各記數(shù)點到點的距離已記錄在各記數(shù)點下,如圖9所示。 點是打的第一個點,1、2、3間都還有3個計時點。請由紙帶求出重物下落中由到2的過程中,動能增加了_________ J; 重力勢能減少多少__________ J;由這些結(jié)果可得出___________________結(jié)論。計算中g(shù)取9.8m/s2。
三、本題共4小題,滿分40分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能
11、得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
15.(8分)一輛汽車質(zhì)量為,從靜止開始起動,沿水平面前進了米后,就達到了最大行駛速度,設(shè)汽車的牽引功率保持不變,所受阻力為車重的倍。求:(1)汽車的牽引力功率。
(2)汽車從靜止到開始勻速運動所需的時間(提示:汽車以額定功率起動后的運動不是勻加速運動。
16.(8分)木塊質(zhì)量為,以初速度沿傾角為的粗糙的斜面底端向上滑行,上滑的最大距離為,求木塊再滑到原出發(fā)點的速度大小。
17.(12分)如圖10所示,讓小球從圖5中的位置由靜止開始下擺,正好擺到最低點時擺線被拉斷,設(shè)擺線長m,懸點到地面的高
12、度為m,不計空氣阻力,求擺球落地時的速度。
圖10
圖11
18.(12分)如圖11所示,半徑為的半圓光滑軌道固定在水平地面上。、點在同一豎直直線上。質(zhì)量為的小球以某一速度從點運動到點進入軌道,小球與水平地面間的動摩擦因數(shù)為。它經(jīng)過最高點飛出后又能落回到點,=2。求小球在點時的速度的大小。
參考答案
1.ABD 2.CD 3.B 4.D 5.CD 6.D 7.ABC 8.BD 9.CD 10.BC
20081126
11.;13。
12.11; 。
13.JBDHK
13、LAMI
14.2.75m;2.71m;在實驗誤差允許的范圍內(nèi),可得出物體下落中機械能是守恒的。
15.解析:⑴根據(jù),而勻速運動時有,得。
⑵根據(jù)功能關(guān)系,牽引力做的功用來增加了汽車的動能和克服阻力做了功,即,解之得時間mg 。
圖12
16.解法1:應用動能定理求解。上滑過程中,木塊的受力情況如圖12所示,重力和滑動摩擦力對木塊做負功,由動能定理得,對于全過程,由于只有滑動摩擦力做功,由動能定理得。
兩式聯(lián)立得所求速度為。
解法2:應用功能原理求解,即重力以外的力對物體所做的功,等于物體機械能的改變。由上滑過程中,滑動摩擦力為,機械能的改變?yōu)椋鶕?jù)倆兩者相等有。
而在下滑
14、過程中,滑動摩擦力仍為,機械能的改變?yōu)?,根?jù)倆兩者相等有。兩式聯(lián)立得。
解法3,應用牛頓運動定律加運動學公式求解。結(jié)合受力分析,上滑中,根據(jù)牛頓第二定律有,,由速度位移關(guān)系式得。
下滑中,根據(jù)牛頓第二定律有,,由速度位移關(guān)系式得。
以上四式聯(lián)立得。
17.解析:由于運動過程中只有重力做功,故小球機械能守恒。顯然,取擺球為研究對象,研究的過程是小球從點經(jīng)點到落地點的整個運動。確定開始時的和落地時的這兩個位置,地面為參考平面。
對位置,動能;重力勢能,其中為擺球的初始高度,總的機械能。
對位置,動能,其中為落地速度,重力勢能,故此位置的機械能。由于,即,由數(shù)學知識得,解之得。
18.解析:在平拋中,有,, 綜合得。在做圓周運動的過程中,由機械能守恒得,解之得。對CA間的運動,由動能定理得,得所求速度。
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