高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律單元測(cè)試 第7章第7節(jié)

第七章第七節(jié)基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．某同學(xué)用200N的力將質(zhì)量為0．44kg的足球踢出，足球以10m/s的初速度沿水平草坪滾出60m后靜止，則足球在水平草坪上滾動(dòng)過程中克服阻力做的功是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820487)()A．4．4J B．22JC．132J D．12000J答案：B解析：根據(jù)動(dòng)能定理，W＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×0．44×102J＝22J。2．(溫州十校聯(lián)合體2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期聯(lián)考)一質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)。小球在水平力F作用下，從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，如圖所示，則力F所做的功為eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820488)()A．mglcosθ B．FlsinθC．mgl(1－cosθ) D．Flcosθ答案：C解析：小球的運(yùn)動(dòng)過程是緩慢的，因而任一時(shí)刻都可看作是平衡狀態(tài)，因此F的大小不斷變大，F(xiàn)做的功是變力功。小球上升過程只有重力mg和F這兩個(gè)力做功，由動(dòng)能定理得WF－mgl(1－cosθ)＝0。所以WF＝mgl(1－cosθ)。3．(福建師大附中2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期期中)中國著名籃球運(yùn)動(dòng)員姚明在一次投籃中對(duì)籃球做功為W，出手高度為h1，籃筐距地面高度為h2，球的質(zhì)量為m。不計(jì)空氣阻力，則籃球進(jìn)筐時(shí)的動(dòng)能為eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820489)()A．W＋mgh2－mgh1 B．mgh2－mgh1－WC．mgh1＋mgh2－W D．W＋mgh1－mgh2答案：D解析：由動(dòng)能定理得：W－mg(h2－h(huán)1)＝Ek，即Ek＝W＋mgh1－mgh2，故選D。4．關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力的功、運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的變化，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820490)()A．運(yùn)動(dòng)物體所受的合力不為零，合力必做功，物體的動(dòng)能一定要變化B．運(yùn)動(dòng)物體所受的合力為零，則物體的動(dòng)能一定不變C．運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能保持不變，則該物體所受合力不一定為零D．運(yùn)動(dòng)物體所受合力不為零，則該物體一定做變速運(yùn)動(dòng)答案：BCD解析：由功的公式W＝Flcosα知，合力不為零，但若α＝90°，合力的功也為零，A錯(cuò)誤。若合力為零，則合力的功也為零，由動(dòng)能定理W總＝Ek2－Ek1，合力做的總功必為零，則物體的動(dòng)能不發(fā)生改變，B正確，另外，由牛頓第二定律，有合力作用，就一定會(huì)改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體做變速運(yùn)動(dòng)。5．如圖所示，質(zhì)量為m的小車在水平恒力F推動(dòng)下，從山坡底部A處由靜止起運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B，獲得速度為v，AB的水平距離為s。下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820491)()A．小車克服重力所做的功是mghB．合力對(duì)小車做的功是eq\f(1,2)mv2C．推力對(duì)小車做的功是Fs－mghD．小車克服阻力做的功是eq\f(1,2)mv2＋mgh－Fs答案：AB解析：阻力為變力，設(shè)克服阻力做的功為W，由動(dòng)能定理可得Fs－mgh－W＝eq\f(1,2)mv2－0，得W＝Fs－mgh－eq\f(1,2)mv2，故D錯(cuò)誤；推力對(duì)小車做的功為Fs，故C錯(cuò)；由動(dòng)能定理可知，B正確；克服重力做功為mgh，A也正確，故正確答案為A、B。二、非選擇題6．(濰坊一中2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期期中)將質(zhì)量m＝2kg的一個(gè)小球從離地面H＝2m高處由靜止開始釋放，落入泥潭并陷入泥中h＝5cm深處，不計(jì)空氣阻力，求泥對(duì)小球的平均阻力。(g取10m/s2)eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820492)答案：820N解析：方法一：(應(yīng)用動(dòng)能定理分段求解)對(duì)小球在空中運(yùn)動(dòng)階段應(yīng)用動(dòng)能定理，有mgH＝eq\f(1,2)mv2－0對(duì)小球在泥潭中運(yùn)動(dòng)階段應(yīng)用動(dòng)能定理，有mgh－eq\x\to(F)h＝0－eq\f(1,2)mv2由以上兩式解得泥對(duì)小球的平均阻力eq\x\to(F)＝eq\f(H＋h,h)·mg＝eq\f(2＋,×2×10N＝820N方法二：(應(yīng)用動(dòng)能定理整體求解)對(duì)小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)階段應(yīng)用動(dòng)能定理，有mg(H＋h)－eq\x\to(F)h＝0－0所以，泥對(duì)小球的平均阻力eq\x\to(F)＝eq\f(H＋h,h)·mg＝eq\f(2＋,×2×10N＝820N。7．(濟(jì)南市高新實(shí)驗(yàn)中學(xué)2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期期中)如圖所示，AB為固定在豎直平面內(nèi)的eq\f(1,4)光滑圓弧軌道，軌道的B點(diǎn)與水平地面相切，其半徑為R。質(zhì)量為m的小球由A點(diǎn)靜止釋放，求：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820493)(1)小球滑到最低點(diǎn)B時(shí)，小球速度v的大小；(2)小球通過光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰達(dá)最高點(diǎn)D，D到地面的高度為h(已知h<R)，則小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf。答案：(1)eq\r(2gR)(2)mg(R－h(huán))解析：(1)小球從A滑到B的過程中，由動(dòng)能定理得：mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－0解得：vB＝eq\r(2gR)；(2)從A到D的過程，由動(dòng)能定理可得：mg(R－h(huán))－Wf＝0－0，解得，克服摩擦力做的功Wf＝mg(R－h(huán))。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．質(zhì)量相同的甲、乙兩木塊僅在摩擦力作用下沿一水平面滑動(dòng)，它們的動(dòng)能—位移(Ek－x)的關(guān)系如下圖所示，則兩木塊的速度—時(shí)間(v－t)圖象正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820494)()答案：D解析：根據(jù)Ek－x圖線可判甲、乙兩木塊所受摩擦力相等，所以兩木塊均以相同加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，D選項(xiàng)正確。2．(南京市部分示范高中2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期聯(lián)考)在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小滑塊停放在質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的靜止的長(zhǎng)木板的最右端，滑塊和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。現(xiàn)用一個(gè)大小為F的恒力作用在M上，當(dāng)小滑塊滑到木板的最左端時(shí)，滑塊和木板的速度大小分別為v1、v2，滑塊和木板相對(duì)于地面的位移大小分別為s1、s2，下列關(guān)系式錯(cuò)誤的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820495)()A．μmgs1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1) B．Fs2－μmgs2＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)C．μmgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1) D．Fs2－μmgs2＋μmgs1＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)答案：C解析：滑塊在摩擦力作用下前進(jìn)的距離為s1，故對(duì)于滑塊μmgs1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，A對(duì)，C錯(cuò)；木板前進(jìn)的距離為s2，對(duì)于木板Fs2－μmgs2＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)，B對(duì)；由以上兩式得Fs2－μmgs2＋μmgs1＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，D對(duì)。故應(yīng)選C。3．如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一物體向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面。設(shè)物體在斜面最低點(diǎn)A的速度為v，壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h，則從A到C的過程中彈簧彈力做功是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820496)()A．mgh－eq\f(1,2)mv2 B．eq\f(1,2)mv2－mghC．－mgh D．－(mgh＋eq\f(1,2)mv2)答案：A解析：由A到C的過程運(yùn)用動(dòng)能定理可得：－mgh＋W＝0－eq\f(1,2)mv2所以W＝mgh－eq\f(1,2)mv2，所以A正確。4．(諸誠一中2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期期末)如圖所示是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動(dòng)小車的裝置。當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板時(shí)，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn)。若小車在平直的公路上以初速度v0開始加速行駛，經(jīng)過時(shí)間t，前進(jìn)了距離l，達(dá)到最大速度vmax，設(shè)此過程中電動(dòng)機(jī)功率恒為額定功率P，受到的阻力恒為Ff，則此過程中電動(dòng)機(jī)所做的功為eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820497)()A．Ffvmaxt B．PtC．Ffteq\f(v0＋vmax,2) D．eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)＋Ffl－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)答案：ABD解析：由于功率恒定，則W＝Pt，故B對(duì)；又由于達(dá)到最大速度時(shí)，P＝Fvmax＝Ffvmax，則W＝Pt＝Ffvmaxt，故A對(duì)、C錯(cuò)；又由動(dòng)能定理：W－Ffl＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，則W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋Ffl，故D對(duì)。5．在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到vm后立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直到停止，v－t圖象如圖所示。設(shè)汽車的牽引力為F，摩擦力為f，全過程中牽引力做功W1，克服摩擦力做功W2，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820498)()A．F∶f＝1∶3 B．F∶f＝4∶1C．W1∶W2＝1∶1 D．W1∶W2＝1∶3答案：BC解析：全過程初、末狀態(tài)的動(dòng)能都為零，對(duì)全過程應(yīng)用動(dòng)能定理得W1－W2＝0①即W1＝W2，選項(xiàng)C正確。設(shè)物體在0～1s內(nèi)和1～4s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大小分別為s1、s2，則W1＝Fs1②W2＝f(s1＋s2)③在v－t圖象中，圖象與時(shí)間軸包圍的面積表示位移，由圖象可知，s2＝3s1④由②③④式解得F∶f＝4∶1，選項(xiàng)B正確。二、非選擇題6．如圖甲所示，一質(zhì)量為m＝1kg的物塊靜止在粗糙水平面上的A點(diǎn)，從t＝0時(shí)刻開始，物塊在受到按如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F作用下向右運(yùn)動(dòng)，第3s末物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度剛好為0，第5s末物塊剛好回到A點(diǎn)，已知物塊與粗糙水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0．2，(g取10m/s2)求：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820499)(1)AB間的距離；(2)水平力F在5s時(shí)間內(nèi)對(duì)物塊所做的功。答案：(1)4m(2)24J解析：(1)在3s～5s內(nèi)物塊在水平恒力F作用下由B點(diǎn)勻加速直線運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，設(shè)加速度為a，AB間的距離為s，則F－μmg＝maa＝eq\f(F－μmg,m)＝eq\f(4－×1×10,1)m/s2＝2m/s2s＝eq\f(1,2)at2＝4m(2)設(shè)整個(gè)過程中F做的功為WF，物塊回到A點(diǎn)時(shí)的速度為vA，由動(dòng)能定理得：WF－2μmgs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)veq\o\al(2,A)＝2asWF＝2μmgs＋mas＝24J。7．(泰安市2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期三校聯(lián)考)在游樂節(jié)目中，選手需借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺(tái)上，如圖所示。我們將選手簡(jiǎn)化為質(zhì)量m＝60kg的質(zhì)點(diǎn)，選手抓住繩由靜止開始擺動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向夾角α＝53°，繩長(zhǎng)l＝2m，繩的懸掛點(diǎn)O距水面的高度為H＝3m。不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺(tái)露出水面的高度不計(jì)，水足夠深。取重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0．8，cos53°＝0．6。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820500)(1)求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩的拉力的大小F；(2)若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)松手，落到了浮臺(tái)上，試用題中所提供的數(shù)據(jù)算出落點(diǎn)與岸的水平距離；(3)若選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時(shí)松手落入水中。設(shè)水對(duì)選手的平均浮力f1＝800N，平均阻力f2＝700N，求選手落入水中的深度d。答案：(1)1080N(2)(eq\f(8,5)＋eq\f(4\r(5),5))m(3)1．2m解析：(1)由動(dòng)能定理得：mgl(1－cosα)＝eq\f(1,2)m