1、1第五章 机械能守恒定律单元滚动检测卷五考生注意：1本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，共 4 页2答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上3本次考试时间 90 分钟，满分 100 分第卷一、选择题(本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1伽利略的斜面实验反映了一个重要事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略不计，小球一旦沿斜面 A 滚落，必将准确地终止于斜面 B 上与它开始点相同高度处，绝不会更高一点或更低一点，这说明，小球在运动过程中有一个“东西”是不
2、变的，这个“东西”是( )A弹力 B速度C加速度 D能量答案 D解析 运动过程中若斜面的倾角不同，则受到的弹力不同，A 错误；下滑过程中速度越来越大，上滑过程中速度越来越小，速度不同，B 错误；斜面的倾斜程度不同，加速度也不同，C 错误；伽利略理想斜面实验中如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，则在小球运动的过程只有重力做功，则物体的机械能守恒，故这个不变量应该是能量，D 正确2(2017绍兴第一中学期末)关于做功，下列说法中正确的是( )A滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功B静摩擦力和滑动摩擦力都可以做正功C一负电荷在电场中移动时，克服电场力做功，则其电势能减少D作用力与反作用力大小相等、
3、方向相反，所做功的代数和一定为零答案 B解析 恒力做功的表达式 W Flcos ，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可能不做功，A 错误；恒力做功的表达式 W Flcos ，静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可相反，还可以与运动方向垂直，2故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，结合 A 的分析，B 正确；无论是正电荷还是负电荷，只要克服电场力做功，其电势能一定增加，C 错误；一对相互作用力大小相等，方向相反，作用的两个物体位移不同，做功就不同，其代
4、数和不一定为零，D 错误3两辆相同的汽车，一辆空载，一辆满载，在同一水平公路路面上(路面粗糙程度不变)直线行驶，下面关于两车车速、动能、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是( )A车速较大的汽车，它的惯性较大B动能较大的汽车，它的惯性较大C行驶速度相同时，质量较大的汽车，刹车后滑行的路程较长D以额定功率匀速行驶时，质量较小的汽车，刹车后滑行的路程较长答案 D4如图 1 所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等，它们的质量也相等在甲图中用力 F1拉物体，在乙图中用力 F2推物体，夹角均为 ，两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移设 F1和 F2对物体所做的功分别为 W1和 W2，物体克服摩擦
5、力做的功分别为 W3和 W4，下列判断正确的是( )图 1A F1 F2 B W1 W2C W3 W4 D W1 W3 W2 W4答案 D5如图 2 所示，质量为 m 的小球(可以看成质点)，在恒力 F 的作用下，从地面上 A 点由静止开始运动途经桌面处 B 点到达 C 点，现以桌面为参考平面，已知 HH，则 mgh mgH，故 A 错误；重力势能的大小看位置高低，3A 点最低，B 错误；恒力 F 始终做正功，所以小球的机械能一直变大，C 正确，D 错误6如图 3 所示，质量相同的物体 A 与 B 通过一轻绳绕过光滑固定的轻质定滑轮系在一起，B 在光滑斜面上，与 B 相连的轻绳与斜面平行开始时
6、用手托着 A 使它们都静止，然后放手，在 A 未到达地面、 B 未到达斜面顶端之前( )图 3A物体 A 的动能总比物体 B 的动能大B轻绳对物体 A 不做功C物体 A 和 B 组成的系统的机械能不守恒D物体 B 的机械能一定变大答案 D解析 由题意知， A、 B 两物体的速率始终相等，所以两物体的动能相等，选项 A 错误；轻绳的拉力对 A 做负功，选项 B 错误； A、 B 组成的系统中只有重力做功，系统的机械能守恒，选项 C 错误；绳子拉力对 B 做正功， B 的机械能一定变大，选项 D 正确7根据国家标准规定，电动自行车的最高速度不得超过 20 km/h.一个高中生骑电动自行车按规定的最
7、高速度匀速行驶时，电动车所受的阻力是总重力的 0.2 倍已知人和车的总质量约为 60 kg，则此时电动车电机的输出功率约为( )A70 W B140 WC700 W D1 400 W答案 C8如图 4 所示，某高三男生以立定跳远的方式跃过一条 1.8 m 宽的水沟，其起跳、腾空、落地的过程如图所示，他这一次跳跃所消耗的能量最接近( )图 4A60 J B600 J C1 200 J D2 000 J答案 B解析 设男生质量为 60 kg.G mg600 N，跳起高度大约 1 m，消耗的能量 E mgh600 J.9. 如图 5 所示，小球甲从竖直固定的半径为 R 的 光滑圆弧轨道顶端由静止滚下
8、，圆弧底端144切线水平；同质量的小球乙从高为 R 的光滑斜面顶端由静止滚下下列判断错误的是( )图 5A两小球到达底端时速度相同B两小球运动到底端的过程中重力做功相同C两小球到达底端时动能相同D两小球到达底端时，乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率答案 A解析 根据动能定理得， mgR mv2，知两小球到达底端的动能相等，速度大小相等，但是12速度的方向不同，故选项 A 错误，C 正确；两小球运动到底端的过程中，下落的高度相同，则重力做功相同，故选项 B 正确；两小球到达底端的速度大小相等，甲球的重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，乙球的重力与速度方向不垂直，瞬时功率不为零，则乙球的重
9、力做功的瞬时功率大于甲球的重力做功的瞬时功率，故选项 D 正确10同一辆货车两次匀速驶上同一坡路(路面粗糙程度相同)，在空载时上坡的速度为 v1，牵引力为 F1；在满载时上坡的速度为 v2，牵引力为 F2.已知两次上坡过程该货车的输出功率相同，不计空气阻力，则( )A v1 v2 B v1 v2C F1 F2 D F1 F2答案 B解析 货车匀速上坡时的牵引力 F mgsin mg cos ，空载时的牵引力 F1小于满载时的牵引力 F2，选项 C、D 均错；由 P Fv 相同，可知 v1 v2，选项 B 正确11如图 6 所示，斜面高 h，质量为 m 的物块，在沿斜面向上的恒力 F 作用下，能
10、匀速沿斜面向上运动，若把此物块放在斜面顶端，在沿斜面向下同样大小的恒力 F 作用下，物块由静止向下滑动，滑至底端时其动能的大小为(不计空气阻力)( )图 6A mgh B2 mghC2 Fh D Fh答案 B5解析 物块匀速向上运动，即向上运动过程中物块的动能不变，由动能定理知物块向上运动过程中外力对物块做的总功为 0，即 WF mgh Wf0 物块向下运动过程中，恒力 F 与摩擦力分别对物块做的功与向上运动时相同，设滑至底端时的动能为 Ek，由动能定理知 WF mgh Wf Ek0 将式变形有 WF Wf mgh，代入式有 Ek2 mgh，则 B 选项正确12三峡水力发电站是我国最大的水力发
11、电站，三峡水库水位落差约 100 m，水的流量约1.35104 m3/s，船只通航需要 3 500 m3/s 的流量，其余流量全部用来发电，水流冲击水轮机发电时，水流减少的机械能有 20%转化为电能按照以上数据估算，如果三峡电站全部用于城市生活用电，它可以满足约多少个百万人口城市生活用电(设三口之家平均每家每月用电 240 度)( )A2 个 B6 个 C18 个 D90 个答案 C解析 每秒用于发电的水的重力势能约为 11010 J，转化为电能有 2109 J，每月就是5.21015 J，等于 1.44109度电，大约可供 600 万个三口之家使用，也就是 1 800 万人口，18 个百万人
12、口，故 C 正确132016 年 12 月 18 日，国内单机容量最大的抽水蓄能电站浙江仙居抽水蓄能电站全面投产其工作原理是：在用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电如图 7 所示，若该电站蓄水池(上水库)有效总库容量(可用于发电)为 8.78106 m3，发电过程中上下水库平均水位差 671 m，年抽水用电量为 3.2109 kWh，年发电量为 2.5109 kWh(水的密度为 1.010 3 kg/m3，重力加速度为 g10 m/s2)，相当于给华东电网建了一个“大蓄电池” ，以下水库水面为零势能面. 则下列说法正确的是( )图
13、 7A抽水蓄能电站的总效率约为 65%B发电时流入下水库的水流速度最大可达 150 m/sC蓄水池中能用于发电的水的重力势能约为 Ep6.010 15 J6D该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以 106 kW 计算)约 7 h答案 D解析 已知年抽水用电量为 3.2109 kWh，年发电量为 2.5109 kWh，则抽水蓄能电站的总效率为 100%78.1%，故 A 错误若没有任何阻力，由机械2.5109 kWh3.2109 kWh能守恒得 mgh mv2，得 v m/s116 m/s，由题知，水流下的过12 2gh 210671程中受到阻力，所以发电时流入下水库的水流速度
14、小于 116 m/s，故 B 错误蓄水池中能用于发电的水的重力势能为 Ep mgh Vgh 1.010 38.7810610671 J5.910 13 J，故 C 错误该电站平均每天所发电量为 E ，可供给一个大城市居民2.5109 kWh365用电(电功率以 106 kW 计算)的时间为 t 7 h，故 D 正确E106 kW二、选择题(本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得 2 分，选对但不全的得 1 分，有错选的得 0 分)14如图 8 所示，排球运动员正在做颠球训练，若空气阻力不能忽略，则击球后，球从某位置离开手竖直
15、向上运动，再下落回到该位置的过程中( )图 8A重力先做正功后做负功B重力做的总功不为零C空气阻力做负功D空气阻力做的总功等于球的动能变化答案 CD解析 排球在竖直向上运动的过程中，重力方向与位移方向相反，重力做负功，排球竖直向下运动的过程中，重力方向与位移方向相同，重力做正功，选项 A 错误；重力做功只与初、末位置有关，故在整个过程中，重力对排球做的总功为零，选项 B 错误；在整个运动过程中，排球受的空气阻力方向与速度方向始终相反，故空气阻力对排球做负功，选项 C 正确；由动能定理知，空气阻力做的总功等于球的动能变化，选项 D 错误15. 如图 9 所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板 P 连
16、接，另一端与物体 A 相连，物体 A 置于光滑水平面桌面上，过右端连接一水平细线，细线绕过光滑的轻质定滑轮与物体 B 相连，A、 B 两物体质量相等开始 A、 B 处于静止状态，某时刻烧断细线，下列分析正确的是( )7图 9A烧断细线的瞬时， A 物体的加速度为零B B 物体落地前， A、 B 组成的系统机械能守恒C B 物体落地后， A 物体与弹簧组成的系统机械能守恒D当弹簧的弹力为零时， A 物体的动能最大答案 CD解析 以 A、 B 组成的系统为研究对象，弹簧的弹力等于 B 物体的重力，烧断细线的瞬间，根据牛顿第二定律可知， mg ma，选项 A 错误； B 物体落地前， A 物体、 B
17、 物体以及弹簧组成的系统机械能守恒，故选项 B 错误； B 物体落地后， A 物体与弹簧组成的系统机械能守恒，选项 C 正确；以 A 为研究对象，当加速度为零即弹簧的弹力为零时，速度达到最大，动能最大，选项 D 正确16如图 10 所示，体重相同的两位女士到五楼上班，甲图中的女士从一楼匀速走上去，而乙图中的女士乘电梯从一楼(上升过程匀速)上去，若乙图中的女士先到，则下列关于两位女士受到的力所做的功及功率的判断不正确的是( )图 10A两位女士所受支持力做功相同，乙图中的女士克服重力做功的功率大B乙图中的女士所受支持力做功大，克服重力做功的功率也大C两位女士所受支持力做功相同，克服重力做功的功率
18、也相同D甲图中的女士所受支持力做功大，克服重力做功的功率也相同答案 ACD解析 题图甲中的女士所受支持力不做功，克服重力做功相同，但题图乙中的女士用的时间少，故其功率大，B 项正确第卷三、非选择题(本题共 7 小题，共 55 分)17(4 分)在探究做功与物体速度变化的关系实验中：(1)除长木板、足够多的橡皮筋和纸带外，还需要以下哪些器材才能完成该实验8_(填器材的代号，漏填或多填均不得分)(2)图 11 甲、乙分别是 A、 B 两位同学实验后交上的纸带，你认为两位同学操作合理的是_(填“ A”或“ B”)，不合理的原因是_图 11答案 (1)ACFG(2)B 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足解
19、析 (1)本实验需要交流电源、小木块和刻度尺；由于电源使用的是 220 V 的交流电压，所以打点计时器选用电火花计时器(2)根据题图甲，小木块达到最大速度后做减速运动，说明 A 同学没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；根据题图乙，小木块达到最大速度后做匀速运动，说明 B 同学已平衡摩擦力，故操作合理的同学是 B.18(5 分)在用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：( g 取 10 m/s2)(1)运用公式 mv2 mgh 来验证时，对实验条件的要求是_，为此，所选择的纸带第121、2 两点间的距离应接近_(2)若实验中所用重锤质量 m1 kg，打点纸带如图 12 所示，打点时间间隔为 0.
20、02 s，则记录 B 点时，重锤速度 vB_，重锤动能 Ek_；从开始下落起至 B 点，重锤的重力势能减小量是_由此可得出的结论是_(结果均取两位有效数字)图 12(3)根据纸带算出相关各点的速度 v，量出下落距离 h，则以 为纵轴，以 h 为横轴画出的图v22象应是图中的( )9答案 (1)从静止开始下落 2 mm(2)0.79 m/s 0.31 J 0.32 J 在实验误差允许的范围内机械能是守恒的 (3)C解析 (1)重力势能转化为动能，实验条件的要求是从静止开始下落，即初速度为 0，第1、2 两点的距离 h gt2且 t0.02 s，可得 h2 mm.(2) B 点是 A、 C 两点的
21、中间时刻，由12vB 0.79 m/s，重锤动能 Ek mv 0.31 J重锤重力势能的减少量 Ep mghB且xAC2T 12 2BhB32.4 mm，代入可得 Ep0.32 J减少的重力势能近似等于重锤动能的增加量，可得出结论：在实验误差允许的范围内机械能是守恒的(3)由 mv2 mgh，整理可得 gh，12 v22所以 h 图线是一条过原点的倾斜直线，图线的斜率为重力加速度 g，C 正确v2219(5 分)某同学用如图 13 甲所示装置做“探究合力做的功与动能改变关系”的实验，他们将光电门固定在水平轨道上的 B 点，并用重物通过细线拉小车，然后保持小车和重物的质量不变，通过改变小车释放点
22、到光电门的距离( s)进行多次实验，实验时要求每次小车都从静止释放图 13(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度 d 如图乙所示， d_cm.(2)如果遮光条通过光电门的时间为 t，小车到光电门的距离为 s.该同学通过描点作出线性图象来反映合力做的功与动能改变关系，则他作的图象是下列哪一个时才能符合实验要求_A s t B s t2C s t1 D s t2(3)下列哪些实验操作能够减小实验误差_A调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动B必须满足重物的质量远小于小车的质量10C必须保证小车从静止状态开始释放答案 (1)1.075 (2)D (3)C解析 (1)游标卡尺的主尺读数为 1
23、cm，游标尺读数为 150.05 mm0.75 mm0.075 cm，所以最终读数为：1 cm0.075 cm1.075 cm；(2)数字计时器记录遮光条通过光电门的时间，由位移公式计算出小车通过光电门的平均速度，用该平均速度代替小车的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时小车的瞬间速度为：v ，根据动能定理： Fs mv2 m( )2，可见 s 与 t2成反比，即与 成正比，故应作出dt 12 12 dt 1t2s t2 图象故选 D.(3)经前面分析知，要使 s t2 图象为过原点的直线，应保证小车初动能为零，即必须保证小车从静止状态开始释放，故选 C.20.(9 分)(2017宁波市 9 月联
24、考)如图 14 所示，固定斜面的倾角 30，物体 A 与斜面之间的动摩擦因数为 ，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于 C 点，310物体 A 的质量为 m2 kg，初始时物体 A 到 C 点的距离为 L1 m，现给 A 一初速度 v03 m/s，使 A 开始沿斜面向下运动，物体 A 将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到 C 点不计空气阻力， g10 m/s 2，求此过程中：图 14(1)物体 A 第一次经过 C 点时的速度大小；(2)弹簧的最大压缩量；(3)弹簧获得的最大弹性势能答案 (1)4 m/s (2) m (3) J83 1043解析 (1)设物体 A 向下运动刚到 C 点时速度为 vmgLsin mg cos L mv2 mv ，12 12 20可解得 v4 m/s(2)设弹簧的最大压缩量为 xmv2 mg cos 2x，解得 x m12 83(3)设弹簧的最大弹性势能为 Epmmgxsin mgcos x Epm0 mv2，12
