重慶市開縣實驗中學(xué)級高一物理 暑假自測試卷十五.doc

開縣實驗中學(xué)2017級暑假自測物理試卷十五機械能守恒定律綜合。一、選擇題（本題共6道小題）1.如圖所示，兩根位于同一豎直平面內(nèi)的水平長桿，上、下兩桿上分別套著質(zhì)量相等的甲、乙兩金屬球，兩球之間用一輕質(zhì)彈簧相連開始時乙在甲的正下方，且彈簧剛好無彈力現(xiàn)給甲一個水平向右的初速度v0，此后兩球在桿上無摩擦地滑動下列敘述中正確的是（）a甲、乙兩球加速度始終相同b甲、乙兩球的動能之和保持不變c當(dāng)甲球的速度為零時，乙球剛好位于甲球的正下方d甲球的速度減小至零的過程中，彈簧的彈性勢能一直在增大2.如圖所示，固定在水平面上的光滑斜面傾角為=30，物體a，b通過細繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側(cè)，p為固定在斜面上且與斜面垂直的光滑擋板，物體a，b的質(zhì)量分別為m和4m，開始時用手托住物體a，滑輪兩邊的細繩恰好伸直，且左邊的細繩與斜面平行，彈簧處于原長狀態(tài)，a距離地面高度為h，放手后a從靜止開始下降，在a下落至地面前的瞬間，物體b恰好對擋板無壓力，空氣阻力不計，下列關(guān)于物體a的說法正確的是（）a在下落至地面前的過程中機械能守恒b在下落至地面前的瞬間速度不一定為零c在下落至地面前的過程中對輕彈簧做的功為mghd在下落至地面前的過程中可能一直在做加速運動3.如圖，一物體從光滑斜面ab底端a點以初速度v0上滑，沿斜面上升的最大高度為h下列說法中正確的是（設(shè)下列情境中物體從a點上滑的初速度仍為v0）（）a若把斜面cb部分截去，物體沖過c點后上升的最大高度仍為hb若把斜面ab變成曲面aeb，物體沿此曲面上升仍能到達b點c若把斜面彎成圓弧形d，物體仍沿圓弧升高hd若把斜面從c點以上部分彎成與c點相切的圓弧狀，物體上升的最大高度有可能仍為h4.如圖所示，足夠長的傳送帶與水平方向的傾角為，物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連，b的質(zhì)量為m，開始時，a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶的摩擦力作用，現(xiàn)讓傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則在b上升高度h（未與滑輪相碰）的過程中( ) a物塊a重力勢能減少mgh b摩擦力對a做的功等于a機械能的增加量 c摩擦力對a做的功等于物塊a、b動能增加量之和 d任意時刻，重力對a、b做功的瞬時功率大小相等5.物體沿光滑固定斜面向下加速滑動，在運動過程中，下述說法正確的是（）a重力勢能逐漸減少，動能也逐漸減少b 重力勢能逐漸增加，動能逐漸減少c由于斜面是光滑的，所以機械能一定守恒d重力和支持力對物體都做正功6.如圖所示，半徑為r的光滑圓弧槽固定在小車上，有一小球靜止在圓弧槽的最低點小車和小球一起以速度v向右勻速運動當(dāng)小車遇到障礙物突然停止后，小球上升的高度可能是（） a 等于 b 大于 c 小于 d 與小車的速度v無關(guān)二、實驗題（本題共2道小題）7.在驗證機械能守恒定律的實驗中，需要的實驗儀器和器材有：打點計時器、紙帶、鐵架臺和重錘，除了這些以外，下面所給出的器材中必須的還有 （ ）a.交流電源b.低壓直流電源 c.天平和砝碼 d.彈簧稱 8.用打點計時器“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如圖所示。（1）實驗中_（填“需要”或“不需要”）用天平測量重錘的質(zhì)量m。（2）按照圖示的裝置安裝器件時，應(yīng)將打點計時器接到電源的_（填“直流”或“交流”）輸出端上 （3）開始打點計時的時候，兩個操作步驟“接通電源”和“松開紙帶”的順序應(yīng)該是：先_。（4）某同學(xué)在使用質(zhì)量為m的重物來驗證“機械能守恒定律”的實驗中，在選定的紙帶上依次取計數(shù)點如圖所示。紙帶上所打的點記錄了重物在不同時刻的位置，那么紙帶的_端（填“左”或“右”）與重物相連。設(shè)相鄰計數(shù)點的時間間隔為t，且o為打下的第一個點。當(dāng)打點計時器打下點“3”時，物體的速度表達式為_，物體的動能表達式為_。（1）不需要；（2）交流；（3）接通電源；（4）左；三、計算題（本題共3道小題）9.如圖為某游樂場內(nèi)水上滑梯軌道示意圖，整個軌道在同一豎直平面內(nèi)，軌道表面粗糙,點a距水面的高度為h， b點距水面的高度為r，一質(zhì)量為m的游客（視為質(zhì)點）從a點由靜止開始滑下，到b點時沿水平切線方向滑離軌道后落在水面d點， od=2r，不計空氣阻力，重力加速度為g，求：(1) 游客滑到b點的速度vb的大小(2) 游客運動過程中軌道摩擦力對其所做的功wf 10.如圖所示，在豎直平面內(nèi)，半徑為r的四分之一圓弧軌道ab、水平軌道bc與斜面cd平滑連接在一起，圓弧軌道的半徑ob和bc垂直，水平軌道bc的長度大于，斜面足夠長。在圓弧軌道上靜止著n個質(zhì)量為m，半徑為r（rr）的光滑剛性小球，小球恰好將圓弧軌道鋪滿，從最高點a到最低點b依次標(biāo)記為1、2、3n?，F(xiàn)將圓弧軌道末端b處的阻擋物拿走，n個小球由靜止開始沿軌道運動，不計摩擦與空氣阻力，若以bc所在的平面為重力勢能的零勢面，下列說法正確的是（）a第n個小球在斜面cd上向上運動時機械能減小b第n個小球在斜面cd上向上運動時機械能增大cn個小球構(gòu)成的系統(tǒng)在運動過程中機械能守恒，且機械能e=d第1個小球到達最低點的速度v11.山谷中有三塊石頭和一根不可伸長的輕質(zhì)青藤，其示意圖如下圖中a、b、c、d均為石頭的邊緣點，o為青藤的固定點，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m開始時，質(zhì)量分別為m=10kg和m=2kg的大、小兩只滇金絲猴分別位于左邊和中間的石頭上，當(dāng)大猴發(fā)現(xiàn)小猴將受到傷害時，迅速從左邊石頭a點起水平跳到中間石頭，大猴抱起小猴跑到c點，抓住青藤下端蕩到右邊石頭上的d點，此時速度恰好為零運動過程中猴子均看成質(zhì)點，空氣阻力不計，重力加速度g=10m/s2求：（1）大猴從a點水平跳離時速度的最小值；（2）猴子抓住青藤蕩起時的速度大??；（3）猴子蕩起時，青藤對猴子的拉力大小試卷答案1.解：a、由于兩球豎直方向上受力平衡，水平方向所受的彈力的彈力大小相等，方向相反，所以兩球的合力大小相等、方向相反，由牛頓第二定律知，兩球加速度始終大小相等，方向相反，故a錯誤b、甲、乙兩球和彈簧組成的系統(tǒng)，只有彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，即兩球的動能和彈簧的彈性勢能之和保持不變，彈簧的彈性勢能變化，則甲乙兩球的動能之和在變化故b錯誤c、甲乙兩球組成的系統(tǒng)所受的外力之和為零，則甲乙兩球的總動量守恒，當(dāng)甲球的速度為零時，乙球的速度為v0，速度最大，彈簧處于原長狀態(tài)，所以乙在甲球的正下方故c正確d、甲球的速度從v0減小至零的過程中，彈簧先伸長再恢復(fù)到原長，則彈簧的彈性勢能先增大后減小故d錯誤故選：c2.解：a、a從靜止到下落過程中，只有重力和彈簧的彈力做功，所以a在下落至地面的過程中系統(tǒng)的機械能守恒，而a的機械能不守恒，故a錯誤；bd、據(jù)在a下落至地面前的瞬間，物體b恰好對擋板無壓力，以b為研究對象，據(jù)平衡求得此時彈簧的彈力為t=4mgsin30=2mg；再以a為研究對象，當(dāng)a靜止釋放的瞬間，a受重力mg，其合力方向向下，大小為mg；當(dāng)a落地瞬間，a受重力mg和彈簧的彈力2mg，其合力向上，大小為mg，a做簡諧運動，據(jù)對稱性可知，落地瞬間其速度為零；據(jù)彈簧振子的運動情況可知，a向下運動時，先做加速度減小的加速運動，然后做加速度逐漸增大的減速運動，故bd錯誤；c、據(jù)a做簡諧運動和能量守恒可知，a落地瞬間，a的重力勢能完全轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，所以彈簧的彈力做功可能為mgh，故c正確；故選：c3.解：a、若把斜面cb部分截去，物體沖過c點后做斜拋運動，斜拋運動的最高點有水平分速度，速度不為零，由于物體機械能守恒可知，故不能到達h高處，故a錯誤；b、若把斜面ab變成曲面aeb，物體在最高點速度為零，根據(jù)機械能守恒定律，物體沿此曲面上升仍能到達b點，故b正確；c、若把斜面彎成圓弧形d，如果能到圓弧最高點，根據(jù)機械能守恒定律得知：到達h處的速度應(yīng)為零，而物體要到達最高點，必須由合力充當(dāng)向心力，速度不為零，故知物體不可能到d點，故c錯誤；d、若把斜面從c點以上部分彎成與c點相切的圓弧狀，若b點不高于此圓的圓心，則到達b點的速度可以為零，根據(jù)機械能守恒定律，物體沿斜面上升的最大高度仍然可以為h，故d正確；故選bd4.【知識點】 機械能守恒定律；重力勢能；電功、電功率e1 e3【答案解析】 acd 解析：a、開始時，a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶摩擦力作用，有magsin=mg，則ma=b上升h，則a下降hsin，則a重力勢能的減小量為maghsin=mgh故a正確b、根據(jù)能量守恒得，系統(tǒng)機械能增加，摩擦力對a做的功等于a、b機械能的增量所以摩擦力做功大于a的機械能增加因為系統(tǒng)重力勢能不變，所以摩擦力做功等于系統(tǒng)動能的增加故b錯誤，c正確d、任意時刻a、b的速率相等，對b，克服重力的瞬時功率pb=mgv，對a有：pa=magvsin=mgv，所以重力對a、n做功的瞬時功率大小相等故d正確故選：acd 【思路點撥】通過開始時，a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶摩擦力作用，根據(jù)共點力平衡得出a、b的質(zhì)量關(guān)系根據(jù)b上升的高度得出a下降的高度，從而求出a重力勢能的減小量，根據(jù)能量守恒定律判斷摩擦力功與a、b動能以及機械能的關(guān)系本題是力與能的綜合題，關(guān)鍵對初始位置和末位置正確地受力分析，以及合力選擇研究的過程和研究的對象，運用能量守恒進行分析 5.c機械能守恒定律；功的計算解：a、根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系得：wg=ep物體沿光滑斜面向下加速滑動，重力做正功，所以重力勢能逐漸減少由于物體加速滑動，所以動能逐漸增加故a、b錯誤c、由于斜面是光滑的，所以物體受重力和支持力，而支持力不做功，所以只有重力做功，所以機械能一定守恒，故c正確d、重力做正功，支持力不做功，故d錯誤故選c6.解：小球和車有共同的速度，當(dāng)小車遇到障礙物突然停止后，小球由于慣性會繼續(xù)運動，小球沖上圓弧槽，則有兩種可能，一是速度較小，滑到某處小球速度為0，根據(jù)機械能守恒此時有mv2=mgh，解得h=，另一可能是速度較大，小球滑出弧面做斜拋，到最高點還有水平速度，則此時小球所能達到的最大高度要小于故選ac7.a8.（1）不需要；（2）交流；（3）接通電源；（4）左；略9.【知識點】機械能守恒定律；平拋運動；向心力d2 d4 e3【答案解析】(1) (2) 解析： （1）游客從b點做平拋運動，有： 聯(lián)立解得： （2）從到b，根據(jù)動能定理，有： 可得： 【思路點撥】游客離開a后做平拋運動，應(yīng)用平拋運動規(guī)律、動能定理可以求出摩擦力的功本題考查了求速度、摩擦力做功、高度問題，分析清楚游客的運動過程，應(yīng)用平拋運動規(guī)律、動能定理、機械能守恒定律、即可正確解題10.【知識點】機械能守恒定律e3【答案解析】bd 解析： a、b取n個小球為系統(tǒng)，系統(tǒng)機械能守恒，當(dāng)整體在水平面上時，動能最大，所以第n個小球在上升過程中，整體動能轉(zhuǎn)化為斜面上小球的重力勢能，所以第n個小球的機械能增加，故a錯誤、b正確；c、d整體機械能守恒，但是開始重心h小于 ，所以e，根據(jù)動能定理nmgh= ,所以v，故c錯誤、d正確；故選bd【思路點撥】n個小球在bc和cd上運動過程中，相鄰兩個小球始終相互擠壓，把n個小球看成整體，則小球運動過程中只有重力做功，機械能守恒，弧ab的長度等于小球全部到斜面上的長度，而在圓弧上的重心位置比在斜面上的重心位置可能高也可能低，所以第n個小球在斜面上能達到的最大高度可能比r小，也可能比r大，小球整體的重心運動到最低點的過程中，根據(jù)機械能守恒定律即可求解第一個小球到達最低點的速度本題主要考查了機械能守恒定律的應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確分析小球得受力情況，能把n個小球看成一個整體處理，難度適中11.考點：機械能守恒定律；牛頓第二定律；向心力專題：機械能守恒定律應(yīng)用專題分析：（1）大猴從a點到b點做平拋運動，根據(jù)高度求出運動時間，再根據(jù)水平位移求出大猴水平跳離時的速度最小值（2）根據(jù)c到d點機械能守恒，抓住到達d點的速度為零