章末综合检测
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,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分)
图1
1.如图1所示,一个可视为质点的质量为m的小球以初速度v飞出高为H的桌面,当它经过距离地面高为h的A点时,所具有的机械能是(以桌面为零势能面,不计空气阻力)
( )
1
A.mv2 2
1
C.mv2-mgh 2
1
B.mv2+mgh 2
1
D.mv2+mg(H-h) 2
解析:小球做平抛运动,只有重力做功,机械能守恒,故A正确. 答案:A
图2
2.在光滑的水平地面上,有质量相同的甲、乙两物体,甲原来静止,乙以速度v做匀速直线运动,俯视图如图2所示.某时刻它们同时受到与v方向垂直的相同水平恒力F的作用,经过相同时间后
( )
A.两物体的位移相同
B.恒力F对两物体所做的功相同 C.两物体的速度变化率相同 D.两物体的动能变化量相同
解析:甲、乙两物体分别做匀变速直线运动和匀变速曲线运动,在相同时间内,位移不相同,A错误.由于在力的方向上的位移相同,恒力F对物体所做的功相同,B正确.速度变化率就是加速度,C正确.由动能定理知D也正确.
答案:BCD
图3
3.物体沿直线运动的v-t关系如图3所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,则
( )
A.从第1秒末到第3秒末合外力做功为4 W B.从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2 W C.从第5秒末到第7秒末合外力做功为W D.从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75W
解析:由题图知,第1秒末速度、第3秒末速度、第7秒速度大小关系:v1=v3=v7,12112
由题知W=mv1-0,则由动能定理知第1秒末到第3秒末合外力做功W2=mv23-mv1=0,2221故A错.第3秒末到第5秒末合外力做功W3=0-mv2=-W,故B错.第5秒末到第7
2311
秒末合外力做功W4=mv2故C正确.第3秒末到第4秒末合外力做功W5=mv2-7-0=W,224121
mv3;因v4=v3,所以W5=-0.75W.故D正确. 22
答案:CD
图4
4.如图4所示,某段滑雪雪道倾角为30°,总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从1
距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为g.在他从上向下滑到底端的过
3程中,下列说法正确的是
( )
A.运动员减少的重力势能全部转化为动能 1
B.运动员获得的动能为mgh
32
C.运动员克服摩擦力做功为mgh
31
D.下滑过程中系统减少的机械能为mgh
3
11
解析:运动员的加速度为g,小于gsin30°,所以必受摩擦力,且大小为mg,克服摩擦
361h1
力做功为mg×=mgh,故C错;摩擦力做功,机械能不守恒,减少的势能没有全部
6sin30°31
转化为动能,而是有mgh转化为内能,故A错,D正确;由动能定理知,运动员获得的动
31h2能为mg×=mgh,故B错.
3sin30°3
答案:D
图5
5.质量为10 kg的物体,在变力F作用下沿x轴做直线运动,力随坐标x的变化情况如图5所示.物体在x=0处,速度为1 m/s,一切摩擦不计,则物体运动到x=16 m处时,速度大小为
( )
A.22 m/s C.4 m/s
B.3 m/s D.17 m/s
解析:力—位移图象下所围图形的面积表示功,由图象可知,一部分正功与另一部分负11功抵消,外力做的总功W=Fx=40 J,根据动能定理W=mv2-mv2得v=3 m/s.
220
答案:B
6.质量为m的汽车以恒定功率P沿倾角为θ的倾斜路面向上行驶,最终以速度v匀速运动.若保持汽车的功率P不变,使汽车沿这个倾斜路面向下运动,最终匀速行驶.由此可知(汽车所受阻力大小不变)
( )
A.汽车的最终速度一定大于v B.汽车的最终速度可能小于v C.汽车所受的阻力一定大于mgsinθ D.汽车所受的阻力可能小于mgsinθ
解析:由P=Fv可知,汽车上坡时的牵引力大于下坡时的牵引力,故下坡的速度一定大于v;阻力一定大于重力沿斜面的分力,否则不可能达到匀速运动.
答案:AC
图6
7.如图6所示,小球在竖直向下的力F作用下,将竖直轻弹簧压缩,若将力F撤去,小球将向上弹起并离开弹簧,直到速度为零时为止,则小球在上升过程中
( )
A.小球的机械能守恒
B.弹性势能为零时,小球动能最大 C.小球在刚离开弹簧时动能最大 D.小球在刚离开弹簧时机械能最大
解析:小球与弹簧组成的系统机械能守恒,故A错D对;小球刚离开弹簧时与弹性势能为零时是同一时刻,而小球动能最大时是重力与弹力相等时,此时弹簧还处在压缩状态,故B、C错.
答案:D
8.物体做自由落体运动,Ek代表动能,Ep代表势能,h代表下落的距离,以水平地面为零势能面.如下图所示的图象中,能正确反映各物理量之间关系的是
( )
解析:由机械能守恒定律:Ep=E-Ek,故势能与动能的图象为倾斜的直线,C错;Ep
1
=mg(H-h)=E-mgh,故势能与h的图象也为倾斜的直线,D错;且Ep=E-mv2,故势
21
能与速度的图象为开口向下的抛物线,B对;同理Ep=E-mg2t2,势能与时间的图象也为
2开口向下的抛物线,A错.
答案:B
图7
9.如图7所示,A、B两物体质量分别是mA和mB,用劲度系数为k的弹簧相连,A、
B处于静止状态.现对A施竖直向上的力F提起A,使B对地面恰无压力.当撤去F,A由静止向下运动至最大速度时,重力做功为
( )
2
A.m2Ag/k 2B.m2Bg/k
C.mA(mA+mB)g2/k D.mB(mA+mB)g2/k
mBg解析:当B对地面没有压力时,弹簧伸长了.当撤去F后,A到达最大速度时,弹簧
kmAg压缩了,则整个过程中重力做的功为mA(mA+mB)g2/k,即为C.
k
答案:C
10.小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面.在上升至离地高度h处,小球的动能是势能的2倍,在下落至离地高度h处,小球的势能是动能的2倍,则h等于
( )
HA. 9
2HB. 94HD. 9
3H
C. 9
解析:设小球上升离地高度h时,速度为v1,地面上抛时速度为v0,下落至离地面高度h处速度为v2,设空气阻力为f
1
上升阶段:-mgH-fH=-mv2
20112
-mgh-fh=mv21-mv0 221又2mgh=mv2
21
1
下降阶段:mg(H-h)-f(H-h)=mv2
221
mgh=2×mv2
22
4
由上式联立得:h=H
9答案:D
二、实验题(本题包括2小题,共10分)
11.(1)根据打出的纸带,如图8,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起点O的距离为x0,点A、C间的距离为x1,点C、E间的距离为x2,交流电的周期为T,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为:a=________.
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