江苏省常州市田家炳高级中学下册机械能守恒定律单元测试卷(含答案解析)
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江苏省常州市田家炳高级中学物理第十二章电能能量守恒定律精选测试卷专题练习一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优(难)1.可将光能转换为电能的硅光电池已经得到了广泛的应用.某同学利用如图甲所示的器材探究在一定光照强度下硅光电池的路端电压U与总电流I的关系.电表视为理想电表.(1)在图甲中实物图上用笔画线代替导线进行连接___________;(2)用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I图象如图乙所示,由此可知在该光照强度下,硅光电池内阻________(填“是”或“不是”)常数,短路电流为________mA,电动势为________V.(结果保留三位有效数字)(3)若将R=10kΩ的电阻接在该硅光电池两极上,用同样强度的光照射该硅光电池,则该电阻消耗的功率为________ W,此时该硅光电池的内阻为________ kΩ.(结果保留两位有效数字)【答案】不是0.295(0.293~0.297)2.68(2.66~2.69)3.0×10-4(2.9×10-4~3.1×10-4) 5.4(4.9~5.6)【解析】【详解】(1)[1]本实验中测量电源的电动势和内电阻,故采用限流接法,而电流表采用相对电源的外接法;连接实物电路图,如图所示.(2)[2][3][4]因图象的斜率是变化的,所以电池的内阻不是定值;在硅光电池的U-I图象,图象与横轴的交点表示短路电流,由图可知,短路电流为295μA=0.295mA;当I=0,U=E,图线斜率的绝对值表示内阻.由图线a可知E=2.68V;(3)[5][6]在图乙中作出电阻的伏安特性曲线如图所示,与电源的伏安特性曲线的交点表示电压和电流,由图可知,I =175μA ,U =1.7V ;故电源的输出功率P =UI =1.7×175×10-6=3.0×10-4W ;根据闭合电路欧姆定律可得:362.68 1.75.610 5.617510E U r k I ---===⨯Ω=Ω⨯2.(1)下列给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法,其中既能减小偶然误差又直观、简便的是_____A .测出两组I 、U 的数据,代入方程组E=U 1+I 1r 和E=U 2+I 2rB .多测几组I 、U 的数据,求出几组E 、r ,最后分别求出其平均值C .测出多组I 、U 的数据,画出U-I 图像,在根据图像求E 、rD .多测几组I 、U 的数据,分别求出I 和U 的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即 为电动势E ,再利用闭合电路欧姆定律求出内电阻r(2)(多选)用如图甲所示的电路测定电池的电动势和内阻,根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I 图像,由图像可知_______A .电池的电动势为1.40VB .电池内阻值为3.50ΩC .外电路短路时的电流为0.40AD .当电压表示数为1.20V 时,电路电流为0.2A(3)如上(2)中甲图所示,闭合电键前,应使变阻器滑片处在________(填“左”或“右”)端位置上.(4).(多选)为了测出电源的电动势和内阻,除待测电源和开关、导线以外,配合下列哪组仪器,才能达到实验目的_______A .一个电流表和一个电阻箱B .一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C .一个电压表和一个电阻箱D .一个电流表和一个滑动变阻器 【答案】C ; AD ; 左; ABC 【解析】(1) A 项中根据两组测量数据可以算出一组E 、r 值,但不能减少偶然误差;B 项中可行,但不符合题目中“直观、简便”的要求,D 选项的做法是错误的,故符合要求的选项为C . (2) A 项:由图示图象可知,电源U-I 图象与纵轴交点坐标值为1.40,则电源的电动势测量值为1.40V ,故A 正确;B 项:电源内阻等于图象斜率的大小,为1Ur I∆==Ω∆,故B 错误; C 项:由图示图象可知,路端电压为1.00V 时,电路电流为0.4A ,可知外电路发生短路时的电流为=1.4EI A r=短,故C 错误; D 项:当电压表示数为1.20V 时,0.20E UI A r='-=,故D 正确; (3)为了保护用电器,在闭合开关前滑动变阻器应调到最大电阻处,即应使变阻器滑片处在左端位置;(4) 测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律E=U+Ir ,可以一个电压表、一个电流表分别测量路端电压和电流,用滑动变阻器调节外电阻,改变路端电压和电流,实现多次测量.也可以用电流表和电阻箱组合,可代替电流表和电压表,或用电压表和电阻箱组合,代替电压表和电流表,同样能测量电源的电动势和内阻,故ABC 正确. 点晴:由图象的纵坐标可知电源的电动势,由纵坐标的交点可知路端电压为1V 时的电流,由闭合电路欧姆定律可得出内电阻;测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律,实验的电路有三种,分别是伏安法、伏阻法和安阻法.3.(1)如图所示为某多用电表内部简化电路图,作电流表使用时,选择开关S 应接________(选填“1”“2”“3”“4”或“5”)量程较大.(2)某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3 V 的电压表内阻(如图乙),主要步骤如下:① 把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上;②把两表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻零刻度处;③把红表笔与待测电压表________(选填“正”或“负”)接线柱相接,黑表笔与另一接线柱相连,发现这时指针偏转角度很小;④换用________(选填“×10”或“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量,发现这时指针偏转适中,记下电阻数值;⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔,把多用电表放回桌上原处,实验完毕.(3)实验中(如图丙)某同学读出欧姆表的读数为_________Ω,这时电压表读数为___________V.(4)请你计算欧姆表内部电源电动势为________V.(保留两位有效数字)【答案】1 负 ×1k 4.0×104 2.20 3.0【解析】(1)当做电流表使用时,电阻应和表头并联分流,故连接1和2时为电流表,根据欧姆定律可知并联支路的电压相等,并联支路的电阻越大,分流越小,故当接1时量程最大;(2)③根据“红进黑出”原理,即电流从红表笔流进可知红表笔接电压表的负极;④欧姆表在测量电阻时指针从无穷大处开始偏转,故欧姆表指针偏转很小,说明被测电阻大,档位应提升一级,即换×1k的测量;(3)欧姆表的读数为440.01000 4.010VR=⨯=⨯Ω;电压表分度值为0.1V,故读数为2.20V;(4)根据(3)采用的档位可知中值电阻即欧姆表内阻为41.510r=⨯Ω,根据闭合回路欧姆定律可得4.02.24.0 1.5VVRE ER r==++,解得3.0VE≈.4.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差,实验电路如图1所示.(1)现有电流表(0-0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:A.电压表(0~15V) B.电压表(0~3V)C.滑动变阻器(0~50Ω) D.滑动变阻器(0~500Q)实验中电压表应选用________;滑动变阻器应选用________.(选填相应器材前的字母)(2)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上,请标出余下的一组数据的对应点,并画出U-I图线________.序号123456电压U(V) 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10电流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480(3)根据(2)中所画图线可得出干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.(4)实验中随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化,图3各示意图中正确反映P-U关系的是________.【答案】(1)B C (2)如图(3) 1.50 (1.49~1.51) 0.83 (0.81~0.85) (4)C【解析】 【分析】 【详解】(1)[1][2].一节干电池电动势约为1.5V ,则电压表应选B ,为方便实验操作,滑动变阻器应选C ;(2)[3].根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出电源的U-I 图象如图所示:(3)[4][5].由得出的电源U-I 图象可知,图象与纵轴交点坐标值是1.50,则电源电动势E =1.50V ,电源内阻:1.5 1.00.830.6U r I ∆-==Ω≈Ω∆; (4)[6].电压表测量路端电压,其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大;而当内阻和外阻相等时,输出功率最大;此时输出电压为电动势的一半.外电路断开时,路端电压等于电源的电动势,此时输出功率为零;故符合条件的图象应为C .5.在“测定电源电动势和内阻”的实验中,某同学在实验室找出了下列器材: A .电流表G (满偏电流10mA ,内阻r g =10Ω) B .电流表A (0~0.6A ,内阻不计) C .滑动变阻器R 0(0~100Ω,1A ) D .定值电阻R (阻值990Ω) E.开关与导线若干 F.待测电源(E 、r 未知)(1)由于未找到合适量程的电压表,该同学利用电表改装知识,将电流表G 与定值电阻R ________(填“并”或“串”)联改装成的电压表量程的最大值为________V 。
高中物理学习材料唐玲收集整理《机械能守恒定律》单元测试题(含答案解析)一、选择题(本大题10小题,每小题5分,共50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,有的小题有两个选项正确。
全部选对的得5分,选不全的得3分,有错选或不答的得0分。
)1.某班同学从山脚下某一水平线上同时开始沿不同路线爬山,最后所有同学都陆续到达山顶上的平台。
则下列结论正确的是A.体重相等的同学,克服重力做的功一定相等B.体重相同的同学,若爬山路径不同,重力对它们做的功不相等C.最后到达山顶的同学,克服重力做功的平均功率最小D.先到达山顶的同学,克服重力做功的平均功率最大2.某同学在一高台上,以相同的速率分别把三个球竖直向下、竖直向上、水平抛出,不计空气阻力,则A.三个小球落地时,重力的瞬时功率相等B.从抛出到落地的过程中,重力对它们做功的平均功率相等C.从抛出到落地的过程中,重力对它们做功相等D.三个小球落地时速度相同3.质量为m的汽车在平直公路上以恒定功率P从静止开始运动,若运动中所受阻力恒定,大小为f。
则A.汽车先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动B.汽车先做加速度减小的加速直线运动,后做匀速直线运动C.汽车做匀速运动时的速度大小为D.汽车匀加速运动时,发动机牵引力大小等于f4.下列说法正确的是A.物体机械能守恒时,一定只受重力和弹力的作用B.物体做匀速直线运动时机械能一定守恒C.物体除受重力和弹力外,还受到其它力作用,物体系统的机械能可能守恒D.物体的动能和重力势能之和增大,必定有重力以外的其它力对物体做功5.小朋友从游乐场的滑梯顶端由静止开始下滑,从倾斜轨道滑下后,又沿水平轨道滑动了一段距离才停了下来,则A.下滑过程中滑梯的支持力对小朋不做功B.下滑过程中小朋友的重力做正功,它的重力势能增加C.整个运动过程中小朋友、地球系统的机械能守恒D.在倾斜轨道滑动过程中摩擦力对小朋友做负功,他的机械能减少6.质量为m的滑块,以初速度v o沿光滑斜面向上滑行,不计空气阻力。
施加等大反向的 水平恒力F 和F ,从两物体开始运动以后的整个过程中,对0、m 和弹簧组成的机械能守恒定律测试题一、选择题(每题 4分,共40分) 1 •下列说法正确的是()A •如果物体(或系统)所受到的合外力为零,则机械能一定守恒 B. 如果合外力对物体(或系统)做功为零,则机械能一定守恒C. 物体沿固定光滑曲面自由下滑过程中,不计空气阻力,机械能一定守恒D. 做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒2 •如图所示,木板 OA 水平放置,长为 L ,在A 处放置一个质量为 m 的物体,现绕 0点缓 慢抬高到 A 端,直到当木板转到与水平面成 角时停止转动.这时物体受到一个微小的干扰便开始缓慢匀速下滑,物体又回到 0点,在整个过程中()A •支持力对物体做的总功为 mgLsi n aB. 摩擦力对物体做的总功为零C. 木板对物体做的总功为零D. 木板对物体做的总功为正功3、设一卫星在离地面高 h 处绕地球做匀速圆周运动,其动能为 E K1,重力势能为E P1。
与该卫星等质量的另 一卫星在离地面高 2h 处绕地球做匀速圆周运动,其动能为 是( )6•如图所示,一轻弹簧左端固定在长木板 mi 、m 2及 m 2与地面之间接触面光滑,m 2的左端,右端与小木块 m i 连接,且开始时 mi 和m 2均静止,现同时对 m i 、A. E KI > E K2E piP2C. EKIE pi E K2 E P2EK1E pi V E K2 E P24 •质量为m 的物体, 由静止开始下落,由于空气阻力,下落的加速度为4g ,在物体下落h 的过程中,下5列说法正确的是 A .物体动能增加了(4 mgh B .物体的机械能减少了 4 mgh C .物体克服阻力所做的功为1 -mgh 长度为L , D .物体的重力势能减少了 mgh 5 •如图所示,木板质量为 M , 轮分别与 M 和m 连接,小木块与木板间的动摩擦因数为 将m 拉至右端,拉力至少做功为 ( 小木块的质量为 m ,水平地面光滑,一根不计质量的轻绳通过定滑 卩•开始时木块静止在木板左端,现用水平向右的力 ) A . mgL B .2 mgL C.mgL2 D . (M m)gL ■ n卜—i1FE K 2,重力势能为 E p2。
《第七章机械能守恒定律》试卷(答案在后面)一、单项选择题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)1、关于机械能守恒定律,以下说法中正确的是:A. 物体沿斜面匀速下滑时,机械能不守恒。
B. 仅受重力作用的物体,机械能一定守恒。
C. 物体沿光滑斜面下滑,除了重力外不受其他力作用时,机械能守恒。
D. 物体在空中自由下落,除了重力外,还受空气阻力作用,机械能仍守恒。
2、一个物体沿粗糙斜面下滑,其机械能守恒的程度主要取决于:A. 斜面的倾斜角度。
B. 物体的质量。
C. 斜面材料的摩擦系数。
D. 物体沿斜面下滑的距离。
3、一个物体从高度h自由下落到地面,不考虑空气阻力。
在下落过程中,物体的机械能守恒。
下列关于物体机械能的描述中,正确的是:A、物体在任意位置时,其动能小于势能。
B、物体在落地时,其势能为零,动能为最大值。
C、物体在落地前瞬间,其机械能等于开始下落时的机械能。
D、物体在上升过程中,其机械能大于下落过程中。
4、一个小球从地面以初速度v0竖直向上抛出,达到最高点时速度为零,不计空气阻力。
关于小球在整个运动过程中的机械能变化,以下说法正确的是:A、小球的机械能在整个运动过程中不变。
B、小球的机械能在上升过程中增加,在下降过程中减少。
C、小球的机械能在上升过程中减少,在下降过程中增加。
D、小球在最高点的机械能大于其在抛出点或地面上的机械能。
5、一物体在水平面上做匀速直线运动,以下哪个选项正确描述了物体的动能和势能?A、动能和势能都在增加B、动能不变,势能减少C、动能减少,势能不变D、动能和势能都不变6、一个物体从静止开始沿斜面下滑,不计摩擦和空气阻力。
下列哪个选项描述了物体在下滑过程中机械能的变化情况?A、动能增加,势能减少B、动能减少,势能增加C、动能和势能同时增加D、动能和势能同时减少7、质量为m的物体在粗糙水平面上滑行,受到摩擦力的作用,沿直线滑行了距离s后速度减小为零。
假设物体只受到摩擦力的作用,则下列哪个选项描述了摩擦力对该物体做的功?A.正值,因为摩擦力的方向与物体运动方向一致。
一、第八章机械能守恒定律易错题培优(难)1. 如图,滑块a、b的质量均为m.a套在固泄竖宜杆上,与光滑水平地面相距,b放在地面上.a、b通过较链用刚性轻杆连接,由静止开始运动,不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为,则A. a减少的重力势能等于b增加的动能B. 轻杆对b—直做正功,b的速度一直增大C. 当a运动到与竖直墙而夹角为8时,a、b的瞬时速度之比为tan6D. a落地前,当a的机械能最小时,b对地而的压力大小为mg【答案】CD【解析】【分析】【详解】ab构成的系统机械能守恒,a减少的重力势能大于b增加的动能.当a落到地而时,b的速度为零,故b先加速后减速.轻杆对b先做正功,后做负功.由于沿杆方向的速度大小相等,则cos 0 = v b sin 0故—=tan 0v b当a的机械能最小时,b动能最大,此时杆对b作用力为零,故b对地而的压力大小为mg.综上分析,CD正确,AB错误;故选CD.2. 在一水平向右匀速传输的传送带的左端A点,每隔7■的时间,轻放上一个相同的工件,已知工件与传送带间动摩擦因素为,工件质量均为”经测量,发现后而那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离为x,下列判断正确的有B. 传送带的速度为2強加C. 每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为如炳gxD .在一段较长的时间r 内,传送带因为传送工件而将多消耗的能量为巴二T-【答案】AD【解析】【分析】【详解】A. 工件在传送带上先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,每个工件滑上传送带后Y运动的规律相同,可知XM 解得传送带的速度尸〒.故A 正确:B. 设每个工件匀加速运动的位移为x,根据牛顿第二泄律得,工件的加速度为“g,则传送 带的速度V = j2“gX,根据题目条件无法得出s 与x 的关系.故B 错误:C. 工件与传送带相对滑动的路程为Ax = v ——_ ----------- =则摩擦产生的热量为Q=pmgA x= ------ -2厂 故c 错误:D. 根据能量守恒得,传送带因传送一个工件多消耗的能量在时间r 内,传送工件的个数£・ fj则多消耗的能量 故D 正确。
江苏省常州市田家炳高级中学2024年高三下学期月考二物理试题注意事项1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。
第一部分必须用2B 铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3.考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示,某生产厂家为了测定该厂所生产的玩具车的性能,将两个完全相同的玩具车A、B并排放在两平行且水平的轨道上,分别通过挂钩连接另一个与玩具车等质量的货车(无牵引力),控制两车以相同的速度v0做匀速直线运动。
某时刻,通过控制器使两车的挂钩断开,玩具车A保持原来的牵引力不变,玩具车B保持原来的输出功率不变,当玩具车A的速度为2v0时,玩具车B的速度为1.5v0,运动过程中受到的阻力仅与质量成正比,与速度无关,则正确的是()A.在这段时间内两车的位移之比为6∶5B.玩具车A的功率变为原来的4倍C.两车克服阻力做功的比值为12∶11D.两车牵引力做功的比值为3∶12、氢原子的能级图如图所示,已知可见光的光子能量范围是1.63eV~3.10eV。
则大量氢原子从高能级向低能级跃迁时可产生不同能量的可见光光子的种类有()A.1种B.2种C.3种D.4种3、双星系统中两个星球A、B 的质量都是m,相距L,它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。
实际观测该系统的周期T 要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0,且1()=<Tk kT,于是有一人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C 的影响,并认为 C 位于A、B 的连线正中间,相对A、B静止,则A、B 组成的双星系统周期理论值T0及C 的质量分别为()A .222L Gm π,214k m k +B .322L Gmπ,214k m k - C .322Gm L π,214k m k+ D .322L Gm π,2214k m k - 4、北斗三号导航卫星系统由三种不同轨道的卫星组成,即24颗MEO 卫星(地球中圆轨道卫星,轨道形状为圆形,轨道半径在3万公里与1000公里之间),3颗GEO 卫星(地球静止轨道卫星)和3颗IGSO 卫星(倾斜地球同步轨道卫星)。
图3 图4 机械能守恒定律 单元测试一、选择题(10×4分=48分,本大题中每个小题中有一个或多个选项正确) 1、下列关于做功的说法中正确的是( )A.物体没有做功,则物体就没有能量B.重力对物体做功,物体的重力势能一定减少C.滑动摩擦力只能做负功D.重力对物体做功,物体的重力势能可能增加2.如图1所示,一物体以一定的速度沿水平面由A 点滑到B 点,摩擦力做功W 1;若该物体从A ′沿两斜面滑到B ′,摩擦力做的总功为W 2,已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同,则( )A .W 1=W 2B .W 1>W 2C .W 1<W 2D .不能确定W 1、W 2大小关系3.如图2,分别用力F 1、F 2、F 3将质量为m 的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端,在此过程中,F 1、F 2、F 3做功的功率大小关系是( )图2A .P 1=P 2=P 3B .P 1>P 2=P 3C .P 3>P 2>P1 D .P 1>P 2>P 34.一质量为m 的小球,用长为l 的轻绳悬挂O 点,小球在水平拉力F 作用下,从平衡位置P 点很缓慢地移动到Q 点,如图3所示,则力F 所做的功为 ( ) A .mg l cos θ B .mg l (1-cos θ) C .F l sin θD .F l θ5.质量为m 的汽车,其发动机额定功率为P .当它开上一个倾角为θ的斜坡时,受到的摩擦阻力为车重力的k 倍,则车的最大速度为 ( )6.一物体静止在升降机的地板上,在升降机匀加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于 ( )A.物体克服重力所做的功 B.物体动能的增加量C.物体动能增加量与重力势能增加量之和D.物体动能增加量与重力势能增加量之差7.如图5所示,人站在电动扶梯的水平台阶上,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 ( )图1A.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.沿斜面向上,对人作正功.8.在离地面高为A 处竖直上抛一质量为m 的物块,抛出时的速度为v 0,当它落到地面时速度为V ,用g 表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于 ( )A .mgh 21-mV 221-mv 02 B .21-mV 221-mv 02-mghC .mgh+21mv 0221-mV 2D .mgh+21mV 221-mv 029.质量为m 的物体,从静止开始以2g 的加速度竖直向下运动的位移为h ,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是 ( )A .物体的重力势能减少mgh B .物体的重力势能减少2mgh C .物体的动能增加2mgh D .物体的机械能保持不变10.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。
高中物理必修二《机械能守恒定律》单元测试题(基础题)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)1.关于功的下列几种说法中,正确的是()A.人托着一个物体沿水平方向匀速前进,人没有对物体做功B.人托着一个物体沿水平方向加速前进,人对物体做了功C.力和位移都是矢量,功也一定是矢量D.因为功有正功和负功的区别,所以功是矢量2.下列关于重力势能的说法,正确的是()A.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功B.在地平面下方的物体,它具有的重力势能一定小于零C.重力势能减少,重力一定对物体做正功D.重力势能增加,重力一定对物体做正功3.如图1所示,电动小车沿斜面从A点匀速运动到B点,在运动过程中() A.动能减小,重力势能增加,总机械能不变B.动能增加,重力势能减少,总机械能不变C.动能不变,重力势能增加,总机械能不变D.动能不变,重力势能增加,总机械能增加4.把一个物体从粗糙斜面的底端匀加速拉到斜面顶端的过程中,下列说法不正确的是()A.拉力与摩擦力做功的代数和等于物体动能的增量B.拉力、摩擦力和重力做功的代数和等于物体动能的增量C.拉力、摩擦力、重力和支持力的合力做的功等于物体动能的增量D.物体所受外力的合力做的功等于物体动能的增量5.质量为m的物体由固定在地面上的斜面顶端匀速滑到斜面底端,斜面倾角为θ,物体下滑速度为v,如图所示,以下说法中正确的是() A.重力对物体做功的功率为mg v sin θB.重力对物体做功的功率为mg vC.物体克服摩擦力做功的功率为mg v sin θD.物体克服摩擦力做功的功率为mg v6.如图所示,木块m放在光滑的水平面上,一颗子弹水平射入木块中,子弹受到的平均阻力为F f,射入深度为d,此过程中木块移动了l,则() A.子弹损失的动能为F f lB.木块增加的动能为F f(l+d)C.子弹动能的减少等于木块动能的增加D.子弹、木块组成的系统损失的机械能为F f d7.如图所示,小球自a点由静止自由下落,到b点时与弹簧接触,到c点时弹簧被压缩至最短.若不计弹簧的质量和空气阻力,在小球由a→b→c的运动过程中()A.小球在b点时的动能最大B.小球的重力势能随时间均匀减小C.小球从b到c运动过程中,动能先增大后减小,弹簧弹性势能一直增大D.到达c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量8.如图所示,图象表示作用在某物体上的合外力跟时间变化的关系,若物体开始时是静止的,那么()A.从t=0开始,5 s内物体的动能变化量为零B.在前5 s内只有第1 s末物体的动能最大C.在前5 s内只有第5 s末物体的速率最大D.前3 s内合外力对物体做的功为零9.如图所示,在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索,用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使其由水面开始加速上升到某一高度.若考虑空气阻力而不考虑空气浮力,则在此过程中,以下说法正确的有()A.力F所做功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量B.木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量C.力F、重力、阻力三者合力所做的功等于木箱动能的增量D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量10.一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时起,第1秒内受到2 N 的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1 N的外力作用.下列判断正确的是()A.0~2 s内外力的平均功率是94WB.第2秒内外力所做的功是54JC.第2秒末外力的瞬时功率最大D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是4 5二、实验题(本题共2小题,共14分)11.(6分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02 s打一点,当地的重力加速度为g=9.80 m/s2.那么:(1)纸带的________端(填“左”或“右”)与重物相连;(2)根据图中所得数据,应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律;(3)从O点到(2)问中所取的点,重物重力势能的减少量ΔE p=________J,动能增加量ΔE k=________J.(结果保留3位有效数字)12.(8分)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:A.摆好实验装置如图所示.B.将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车.C.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.D.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:①第一个点到第N个点的距离为40.0 cm.②打下第N点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,算出:拉力对小车做的功为________ J,小车动能的增量为________ J.(2)此次实验探究结果,他没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”,且误差很大.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他分析一下,造成较大误差的主要原因是:_________________________________________________________________________________________________________________.三、计算题(本题共4小题,共46分)13.(10分)一辆汽车在平直高速公路上行驶,已知该车发动机的额定功率为110 kW,若汽车以额定功率启动,在运动中所受的阻力为1 900 N,求该车行驶的最大速度.14.(10分)如图所示,质量为m的自行车特技运动员从B点由静止出发,经BC 圆弧,从C点竖直冲出,完成空翻,完成空翻的时间为t.由B到C的过程中,克服摩擦力做功为W.空气阻力忽略不计,重力加速度为g,试求:自行车运动员从B到C至少做多少功?15.(12分)如图所示,质量为M=0.2 kg 的木块放在水平台面上,水平台面比水平地面高出h=0.20 m,木块距水平台面的右端L=1.7 m.质量为m=0.10M的子弹以v0=180 m/s的速度水平射向木块,当子弹以v=90 m/s的速度水平射出时,木块的速度为v1=9 m/s(此过程作用时间极短,可认为木块的位移为零).若木块落到水平地面时的落地点到水平台面右端的水平距离为l=1.6 m,求:(g取10 m/s2)(1)木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的功W2;(2)木块与水平台面间的动摩擦因数μ.16.(14分)如图所示,一小物块(可视为质点)从竖直平面上14圆弧轨道顶点A由静止开始下滑,滑出圆轨道最低点B后恰好做平抛运动,而后落在水平地面上的D点,已知小物块质量m=0.1 kg,圆弧轨道半径R=1 m,BC高度h=1.8 m,CD=2.4 m,g取10 m/s2,问:(1)在轨道AB上,小物块克服摩擦力做了多少功?(2)飞离B点前的瞬间,小物块对轨道的压力多大?高中物理必修二《机械能守恒定律》单元测试题(基础题)参考答案一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)1.AB2.C3.D4.A5.AC6.D7.CD8.D9.BCD10.AD二、实验题(本题共2小题,共14分)11.(1)左(2)B(3)1.88 1.8712.(1)②0.1960.100(2)a.小车质量没有远大于钩码质量;b.没有平衡摩擦力;c.操作D错误,应先接通电源,使电磁打点计时器工作稳定后再释放小车三、计算题(本题共4小题,共46分)13.208 km/h14.W+18mg2t215.(1)-243 J8.1 J(2)0.50 16.(1)0.2 J(2)2.6 N。
江苏省常州市田家炳高级中学高中物理-动量守恒定律测试题一、动量守恒定律 选择题1.如图所示,一轻杆两端分别固定a 、b 两个半径相等的光滑金属球,a 球质量大于b 球质量.整个装置放在光滑的水平面上,将此装置从图示位置由静止释放,则( )A .在b 球落地前瞬间,a 球的速度方向向右B .在b 球落地前瞬间,a 球的速度方向向左C .在b 球落地前的整个过程中,轻杆对b 球的冲量为零D .在b 球落地前的整个过程中,轻杆对b 球做的功为零2.如图所示,用长为L 的细线悬挂一质量为M 的小木块,木块处于静止状态.一质量为m 、速度为v 0的子弹自左向右水平射穿木块后,速度变为v .已知重力加速度为g ,则A .子弹刚穿出木块时,木块的速度为0()m v v M - B .子弹穿过木块的过程中,子弹与木块组成的系统机械能守恒C .子弹穿过木块的过程中,子弹与木块组成的系统动量守恒D .木块上升的最大高度为2202mv mv Mg- 3.如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为99m 、200m 的两物块A 、B 相连接,并静止在光滑的水平面上,一颗质量为m 的子弹C 以速度v 0射入物块A 并留在A 中,以此刻为计时起点,两物块A (含子弹C )、B 的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得( )A .子弹C 射入物块A 的速度v 0为600m/sB .在t 1、t 3时刻,弹簧具有的弹性势能相同,且弹簧处于压缩状态C .当物块A (含子弹C )的速度为零时,物块B 的速度为3m/sD .在t 2时刻弹簧处于自然长度4.平静水面上停着一只小船,船头站立着一个人,船的质量是人的质量的8倍.从某时刻起,人向船尾走去,走到船中部时他突然停止走动.不计水对船的阻力,下列说法正确的是( )A .人在船上走动过程中,人的动能是船的动能的8倍B .人在船上走动过程中,人的位移是船的位移的9倍C .人走动时,它相对水面的速度大于小船相对水面的速度D .人突然停止走动后,船由于惯性还会继续运动一小段时间5.如图所示,质量为M 、带有半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道的滑块静置于光滑水平地面上,且圆弧轨道底端与水平面平滑连接,O 为圆心。
2022年江苏省常州市田家炳实验中学分校高三物理模拟试卷含解析一、选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意1. (单选)某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如图所示的物理模型.一个小朋友在AB段的动摩擦因数μ1<tanθ,BC段的动摩擦因数为μ2>tanθ,他从A点开始下滑,滑到C点恰好静止,整个过程中滑梯保持静止状态.则该小朋友从斜面顶端A点滑到底端C点的过程中()友在BC段做匀减速直线运动时,地面对滑梯的摩擦力方向水平向右.故A正确,B 错误.CD、以小朋友和滑梯整体为研究对象,小朋友在AB段做匀加速直线运动时,有竖直向下的分加速度,则由牛顿第二定律分析得知地面对滑梯的支持力F N小于小朋友和滑梯的总重力.同理,小朋友在BC段做匀减速直线运动时,地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力.故CD错误.故选:A.(A)跳伞运动员打开降落伞在竖直方向向下做匀速直线运动(B)悬点固定的单摆摆球获得一初速后在竖直平面内做圆周运动(C)摩天轮在竖直平面内匀速转动时,舱内的乘客做匀速圆周运动(D)带电小球仅在电场力作用下做加速运动参考答案:B3. 做圆周运动的两个物体M和N,它们所受的向心力F与轨道半径R之间的关系如图所示,其中图线N为双曲线的一个分支.则由图象可知A.物体M和N的线速度均保持不变B.在两图线的交点,M和N的动能相同C.在两图线的交点,M和N的向心加速度大小相同D.随着半径增大,M的线速度增大,N的角速度减小参考答案:BD4. (多选题)如图所示,长为L的轻杆的下端用铰链固接在水平地面上,上端固定一个质量为m的小球,轻杆处于竖直位置,同时与一个质量为M的长方体刚好接触。
由于微小扰动,杆向右侧倒下,当小球与长方体分离时,杆与水平面的夹角为30°,且杆对小球的作用力恰好为零,若不计一切摩擦。
则A.长方体与小球的质量比是4 :1B.分离时小球的速率为C.分离后长方体的速率为D.长方体对小球做功-mgL/4参考答案:AD5. (单选)如图所示电路中,电源电动势为E、内阻为r,电阻R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,A、B为电容器的两个极板。
一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,竖直墙上固定有光滑的小滑轮D ,质量相等的物体A 和B 用轻弹簧连接,物体B 放在地面上,用一根不可伸长的轻绳一端与物体A 连接,另一端跨过定滑轮与小环C 连接,小环C 穿过竖直固定的光滑均匀细杆,小环C 位于位置R 时,绳与细杆的夹角为θ,此时物体B 与地面刚好无压力。
图中SD 水平,位置R 和Q 关于S 对称。
现让小环从R 处由静止释放,环下落过程中绳始终处于拉直状态,且环到达Q 时速度最大。
下列关于小环C 下落过程中的描述正确的是( )A .小环C 、物体A 和轻弹簧组成的系统机械能不守恒B .小环C 下落到位置S 时,小环C 的机械能一定最大C .小环C 从位置R 运动到位置Q 的过程中,弹簧的弹性势能一定先减小后增大D .小环C 到达Q 点时,物体A 与小环C 的动能之比为cos 2θ【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A .在小环下滑过程中,只有重力势能与动能、弹性势能相互转换,所以小环C 、物体A 和轻弹簧组成的系统机械能守恒,选项A 错误;B .小环C 下落到位置S 过程中,绳的拉力一直对小环做正功,所以小环的机械能一直在增大,往下绳的拉力对小环做负功,机械能减小,所以在S 时,小环的机械能最大,选项B 正确;C .小环在R 、Q 处时弹簧均为拉伸状态,且弹力大小等于B 的重力,当环运动到S 处,物体A 的位置最低,但弹簧是否处于拉伸状态,不能确定,因此弹簧的弹性势能不一定先减小后增大,选项C 错误;D .在Q 位置,环受重力、支持力和拉力,此时速度最大,说明所受合力为零,则有cos C T m g θ=对A 、B 整体,根据平衡条件有2A T m g =故2cos C A m m θ=在Q 点将小环v速度分解可知cos A v v θ=根据动能212k E mv =可知,物体A 与小环C 的动能之比为 221cos 2122A A Ak kQC m v E E m v θ== 选项D 正确。
一、选择题1.如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。
小球从弹簧的正上方某一高度处由静止下落,不计空气阻力,则从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中( )A .小球的动能一直减小B .小球的机械能守恒C .弹簧的弹性势能先增加后减小D .小球的重力势能一直减小2.如图所示,一个质量为m ,均匀的细链条长为L ,置于光滑水平桌面上,用手按住一端,使链条2L 长部分垂在桌面下,(桌面高度大于链条长度),则链条上端刚离开桌面时的动能为( )A .14mgLB .38mgL C .12mgL D .34mgL 3.在水平地面上竖直上抛一个小球,小球在运动过程中重力瞬时功率的绝对值为P ,离地高度h 。
不计空气阻力,从抛出到落回原地的过程中,P 与h 关系图像为( ) A . B .C .D .4.如图,游乐场中,从高处P 到水面Q 处有三条不同的光滑轨道,图中甲和丙是两条长度相等的曲线轨道,乙是直线轨道。
甲、乙、丙三小孩沿不同轨道同时从P 处自由滑向Q 处,下列说法正确的有( )A.甲的切向加速度始终比丙的小B.因为乙沿直线下滑,所经过的路程最短,所以乙最先到达Q处C.虽然甲、乙、丙所经过的路径不同,但它们的位移相同,所以应该同时到达Q处D.甲、乙、丙到达Q处时的速度大小是相等的5.将一个小球从水平地面竖直向上抛出,它在运动过程中受到的空气阻力大小恒定,其上升的最大高度为20m,则运动过程中小球的动能和重力势能相等时,其高度为(规定水平地面为零势能面)()A.上升时高于10m,下降时低于10mB.上升时低于10m,下降时高于10mC.上升时高于10m,下降时高于10mD.上升时低于10m,下降时低于10m6.如图所示,一物体由静止开始分别沿三个倾角不同的固定光滑斜面从顶端下滑到底端C、D、E处,下列说法正确的是()A.物体在三个斜面上到达底端时速度相同B.物体在三个斜面上到达底端时动能相同C.物体沿三个斜面下滑过程中重力的平均功率相同D.物体在三个斜面上到达底端时重力瞬时功率相同7.粗糙水平地面上物体受水平拉力作用,在06s内其速度与时间图像和该拉力功率与时间图像如图所示,则()A.滑动摩擦力的大小为5N B.06s内拉力做功为100JC.06s内物体的位移大小为20m D.06s内与02s内合力做功相等8.如图甲所示,在水平地面上固定一竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为0.1kg的木块A 相连,质量也为0.1kg的木块B叠放在A上,A、B都静止。
一、选择题1.质量为2kg 的物体做匀变速直线运动,其位移随时间变化的规律为2(m)x t t =+,2s t =时,该物体所受合力的瞬时功率为( )A .10WB .16WC .20WD .24W2.如图所示,一个小球从高处自由下落到达A 点与一个轻质弹簧相撞,弹簧被压缩。
在球与弹簧接触,到弹簧被压缩到最短的过程中,关于球的动能、重力势能、弹簧的弹性势能的说法中正确的是( )A .球的机械能守恒B .球的重力势能逐渐减小,弹簧的弹性势能逐渐增加C .球的动能一直在减小D .球的重力势能和弹簧的弹性势能之和逐渐增加3.幼儿园滑梯(如图甲所示)是孩子们喜欢的游乐设施之一,滑梯可以简化为如图乙所示模型。
一质量为m 的小朋友(可视为质点),从竖直面内、半径为r 的圆弧形滑道的A 点由静止开始下滑,利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B 时的速度大小为2gr (g 为当地的重力加速度)。
已知过A 点的切线与竖直方向的夹角为30°,滑道各处动摩擦因数相同,则小朋友在沿着AB 下滑的过程中( )A .在最低点B 时对滑道的压力大小为32mg B .处于先超重后失重状态 C .重力的功率先减小后增大 D .克服摩擦力做功为2mgr4.弹簧发生形变时,其弹性势能的表达式为2p 12E kx =,其中k 是弹簧的劲度系数,x 是形变量。
如图所示,一质量为m 的物体位于一直立的轻弹簧上方h 高度处,该物体从静止开始落向弹簧。
设弹簧的劲度系数为k ,则物块的最大动能为(弹簧形变在弹性限度内)( )A.22m gmghk-B.222m gmghk-C.22m gmghk+D.222m gmghk+5.在水平地面上竖直上抛一个小球,小球在运动过程中重力瞬时功率的绝对值为P,离地高度h。
不计空气阻力,从抛出到落回原地的过程中,P与h关系图像为()A.B.C.D.6.如图所示,小物块A位于光滑的斜面上,斜面被固定在的水平面上,从地面上看,小物块沿斜面下滑的过程中斜面对小物块的作用力()A.不垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零7.水平桌面上有一光滑小孔,两个质量均为m的小物块A、B用不可伸长的轻绳连接,A 在桌面上做匀速圆周运动,B静止于空中。
一、选择题1.2020年12月17日凌晨1时59分,嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆。
如图所示是嫦娥五号探测器到达月面之前的两个轨道,轨道Ⅰ为环月圆轨道,轨道Ⅱ是椭圆轨道,其中B为近月点,A为远月点。
下列说法正确的是()A.嫦娥五号探测器在轨道Ⅱ上A点的速度大于在B点的速度B.嫦娥五号探测器在轨道Ⅱ运动的周期大于在轨道Ⅰ运动的周期C.嫦娥五号探测器从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ,机械能增加D.嫦娥五号探测器在轨道Ⅰ上运动到A点时的加速度等于在轨道Ⅱ上运动到A点时的加速度2.如图所示,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高,质量为m 的质点自轨道端点P 由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为 2mg,重力加速度大小为g。
质点自P 滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为()A.12mgR B.0 C.13mgR D.14mgR3.如图所示,一个小球从高处自由下落到达A点与一个轻质弹簧相撞,弹簧被压缩。
在球与弹簧接触,到弹簧被压缩到最短的过程中,关于球的动能、重力势能、弹簧的弹性势能的说法中正确的是()A.球的机械能守恒B.球的重力势能逐渐减小,弹簧的弹性势能逐渐增加C.球的动能一直在减小D .球的重力势能和弹簧的弹性势能之和逐渐增加4.如图所示,两卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动(不考虑卫星间的相互作用),假设两卫星的质量相等。
下列分析正确的有( )A .两卫星的运动周期关系AB T T >B .两卫星的动能关系kA kB E E >C .两卫星的加速度关系A B a a =D .两卫星所受的地球引力大小关系A B F F >5.如图所示,无人机在空中匀速上升时,不断增加的能量是( )A .动能B .动能、重力势能C .重力势能、机械能D .动能、重力势能、机械能6.在水平地面上竖直上抛一个小球,小球在运动过程中重力瞬时功率的绝对值为P ,离地高度h 。
不计空气阻力,从抛出到落回原地的过程中,P 与h 关系图像为( ) A . B .C .D .7.关于静摩擦力做功和滑动摩擦力做功,下列说法正确的是( )A .静摩擦力总是做正功,滑动摩擦力总是做负功B .静摩擦力对物体一定不做功,滑动摩擦力对物体可能不做功C .静摩擦力对物体可能做功,滑动摩擦力对物体一定做功D .静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功8.汽车在平直公路上以速度0v 匀速行驶,发动机功率为P ,快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。
一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x 与斜面倾角θ的关系,使某一物体每次以不变的初速率v 0沿足够长的斜面向上运动,如图甲所示,调节斜面与水平面的夹角θ,实验测得x 与θ的关系如图乙所示,取g =10m/s 2。
则由图可知( )A .物体的初速率v 0=3m/sB .物体与斜面间的动摩擦因数µ=0.8C .图乙中x min =0.36mD .取初始位置所在水平面为重力势能参考平面,当θ=37°,物体上滑过程中动能与重力势能相等时,物体上滑的位移为0.1875m 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 A .当2πθ=时,物体做竖直上抛运动,不受摩擦力作用,根据202v gh =可得03m/s v =A 正确;B .当0θ=时,物体沿水平面做减速运动,根据动能定理2012mv mgx μ= 代入数据解得=0.75μB 错误;C .根据动能定理201cos sin 2mv mgx mgx μθθ=+ 整理得920(0.75cos sin )x θθ=+因此位移最小值min 20.36m 200.751x ==+C 正确;D .动能与重力势能相等的位置o 2o o 01sin 37(sin 37cos37)2mgx mv mgx mgx μ=-+ 整理得0.25m x =D 错误。
故选AC 。
2.如图所示,竖直平面内固定两根足够长的细杆L 1、L 2,两杆分离不接触,且两杆间的距离忽略不计.两个小球a 、b (视为质点)质量均为m ,a 球套在竖直杆L 1上,b 杆套在水平杆L 2上,a 、b 通过铰链用长度为L 的刚性轻杆连接,将a 球从图示位置由静止释放(轻杆与L 2杆夹角为45°),不计一切摩擦,已知重力加速度为g .在此后的运动过程中,下列说法中正确的是A .a 球和b 球所组成的系统机械能守恒B .b 球的速度为零时,a 球的加速度大小一定等于gC .b 22gL +()D .a 2gL【答案】AC 【解析】 【详解】A .a 球和b 球组成的系统没有外力做功,只有a 球和b 球的动能和重力势能相互转换,因此a 球和b 球的机械能守恒,故A 正确;B .当再次回到初始位置向下加速时,b 球此时刻速度为零,但a 球的加速度小于g ,故B 错误;C .当杆L 和杆L 1平行成竖直状态,球a 运动到最下方,球b 运动到L 1和L 2交点的位置的时候球b 的速度达到最大,此时由运动的关联可知a 球的速度为0,因此由系统机械能守恒有:2212b mg L L mv ⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭得:()2+2b v gL =故C 正确;D .当轻杆L 向下运动到杆L 1和杆L 2的交点的位置时,此时杆L 和杆L 2平行,由运动的关联可知此时b 球的速度为零,有系统机械能守恒有:2212amg L mv ⋅= 得:2a v gL =此时a 球具有向下的加速度g ,因此此时a 球的速度不是最大,a 球将继续向下运动到加速度为0时速度达到最大,故D 错误.3.如图所示,轻质弹簧一端固定在水平面上O 点的转轴上,另一端与一质量为m 、套在粗糙固定直杆A 处的小球(可视为质点)相连,直杆的倾角为30°,OA =OC ,B 为AC 的中点,OB 等于弹簧原长.小球从A 处由静止开始下滑,初始加速度大小为a A ,第一次经过B 处的速度为v ,运动到C 处速度为0,后又以大小为a C 的初始加速度由静止开始向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确的是A .小球可以返回到出发点A 处B .弹簧具有的最大弹性势能为22mvC .撤去弹簧,小球可以静止在直杆上任意位置D .a A -a C =g 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB.设小球从A 运动到B 的过程克服摩擦力做功为f W ,AB 间的竖直高度为h ,小球的质量为m ,弹簧具有的最大弹性势能为p E .根据能量守恒定律,对于小球A 到B 的过程有:212p f mgh E mv W +=+A 到C 的过程有:22p f p mgh E W E +=+解得:212f p W mgh E mv ==, 小球从C 点向上运动时,假设能返回到A 点,由能量守恒定律得:22p f p E W mgh E =++该式违反了能量守恒定律,可知小球不能返回到出发点A 处.故A 错误,B 正确. C.设从A 运动到C 摩擦力的平均值为f ,AB =s ,由:f W mgh =得:sin 30f s mgs =解得:sin 30f mg =在B 点,摩擦力cos30f mg μ=,由于弹簧对小球有拉力(除B 点外),小球对杆的压力大于cos30mg μ,所以:cos30f mg μ>可得:sin 30cos30mg mg μ>因此撤去弹簧,小球不能在直杆上处于静止.故C 错误. D.根据牛顿第二定律得,在A 点有:cos30sin 30A F mg f ma +-=在C 点有:cos30sin 30C F f mg ma --=两式相减得:A C a a g -=故D 正确.4.如图所示,劲度数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m 的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变.用水平力F 缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了0x ,此时物体静止.撤去F 后,物体开始向左运动,运动的最大距离为40x .物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g .则( )A .撤去F 后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动B .撤去F 后,物体刚运动时的加速度大小为0kx g mμ- C .物体做匀减速运动的时间为02x gμD .物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为0()mgmg x kμμ-【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A .撤去F 后,物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力,滑动摩擦力不变,而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,弹力先大于滑动摩擦力,后小于滑动摩擦力,则物体向左先做加速运动后做减速运动,随着弹力的减小,合外力先减小后增大,则加速度先减小后增大,故物体先做变加速运动,再做变减速运动,最后物体离开弹簧后做匀减速运动,A 错误;B .刚开始时,由牛顿第二定律有:0kx mg ma μ-=解得:0kx a g mμ=- B 正确;C .由题意知,物体离开弹簧后通过的最大距离为3x 0,由牛顿第二定律得:1a g μ=将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动,则:201123x a t =联立解得:06x t gμ=C 错误;D .当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时,速度速度最大时合力为零,则有F mg kx μ==解得mgx kμ=,所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为:()f 00(mg W mg x x mg x k μμμ=⎛⎫=- ⎪⎝⎭-D 正确。
一、选择题1.质量为m 的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度图像如图所示,OA 段为直线,从1t 时刻起汽车保持额定功率不变,整个运动过程中汽车所受阻力恒为f ,则( )A .10t 时间内,汽车的牵引力等于11v mt B .12t t 时间内,汽车做匀加速运动 C .12t t 时间内,汽车的功率等于1fv D .12t t 时间内,汽车运动的路程等于()()22221212m v t t v v f--- 2.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上。
其正上方A 位置有一只小球。
小球从静止开始下落,在B 位置接触弹簧的上端,在C 位置小球所受弹力大小等于重力,在D 位置小球速度减小到零。
小球下降阶段下列说法中正确的是( )A .在B 位置小球动能最大B .在C 位置小球动能最小C .从A C →位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加D .从A D →位置小球动能没有发生改变3.如图所示,在倾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1kg 和2kg 的可视为质点的小球A 和B ,两球之间用一根长L =0.2m 的轻杆相连,小球B 距水平面的高度h=0.1m 。
两球由静止开始下滑到光滑地面上,不计球与地面碰撞时的机械能损失,g 取10m/s2则下列说法中正确的是()A.整个下滑过程中A球机械能守恒B.整个下滑过程中B球机械能守恒C.整个下滑过程中A球机械能的增加量为2 3 JD.整个下滑过程中B球机械能的增加量为2 3 J4.如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态。
小物块的质量为m,从A点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到A点恰好静止。
物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度。
在上述过程中()A.弹簧的最大弹力为mgμB.物块克服摩擦力做的功为2mgsμC.弹簧的最大弹性势能为2mgsμD.物块在A点的初速度为2gsμ5.物体从某一高度做初速为0v的平抛运动,p E为物体重力势能,k E为物体动能,h为下落高度,t为飞行时间,v为物体的速度大小。
一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m 的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ,杆上的A 点与定滑轮等高,杆上的B 点在A 点下方距离为d 处.现将环从A 处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( )A .环到达B 处时,重物上升的高度h =d /2B .小环在B (322)gd -C .环从A 到B ,环沿着杆下落的速度大小小于重物上升的速度大小D .环能下降的最大高度为4d /3 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A 、根据几何关系有,环从A 下滑至B 点时,重物上升的高度2h d d =-,故A 错误;B 、C 、对B 的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解,在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度,有:v 环cos45°=v 物,根据系统机械能守恒定律可得22112+222mgd mgh mv mv -=⋅环物,解得:环的速度(322)v gd -环B 正确.故C 错误.D 、设环下滑到最大高度为H 时环和重物的速度均为0,此时重物上升的最大高度为22H d d +,根据机械能守恒有222()mgH mg H d d =+,解得:43H d =,故D 正确.故选BD . 【点睛】解决本题的关键要掌握系统机械能守恒,知道环沿绳子方向的分速度的等于重物的速度.2.如图甲所示,轻弹簧下端固定在倾角37°的粗糙斜面底端A 处,上端连接质量5kg 的滑块(视为质点),斜面固定在水平面上,弹簧与斜面平行。
将滑块沿斜面拉动到弹簧处于原长位置的O 点,由静止释放到第一次把弹簧压缩到最短的过程中,其加速度a 随位移x 的变化关系如图乙所示,,重力加速度取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
下列说法正确的是 ( )A .滑块在下滑的过程中,滑块和弹簧组成的系统机械能守恒B .滑块与斜面间的动摩擦因数为0.1C 13m/sD .滑块在最低点时,弹簧的弹性势能为10.4J 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A .滑块在下滑的过程中,除重力和弹簧的弹力做功外,还有摩擦力做功,故滑块和弹簧组成的系统机械能不守恒,故A 错误;B .刚释放瞬间,弹簧的弹力为零,由图象可知此时加速度为a =5.2m/s 2,根据牛顿第二定律有sin cos mg mg ma θμθ-=解得0.1μ=,故B 正确;C .当x =0.1m 时a =0,则速度最大,此时滑块受到的合力为零,则有sin cos 0mg kx mg θμθ--=解得260N /m k =,则弹簧弹力与形变量的关系为F kx =当形变量为x =0.1m 时,弹簧弹力F =26N ,则滑块克服弹簧弹力做的功为112.60.1J 1.3J 22W Fx ==⨯⨯= 从下滑到速度最大,根据动能定理有()2m 1sin cos 2mg mg x W mv θμθ--=解得m 13v =m/s ,故C 正确; D .滑块滑到最低点时,加速度为25.2m/s a '=-,根据牛顿第二定律可得 sin cos mg mg kx ma θμθ--'='解得0.2m x '=,从下滑到最低点过程中,根据动能定理有()p sin cos 00mg mg x E θμθ'--=-解得E p =5.2J ,故D 错误。
故选BC 。
3.某汽车质量为5t ,发动机的额定功率为60kW ,汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.l 倍。
若汽车以0.5m/s 2的加速度由静止开始匀加速启动,经过24s ,汽车达到最大速度。
取重力加速度g =10m/s 2,在这个过程中,下列说法正确的是( ) A .汽车的最大速度为12m/s B .汽车匀加速的时间为24s C .汽车启动过程中的位移为120m D .4s 末汽车发动机的输出功率为60kW 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A .当阻力与牵引力平衡时,汽车速度达到最大值,由汽车的功率和速度关系可得max P Fv fv ==解得3max36010m/s 12m/s 0.10.151010P P v f mg ⨯====⨯⨯⨯ 故A 正确;B .汽车以0.5m/s 2的加速度运动时,当汽车的功率达到额定功率时,汽车达到了匀加速运动阶段的最大速度, 由汽车的功率和速度关系可得m P F v '=由牛顿第二定律,可得此时汽车的牵引力为-0.1F mg ma '=由以上方程可得8m/s m v = 37.510N F '=⨯这一过程能维持的时间18s 16s 0.5m v t a === 故B 错误;C .匀加速过程中汽车通过的位移为221110.516m=64m 22x at ==⨯⨯ 启动过程中,由动能定理得211max 1()2F x P t t kmgx mv '+--=解得,汽车启动过程中的位移为x =120m故C 正确;D .由B 项分析可知,4s 末汽车还在做匀加速运动,实际功率小于额定功率,所以4s 末汽车发动机的输出功率小于60kW ,故D 错误; 故选AC 。
4.如图,将一质量为2m 的重物悬挂在轻绳一端,轻绳的另一端系一质量为m 的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ,杆上的A 点与定滑轮等高,杆上的B 点在A 点正下方距离A 为d 处.现将环从A 点由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法中正确的是()A .环到达B 处时,重物上升的高度2d B .环能下降的最大距离为43d C .环到达B 处时,环与重物的速度大小之比为22D .环从A 到B 减少的机械能等于重物增加的机械能 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】根据几何关系有,环从A 下滑至B 点时,重物上升的高度2d−d ,故A 错误;环下滑到最大高度为h 时环和重物的速度均为022h d d +,根据机械能守恒有222()mgh mg h d d =+,解得:h=43dd ,故B 正确.对B 的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解,在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度,有:vcos45°=v重物,所以2v v 重物=C 错误;环下滑过程中无摩擦力对系统做功,故系统机械能守恒,即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能,故D 正确;故选BD .5.2016年6月18日神舟九号完成最后一次变轨,在与天宫一号对接之前神舟九号共完成了4次变轨。
神舟九号某次变轨的示意图如图所示。
在A 点从椭圆轨道Ⅱ进入圆形轨道Ⅰ,B 为轨道Ⅱ上的一点,关于飞船的运动,下列说法中正确的有( )A .在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于经过B 的速度B .在轨道Ⅱ上经过A 的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能C .在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D .在轨道Ⅱ上经过A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的加速度 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】A .在轨道Ⅱ上从A 到B 万有引力做正功,即合外力做正功,物体的动能增加,所以A 的速度小于经过B 的速度,故A 项正确;B .由于从轨道Ⅱ到轨道Ⅰ神舟九号要点火加速做离心运动,所以在轨道Ⅱ上经过A 的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能,故B 正确;C .根据开普勒第三定律32a k T=,由图可知轨道Ⅱ的半长轴比轨道Ⅰ的半径更小,所以在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期,故C 正确; D .根据2GmMma r =,由于神舟九号在轨道Ⅱ和轨道Ⅰ上离地球的距离相同即r 相同,所以在轨道Ⅱ上经过A 的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A 的加速度,故D 错误。
故选ABC 。
6.如图a 所示,小物体从竖直弹簧上方离地高h 1处由静止释放,其动能E k 与离地高度h 的关系如图b 所示。
其中高度从h 1下降到h 2,图象为直线,其余部分为曲线,h 3对应图象的最高点,轻弹簧劲度系数为k ,小物体质量为m ,重力加速度为g 。
以下说法正确的是( )A .小物体从高度h 2下降到h 4,弹簧的弹性势能增加了24()mg h h -B .小物体下降至高度h 3时,弹簧形变量为mgkC .小物体从高度h 1下降到h 5,弹簧的最大弹性势能为15()mg h h -D .小物体下落至高度h 4时,物块处于失重状态 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】A .小物体下落过程中,小物体和弹簧组成的系统机械能守恒;由图知,小物体下落至高度h 4的动能与下落至高度h 2时的动能相同,则小物体从高度h 2下降到h 4过程,弹簧弹性势能的增加量等于重力势能的减少量,所以弹簧弹性势能的增加量为24()mg h h -,故A 正确;B .小物体下降至高度h 3时,动能达到最大,加速度为零,此时有kx mg =弹簧形变量为mgk,故B 正确; C .小物体到达最低点时,速度为0,弹簧压缩量最大,弹簧弹性势能最大;小物体从高度h 1下降到h 5,动能的变化量为0,弹簧弹性势能的增大等于重力势能的减少,所以弹簧的最大弹性势能为15()mg h h -,故C 正确;D .小物体从高度h 3下降到高度h 5过程,小物体动能减小,向下做减速运动,则小物体下落至高度h 4时,小物体处于超重状态,故D 错误。
故选ABC 。
7.如图,水平传送带长为L =4m ,在电动机的带动下以速度v =2m/s 始终保持匀速运动,把质量为m =10kg 的货物放到左端A 点,货物与皮带间的动摩擦因数为μ=0.4,当货物从A 点运动到B 点的过程中,下列说法正确的是(g 取10m/s 2)( )A .货物一直做匀加速运动B .货物运动到B 点时的速度大小为2m/sC .货物与传送带因摩擦而产生的热量为10JD .电动机因货物多输出的机械能为40J 【答案】BD 【解析】 【分析】AB .货物在传送带上的加速度24m/s a g μ==货物加速到2m/s 所需的时间为2s 0.5s 4v t a === 货物加速到2m/s 时的位移为221140.50.5m 22x at ==⨯⨯=因为x L <,货物与传送带速度相等后,随传送带一起匀速向右运动,所以货物先加速,后匀速,货物运动到B 点时的速度大小为2m/s ,故A 错误,B 正确; C .在货物加速的0.5s 内,传送带的位移为120.5m 1m x vt ==⨯=它们之间的相对位移为10.5m s x x =-=所以货物与传送带因摩擦而产生的热量为0.410100.5J=20J Q mgs μ==⨯⨯⨯故C 错误;D .电动机因货物多输出的机械能为物体动能的增加量和系统因摩擦产生的热量,故2211102J 20J 40J 22E mv Q =+=⨯⨯+=故D 正确。