[推荐学习]高中物理人教版必修2单元检测:第七章检测(B).doc
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- 推荐学习 推荐 学习 高中物理 人教版 必修 单元 检测 第七
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1、第七章检测(B)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,16题只有一个选项符合题目要求,710题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1从空中以30 m/s的初速度水平抛出一个重10 N的物体,物体在空中运动4 s落地,不计空气阻力,g取10 m/s2,则物体落地时重力的瞬时功率为()A.400 WB.500 WC.300 WD.700 W解析:在竖直方向上,vy=gt=104 m/s=40 m/s,故物体落地时重力的瞬时功率P=mgvy=400 W,A对。答案:A2将一物体从地面竖直
2、上抛,竖直上抛过程中所受到的空气阻力大小恒定。设物体在地面时的重力势能为零,则物体从抛出到落回地面的过程中,物体的机械能E与物体离地面的高度h的关系,下图中正确的是()解析:由于物体受空气阻力的作用,所以物体的机械能要减小,减小的机械能等于克服阻力做的功,设阻力的大小为Ff,则物体的机械能为E=E0-Ffh,在返回的过程中,阻力大小恒定,机械能还是均匀减小的,所以C、D错误。当返回地面时,物体还有动能,所以物体的机械能不会是零,所以B正确,A错误。答案:B3(2016全国理综甲)小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起,使两绳
3、均被水平拉直,如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点,()A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的动能一定小于Q球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度解析:设绳长为l,从水平位置到最低点,根据动能定理,mglvlPlQ,所以vPvQ,A选项错误。因EkvPmQ,所以FTPFTQ,C选项正确;向心加速度a,D选项错误。答案:C4如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为l,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2
4、l(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中()A.圆环的机械能守恒B.弹簧弹性势能变化C.圆环下滑到最大距离时,所受合力为零D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变解析:在圆环下滑过程中,圆环与弹簧组成的系统机械能守恒,圆环自身机械能不守恒,故A错。圆环下滑到最大距离时,其速度为零,它减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能。由几何关系得下滑距离hEp=mgh,当下滑到最大距离时所受合力竖直向上,故C错。圆环与弹簧组成的系统机械能守恒,即重力势能、弹性势能及动能之和不变,而不是重力势能和弹性势能之和不变,故D错。答案:B5如图所示,物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零,运动中无碰撞
5、能量损失。DO是水平面,AB是斜面,初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零。如果斜面改为AC,让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点时速度也刚好为零,则此时物体具有的初速度v()A.大于v0B.等于v0C.小于v0D.决定于斜面的倾角解析:设斜面的倾角为,则滑动摩擦力对物体所做的功为Wf=-mgBD-mgcos AB=-mgBD-mgOB=-mgOD。可见,Wf与无关,也就是说,物体从D点出发沿DBA或沿DCA滑动到A点,滑动摩擦力对物体所做的功相同。根据动能定理,沿DBA有WG+Wf=0DCA有WG+Wf=0v=v0。答案:B6如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面
6、上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,则()A.t1时刻小球动能最大B.t2时刻小球动能最大C.t2t3这段时间内,小球的动能先增加后减少D.t2t3这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能解析:t1时刻为小球与弹簧刚接触的时刻,此后小球继续加速,当弹簧弹力等于重力时,速度达到最大,动能也最大,t2时刻为小球的最低点,动能为零,所以选项A、B错误;t2t3这段时间内小球由最低点向上运动,t3时
7、刻离开弹簧,小球的动能先增大后减小,选项C正确;t2t3这段时间内小球和弹簧组成的系统机械能守恒,小球的弹性势能转化为重力势能和动能,小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能,选项D错误。答案:C7如图所示,物体从同一高度,由静止开始分别沿三条不同的光滑轨道下滑到A、B、C三点,则下列说法正确的有()A.重力做的功相等B.滑到地面前瞬间重力做功的瞬时功率相等C.滑到地面前瞬间物体的速度相同D.滑到地面前瞬间物体的动能相等解析:三个斜面高度相同,重力做功WG=mgh,A正确;由机械能守恒定律mghv,但与地面的夹角不同,即方向不同,又P=mgvsin ,滑到地面前瞬间重力做功的瞬时功率不相等,所以B
8、、C错误,D正确。答案:AD8如图所示,在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线。从图中可以判断()A.在0t1时间内,外力做正功B.在0t1时间内,外力的功率逐渐增大C.在t2时刻,外力的功率最大D.在t1t3时间内,外力做的总功为零解析:在0t1时间内,速度增大,由动能定理得,选项A正确;由P=Fv可知,在t=0及t=t2时刻,外力做功为零,v-t图象中的图线的斜率代表加速度,t1时刻a=0,则F=0,外力的功率为0,选项B、C均错误;在t1t3时间内,动能改变量为零,由动能定理得,选项D正确。答案:AD9如图所示,重10 N的滑块在倾角为30的斜面上,从a点由静止下滑,到b点接触到一
9、个轻弹簧。滑块压缩弹簧到c点开始弹回,返回b点离开弹簧,最后又回到a点,已知ab=0.8 m,bc=0.4 m,那么在整个过程中()A.滑块动能的最大值是6 JB.弹簧弹性势能的最大值是6 JC.从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD.滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能减少解析:滑块能回到原出发点,所以机械能守恒,故选项D错误;以c点为参考点,则a点的机械能为6 J,在c点时滑块的速度为零,重力势能为零,所以弹簧的弹性势能为6 J,从c到b的过程中弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减少量,故选项B、C正确;滑块从a到c的过程中,重力势能不能完全转化为动能,故选项A错误。答案:BC10如图所
10、示,倾角=30的粗糙斜面固定在地面上,长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中()A.物块的机械能逐渐增加B.软绳重力势能共减少C.物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D.软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和解析:因物块受细线的拉力做负功,所以物块的机械能逐渐减小,A错误;取斜面最高点为参考面,软绳重力势能共减少Ep绳=mg30;设W克为软绳克服摩擦力做的功,对系统由功能原理得Ep绳+Epv2+W克,又因为Epv2,故C
11、错误而D正确。答案:BD二、实验题(本题共2小题,共16分)11甲(8分)某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”,如图甲所示。打点计时器所用电源频率为50 Hz,当地重力加速度的值为9.80 m/s2,测得所用重物的质量为1.00 kg。若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图乙所示,则:乙(1)纸带的(选填“左”或“右”)端与重物相连;(2)从打下点A到打下点C的过程中重力势能的减少量Ep=(结果保留两位有效数字);(3)猜测:动能的增加量Ek最有可能(选填“大于”“小于”或“等于”)势能的减少量Ep。解析:(1)重物做自由落体运动,下落速
12、度越来越快,相同的时间里,距离越来越大,故纸带的左端与重物相连。(2)Ep=mghAC=1.009.80(7.02-3.13)10-2 J0.38 J。(3)由于摩擦阻力的影响,因此动能的增加量Ek最有可能小于势能的减少量Ep。答案:(1)左(2)0.38 J(3)小于12(8分)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装置如图所示。(1)若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些。(2)实验开始时
13、,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行,他这样做的目的是下列的哪个(填字母代号)。A.避免小车在运动过程中发生抖动B.可使打点计时器在纸带上打出的点更清晰C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度。在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:。(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些。这一情况可能是下列哪些原因造成的(填字母代号)。A.在接
14、通电源的同时释放了小车B.小车释放时离打点计时器太近C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D.钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力解析:(1)根据实验原理,可知需要用天平测量钩码质量;需要刻度尺测量小车的位移。(2)细线必须与木板平行,才能使小车受到绳的拉力为平衡摩擦力后小车受到的合外力,选项D正确。(3)小车运动加速度与合外力大小有关,即a,小车的合外力较大,其加速度也较大,所以可用增加小车质量m0的方法来减小小车的加速度,故可在小车上加适量砝码(或钩码)。(4)本小题A、B选项不是造成题述误差的原因;如果平衡摩擦力不够,会损失一部分机械能,从而使小车的动能值变小。由于钩码和小车组
15、成的系统一起做匀加速运动,所以钩码也有一定加速度,因此钩码的重力大于细绳拉力。答案:(1)刻度尺、天平(包括砝码)(2)D(3)可在小车上加适量的砝码(或钩码)(4)CD三、计算题(本题共4小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式或演算步骤,有数值计算的要注明单位)13(10分)质量为m=4 kg的小物块静止于水平地面上的A点,现用F=10 N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去拉力,物块继续滑动一段位移停在B点,A、B两点相距x=20 m,物块与地面间的动摩擦因数=0.2,g取10 m/s2,求:(1)物块在力F作用过程中滑动位移x1的大小。(2)撤去力F后物块继续滑动的时间t。解析:(
16、1)设物块受到的滑动摩擦力为Ff,则Ff=mg根据动能定理,对物块由A点到B点整个过程,有Fx1-Ffx=0代入数据,解得x1=16 m。(2)设刚撤去力F时物块的速度为v,此后物块的加速度为a,滑动的位移为x2,则x2=x-x1由牛顿第二定律得a=由匀变速直线运动公式得v2=2ax2x2=vt-at2代入数据,解得t=2 s。答案:(1)16 m(2)2 s14(10分)如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R。一个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧,在弹力的作用下获得向右的速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动到
17、达C点。求:(1)弹簧对物块的弹力做的功。(2)物块从B点至C点克服阻力做的功。(3)物块离开C点后落回水平面时其动能的大小。解析:(1)物体经过B点进入导轨瞬间的速度满足FN-mg=又FN=7mg弹簧对物块的弹力做功,物体的动能增加,由动能定理知,弹簧对物块的弹力做的功W弹=m=3mgR。(2)物体恰能完成半圆周运动到达C点,则在C点的速度满足mg=从B点至C点,物体克服阻力做功,物体机械能减少Wf=m-=mgR。(3)从C点到落回地面,物体机械能守恒Ek末=mg2R+m=mgR。答案:(1)3mgR(2)mgR(3)mgR15(12分)如图所示,某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点,接着沿水平路
18、面滑至C点停止,人与雪橇的总质量为70 kg,表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据,请根据图表中的数据解决下列问题(g取10 m/s2):位置ABCv/(ms-1)2.012.00t/s0410(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少?(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力大小。解析:(1)从A到B的过程中,人与雪橇损失的机械能为E=mgh+m-m=9 100 J。(2)人与雪橇在BC段做减速运动的加速度为a=-2 m/s2根据牛顿第二定律有Ff=ma=70(-2) N=-140 N即人与雪橇所受阻力大小为140 N。答案:(1)9 100 J(2)140 N16(12分)(20
19、16全国理综乙)如图,一轻弹簧原长为2R,其一端固定在倾角为37的固定直轨道AC的底端A处,另一端位于直轨道上B处,弹簧处于自然状态。直轨道与一半径为R的光滑圆弧轨道相切于C点,AC=7R,A、B、C、D均在同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑,最低到达E点(未画出)。随后P沿轨道被弹回,最高到达F点,AF=4R。已知P与直轨道间的动摩擦因数=,重力加速度大小为g。(取sin 37=,cos 37=)(1)求P第一次运动到B点时速度的大小。(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能。(3)改变物块P的质量,将P推至E点,从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后,恰好通
20、过G点。G点在C点左下方,与C点水平相距R、竖直相距R。求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。解析:(1)根据题意知,B、C之间的距离l为l=7R-2R设P到达B点时的速度为vB,由动能定理得mglsin -mglcos =m式中=37,联立式并由题给条件得vB=2(2)设BE=x。P到达E点时速度为零,设此时弹簧的弹性势能为Ep。P由B点运动到E点的过程中,由动能定理有mgxsin -mgxcos -Ep=0-mE、F之间的距离l1为l1=4R-2R+xP到达E点后反弹,从E点运动到F点的过程中,由动能定理有Ep-mgl1sin -mgl1cos =0联立式并由题给条件得x=REp=m
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