第四章測(cè)評(píng)(A)(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8個(gè)小題,每小題5分,共40分。其中1~5小題只有一個(gè)正確選項(xiàng),6~8小題有多個(gè)正確選項(xiàng))1.下列關(guān)于重力勢(shì)能的說法正確的是()A.重力勢(shì)能是物體單獨(dú)具有的,而不是地球和物體共同具有的B.重力勢(shì)能的大小是相對(duì)的C.重力勢(shì)能等于零的物體,不可能對(duì)別的物體做功D.在地面上方的物體,它的重力勢(shì)能一定不等于零答案：B解析：對(duì)于不同的零勢(shì)能參考平面,同一個(gè)物體在同一個(gè)位置的重力勢(shì)能是不相同的。物體的重力勢(shì)能屬于物體和地球組成的這個(gè)系統(tǒng),而不只是物體單獨(dú)具有,B正確,A、C、D錯(cuò)誤。2.快艇在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力與速度二次方成正比(即f=kv2),若油箱中有20L燃油,當(dāng)快艇以10m/s勻速行駛時(shí),還能行駛40km,假設(shè)快艇發(fā)動(dòng)機(jī)的效率保持不變,則快艇以20m/s勻速行駛時(shí),還能行駛()A.80km B.40kmC.10km D.5km答案：C解析：發(fā)動(dòng)機(jī)效率不變,則在燃油的量相同時(shí),能做的有用功相同,有k×(10m/s)2×40km=k×(20m/s)2·x,解得x=10km,C正確。3.如圖所示,一滑塊從半圓形光滑軌道上端由靜止開始滑下,當(dāng)滑到最低點(diǎn)時(shí),關(guān)于滑塊的動(dòng)能大小和對(duì)軌道的壓力,下列說法正確的是()A.軌道半徑越大,滑塊動(dòng)能越大,對(duì)軌道的壓力越大B.軌道半徑越大,滑塊動(dòng)能越大,對(duì)軌道的壓力與半徑無關(guān)C.軌道半徑越大,滑塊動(dòng)能越大,對(duì)軌道的壓力越小D.軌道半徑變化時(shí),滑塊的動(dòng)能和對(duì)軌道的壓力都不變答案：B解析：設(shè)滑塊滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度為v,由機(jī)械能守恒定律得mgR=12mv2,故軌道半徑越大,滑塊在最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能越大;滑塊對(duì)軌道的壓力N=mg+mv2R4.如圖所示,小球原來緊壓在豎直放置的輕彈簧的上端,撤去外力,直至小球剛好離開彈簧的過程中()A.小球動(dòng)能先增大后減小B.小球增加的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和大于彈簧減少的彈性勢(shì)能C.小球動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生了變化,但機(jī)械能保持不變D.小球的最大動(dòng)能大于彈簧的最大彈性勢(shì)能答案：A解析：小球在向上運(yùn)動(dòng)過程中彈力先大于重力后小于重力,因而合力的方向先向上再向下,合力先做正功再做負(fù)功,小球的動(dòng)能先增大后減小,選項(xiàng)A正確;由能量守恒定律可知,彈簧減少的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球增加的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和,小球的初動(dòng)能為零,當(dāng)小球受到的合外力為零時(shí)動(dòng)能最大,此時(shí)彈簧仍處于壓縮狀態(tài),結(jié)合機(jī)械能守恒定律知,小球的最大動(dòng)能一定小于彈簧的最大彈性勢(shì)能,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;彈簧彈力對(duì)小球做正功,小球的機(jī)械能增加,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。5.如圖所示,一輕彈簧下端拴接在傾角為θ的光滑固定斜面底端,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)上端位于斜面上的B點(diǎn),可視為質(zhì)點(diǎn)的物體以一定初速度從A點(diǎn)開始沿斜面向下運(yùn)動(dòng),從物體與彈簧接觸到彈簧壓縮到最短的過程中,彈簧對(duì)物體的彈力F、物體的加速度a、物體的動(dòng)能Ek以及物體的機(jī)械能E與彈簧壓縮量x的關(guān)系圖線如選項(xiàng)圖所示。不計(jì)空氣阻力,彈簧始終在彈性限度內(nèi),以沿斜面向下為正方向建立坐標(biāo)系,則選項(xiàng)圖中正確的是()答案：B解析：因?yàn)橐?guī)定沿斜面向下為正方向,而彈簧中的彈力F方向沿斜面向上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由牛頓第二定律有mgsinθ-kx=ma,可得a=gsinθ-kxm,選項(xiàng)B正確;由B項(xiàng)分析可知,物體所受合外力為變力,Ek-x6.懸崖跳水是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的極限運(yùn)動(dòng),需要運(yùn)動(dòng)員具有非凡的膽量和過硬的技術(shù)。跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng),設(shè)質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員剛?cè)胨畷r(shí)的速度為v,水對(duì)他的阻力大小恒為F,那么在他減速下降深度為h的過程中,下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?()A.他的動(dòng)能減少了(F-mg)hB.他的重力勢(shì)能減少了mgh-12mvC.他的機(jī)械能減少了FhD.他的機(jī)械能減少了mgh答案：AC解析：在進(jìn)入水中的過程中,由動(dòng)能定理,mgh-Fh=Ek'-Ek,所以動(dòng)能的減少量為Ek-Ek'=(F-mg)h,故A正確;重力勢(shì)能的減少量等于重力所做的功,即mgh,故B錯(cuò)誤;克服阻力所做的功等于機(jī)械能的減少量,即等于Fh,故C正確,D錯(cuò)誤。7.在離水平地面h高處將一質(zhì)量為m的小球水平拋出,在空中運(yùn)動(dòng)的過程中所受空氣阻力大小恒為f,落地時(shí)小球距拋出點(diǎn)的水平距離為x,速率為v,那么,在小球運(yùn)動(dòng)的過程中()A.重力做功為mghB.克服空氣阻力做的功為f·hC.落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率為mgvD.重力勢(shì)能和機(jī)械能都逐漸減少答案：AD解析：重力做功為WG=mgh,A正確。空氣阻力做功與經(jīng)過的路程有關(guān),而小球經(jīng)過的路程大于h2+x2,故克服空氣阻力做的功大于f·8.如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端連接一小物塊,O點(diǎn)為彈簧在原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置。物塊由A點(diǎn)靜止釋放,沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動(dòng),最遠(yuǎn)到達(dá)B點(diǎn)。在從A到B的過程中,物塊()A.加速度先減小后增大B.經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度最大C.所受彈簧彈力始終做正功D.所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功答案：AD解析：物塊由A點(diǎn)開始向右加速運(yùn)動(dòng),彈簧壓縮量逐漸減小,F彈減小,由F彈-f=ma知,a減小;當(dāng)運(yùn)動(dòng)到F彈=f時(shí),a減小為零,此時(shí)物塊速度最大,彈簧仍處于壓縮狀態(tài);由于慣性,物塊繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),此時(shí)f-F彈=ma,物塊做減速運(yùn)動(dòng),且隨著壓縮量繼續(xù)減小,a逐漸增大;當(dāng)越過O點(diǎn)后,彈簧開始被拉伸,此時(shí)F彈+f=ma,隨著拉伸量增大,a繼續(xù)增大,綜上所述,從A到B過程中,物塊加速度先減小后增大,在O點(diǎn)左側(cè)F彈=f時(shí)速度達(dá)到最大,故A正確,B錯(cuò)誤;在AO段物塊所受彈簧彈力做正功,在OB段物塊所受彈簧彈力做負(fù)功,故C錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理知,從A到B的過程中,彈簧彈力做功與摩擦力做功之和為0,故D正確。二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2個(gè)小題,共20分)9.(10分)某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2。實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)得到的一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶如圖乙所示。紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為O,另選連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)A、B、C進(jìn)行測(cè)量,圖中給出了這三個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離hA、hB和hC的值。回答下列問題(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字):(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí),重物速度的大小vB=m/s;

(2)通過分析該同學(xué)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律?簡(jiǎn)要說明分析的依據(jù)。

。

答案：(1)3.90(2)vB22≈7.61(m/s)2,ghB≈7.70(m/s)2,因?yàn)?2解析：(1)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于平均速度可知vB=hC-hA2T,由電源頻率為50Hz可知T=0.02s,代入其他數(shù)據(jù)可解得(2)本實(shí)驗(yàn)是利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,只要在誤差允許范圍內(nèi),重物重力勢(shì)能的減少等于其動(dòng)能的增加,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。選B點(diǎn)分析,由于12mvB2≈7.61m,mghB≈10.(10分)某次驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,用6V、50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條無漏點(diǎn)的紙帶如圖所示,O點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn),選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)為A、B、C、D,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的長(zhǎng)度已在圖上標(biāo)出,單位為毫米,重力加速度取9.8m/s2,若重錘質(zhì)量為1kg。(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí),重錘下落的速度vB=m/s,重錘的動(dòng)能EkB=J。

(2)從開始下落算起,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí),重錘的重力勢(shì)能減小量為J。

(3)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù),在誤差允許的范圍內(nèi),重錘從靜止開始到打出B點(diǎn)的過程中,得到的結(jié)論是。

答案：(1)1.170.68(2)0.69(3)機(jī)械能守恒解析：(1)重錘下落的速度vB=hAC2T=(重錘在打出B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB=12mvB2=12×1×1(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí),重錘的重力勢(shì)能減小量ΔEp減=mghOB=1×9.8×70.5×10-3J=0(3)由(1)(2)計(jì)算結(jié)果可知,重錘下落過程中,在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi),動(dòng)能的增加量等于其重力勢(shì)能的減少量,機(jī)械能守恒。三、計(jì)算題(本題共3個(gè)小題,共40分)11.(10分)如圖所示,質(zhì)量分別為3kg和5kg的物體A、B,用輕繩連接跨在一個(gè)定滑輪兩側(cè),輕繩正好拉直,且A物體底面與地接觸,B物體距地面0.8m,求:(1)放開B物體,當(dāng)B物體著地時(shí)A物體的速度;(2)B物體著地后A物體還能上升多高?(g取10m/s2)答案：(1)2m/s(2)0.2m解析：(1)對(duì)A、B組成的系統(tǒng),當(dāng)B下落時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能守恒,以地面為零勢(shì)能參考平面,則mBgh=mAgh+12(mA+mB)vA=2(mB(2)B著地后,A豎直上拋,由A的機(jī)械能守恒得12m解得hA=vA22g12.(14分)如圖所示,一質(zhì)量m=0.2kg的物塊,自斜面頂端由靜止釋放,經(jīng)時(shí)間t=1s滑至底端,已知斜面傾角θ=30°,高度h=0.75m。g取10m/s2,求:(1)物塊下滑過程中加速度的大小;(2)物塊下滑過程中損失的機(jī)械能。答案：(1)3m/s2(2)0.6J解析：(1)設(shè)物塊下滑過程中加速度的大小為a,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得hsinθ代入數(shù)據(jù)解得a=3m/s2。(2)設(shè)物塊滑至底端時(shí)的速度大小為v,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v=at設(shè)物塊損失的機(jī)械能為ΔE,由題意得ΔE=mgh-12mv代入數(shù)據(jù)解得ΔE=0.6J。13.(16分)我國(guó)自行研制、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣式客機(jī)C919首飛成功后,拉開了全面試驗(yàn)試飛的新征程。假設(shè)飛機(jī)在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)位移x=1.6×103m時(shí)才能達(dá)到起飛所要求的速度v=80m/s。已知飛機(jī)質(zhì)量m=7.0×104kg,滑跑時(shí)受到的阻力為自身重力的110,重力加速度g取10