高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律單元測試 一等獎

2023學(xué)年山西省太原五中高一（下）第九周周練物理試卷一、選擇題：（本題包含8小題，其中1-5小題為單選，每小題6分；6-8小題為多選，每小題6分，共48分）1．一根質(zhì)量為M的直木棒，懸掛在O點(diǎn)，有一只質(zhì)量為m的猴子抓著木棒靜止不動．剪斷懸掛木棒的細(xì)繩，木棒開始下落，同時猴子開始沿木棒向上爬．設(shè)在一段時間內(nèi)木棒沿豎直方向下落，猴子對地的高度保持不變，忽略空氣阻力，則下列四個圖象中能正確反映在這段時間內(nèi)猴子對木棒做功的功率隨時間變化的關(guān)系的是（）A． B． C． D．2．如圖所示為起重機(jī)沿豎直方向提起的過程中重物運(yùn)動的速度﹣時間圖象，則該過程中起重機(jī)的輸出功率最接近下圖中的（）A． B． C． D．3．兩個互相垂直的力F1與F2作用在同一物體上，使物體運(yùn)動，物體通過一段位移時，力F1對物體做功為4J．力F2對物體做功為3J，則力F1與F2的合力對物體做功為（）A．1J B．5J C．7J D．25J4．在距地面高5m的平臺上，以25m/s的速率豎直向上拋出一質(zhì)量為lkg的石塊，不計空氣阻力，取g=10m/s2，則拋出后第3s內(nèi)重力對石塊所做的功是（）A．﹣100J B．50J C．100J D．05．如圖所示，重物P放在一長木板OA上，將長木板繞O端慢慢轉(zhuǎn)過一個角度的過程中，重物P相對長木板始終保持靜止．關(guān)于木板對重物P的摩擦力和支持力做功，下列說法正確的是（）A．摩擦力對重物做正功 B．摩擦力對重物做負(fù)功C．支持力對重物不做功 D．支持力對重物做正功6．下列關(guān)于重力勢能的說法正確的是（）A．一對相互作用的滑動摩擦力做功的總和一定為負(fù)B．物體克服重力所做的功等于物體重力勢能的增加C．重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功D．當(dāng)作用力做正功時，反作用力一定做負(fù)功7．質(zhì)量為1㎏的物體，放在動摩擦因數(shù)為的水平面上，在水平拉力的作用下由靜止開始運(yùn)動，水平拉力做的功W和物體發(fā)生的位移S之間的關(guān)系如圖所示，重力加速度取10m/s2，則下列說法正確的是（）A．s=3m時速大小為 B．s=9m時速大小為C．OA段加速度大小為3m/s2 D．AB段加速度大小為3m/s28．一物體在外力的作用下從靜止開始做直線運(yùn)動，合外力方向不變，大小隨時間的變化如圖所示．設(shè)該物體在t0和2t0時刻相對于出發(fā)點(diǎn)的位移分別是x1和x2，速度分別是v1和v2，合外力從開始至t0時刻做的功是W1，從t0至2t0時刻做的功是W2，則（）A．x2=5x1v2=3v1 B．x1=9x2v2=5v1C．x2=5x1W2=8W1 D．v2=3v1W2=9W1二、計算題（共52分）9．有一上端掛在墻上的長畫，從畫的上端到下面的畫軸長，下面畫軸重1N，畫重（畫面處處均勻），現(xiàn)將長畫從下向上卷起了，求長畫的重力勢能增加了多少．10．如圖所示，一質(zhì)量為m=的物體從半徑為R=圓弧的A端，在拉力作用下沿圓弧緩慢運(yùn)動到B端（圓弧AB在豎直平面內(nèi)）．拉力F大小不變，始終為15N，方向始終與物體在該點(diǎn)的切線成37°角．圓弧所對應(yīng)的圓心角為45°，BO邊在豎直方向上．在這一過程中：（g取10m/s2）（1）拉力F做的功；（2）重力G做的功；（3）圓弧面對物體的支持力FN做的功．（4）圓弧面對物體的摩擦力Ff做的功．11．如圖所示，物體由靜止開始沿傾角為θ的固定光滑斜面下滑，物體質(zhì)量為m，斜面高為h．求：（1）物體滑到底端過程中重力的平均功率．（2）物體滑到斜面底端時重力的瞬時功率．12．電動車被認(rèn)為是新型節(jié)能環(huán)保的交通工具．在檢測某款電動車性能的某次實驗中，質(zhì)量為8×102kg的電動車由靜止開始沿平直公路行駛，達(dá)到的最大速度為15m/s．利用傳感器測得此過程中不同時刻電動車的牽引力F與對應(yīng)的速度v，并描繪出F﹣圖象（圖中AB、BO均為直線））．假設(shè)電動車行駛中所受的阻力恒定．（1）根據(jù)圖象定性描述汽車的運(yùn)動過程；（2）求電動車的額定功率；（3）電動車由靜止開始運(yùn)動，經(jīng)過多長時間，速度達(dá)到2m/s？

2023學(xué)年山西省太原五中高一（下）第九周周練物理試卷參考答案與試題解析一、選擇題：（本題包含8小題，其中1-5小題為單選，每小題6分；6-8小題為多選，每小題6分，共48分）1．一根質(zhì)量為M的直木棒，懸掛在O點(diǎn)，有一只質(zhì)量為m的猴子抓著木棒靜止不動．剪斷懸掛木棒的細(xì)繩，木棒開始下落，同時猴子開始沿木棒向上爬．設(shè)在一段時間內(nèi)木棒沿豎直方向下落，猴子對地的高度保持不變，忽略空氣阻力，則下列四個圖象中能正確反映在這段時間內(nèi)猴子對木棒做功的功率隨時間變化的關(guān)系的是（）A． B． C． D．【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時功率．【分析】分別對猴子和木棒受力分析，得出猴子和木棒的運(yùn)動情況，猴子做功的功率為摩擦力做功的功率，分別求出摩擦力的大小和木棒的速度，即可得出做功功率與時間的變化關(guān)系．【解答】解：猴子相對于地面的高度不變，知猴子受重力和摩擦力平衡，則摩擦力的大小恒定，為mg．對于木棒，受重力和猴子對木棒的摩擦力，合力向下恒定，則鏈條向下做勻加速直線運(yùn)動，v=at，則P=fv=mgat，知猴子做功的功率與時間成正比．故B正確，A、C、D錯誤．故選：B．2．如圖所示為起重機(jī)沿豎直方向提起的過程中重物運(yùn)動的速度﹣時間圖象，則該過程中起重機(jī)的輸出功率最接近下圖中的（）A． B． C． D．【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動的圖像．【分析】由速度﹣時間圖象可知：機(jī)車先做勻加速運(yùn)動，再做勻速運(yùn)動，最后做勻減速運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律及P=Fv即可得出功率與時間的關(guān)系．【解答】解：由速度﹣時間圖象可知：第一階段機(jī)車先做勻加速運(yùn)動，在此過程中F＞f，根據(jù)P=Fv知，P隨時間均勻增大；第二階段機(jī)車勻速運(yùn)動，F(xiàn)=f，根據(jù)P=Fv知，P隨時間不變，但小于第一階段的最大值；第三階段機(jī)車勻減速運(yùn)動，F(xiàn)＜f，根據(jù)P=Fv知，P隨時間均勻減小，但剛開始減小時候的功率小于第二階段的功率；故選D．3．兩個互相垂直的力F1與F2作用在同一物體上，使物體運(yùn)動，物體通過一段位移時，力F1對物體做功為4J．力F2對物體做功為3J，則力F1與F2的合力對物體做功為（）A．1J B．5J C．7J D．25J【考點(diǎn)】功的計算．【分析】功是標(biāo)量，合力功等于各力做功的代數(shù)和．【解答】解：力F1對物體做功為4J．力F2對物體做功為3J，力F1與F2的合力對物體做功W=4+3J=7J．故C正確，A、B、D錯誤．故選：C．4．在距地面高5m的平臺上，以25m/s的速率豎直向上拋出一質(zhì)量為lkg的石塊，不計空氣阻力，取g=10m/s2，則拋出后第3s內(nèi)重力對石塊所做的功是（）A．﹣100J B．50J C．100J D．0【考點(diǎn)】功的計算；豎直上拋運(yùn)動．【分析】取豎直向上方向為正方向，豎直上拋運(yùn)動可以看成一種加速度為﹣g的勻減速直線運(yùn)動，找出第3s內(nèi)物體的位移．【解答】解：取豎直向上方向為正方向，以25m/s的速率豎直向上拋出一質(zhì)量為lkg的石塊，物體經(jīng)過速度減為零，所以第3s內(nèi)物體的位移為零．所以拋出后第3s內(nèi)重力對石塊所做的功是0．故選D．5．如圖所示，重物P放在一長木板OA上，將長木板繞O端慢慢轉(zhuǎn)過一個角度的過程中，重物P相對長木板始終保持靜止．關(guān)于木板對重物P的摩擦力和支持力做功，下列說法正確的是（）A．摩擦力對重物做正功 B．摩擦力對重物做負(fù)功C．支持力對重物不做功 D．支持力對重物做正功【考點(diǎn)】動能定理的應(yīng)用；功的計算．【分析】對物塊受力分析可知，物塊受到重力支持力和摩擦力的作用，處于平衡狀態(tài)，根據(jù)功的公式可以分析支持力和摩擦力對物塊的做功的情況．【解答】解：物塊受到重力、支持力和摩擦力的作用，處于平衡狀態(tài)，在緩慢上升的過程中，位移方向向上，重力對物塊做了負(fù)功，物塊在上升的過程中，物塊相對于木板并沒有滑動，所以物塊受到的摩擦力對物塊做的功為零，由于重力對物塊做了負(fù)功，摩擦力對物塊不做功，根據(jù)動能定理可以知道，支持力對物塊做正功．故選：D6．下列關(guān)于重力勢能的說法正確的是（）A．一對相互作用的滑動摩擦力做功的總和一定為負(fù)B．物體克服重力所做的功等于物體重力勢能的增加C．重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功D．當(dāng)作用力做正功時，反作用力一定做負(fù)功【考點(diǎn)】重力勢能；功的計算．【分析】力做功的正負(fù)關(guān)鍵看力的方向和位移的方向的夾角，夾角小于90°做正功，夾角大于90°做負(fù)功，等于90°不做功；滑動摩擦力的方向與相對運(yùn)動的方向相反；根據(jù)重力做功判斷重力勢能的變化；重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量和高度，所選的零勢能面，重力勢能是地球和物體共同具有的．【解答】解：A、一對相互作用的滑動摩擦力大小相等，方向相反，作用的兩個物體位移不同，所以一對相互作用的滑動摩擦力做功之和一定不為零，且一對相互作用的滑動摩擦力做功時，一定有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，說明一對相互作用的滑動摩擦力做功的總和一定為負(fù)，故A正確；B、由功能關(guān)系可知，物體克服重力做的功等于物體重力勢能的增加，故B正確；C、物體的重力勢能與所選的零勢能面有關(guān)，重力勢能等于零的物體，高度也可以很高，也可以對其他物體做功，故C錯誤；D、作用力和反作用力是作用在兩個相互作用的物體之上的；作用力和反作用力可以同時做負(fù)功，也可以同時做正功；如冰面上兩個原來靜止的小孩子相互推一下之后，兩人同時后退，則兩力做正功；而兩個相對運(yùn)動后撞在一起的物體，作用力和反作用力均做負(fù)功，故D錯誤．故選：AB．7．質(zhì)量為1㎏的物體，放在動摩擦因數(shù)為的水平面上，在水平拉力的作用下由靜止開始運(yùn)動，水平拉力做的功W和物體發(fā)生的位移S之間的關(guān)系如圖所示，重力加速度取10m/s2，則下列說法正確的是（）A．s=3m時速大小為 B．s=9m時速大小為C．OA段加速度大小為3m/s2 D．AB段加速度大小為3m/s2【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動的圖像；牛頓第二定律；動能定理．【分析】對物體受力分析，受到重力G、支持力N、拉力F和滑動摩擦力f，根據(jù)牛頓第二定律和動能定理列式分析即可．【解答】解：A、C、對于前3m過程，根據(jù)動能定理，有解得vA=3m/s根據(jù)速度位移公式，有解得故A正確、C正確；B、對于前9m過程，根據(jù)動能定理，有解得vB=3m/s故B正確；D、AB段受力恒定，故加速度恒定，而初末速度相等，故AB段的加速度為零，故D錯誤；故選ABC．8．一物體在外力的作用下從靜止開始做直線運(yùn)動，合外力方向不變，大小隨時間的變化如圖所示．設(shè)該物體在t0和2t0時刻相對于出發(fā)點(diǎn)的位移分別是x1和x2，速度分別是v1和v2，合外力從開始至t0時刻做的功是W1，從t0至2t0時刻做的功是W2，則（）A．x2=5x1v2=3v1 B．x1=9x2v2=5v1C．x2=5x1W2=8W1 D．v2=3v1W2=9W1【考點(diǎn)】功的計算；勻變速直線運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系；勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系；牛頓第二定律．【分析】由牛頓第二定律可以求得物體在兩段時間的加速度的大小，在由位移的公式可以分別求得速度、位移的關(guān)系，根據(jù)動能定理可以求得合力做功的關(guān)系．【解答】解：由于物體受的合力是2倍的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知，加速度也是2倍的關(guān)系，即a2=2a1，所以物體的位移X1=a1t02，速度為v1=a1t0，做的功為W1=F0?X1，物體的位移為X2=X1+V1t0+a2t02=X1+a1t0?t0+2a1t02=a1t02=5X1，速度為v2=v1+a2t0=3v1，做的功為W2=2F0?（X2﹣X1）=8F0?X1=8W1．所以AC正確．故選AC．二、計算題（共52分）9．有一上端掛在墻上的長畫，從畫的上端到下面的畫軸長，下面畫軸重1N，畫重（畫面處處均勻），現(xiàn)將長畫從下向上卷起了，求長畫的重力勢能增加了多少．【考點(diǎn)】重力勢能．【分析】以畫的最上端為參考，根據(jù)重力勢能的計算公式Ep=mgh，求初、末狀態(tài)的重力勢能，即可得解．【解答】解：以畫的最上端為參考，則將畫卷起前，長畫的重力勢能為Ep1=m軸gh軸+m畫gh畫=1×（﹣）+×（﹣）=﹣將畫卷起后，長畫的重力勢能為Ep2=0所以長畫的重力勢能增加了．答：長畫的重力勢能增加了．10．如圖所示，一質(zhì)量為m=的物體從半徑為R=圓弧的A端，在拉力作用下沿圓弧緩慢運(yùn)動到B端（圓弧AB在豎直平面內(nèi)）．拉力F大小不變，始終為15N，方向始終與物體在該點(diǎn)的切線成37°角．圓弧所對應(yīng)的圓心角為45°，BO邊在豎直方向上．在這一過程中：（g取10m/s2）（1）拉力F做的功；（2）重力G做的功；（3）圓弧面對物體的支持力FN做的功．（4）圓弧面對物體的摩擦力Ff做的功．【考點(diǎn)】動能定理的應(yīng)用；功的計算．【分析】重力是恒力，根據(jù)恒力做功的表達(dá)式列式求解重力的功；由于拉力F是大小不變，方向時刻改變（方向始終與物體在該點(diǎn)的切線成37°角），是一個變力，我們可以用“分割求和”的思想方法求解拉力做功；圓弧面對物體的摩擦力Ff做的功，由于摩擦力不僅方向時刻改變，而且大小也在時刻改變，是變力做功，根據(jù)動能定理求解．【解答】解：（1）由于拉力F是大小不變，方向時刻改變（方向始終與物體在該點(diǎn)的切線成37°角），是一個變力．我們可以用“分割求和”的思想方法得出：WF=F（πR）cos37°=15πJ=（2）重力mg做的功為：WG=﹣mgR（1﹣cos45°）=﹣2×10×5×（1﹣）=﹣（3）由于支持力N始終與物體運(yùn)動方向垂直，所以支持力N不做功；（4）所以不能用功的計算式來計算功，根據(jù)動能定理，有：WF+WG+Wf=0解得：Wf=﹣（WF+WG）=﹣（﹣）=﹣答：（1）拉力F做的功為；（2）重力mg所做的功為﹣；（3）圓弧面對物體的支持力FN做的功為零．（4）圓弧面對的摩擦力Ff做的功為﹣．11．如圖所示，物體由靜止開始沿傾角為θ的固定光滑斜面下滑，物體質(zhì)量為m，斜面高為h．求：（1）物體滑到底端過程中重力的平均功率．（2）物體滑到斜面底端時重力的瞬時功率．【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時功率；功的計算．【分析】應(yīng)用公式P=Fv求某力的瞬時功率時，注意公式要求力和速度的方向在一條線上，在本題中應(yīng)用機(jī)械能守恒求出物體滑到斜面底端時的速度，然后將速度沿豎直方向分解即可求出重力功率．【解答】解：物體下滑過程中機(jī)械能守恒，所以有：mgh=解得：v=所以平均速度為所以物體滑到底端過程中重力的平均功率=物體滑到斜面底端時重力的瞬時功率P=mgvsinθ=答：（1）物體滑到底端過程中重力的平均功率為．（2）物體滑到斜面底端時重力的瞬時功率為．12．電動車被認(rèn)為是新型節(jié)能環(huán)保的