1、第五章 45 分钟章末检测卷满分 100 分一、选择题(15 题只有一项符合题目要求，69 题有多项符合题目要求，每小题 6分，共 54 分)1滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用恒定的水平外力 F 作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力 F 做了 10 J 的功在上述过程中( )A弹簧的弹性势能增加了 10 JB滑块的动能增加了 10 JC滑块和弹簧组成的系统机械能增加了 10 JD滑块和弹簧组成的系统机械能守恒解析：拉力 F 做功的同时，弹簧伸长，弹性势能增大，滑块向右加速，滑块动能增加，由功能关系可知，拉力做功等于滑块的动能与弹簧弹性势能的增加量之和，
2、C 正确，A、B、D 均错误答案：C2(2018衡水模拟)质量为 2 吨的汽车，发动机牵引力的功率为 30 kW，汽车在水平路面上行驶能达到的最大速度为 15 m/s，若汽车以最大功率行驶，所受阻力恒定，则汽车的速度为 10 m/s 时的加速度为( )A0.5 m/s 2 B1 m/s 2C2 m/s 2 D2.5 m/s 2解析：汽车在水平路面上行驶所受阻力 Ff 2 000 N；当汽车的速度为 10 m/s 时，Pv牵引力 F 3 000 N；加速度 a 0.5 m/s 2，选项 A 正确Pv F Ffm答案：A3(2018石家庄二模)静止在水平地面上的物体，同时受到水平面内两个互相垂直的
3、力 F1、 F2的作用，由静止开始运动了 2 m，已知 F16 N， F28 N，则( )A F1做功 12 JB F2做功 16 JC F1、 F2的合力做功 28 JD F1、 F2做的总功为 20 J解析：物体由静止沿 F1、 F2的合力方向运动，位移为 2 m，因为位移的方向应与合力的方向一致，所以 WF1 F1lcos537.2 J， WF2 F2lcos3712.8 J，故 A、B错误； F1、 F2的合力 F 合 10 N， W 总 F 合 l20 J，故 C 错误、D 正确F21 F2答案：D4如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从 A 点自由滑下，然后在水平面上前进至 B 点停下
4、已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为 ，滑雪者(包括滑雪板)的质量为 m， A、 B 两点间的水平距离为 L.在滑雪者经过 AB 段运动的过程中，克服摩擦力做的功( )A大于 mgL B小于 mgLC等于 mgL D以上三种情况都有可能解析：设斜坡与水平面的交点为 C， BC 长度为 L1， AC 水平长度为 L2， AC 与水平面的夹角为 ，如图所示，则滑雪者在水平面上摩擦力做功 W1 mgL 1，在斜坡上摩擦力做功 W2 mg cos mgL 2，所以在滑雪者经过 AB 段过程中，摩擦力做功L2cosW W1 W2 mg (L1 L2) mgL .所以滑雪者克服摩擦力所做的功为 m
5、gL .故选项 C正确答案：C5(2018常州市模拟)如图所示是“过山车”玩具模型，当小球以速度 v 经过圆形轨道最高点时，小球与轨道间的作用力为 F，多次改变小球初始下落的高度 h，就能得出 F与 v 的函数关系，下列关于 F 与 v 之间的关系中有可能正确的是( )解析：小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故 mgh mg2R mv2()，12在轨道最高点，重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有 F mg m ()，v2R联立解得 F m mg()，根据式， F v 关系图象是开口向上的抛物线，C 项正v2R确答案：C6如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们从一楼运到
6、二楼，其中图甲是利用扶梯台式电梯运送货物，图乙是用履带式自动电梯运送，假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物，下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是( )A两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功B图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功C图甲中电梯对货物的支持力对货物做正功D图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功解析：在图甲中，货物随电梯匀速上升时，货物受到的支持力竖直向上，与货物位移方向的夹角小于 90，故此种情况下支持力对货物做正功，选项 C 正确；图乙中，货物受到的支持力与履带式自动电梯接触面垂直，此时货物受到的支持力与货物位移垂直，故此种情况下支持力对货物不做功，故选项 A、B 错误，D
7、正确答案：CD7(2018青岛一模)如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为 30，质量分别为 M、 m 的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡板开始时用手按住物体 M，此时 M 到挡板的距离为 s，滑轮两边的细绳恰好伸直，而没有力的作用已知 M2 m，空气阻力不计松开手后，关于二者的运动下列说法中正确的是( )A M 和 m 组成的系统机械能守恒B当 M 的速度最大时， m 与地面间的作用力为零C若 M 恰好能到达挡板处，则此时 m 的速度为零D若 M 恰好能到达挡板处，则此过程中重力对 M 做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体 m 的机械能增加量之和解析
8、：运动过程中， M、 m 与弹簧组成的系统机械能守恒，A 错误；当 M 速度最大时，弹簧的弹力等于 Mgsin30 mg，此时 m 对地面的压力恰好为零，B 正确；然后 M 做减速运动，恰好能到达挡板时，也就是速度刚好减小到了零，之后 M 会上升并最终到达松手位置，所以此时弹簧弹力大于 mg，即此时 m 受到的绳拉力大于自身重力， m 还在加速上升，C 错误；根据功能关系， M 减小的机械能，等于 m 增加的机械能与弹簧增加弹性势能之和，而M 恰好到达挡板时，动能恰好为零，因此 M 减小的机械能等于 M 减小的重力势能，即等于重力对 M 做的功，D 正确答案：BD8质量为 2 kg 的物体，放
9、在动摩擦因数 0.1 的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功 W 和物体发生的位移 L 之间的关系如图所示，重力加速度 g 取 10 m/s2.则此物体( )A在位移 L9 m 时的速度是 3 m/s3B在位移 L9 m 时的速度是 3 m/sC在 OA 段运动的加速度是 2.5 m/s2D在 OA 段运动的加速度是 1.5 m/s2解析：由图象可知当 L9 m 时， W27 J，而 WFf mgL 18 J，则 W 合 W WFf9 J，由动能定理，有 W 合 mv2，解得 v3 m/s，A 项错误，B 项正确；在 A 点12时， W15 J， W Ff mgL 6 J
10、，由动能定理可得 vA3 m/s，则 a 1.5 v2A2Lm/s2，C 项错误，D 项正确答案：BD9(2018陕西省咸阳市高考模拟考试)如图所示，一根跨过一固定的水平光滑细杆的轻绳两端拴有两个小球，球 a 置于水平地面上，球 b 被拉到与细杆同一水平的位置把绳拉直后，由静止释放球 b，当球 b 摆到 O 点正下方时，球 a 对地面的压力大小为其重力的 ，13已知图中 Ob 段的长度小于 Oa 段的长度，不计空气阻力则( )A球 b 下摆过程中处于失重状态B球 b 下摆过程中向心加速度变小C当球 b 摆到 O 点正下方时，球 b 所受的向心力为球 a 重力的49D两球质量之比 ma ： mb
11、9 ：2解析：球 b 下摆过程中加速度方向向上，处于超重状态，速度逐渐增大，向心加速度逐渐增大，选项 A、B 错误设 Ob 段长度为 L，对球 b 下摆过程，由机械能守恒定律，有mbgL mbv2，在球 b 下摆到 O 点正下方时，由牛顿第二定律，有 F mbg mb ，联立解得12 v2LF3 mbg.对球 a，设地面支持力为 FN，则 FN mag.由平衡条件， FN F mag，联立解得13ma ： mb9 ：2，选项 D 正确球 b 所受向心力为 Fb mb 2 mbg mag，选项 C 正确v2L 49答案：CD二、非选择题(共 46 分)10(12 分)(2017江苏卷，10)利用
12、如图 1 所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系小车的质量为 M200.0 g，钩码的质量为 m10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz 的交流电图 1(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_(2)挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图 2 所示选择某一点为 O，依次每隔 4个计时点取一个计数点用刻度尺量出相邻计数点间的距离 x，记录在纸带上计算打出各计数点时小车的速度 v，其中打出计数点“1”时小车的速度 v1_m/s.图 2(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力，取 g9.80 m/s2，利用 W mg x 算出拉力对小车做的功 W.利用
13、 Ek Mv2算出小车动能，并求出动能的变化量 Ek.计算结果见下表.12W/103 J 2.45 2.92 3.35 3.81 4.26 Ek/103 J 2.31 2.73 3.12 3.61 4.00请根据表中的数据，在图 3 中作出 Ek W 图象图 3(4)实验结果表明， Ek 总是略小于 W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力 F_N.解析：(1)完全平衡摩擦力的标志是轻推小车，小车做匀速运动(2)两计数点间的时间间隔 T50.02 s0.1 sv1 m/s0.228 m/sx022T 2.06 2.50 0.0120.
14、1(3)确定标度，根据给出数据描点作图如图所示(4)从图线上取两个点(4.5,4.24)，(2.15,2.0)图线的斜率 k 0.9534.24 2.04.5 2.15又有 k Ek W Mv22mg x根据运动学公式有 v22 a x根据牛顿第二定律有F Ma由式解得 F0.093 N答案：(1)小车做匀速运动 (2)0.228 (3)见解析图 (4)0.09311(14 分)(2018河北省两校高三年级模拟考试)质量为 m2 kg 的物块静置于水平地面上，现对物块施加水平向右的力 F，力 F 随时间变化的规律如图所示，已知物块与地面间的动摩擦因数 0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g
15、 取 10 m/s2，求：(1)4 s 后撤去力 F，物块还能继续滑动的时间 t；(2)前 4 s 内，力 F 的平均功率解析：(1)物块与地面之间最大静摩擦力 Ffm mg 4 N，在第 1 s 内物块静止不动第 13 s 内，物块做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律a1 2 m/s 2F1 mgm3 s 末，物块的速度 v1 a1t122 m/s4 m/s第 34 s 内，物块做匀速直线运动，4 s 后撤去外力物块做匀减速运动，加速度大小为 a2 g 2 m/s 2则物块继续滑行时间 t 2 sv1a2(2)设第 13 s 内与第 34 s 内物块的位移分别为 x1、 x2x1 a1t 4
16、m12 21x2 v1t24 m前 4 s 内，力 F 做功的大小为 W F1x1 F2x248 J前 4 s 内，力 F 的平均功率 P 12 WWt总答案：(1)2 s (2)12 W12(20 分)(2018江西联考)如图所示， P 为弹射器， PA、 BC 为光滑水平面分别与传送带 AB 水平相连， CD 为光滑半圆轨道，其半径 R2 m，传送带 AB 长为 L6 m，并以v02 m/s 的速度逆时针匀速转动现有一质量 m1 kg 的物体(可视为质点)由弹射器 P弹出后滑向传送带经 BC 紧贴圆弧面到达 D 点，已知弹射器的弹性势能全部转化为物体的动能，物体与传送带的动摩擦因数为 0.
17、2.若物体经过 BC 段的速度为 v，物体到达圆弧面最高点 D 时对轨道的压力为 F，( g10 m/s 2)(1)写出 F 与 v 的函数表达式；(2)要使物体经过 D 点时对轨道压力最小，求此次弹射器初始时具有的弹性势能为多少；(3)若某次弹射器的弹性势能为 8 J，则物体弹出后第一次滑向传送带和离开传送带由于摩擦产生的热量为多少？解析：(1)对于 D 点分析可得：F mg mv2DRmv2 mv 2 mgR12 12 2D联立可得：F m 5 mg v250v2R 12(2)当 F0 时， v10 m/s，根据能量守恒定律得：Ep mv2 mgL 62 J12(3)当 Ep8 J 时， vA4 m/s设物体向右匀减速运动历时 t1，t1 2 svAa此时物体向右的位移x1 at 4 m12 21皮带向左的位移 x2 v0t14 m两者相对位移 x1 x1 x28 m当物体向右匀减速到 0 时又向左匀加速运动直到与传送带速度相等，两者相对静止，设此过程历时 t2，t2 1 sv0a物体向左的位移 x3 at 1 m12 2皮带向左的位移 x4 v0t22 m两者的相对位移 x2 x4 x31 m x x1 x29 mQ mg x18 J答案：(1) F v250 (2)62 J (3)18 J12
