高三物理机械能单元测试

高三物理机械能单元测试题一、选择题：（40分1—7单选，8---10多选，选不全得2分，有错不得分）1．下列说法中正确的是().A．一个物体所受的合外力为零,它的机械能一定守恒B．一个物体所受的合外力恒定不变,它的机械能可能守恒C．一个物体作匀速直线运动,它的机械能一定守恒D．一个物体作匀加速直线运动,它的机械能一定守恒2．如图1所示,通过定滑轮悬拌两个质量为m1、m2的物体(m1m2),不计绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦,在m1向下运动一段距离的过程中,下列说法中正确的是().(A)m1势能的减少量等于m2动能的增加量(B)m1势能的减少量等于m2势能的增加量(C)m1机械能的减少量等于m2机械能的增加量(D)m1机械能的减少量大于m2机械能的增加量3．如图2所示的乙图，图象记录了单摆中摆球的动能、势能随摆球位置变化的关系，下列关于图象的说法正确的是（）A．a图线表示势能随位置的变化关系B．b图线表示机械能随位置的变化关系C．c图线表示动能随位置的变化关系D．图象表明摆球在势能和动能的相互转化过程中机械能总量保持不变4．如图3所示，竖直圆环内侧凹槽光滑，aod为其水平直径.两个相同的小球A和B（均可视为质点），从a点同时以相同速率v0开始向上和向下沿圆环凹槽运动，且运动中始终未脱离圆环，则A、B两球第一次（）Ａ．可能在c点相遇，相遇时两球的速率vA＜vB＜v0Ｂ．可能在b点相遇，相遇时两球的速率vA＞vB＞v0Ｃ．可能在d点相遇，相遇时两球的速率vA=vB=v0Ｄ．可能在c点相遇，相遇时两球的速率vA=vB＜v05．在有空气阻力的情况下，将一物体由地面竖直上抛，当它上升距离地面h1高度时，其动能与重力势能相等，当它下降至离地面高h2时，其动能又恰好与重力势能相等，已知抛出后上升的最大高度为Ｈ，则（）A．12Hh，22HhB．12Hh22HhC．12Hh22HhD．12Hh22Hh6．水平面上有一物体，受一水平方向的力的作用，由静止开始无摩擦地运动，经过路程S1，速度达到V，又经过路程S2，速度达到2V，则在S1和S2两段路程中该力所做功之比是()A．1:1B．1:2C．1:3D．1:47．如图所示，初速度为0的物体从D点出发沿DBA滑到A点时速度刚好为零。如果物体从D点以初速0′出发沿DCA滑到A点且速度也刚好为零。物体与各处的动摩擦因数相同，则：A．0′=0B．0′0C．0′0D．无法比较0′0的大小8．如图，A、B质量相等，它们与地面间的摩擦系数也相等，且FA=FB，如果A、B由静止开始运动相同的距离，那么：ABC动能势能变化摆球位置abc0ABC甲乙图2图3V2/2hAOV2/2hDOV2/2hCOhV2/2BOA．FA对A做的功与FB对B做的功相同；B．FA对A做功的平均功率大于FB对B做功的平均功率；C．到终点时物体A获得的动能大于物体B获得的动能；D．到终点时物体A获得的动能小于物体B获得的动能。9．如图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于平衡状态.现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到B点，第二次将物体先拉到C点，再回到B点．则这两次过程中()A.重力势能改变量相等B.弹簧的弹性势能改变量相等C.摩擦力对物体做的功相等D.弹簧弹力对物体做功相等10．将质量为2m的长木板静止的放在光滑的水平面上，如图甲所示。以质量为m的小铅块（可视为质点）以水平初速度v0由木板左端恰能滑至木板的右端与木板相对静止，铅块运动中所受的摩擦力始终不变。现在将木板分成长度与质量均相等的两段（1、2）后紧挨着仍放在此水平面上，让小铅块仍以相同的速度v0由木板的左端开始滑动，如图乙所示，则下列判断正确的是A．小铅块仍滑到木板2的右端保持相对静止B．小铅块滑过木板2的右端后飞离木板C．小铅块滑过木板2的右端前就与之保持相对静止D．乙过程产生的热量少于甲过程产生的热量.二、实验题（20分）11．用落体法验证机械能守恒定律的实验中，①运用公式212mvmgh对实验条件的要求是，为此，所选择的纸带第1、2点间的距离应接近。②若实验中所用重锤的质量m=1kg，打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤的的速度vB=____，重锤的动能Ek=______，从开始下落起至B点重锤的重力势能的减小量是_________，由此可得出的结论是______________________________________。(图中单位：mm，结果取两位有效数字)⑶根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，以22v为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图中的，就证明机械能是守恒的，图像的斜率代表的物理量是。（2）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。①下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；C．用天平测量出重锤的质量；D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。___________________________________________________________________________________________．②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为0s，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：_________．三、计算题60分12．有一个竖直放置的圆形轨道，半径为R，由左右两部分组成。如图所示，右半部分AEB是光滑的，左半部分BFA是粗糙的．现在最低点A给一个质量为m的小球一个水平向右的初速度，使小球沿轨道恰好运动到最高点B，小球在B点又能沿BFA轨道回到点A，到达A点时对轨道的压力为4mg．在求小球在A点的速度V0时，甲同学的解法是：由于小球恰好到达B点，故在B点小球的速度为零，mgRmv22120所以：gRV20在求小球由BFA回到A点的速度时，乙同学的解法是：由于回到A点时对轨道的压力为4mg故：RvmmgA24所以：gRVA2你同意甲、乙两位同学的解法吗？如果同意请说明理由；若不同意，请指出他们的错误之处，并求出结果.根据题中所描绘的物理过程，求小球由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功．13．如图7所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的，在最低点B与水平轨道BC相切，BC的长度是圆弧半径的10倍，整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落，恰好落入小车圆弧轨道滑动，然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出。已知物块到达AV0EBFR圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求：⑴物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍；⑵物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ。14.一质量为m的质点，系于长为R的轻绳的一端，绳的另一端固定在空间的O点，假定绳是不可伸长的、柔软且无弹性的。今把质点从O点的正上方离O点的距离为R98的O1点以水平的速度gRV430抛出，如图3-B-9所示。试求；（1）轻绳即将伸直时，绳与竖直方向的夹角为多少？（2）当质点到达O点的正下方时，绳对质点的拉力为多大？15．如图所示，挡板P固定在足够高的水平光滑桌面上，小物块A和B大小可忽略，它们分别带有+QA和+QB的电荷量，质量分别为mA和mB。两物块由绝缘的轻弹簧相连，一不可伸长的轻绳跨过滑轮，一端与B连接，另一端连接一轻质小钩。整个装置处于场强大小为E、方向水平向左的匀强电场中。A、B开始时静止，已知弹簧的劲度系数为k，不计一切摩擦及A、B间的库仑力，A、B所带电荷量保持不变，B不会碰到滑轮。重力加速度为g。(1)若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放，可使物块A恰好能离开挡板P，求物块C下落的最大距离；(2)若C的质量改为2M，则当A刚离开挡板P时，B的速度多大？ABCV0O1ROθ图3-B-9参考答案：1、B，2、C3、D，4、D。5、B，6、C。7、A，8、ABC、9、ABD、10、CD11、①在打第一个点时，重锤恰好由静止开始下落；2mm；②0.59m/s；0.17J；0.17J；减小的重力势能等于增加的动能，机械能守恒；③C○1BD错误，C是不必要。②4)(212fssa12解：不同意；（1分）甲同学在求V0时，认为小球在B点的速度为零，这是错误的，在B点VB有最小值。正确的解法是：RvmmgB2①（2分）20221212mvmvmgRB②（2分）联立①、②求解得：gRv50（2分）乙同学在计算中漏掉了重力，应为：RvmmgFAN2③（2分）将mgFN4代入解得：gRvA3（2分）设摩擦力做得功为fW，小球从B→F→A的过程中由动能定理可得：2221212BAfmvmvWmgR④（2分）解得：mgRWf故小球从B→F→A的过程中克服摩擦力做得功为mgRWf。（1分）⑴设物块开始下落处的位置距BC的竖直高度为h，圆弧轨道半径为R。由机械能守恒定律得：212mghmv在B点根据牛顿第二定律得：29vmgmgmR解得：h＝4R⑵物块滑到C点时与小车的共同速度为v1由动量守恒定律得：1(3)mvmmv对物块和小车应用动能定理得：2211110(3)22mgRmvmmv解得：μ＝0.3第一过程：质点做平抛运动。设绳即将伸直时，绳与竖直方向的夹角为，如图30所示，则sin0RtV，cos98212RRgt，其中gRV430联立解得gRt34,2。第二过程：绳绷直过程。绳棚直时，绳刚好水平，如图30所示.由于绳不可伸长，故绳绷直时，V0损失，质点仅有速度V⊥，且gRgtV34。第三过程：小球在竖直平面内做圆周运动。设质点到达O点正下方时，速度为V′，根据机械能守恒守律有：RmgmVmV22/2121设此时绳对质点的拉力为T，则RVmmgT2/，联立解得：mgT943。(1)A、B开始静止时，对B：QBE=kx1(2分)A恰能离开挡板，对A:QAE=kx2(2分)物块C下落的最大距离等于弹簧长度的改变长量，LC=x1+x2=(QA+QB)E/k(4分)(2)上一过程C减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能，及B增加的电势能，所以这两部分能量总值E‘=MgLC(4分)C质量改为2M时,则当A刚离开挡板P时，弹簧的弹性势能与B增加的电势能之和还是E，B、C速度相等。根据能量守恒：2MgLC=E’+(2M+m)v2/2(4分)V=[2Mg(QA+QB)E/k(2M+m)]1/2(3分