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PAGE8-章末滾動驗收(五)(時間:45分鐘)一、單項選擇題1.如圖所示,“倫敦眼”是世界聞名的觀景摩天輪,它總高度135米,矗立于倫敦泰晤士河南畔的蘭貝斯區(qū)。現(xiàn)假設摩天輪正繞中間的固定軸做勻速圓周運動,則下列關于坐在座椅上觀光的游客的說法正確的是()A.因為摩天輪做勻速轉動,所以游客受力平衡B.當摩天輪轉到最高點時,游客處于失重狀態(tài)C.因為摩天輪做勻速轉動,所以游客的機械能守恒D.當摩天輪轉到最低點時,座椅對游客的支持力小于所受的重力B[摩天輪勻速轉動時,每個游客都在做線速度大小不變、方向不斷變更的勻速圓周運動,不是平衡狀態(tài),故A項錯誤;當摩天輪轉到最高點時,游客受到的重力與支持力的合力的方向向下,指向圓心,所以處于失重狀態(tài),故B項正確;由于摩天輪做勻速轉動,所以游客的動能不變,而重力勢能是變更的,所以機械能不守恒,故C項錯誤;游客隨摩天輪做勻速圓周運動且摩天輪轉到最低點時,游客受到的重力與支持力的合力的方向向上,指向圓心,所以座椅對游客的支持力大于游客所受的重力,故D項錯誤。]2.(2024·天津高考真題改編)復興號動車在世界上首次實現(xiàn)速度350km/h自動駕駛功能,成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標記性成果。一列質量為m的動車,初速度為v0,以恒定功率P在平直軌道上運動,經時間t達到該功率下的最大速度vm,設動車行駛過程所受到的阻力F保持不變。動車在時間t內()A.做勻加速直線運動B.加速度漸漸增大C.牽引力的功率P=FvmD.牽引力做功W=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)C[動車的功率恒定,依據P=F牽v可知動車的牽引力減小,依據牛頓其次定律得:F牽-F=ma可知動車的加速度減小,所以動車做加速度減小的加速運動,A、B錯誤;當加速度為0時,牽引力等于阻力,則額定功率為P=Fvm,C正確;動車功率恒定,在t時間內,牽引力做功為W=Pt,依據動能定理得Pt-Fs=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0),D錯誤。]3.用傳感器探討質量為2kg的物體由靜止起先做直線運動的規(guī)律時,在計算機上得到0~6s內物體的加速度隨時間變更的關系如圖所示。下列說法正確的是()A.0~6s內物體先向正方向運動,后向負方向運動B.0~6s內物體在4s末的速度最大C.物體在2~4s內速度不變D.0~4s內合力對物體做的功等于0~6s內合力對物體做的功D[a-t圖象中圖線與時間軸圍成的面積代表物體在相應時間內速度的變更狀況,在時間軸上方為正,在時間軸下方為負。由題圖可得,物體在6s末的速度v6=6m/s,則0~6s內物體始終向正方向運動,選項A錯誤;物體在5s末速度最大,vm=7m/s,選項B錯誤;在2~4s內物體加速度不變,物體做勻加速直線運動,速度變大,選項C錯誤;在0~4s內,合力對物體做的功由動能定理可知W合4=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,4)-0=36J,0~6s內,合力對物體做的功由動能定理可知W合6=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,6)-0=36J,則W合4=W合6,選項D正確。]4.如圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個質量為m的圓環(huán),圓環(huán)與一根輕質彈性橡皮繩相連,橡皮繩的另一端固定在地面上的A點,橡皮繩豎直且處于原長,原長為h,現(xiàn)讓圓環(huán)沿桿從靜止起先下滑,滑到桿的底端時速度為零。則在圓環(huán)下滑過程中(整個過程中橡皮繩始終處于彈性限度內),下列說法中正確的是()A.圓環(huán)的機械能守恒B.圓環(huán)的機械能先增大后減小C.圓環(huán)滑到桿的底端時機械能削減了mghD.橡皮繩再次恰好復原原長時,圓環(huán)動能最大C[圓環(huán)沿桿滑下,滑到桿的底端的過程中有兩個力對圓環(huán)做功,即環(huán)的重力和橡皮繩的拉力,所以圓環(huán)的機械能不守恒,假如把圓環(huán)和橡皮繩組成的系統(tǒng)作為探討對象,則系統(tǒng)的機械能守恒,因為橡皮繩的彈性勢能先不變再增大,所以圓環(huán)的機械能先不變后減小,故A、B錯誤;圓環(huán)滑到桿的底端時動能為零,重力勢能減小了mgh,即圓環(huán)的機械能削減了mgh,故C正確;在圓環(huán)下滑過程中,橡皮繩再次復原原長時,該過程中圓環(huán)動能始終增大,但不是最大,沿桿方向合力為零的時刻,圓環(huán)加速度為零,圓環(huán)的速度最大,故D錯誤。]5.如圖所示,一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v向右勻速運動,現(xiàn)將質量為m的物體輕輕地放置在木板上的右端,已知物體m和木板之間的動摩擦因數為μ,為保持木板的速度不變,從物體m放到木板上到它相對木板靜止的過程中,須對木板施一水平向右的作用力F,那么力F對木板做功的數值為()A.eq\f(mv2,4) B.eq\f(mv2,2)C.mv2 D.2mv2C[由能量守恒定律可知,拉力F對木板所做的功W一部分轉化為物體m的動能,一部分轉化為系統(tǒng)內能,故W=eq\f(1,2)mv2+μmg·s相,s相=vt-eq\f(v,2)t,v=μgt,以上三式聯(lián)立可得W=mv2,故C正確。]二、多項選擇題6.某工地上,工人將放在地面上一重10N的箱子吊起。箱子在繩的拉力作用下由靜止起先豎直向上運動,運動過程中箱子的機械能E與其位移x的關系圖象如圖所示,其中0~5m過程的圖線為曲線,5~15m過程的圖線為直線。依據圖象可知()A.0~5m過程中箱子所受的拉力漸漸減小B.0~15m過程中箱子的動能始終增加C.在位移為15m時,拉力F=20ND.在位移為15m時,拉力F=10NAD[依據功能關系,物體機械能的變更量等于重力以外其他力做的功,由eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔE,Δx)))=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(W,Δx)))=F可知,箱子的E-x圖象的斜率表示箱子所受拉力,由圖象得,0~5m過程中箱子所受的拉力漸漸減小,選項A正確;5~15m過程中箱子所受拉力F=eq\f(300-200,15-5)N=10N=G,故0~5m過程中箱子所受的拉力大于重力,箱子的動能增加;5~15m過程中箱子所受的拉力等于重力,箱子的動能不變,選項B、C錯誤,D正確。]7.如圖甲所示,在距離地面高度為h=0.80m的平臺上有一輕質彈簧,其左端固定于豎直擋板上,右端與質量m=0.50kg、可看作質點的物塊相接觸(不粘連),OA段粗糙且長度等于彈簧原長,其余位置均無阻力作用。物塊起先靜止于A點,與OA段的動摩擦因數μ=0.50?,F(xiàn)對物塊施加一個水平向左的外力F,大小隨位移x變更關系如圖乙所示。物塊向左運動x=0.40m到達B點,到達B點時速度為零,隨即撤去外力F,物塊在彈簧彈力作用下向右運動,從M點離開平臺,落到地面上N點,取g=10m/s2,則()甲乙A.彈簧被壓縮過程中外力F做的功為6.0JB.彈簧被壓縮過程中具有的最大彈性勢能為6.0JC.整個運動過程中克服摩擦力做功為4.0JD.MN的水平距離為1.6mAD[彈簧被壓縮過程中外力F做的功等于F-x圖象所圍的面積,則WF=eq\f(6+18,2)×0.2J+18×(0.4-0.2)J=6J,選項A正確;彈簧被壓縮過程中具有的最大彈性勢能Ep=WF-μmgx=6.0J-0.50×0.50×10×0.4J=5.0J,選項B錯誤;整個運動過程中克服摩擦力做功Wf=2μmgx=2J,選項C錯誤;由動能定理有WF-Wf=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0),解得物塊從M離開平臺時的速度v0=4m/s,物塊在空中運動的時間t=eq\r(\f(2h,g))=0.4s,故MN的水平距離xMN=v0t=1.6m,選項D正確。]8.如圖所示,固定的水平光滑細桿上套有物塊A,細線跨過位于O點和桿右端Q點的兩個輕質光滑小滑輪,一端連接物塊A,另一端懸掛物塊B,物塊A質量為eq\f(m,2),物塊B質量為m。C為O點正下方桿上的點,滑輪到桿的距離為h。起先時A位于P點,PO與水平方向的夾角為30°,PC<CQ?,F(xiàn)將A、B由靜止釋放,重力加速度為g。下列說法正確的是()A.物塊A由P點動身第一次到達C點的過程中,速度先增大后減小B.物塊A經過C點時的速度大小為2eq\r(gh)C.物塊A在桿上長為eq\r(3)h的范圍內做往復運動D.在物塊A由P點動身第一次到達C點的過程中,物塊B克服細線拉力做的功等于B重力勢能的削減量BD[物塊A由P點動身第一次到達C點過程中,物塊在水平方向始終受到細線拉力向右分力的作用,始終加速,A項錯誤;物塊A經過C點時,依據運動的分解有vAcosθ=vB,此時OP與AC夾角θ=90°,B的速度為零,物塊A由P點到C點過程中,對物塊A、B利用動能定理有mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(h,sin30°)-h(huán)))=eq\f(1,2)·eq\f(m,2)v2,解得v=2eq\r(gh),B項正確;依據題意可得PC=eq\f(h,tan30°)=eq\r(3)h,物塊A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒,由對稱性可知,A在桿上長為2eq\r(3)h的范圍內做往復運動,C項錯誤;A到達C點時B的速度為零,由動能定理推斷物塊B重力勢能的削減量全部用來克服細線拉力做功,D項正確。]三、非選擇題9.(2024·北京學業(yè)水同等級考試)如圖甲所示,用質量為m的重物通過繞過滑輪的繩子牽引小車,使小車在長木板上運動,用打點計時器在紙帶上記錄小車的運動狀況,利用該裝置可以完成“探究動能定理”的試驗。甲(1)打點計時器運用的電源是________(填選項前的字母)。A.直流電源 B.溝通電源(2)試驗中,須要平衡摩擦力和其他阻力,正確操作方法是________(填選項前的字母)。A.把長木板右端墊高 B.變更小車的質量(3)在不掛重物且________(填選項前的字母)的狀況下,輕推一下小車,若小車拖著紙帶做勻速運動,表明已經消退了摩擦力和其他阻力的影響。A.計時器不打點 B.計時器打點(4)接通電源,釋放小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,將打下的第一個點標為O,在紙帶上依次標A、B、C、…若干計數點,已知相鄰計數點間的時間間隔為T,測得A、B、C、…各點到O點的距離為x1、x2、x3、…,如圖乙所示。乙試驗中,重物質量遠小于小車質量,可認為小車所受的拉力大小為mg,從打點計時器打O點到打B點的過程中,拉力對小車做的功為W=________,打B點時小車的速度v=________。(5)以v2為縱坐標,W為橫坐標,利用試驗數據作出如圖丙所示的v2-W圖象。由此圖象可得v2隨W變更的數學表達式為________,依據物理量之間的單位關系,可知與圖線斜率有關的物理量應是________。丙(6)假設已經完全消退了摩擦力和其他阻力的影響,若重物質量不滿意遠小于小車質量的條件,則從理論上分析,下列選項中正確反映v2-W關系的是________。ABCD[解析](1)打點計時器運用溝通電源,選項B正確。(2)在平衡摩擦力和其他阻力時,通過墊高木板右端,構成斜面,使重力沿斜面對下的分力與摩擦力和其他阻力平衡,選項A正確。(3)平衡摩擦力時須要讓打點計時器工作,通過紙帶上打出的點跡,推斷小車的運動是否為勻速直線運動,選項B正確。(4)小車拖動紙帶移動的距離等于重物下落的距離,因此拉力對小車做的功為W=mgx2。小車做勻變速直線運動,因此打B點時小車的速度v=eq\f(x3-x1,2T)。(5)由圖乙可知,圖線的斜率k=eq\f(Δv2,ΔW)=4.7m2/(s2·J),縱截距b=0.01m2/s2,則v2隨W變更的數學表達式為v2=0.01+4.7W。v2的單位是m2/s2,W的單位可寫成kg·m2/s2,則k的單位為kg-1,所以斜率應與質量有關。(6)若重物質量m不滿意遠小于小車質量M的條件,則繩子對小車的拉力實際不等于重物的重力,由mg=(M+m)a和F=Ma可得F=eq\f(M,M+m)mg,由動能定理可得Fx=eq\f(1,2)Mv2,解得v2=eq\f(2F,M)x=eq\f(2mg,M+m)x,而W=mgx,故v2=eq\f(2,M+m)W,則v2-W圖線的斜率k=eq\f(2,M+m),重物質量m與小車質量M不變,斜率不變,選項A正確。[答案](1)B(2)A(3)B(4)mgx2eq\f(x3-x1,2T)(5)v2=0.01+4.7W質量(6)A10.如圖甲所示是用“落體法”驗證機械能守恒定律的試驗裝置。(g取9.80m/s2)甲(1)選出一條清楚的紙帶如圖乙所示,其中O點為打點計時器打下的第一個點,A、B、C為三個計數點,打點計時器通以頻率為50Hz的交變電流。用分度值為1mm的刻度尺測得OA=12.41cm,OB=18.90cm,OC=27.06cm,在計數點A和B、B和C之間還各有一個點,重錘的質量為1.00kg。甲同學依據以上數據算出:當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比起先下落時削減了________J;此時重錘的速度vB=________m/s,此時重錘的動能比起先下落時增加了________J。(結果均保留三位有效數字)乙丙(2)某同學利用他自己試驗時打出的紙帶,測量出了各計數點到打點計時器打下的第一個點的距離h,算出了各計數點對應的速度v,然后以h為橫軸、以eq\f(1,2)v2為縱軸作出了如圖丙所示的圖線,圖線的斜率近似等于________。A.19.6B.9.8C.4.90圖線未過原點O的緣由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)當打點計時器打到B點時,重錘的重力勢能減小量ΔEp=mg·OB=1.00×9.80×18.90×10-2J≈1.85J;打B點時重錘的速度vB=eq\f(OC-OA,4T)=eq\f(27.06-12.41×10-2,4×0.02)m/s≈1.83m/s,此時重錘的動能增加量ΔEk=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)=eq\f(1,2)×1.00×1.8312J≈1.68J。(2)由機械能守恒定律有eq\f(1,2)mv2=mgh,可得eq\f(1,2)v2=gh,由此可知圖線的斜率近似等于重力加速度g,故B正確。由圖線可知,h=0時,重錘的速度不等于零,緣由是該同學做試驗時先釋放了紙帶,然后才合上打點計時器的開關。[答案](1)1.851.831.68(2)B先釋放了紙帶,后合上打點計時器的開關11.(2024·江蘇新高考適應性考試)如圖所示,水平傳送帶足夠長,向右前進的速度v=4m/s,與傾角為37°的斜面的底端P平滑連接,將一質量m=2kg的小物塊從A點靜止釋放。已知A、P的距離L=8m,物塊與斜面、傳送帶間的動摩擦因數分別為μ1=0.25、μ2=0.20,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求物塊(1)第1次滑過P點時的速度大小v1;(2)第1次在傳送帶上來回運動的時間t;(3)從釋放到最

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