高中物理第五章机械能阶段质量评估(二).ppt

第四六章 (45分钟，100分),一、选择题（本大题共10个小题，每小 题4分，共40分.至少有一个答案正确， 选不全得2分） 1.以初速度v0水平抛出一物体，经时间t速度大小为v, 重力加速度为g,经时间2t速度大小为（ ） A.v0+2gt B.v0+gt C. D. 【解析】选C.经过时间2t,竖直方向分速度vy=g2t= 2gt,这时速度大小为 故C正确.,2.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙两物体的质量分别为M与m(Mm)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的倍，两物体用一根长为l(lR)的轻绳连在一起，如图所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间轻绳刚好沿半径方向拉直，要使两物体与转盘之间不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大值不得超过（ ）,A. B. C. D.,【解析】选D.甲、乙两物体将要发生相对滑动时，它们与圆盘之间都达到最大静摩擦力，则对甲物体FT=Mg，对乙物体mg+FT=m2l.根据牛顿第三定律FT=FT， 故= D正确.,3.(2010北京朝阳区模拟)如图 所示A、B、C是在地球大气层外圆 形轨道上运行的三颗人造卫星，B、 C离地面的高度小于A离地面的高度， A、B的质量相等且大于C的质量.下 列说法中正确的是（ ） A.B、C的线速度大小相等，且大于A的线速度 B.B、C的向心加速度大小相等，且小于A的向心加速度 C.B、C运行周期相同，且小于A的运行周期 D.B的向心力大于A和C的向心力,【解析】选A、C、D.根据万有引力提供向心力. 得v= 故A正确. 再根据 =ma,得a= 故B错误. 再根据 得T= 故C正确， 由F向= D正确.故选A、C、D.,4.如图所示，AB为1/4圆弧轨道， BC为水平轨道，圆弧的半径为R， BC的长度也是R.一质量为m的物体， 与两个轨道间的动摩擦因数都为， 当它由轨道顶端A从静止开始下落时，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为（ ） A.mgR/2 B.mgR/2 C.mgR D.(1-)mgR,【解析】选D.设物体在AB段克服摩擦力所做的功为WAB，物体由A到C全过程，由动能定理，有mgR-WAB-mgR=0.所以WAB=mgR-mgR=(1-)mgR，故D正确.,5.中央电视台今日说法栏目报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故.住在公路拐弯处的张先生家和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次 有辆卡车冲撞进李先生家，造 成三死一伤和房屋严重损毁的 惨案.经公安部门和交通部门协 力调查，画出的现场示意图如图 所示.交警根据图示作出以下判 断，你认为正确的是（ ）,A.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动 B.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动 C.公路在设计上可能内(东)高外(西)低 D.公路在设计上可能外(西)高内(东)低,【解析】选A、C.由图可知发生侧翻时汽车要远离弯道的圆心，故A正确，B错误.如果公路设计上在拐弯处外高内低使重力和支持力的合力提供向心力，可避免侧翻事故，符合安全原则，而内高外低则容易发生侧翻事故.故C正确，D错误.,6.如图所示，小球从高处下落到竖直放 置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整 个过程中，下列关于能量的叙述中正确 的应是（ ） A.重力势能和动能之和总保持不变 B.重力势能和弹性势能之和总保持不变 C.动能和弹性势能之和保持不变 D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变 【解析】选D.在球从高处下落到弹簧压缩至最短的过程中，重力势能、动能、弹性势能相互转化，其总和不变，选项D正确.,7.如图所示，长为L的细绳，一 端系着一只小球，另一端悬于 O点，将小球由图示位置由静止 释放，当摆到O点正下方时，绳 被钉子挡住.当钉子分别处于图 中A、B、C三个不同位置时，小 球继续摆动的最大高度分别为h1、h2、h3，则（ ） A.h1h2h3 B.h1=h2=h3 C.h1h2=h3 D.h1=h2h3,【解析】选D.小球在摆动过程中，绳的拉力不做功，只 有重力做功，小球的机械能守恒.无论钉子放在A、B、C 哪一点，小球继续摆动所能上升的最大高度，不会超过 B点所在平面即原释放点的高度.当钉子放在A、B点时， 小球不会摆动到圆心的位置以上，故不会脱离圆周.到最 高点时速度为零，动能为零，能上升到原来的高度即h1=h2.当钉子放在C点时，小球摆到最低点后开始以C点为 圆心，以 为半径做圆周运动，根据竖直面内圆周运动 的规律，小球上升到某一位置会脱离圆周，故到最高点 时，速度不是零，动能不是零，重力势能数值相应减 少，所以上升不到原下落点高度，h3h1=h2.所以D项正确.,8.(2010西南师大附中模拟)如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置.当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s,速度达到最大值vm，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么（ ）,A.这段时间内小车先加速运动，然后匀速运动 B.这段时间内电动机所做的功为Pt C.这段时间内电动机所做的功为 mvm2 D.这段时间内电动机所做的功为 mvm2-Fs,【解析】选A、B.电动机的功率恒为P，小车先做加速度越来越小的加速运动，然后匀速运动，A正确.电动机所做的功W=Pt，由动能定理也可以计算，即W-Fs= mvm2,则W=Fs+ mvm2.所以B正确.,9.如图，大小相等，质量不一定相 等的A、B、C三只小球，排列在光滑 水平面上，未碰撞前A、B、C三只小球的动量(以kgm/s为单位)分别是8、-13、-5.在A、B间，B、C间各发生了一次相互碰撞的过程中，A、B两球受到的冲量(以Ns为单位)分别为-9、1，则C球对B球的冲量及C球碰后的动量分别为（ ） A.-1，3 B.-8，3 C.-8，-3 D.-10，4,【解析】选B.A和B碰撞时，A受到的冲量为-9 Ns. 根据牛顿第三定律，则B受到的冲量为9 Ns.故C对B的 冲量为-8 Ns，B对C的冲量为8 Ns.C球碰后动量为 3 kgm/s.故B正确.,10.(2010上海闸北区模拟)如图所示，质量均为M的 物体A和B静止在光滑水平地面上并紧靠在一起(不粘 连)，A的ab部分是四分之一光滑圆弧，bc部分是粗糙 的水平面.现让质量为m的小物块C(可视为质点)自a点 静止释放，最终刚好能到达c点而不从A上滑下.则下列 说法中正确的是（ ） A.小物块C到b点时，A的速度最大 B.小物块C到c点时，A的速度最大 C.小物块C到b点时，C的速度最大 D.小物块C到c点时，A的速率大于B的速率,【解析】选A、C.小物块C到达b点前，C和A发生相互作用，水平方向的速度都增大.C到达b点后，A、C之间的摩擦力使A、C的速度都减小，可见A、C正确，B错误.小物块C到达b点前，A、B速度相同，C到达b点后，A受C的摩擦力减速运动，而B仍然匀速运动.故到达c点时，A的速率小于B的速率，D错误.故选A、C.,二、实验题（本大题共2小题，共12分） 11.(4分)在做“验证动量守恒定律”实验中，关于小球落点的下列说法中正确的是（ ） A.如果小球每一次都从同一点无初速释放，重复几次的落点应当是重合的 B.由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不重合是正常的，但落点应当比较密集 C.测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为P1、P2、P3P10，则OP应取OP1、OP2、OP3OP10的平均值，即OP=(OP1+OP2+OP10)/10 D.用半径尽量小的圆把P1、P2、P3P10圈住，这个圆的圆心就是入射球落点的平均位置P,【解析】选B、D.用尽可能小的圆把这些落点圈住，圆心就是这些落点的平均位置，这样能尽可能地减小误差.,12.（2009四川高考）(8分)气垫导轨(如图甲)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力.为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动.,图乙为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_，两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为_.重复上述实验，多做几次.若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证.,【解析】由题图乙，根据v= 可知两滑块碰前速度分 别为 v1=0.2s1b,v2=0.2s3b. 根据p=mv;碰前两滑块动量大小为p1=0.2abs1,p2=0.2abs3. 总动量为p总=p1-p2=0.2ab(s1-s3) 碰后两滑块总动量大小为 p总=2av=2as2/5T=0.4abs2. 答案：0.2abs1 0.2abs3 0.2ab(s1-s3) 0.4abs2,三、计算题（本大题共4小题，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位，共48分） 13.(2010北京丰台区模拟)(10分)继神秘的火星之后，土星也成了全世界关注的焦点.经过近7年35.2亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后，美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器首次针对土星及其31颗已知卫星做了最详尽的探测.若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道，在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t.试计算土星的质量和平均密度.,【解析】探测器绕土星飞行的周期T= (2分) 根据万有引力提供向心力 (2分) 解得M= (2分) 根据= (1分) V= R3 (1分) 解得= (2分) 答案：,14.(12分)2009国庆大阅兵，我国自行生产的“歼-10”战机参加了空中飞行表演.设“歼-10”质量为m,以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供，不含重力).求： (1)用x表示水平位移，y表示竖直位移，试画出 “歼-10”的运动轨迹简图，并简述作图理由. (2)若测得当飞机在水平方向的位移为L时，它的上升高度为h.求“歼-10”受到的升力大小. (3)当飞机上升到h高度时飞机的速度大小和方向.,【解析】(1)“歼-10”的运动轨迹简图如图所示. (3分) “歼-10”战机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向受重力和竖直向上的恒定升力，做匀加速直线运动，则运动轨迹为类平抛运动.,(2)水平方向L=v0t (1分) 竖直方向h= at2 (1分) 得a= (1分) 由牛顿第二定律F-mg=ma (1分) 所以F=mg(1+ ) (1分),(3)水平方向速度vx=v0 竖直方向速度vy= (2分) 由于两速度垂直，合速度 v= (1分) 合速度与水平方向夹角,tan= (1分),答案：(1)见解析图 (2)mg(1+ ) (3) ，合速度与水平方向夹角为, 且tan=,15.（2010黄冈模拟）（12分）如图所示，小车的质量 M=2 kg，静止在光滑的水平面上，小车AB段水平，长L= 1 m，BC部分是光滑的 圆弧形轨道，半径R=0.4 m，圆 弧在C点的切线是竖直的.今有质量为m=1 kg的金属滑块 （宽度远小于小车的长度）以水平速度v0=5 m/s冲上小 车，金属滑块与小车AB段之间的动摩擦因数=0.3， （g取10 m/s2）试求：,（1）滑块上升的最大高度； （2）小车获得的最大速度.,【解析】（1）设金属滑块上升的最大高度为H，上升到 最大高度时金属滑块与小车具有共同速度v，由动量 守恒和能量守恒定律得 mv0=(m+M)v （2分） mv20= (m+M)v2+mgL+mgH （2分） 解得H=0.53 mR，说明金属滑块已经离开了小车. （1分）,（2）由于C点切线是竖直方向，所以金属滑块离开小车时，在水平方向与小车具有相同速度，最后金属滑块又从C点落回小车.当金属滑块再次到达B点时，小车的速度达到最大. （1分）,设此时金属滑块的速度为v1，小车的速度为v2，由动量 守恒和能量守恒定律得 mv0=mv1+Mv2 （2分） mv20= mv21+ Mv22+mgL （2分） 解得v2=3 m/s（或v2= m/s舍去，这是金属滑块第一 次到达B点时小车的速度） （2分） 答案：（1）0.53 m （2）3 m/s,16.(2009西南师大附中模拟)(14分)如图所示，质量为3m的足够长木板C静止在光滑水平面上，质量均为m的两个物体A、B放在C的左端，A、B间相距s0,现同时对A、B施加水平向右的瞬间冲量而使之分别获得初速度v0和2v0,若A、B与C之间的动摩擦因数分别为和2，则：,(1)最终A、B、C的共同速度为多大； (2)求A达到最小速度时，系统产生的热量Q.,【解析】(1)对A、B、C组成的系统，最终相对静止， 设共同速度为v共，由动量守恒定律 mv0+2mv0=(m+m+3m)v共 (2分) 解得：v共=0.6v0 (1分),(2)A、B相对C向右匀减速运动阶段，C做匀加速运动， 设A的加速度为aA,B的加速度为aB,C的加速度为aC, 设t时刻A、C达到共同速度vA,B的速度为vB.