高一機(jī)械能及其守恒定律達(dá)標(biāo)測(cè)試題

1、高一機(jī)械能及其守恒定律達(dá)標(biāo)測(cè)試題  （時(shí)間60分鐘，滿分100分）一、選擇題（每題6分，共48分）1. 一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平地面上，從t=0開(kāi)始，將一個(gè)大小為F的水平恒力作用在該木塊上，在t=t1時(shí)刻力F的功率是（ ）A.   B.  C.  D. 2. 質(zhì)量為m的物體，在距地面h高處以的加速度由靜止豎直下落到地面。下列說(shuō)法中正確的是（ ）A.  物體的重力勢(shì)能減少mgh B.  物體的動(dòng)能增加mghC.  物體的機(jī)械能減少mgh D.  重力做功mgh

2、3. 自由下落的小球，從接觸豎直放置的輕彈簧開(kāi)始，到壓縮彈簧有最大形變的過(guò)程中，以下說(shuō)法中正確的是（ ）A. 小球的動(dòng)能逐漸減少   B. 小球的重力勢(shì)能逐漸減少C. 小球的機(jī)械能不守恒   D. 小球的加速度逐漸增大圖5864. 如圖586所示，用同種材料制成的一個(gè)軌道ABC，AB段為四分之一圓弧，半徑為R，水平放置的BC段長(zhǎng)為R。一個(gè)物塊質(zhì)量為m，與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為，它由軌道頂端A從靜止開(kāi)始下滑，恰好運(yùn)動(dòng)到C端停止，物塊在AB段克服摩擦力做功為（ ）A. mgR B. (1)mgR C. mgR/2 D. mgR5. 人造衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星在近地點(diǎn)處的動(dòng)能

3、Ek1、引力勢(shì)能Ep1和機(jī)械能E1與遠(yuǎn)地點(diǎn)處的動(dòng)能Ek2、引力勢(shì)能Ep2和機(jī)械能E2的關(guān)系是（ ）A. Ek1Ek2，Ep1Ep2，E1E2 B. Ek1Ek2，Ep1Ep2，E1=E2C. Ek1Ek2，Ep1Ep2，E1=E2  D. 因衛(wèi)星所受引力是變力，故無(wú)法比較圖587vv0Ott2tAB6. A、B兩物體的質(zhì)量之比mAmB=21，它們以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到停止，其速度圖象如圖587所示。那么，A、B兩物體所受摩擦阻力之比FAFB與A、B兩物體克服摩擦阻力做的功之比WAWB分別為（ ）A. 41，21   B. 21，41 &

4、#160;C. 14，12  D. 12，147. 在有空氣阻力的情況下，將一物體由地面豎直上拋，當(dāng)它上升至距離地面h1高度時(shí)，其動(dòng)能與重力勢(shì)能相等，當(dāng)它下降至離地面h2高度時(shí)，其動(dòng)能又恰好與重力勢(shì)能相等，已知拋出后上升的最大高度為H，則（ ）A. B. C. D. 8. 水平傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為v，現(xiàn)將一小工件放到傳送帶上。設(shè)工件的初速度為0，當(dāng)它在傳送帶上滑動(dòng)一段距離后速度達(dá)到v而與傳送帶保持相對(duì)靜止。設(shè)工件質(zhì)量為m，它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則在工件相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的過(guò)程中（ ）A. 滑動(dòng)摩擦力對(duì)工件做的功為 B. 工件機(jī)械能的增加量為C. 工件相對(duì)于傳送帶滑動(dòng)的路程為D

5、. 傳送帶對(duì)工件做的功為0二、實(shí)驗(yàn)題（共10分）9.（10分）為了只用一根彈簧和一把刻度尺測(cè)定某滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（設(shè)為定值），某同學(xué)經(jīng)查閱資料知：一勁度系數(shù)為k的輕彈簧由伸長(zhǎng)量為x至恢復(fù)到原長(zhǎng)過(guò)程中，彈力所做的功為。于是他設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)：圖588CAB第一步，如圖588所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)另一端坐在位置B，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮至位置A，松手后滑塊在水平桌面上運(yùn)動(dòng)一段距離，到達(dá)位置C時(shí)停止。第二步，將滑塊掛在豎直放置的彈簧下，彈簧伸長(zhǎng)后保持靜止?fàn)顟B(tài)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：      （1）你認(rèn)為，該同

6、學(xué)需用刻度尺直接測(cè)量的物理量是（寫(xiě)出名稱并用符號(hào)表示） 。 （2）用測(cè)得的物理量表示滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的計(jì)算式：= 。三、計(jì)算題（共42分）10.（10分）一列火車(chē)質(zhì)量是1 000t，由靜止開(kāi)始以額定功率沿平直軌道向某一方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)1min前進(jìn)900m時(shí)達(dá)到最大速度。設(shè)火車(chē)所受阻力恒定為車(chē)重的0.05倍，g取10m/s2，求： (1) 火車(chē)行駛的最大速度； (2) 火車(chē)的額定功率； (3) 當(dāng)火車(chē)的速度為10m/s時(shí)火車(chē)的加速度。圖58911.（10分）如圖589所示是我國(guó)某優(yōu)秀跳水運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上騰空而起的英姿。跳臺(tái)距水面高度為10 m，此時(shí)她恰好到達(dá)最高位置，估計(jì)此時(shí)她的重心離跳臺(tái)

7、臺(tái)面的高度為1 m。當(dāng)她下降到手觸及水面時(shí)要伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作，這時(shí)她的重心離水面也是1 m.，g取10 m/s2，求：(1) 從最高點(diǎn)到手觸及水面的過(guò)程中，其重心的運(yùn)動(dòng)可以看作是自由落體運(yùn)動(dòng)，她在空中完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間為多長(zhǎng)?(2) 忽略運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水面過(guò)程中受力的變化，入水之后，她的重心能下沉到離水面約2.5 m處，試估算水對(duì)她的平均阻力約是她自身重力的幾倍?12.（10分）太陽(yáng)與地球的距離為1.5×1011m，太陽(yáng)光以平行光入射到地面。地球表面的面積被水覆蓋，太陽(yáng)在一年中輻射到地球表面水面部分的總能量E約為1.87×1024J，太

8、陽(yáng)輻射可將水面的水蒸發(fā)（設(shè)在常溫、常壓下蒸發(fā)1kg水需要2.2×106J的能量），而后凝結(jié)成雨滴降落到地面。(1) 估算整個(gè)地球表面的年平均降雨量（以毫米表示，地球的半徑為6.37×106m）。(2) 太陽(yáng)輻射到地球的能量中只有約50%到達(dá)地面，E只是其中的一部分。太陽(yáng)輻射到地球的能量沒(méi)能全部到達(dá)地面，這是為什么？請(qǐng)說(shuō)出理由。圖590F13.（12分）在一個(gè)圓柱形的、豎直的井里存有一定量的水，井的側(cè)面和底面都是密閉的，在井中固定地插著一根兩端開(kāi)口的薄壁圓管，管和井共軸，管下端未觸及井底。在圓柱內(nèi)有一不漏氣的活塞，它可沿圓管上下滑動(dòng)。開(kāi)始時(shí)，管內(nèi)外水面相齊

9、，且活塞恰好接觸水面，如圖590所示，現(xiàn)有卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)繩子對(duì)活塞施加一個(gè)向上的力F，使活塞緩慢向上移動(dòng)。已知管筒半徑r=0.100m，井的半徑R=2r，水的密度=1.00×103kg/m3，大氣壓p0=1.00×105Pa，求活塞上升H=9.00m的過(guò)程中拉力F所做的功。（井和管在水面以上及水面以下的部分都足夠長(zhǎng)，不計(jì)活塞質(zhì)量，不計(jì)摩擦，重力加速度g取10m/s2）參考答案：1. C 2. B 3. BC 4. B 5. B6. A 由速度圖象可得 aAaB=21，由牛頓第二定律 F=ma，可得 FAFB 41。由動(dòng)能定理可得   ，可得

10、60;WAWB= mAmB=21。7. A 設(shè)物體拋出的初動(dòng)能為EK1，上升H高度克服阻力的功為W1，上升h1高度時(shí)的動(dòng)能EK2，克服阻力的功為W2，則  mgH + W1=EK1，mg h1+ W2=EK1EK2，mg h1= EK2，且W2W1，由以上各式可解得                。同理，在物體由最高點(diǎn)下落到離地面高度為h2的動(dòng)能EK，克服阻力的功W，則 mg(Hh2)W=EK，mgh2=EK，且W0，聯(lián)立解得

11、  。8. ABC 由動(dòng)能定理可得滑動(dòng)摩擦力對(duì)工件做的功為  ，工件機(jī)械能的增加量為 。工件相對(duì)于傳送帶滑動(dòng)時(shí)的對(duì)地位移為，經(jīng)歷時(shí)間 ，在時(shí)間t內(nèi)傳送帶的對(duì)地位移為   ，所以工件相對(duì)于傳送帶滑動(dòng)的路程為。傳送帶對(duì)工件做的功即滑動(dòng)摩擦力對(duì)工件做的功，等于。9.（1）該同學(xué)需用刻度尺直接測(cè)量的物理量是：AB間的距離x1、AC間的距離s、彈簧豎直懸掛時(shí)伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度x2。      （2）在滑塊由A到C的過(guò)程中對(duì)滑塊應(yīng)用功能原理有  ，滑塊懸掛在彈簧上時(shí)有  mg

12、=kx2， 由以上兩式可得滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)  。10. (1) 根據(jù)動(dòng)能定理 ，又 P=Fvm=Ffvm=kmgvm，聯(lián)列以上兩式可得  ，代入數(shù)據(jù)得  vm260vm+900=0， 解得火車(chē)行駛的最大速度  vm=30m/s。(2) 火車(chē)的額定功率   P=kmgvm=0.05×1 000×103×10×30W=1.5×107W。(3) 由 ，解得當(dāng)火車(chē)的速度為10m/s時(shí)火車(chē)的加速度 

13、60; m/s2m/s2=1 m/s2。11.（1）這段時(shí)間人重心下降高度為10 m，空中動(dòng)作可利用的時(shí)間  t=s=s1.4 s。(2) 運(yùn)動(dòng)員重心入水前下降高度  =h+h=11 m， 據(jù)動(dòng)能定理  mg (+)=0， 整理并代入數(shù)據(jù)得   =5.4，即水對(duì)她的平均阻力約是她自身重力的5.4倍。12. (1) 一年中降落到地殼表面的雨水的質(zhì)量為   kg=5.66×1017kg，故整個(gè)地球表面的年平均降雨量為  m1m=1 

14、;000mm。 (2) 太陽(yáng)輻射到地球的能量要經(jīng)過(guò)大氣層才能到達(dá)地面，而大氣層對(duì)太陽(yáng)光有吸收、散射、反射、云層遮擋等，所以太陽(yáng)輻射到地球的能量沒(méi)有全部到達(dá)地面。13. 題中未明確F是恒力還是變力，故首先要判斷清楚。若活塞和水面之間出現(xiàn)真空，則F是恒力。從開(kāi)始提升到活塞升至內(nèi)外水面高度差為 m=10m的過(guò)程中，活塞始終與管內(nèi)的水接觸。設(shè)活塞上升距離為h1，管外水面下降距離為h2，則h0=h1+h2，因水的體積不變，有  ，由以上兩式得  m=7.5m。題給H=9mh1，由此可知確實(shí)有活塞下面是真空的一段過(guò)程。活塞移動(dòng)距離從0到h1的過(guò)程中，對(duì)于水和活塞這個(gè)整體，其機(jī)械能的增加量應(yīng)等于除重力外其他力所做的功。因?yàn)槭冀K無(wú)動(dòng)能，所以機(jī)械能的增加量也就等于重力勢(shì)能的增加量，即 。其他力有管內(nèi)、外的大氣壓力和拉力F，因?yàn)樗豢蓧嚎s，所以管內(nèi)、外大氣壓力做的總功為 p0(R2r2)h2p0r2 h1=0，故外力做的功就只是拉力F做的功，由功能關(guān)