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2017世纪金榜人教版高三第一轮复习物理高中复习全程考卷 阶段评估月考卷(二).doc


阶段评估月考卷(二)
曲线运动与机械能 (90 分钟 第Ⅰ卷(选择题 100 分) 共 50 分)

一、选择题(本题共 10 小题,每小题 5 分,共 50 分。1~6 题为单选题,7~10 题为多选题) 1.(2016·江门模拟)汽车沿平直的公路以恒定功率 P 从静止开始启动,经过一段时间 t 达到最 大速度 v,若所受阻力始终不变,则在 t 这段时间内( A.汽车牵引力恒定 B.汽车牵引力做的功为 Pt C.汽车加速度不断增大 D.汽车牵引力做的功为 mv2 2.(滚动单独考查)质量均为 1kg 的木块 M 和 N 叠放在水平地面上, 用一根细线分别拴接在 M 和 N 右侧,在细线中点用水平向右的力 F=5N 拉动 M 和 N 一起沿水平面匀速滑动,细线与竖直方向夹角θ =60°,g 取 10m/s2,则下列说法正确的是( A.木块 N 和地面之间的动摩擦因数μ =0.35 B.木块 M 和 N 之间的摩擦力 Ff=2.5N C.木块 M 对木块 N 的压力大小为 10N D.若θ 变小,拉动 M、N 一起匀速运动所需拉力应大于 5N 3.质量为 M 的皮带轮工件放置在水平桌面上。一细绳绕过皮带轮的皮带槽,一端系一质量为 m 的重物,另一端固定在桌面上。如图所示,工件与桌面、绳之间以及绳与桌子边缘之间的摩 擦都忽略不计,则重物下落过程中,工件的加速度为 ( ) ) )

A.

B.

C.

D.

4.( 滚动单独考查 )(2016 ·南昌模拟 )图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备 ,图乙为 150kg 的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象,g 取 10m/s2,下列判断正确的是 ( )

A.前 10 s 悬线的拉力恒为 1 500 N B.46 s 末材料离地面的距离为 22 m C.0~10 s 材料处于失重状态 D.在 30~36 s 钢索最容易发生断裂 5.(2016·益阳模拟)一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用,在一段时间内的速度随时间 变化情况如图所示。则拉力的功率随时间变化的图象可能是(g 取 10m/s2)( )

6.长 L 的轻杆两端分别固定有质量为 m 的小铁球,杆的三等分点 O 处有光滑的 水平转动轴。用手将该装置固定在杆恰好水平的位置,然后由静止释放,当杆到 达竖直位置时,则轴对杆的作用力 F 的大小和方向为( A.2.4mg 竖直向下 C.6mg 竖直向上 D.4mg 竖直向上 竖直向上 ) B.2.4mg

7.(滚动交汇考查)如图所示,一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱 货物,已知货箱的质量为 M,货物的质量为 m,货车以速度 v 向左做匀速直线运动, 重力加速度为 g,则在将货物提升到图示的位置时,下列说法正确的是( A.货箱向上运动的速度大于 v B.缆绳中的拉力 FT>(M+m)g C.货车对缆绳拉力做功的功率 P>(M+m)gvcosθ D.货物对货箱底部的压力小于 mg 8.(2016·无锡模拟)如图所示,轻质弹簧上端固定,下端系一物体,物体在 A 处时,弹簧处于 原长状态。现用手托住物体使它从 A 处缓慢下降,到达 B 处时,手和物体自然分开。此过 程中,物体克服手的支持力所做的功为 W。 不考虑空气阻力,关于此过程,下列说法正确的 有( ) )

A.物体重力势能减小量一定大于 W B.弹簧弹性势能增加量一定小于 W C.物体与弹簧组成的系统机械能增加量为 W D.若将物体从 A 处由静止释放,则物体到达 B 处时的动能为 W 9.(2016·襄阳模拟)最近我国连续发射了多颗“北斗一号”导航定位卫星,预示着我国通讯技 术的不断提高。该卫星处于地球的同步轨道,假设其离地高度为 h,地球半径为 R,地面附近重 力加速度为 g,则有( )

A.该卫星运行周期为 24 h B.该卫星所在处的重力加速度是 g

C.该卫星周期与近地卫星周期之比是 D.该卫星运动动能是 10.如图所示,一个表面光滑的斜面体 M 置于水平地面上,它的两个斜面 与水平面的夹角分别为α 、 β ,且α <β ,M 的顶端装有一定滑轮,一轻质 细绳跨过定滑轮后连接 A、 B 两个小滑块,细绳与各自的斜面平行,不计 绳与滑轮间的摩擦,A 、B 恰好在同一高度处于静止状态。剪断细绳 后,A、B 滑至斜面底端,M 始终保持静止,则( A.滑块 A 的质量大于滑块 B 的质量 )

B.两滑块到达斜面底端时的速率相同 C.两滑块到达斜面底端时,滑块 A 重力的瞬时功率较大 D.两滑块到达斜面底端所用时间相同 第Ⅱ卷(非选择题 二、实验题(本题共 2 小题,共 12 分) 11.(4 分)(2016·保定模拟)在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的 频率为 50Hz,查得当地重力加速度 g=9.80m/s2,测得所用重物的质量为 1.00kg。 实验中得到一 条点迹清晰的纸带如图所示,把第一个点记作 O,另选连续的四个点 A、B、C、D 作为测量的 点。 经测量知道 A、 B、 C、 D 各点到 O 点的距离分别为 62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm。 根据以上数据,可知重物由 O 点运动到 C 点,重力势能的减少量等于____________J,动能的增 加量等于________J(取三位有效数字)。 共 50 分)

12.(8 分)(2016·铜川质检)为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实 验方案: 第一步:把带有定滑轮的木板(有滑轮的)一端垫起,把质量为 M 的滑块通过细绳跨过定滑轮 与质量为 m 的重锤相连,重锤后连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角,直到轻推滑块后, 滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示。 第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处 ,取下细绳和重锤 , 将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源,释放滑块,使之从静止开始向下加 速运动,打出纸带,如图乙所示。打出的纸带如图丙所示。

请回答下列问题:

(1)已知 O、A、B、C、D、E、F 相邻计数点间的时间间隔为Δ t,根据纸带求滑块速度,打点 计时器打 B 点时滑块速度 vB=________。 (2)已知重锤质量为 m,当地的重力加速度为 g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测 出这一过程滑块 ____________________________________( 写出物理量名称及符号 , 只写一 个物理量),合外力对滑块做功的表达式 W 合=__________。 (3)算出滑块运动 OA、OB、OC、OD、OE 段合外力对滑块所做的功 W 以及在 A、B、C、 D、E 各点的速度 v,以 v2 为纵轴、W 为横轴建立坐标系,描点作出 v2-W 图象,可知该图象是 一条__________,根据图象还可求得____________________。 三、计算题(本题共 4 小题,共 38 分。需写出规范的解题步骤) 13.(6 分)如图所示,在以角速度ω =2rad/s 匀速转动的水平圆盘上,放一质量 m=5kg 的滑块,滑块离转轴的距离 r=0.2m,滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运 动且刚好未发生相对滑动,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求: (1)滑块运动的线速度大小。 (2)滑块与圆盘之间的动摩擦因数。 (3)滑块跟随圆盘运动一周过程中摩擦力所做的功。 14.(8 分)(滚动交汇考查)如图为某水上滑梯示意图,滑梯斜面轨道与水平面间 的夹角为 37 ° , 底部平滑连接一小段水平轨道 ( 长度可以忽略 ), 斜面轨道长 L=8m,水平端与下方水面高度差为 h=0.8m。一质量为 m=50kg 的人从轨道最 高点 A 由静止滑下,若忽略空气阻力,将人看成质点,人在轨道上受到的阻力大 小始终为 Ff=0.5mg。重力加速度 g 取 10m/s2,sin37°=0.6。求: (1)人在斜面轨道上的加速度大小。 (2)人滑到轨道末端时的速度大小。 (3)人的落水点与滑梯末端 B 点的水平距离。 15.(12 分)(滚动交汇考查)如图所示,半径 R=0.2m 的光滑四分之一圆弧轨道 MN 竖直固定放置, 末端 N 与一长 L=0.8m 的水平传送带相切,水平衔接部分摩擦不计,传动轮(轮半径很小)做顺 时针转动,带动传送带以恒定的速度 v0 运动。传送带离地面的高度 h=1.25m,其右侧地面上有 一直径 D=0.5m 的圆形洞,洞口最左端的 A 点离传送带右端的水平距离 s=1m,B 点在洞口的最 右端。 现使质量为 m=0.5kg 的小物块从 M 点由静止开始释放,经过传送带后做平抛运动,最终 落入洞中,传送带与小物块之间的动摩擦因数μ =0.5,g 取 10m/s2。求:

(1)小物块到达圆弧轨道末端 N 时对轨道的压力。 (2)若 v0=3m/s,求小物块在传送带上运动的时间。 (3)若要使小物块能落入洞中,求 v0 应满足的条件。 16.(12 分)(2016·西安模拟)如图所示,同一竖直平面内的光滑轨道是由一斜 直轨道和一段由细圆管弯成的圆形轨道连接而成,斜直轨道的底端与圆形轨 道相切。圆形轨道半径为 R(细圆管内径远小于 R),A 是圆形轨道的最低点,B 是圆形轨道的最高点,O 是圆形轨道的圆心。现有一质量为 m 的小球从斜直 轨道上某处由静止开始下滑,进入细圆管内做圆周运动。忽略机械能损失,重 力加速度用 g 表示。试求: (1)若小球从距地面高 2R 处下滑,小球到达 A 点的速度大小。 (2)若小球到达 B 点时速度大小为 ,小球下落的高度应是圆形轨道半径的多少倍?

(3)若小球通过圆形轨道最高点 B 时,对管壁的压力大小为 0.5mg,小球下落的高度应是圆形轨 道半径 R 的多少倍?

答案解析 1.B 根据 P=Fv 知,因为速度增大,则牵引力减小,根据牛顿第二定律得 a= ,知加速度减小,

故选项 A、C 错误;因为功率不变,则牵引力做功 W=Pt,由动能定理可知,牵引力与阻力的合力 做的功等于动能的变化量,所以牵引力做功不等于 mv2,故选项 B 正确,D 错误。 2.B 以 M、N 为一整体,由平衡条件可得:F=μ ·2mg,解得:μ =0.25,A 错误;拉力 F 的大小 与θ 大小无关,D 错误;设细线中张力为 FT,由平衡条件可得: F=2FTsinθ ,Ff=FTsinθ ,故木块 M 和 N 之间的摩擦力 Ff=2.5N,B 正确;木块 M 对 N 的压力 FN=mg+FTcosθ >10N,C 错误。 3.C 相等时间内重物下落的距离是工件运动距离的 2 倍,因此,重物的加速度也是工件加速

度的 2 倍,设绳子上的拉力为 F,根据牛顿第二定律得 a= = ,所以 C 正确。

=2×

,解得 F=

,工件加速度

4.B 由图可知前 10s 内材料的加速度 a=0.1m/s2,由 F-mg=ma 可知悬线的拉力为 1 515N,选项 A 错误;由图象面积可得整个过程上升高度是 28m,下降的高度为 6m,46s 末材料离地面的距离 为 22m,选项 B 正确;因 30~36s 材料加速度向下,材料处于失重状态,F<mg;前 10s 材料处于超 重状态,F>mg,钢索最容易发生断裂,选项 C、D 错误。 5.D 由图知在 0 ~ t0 时间内 , 物体做初速度为零的匀加速运动 ,v=at; 由牛顿第二定律得

F-Ff=ma,则拉力的功率为 P=Fv=(Ff+ma)v=(Ff+ma)at;在 t0 时刻以后,物体做匀速运动,v 不变, 则 F=Ff,P=Fv= Ffv,P 不变,故选项 D 正确。 6.A 对整个系统而言,机械能守恒,有 mg( L- L)= m( Lω )2+ m( Lω )2,当杆运动到竖直位 置时,顶端的小球向心力为 mg-F1=m ω 2,底端的小球向心力为 F2-mg=m( L)ω 2,解以上

三式得轴对杆的作用力 F 的大小 F2+F1=2.4mg,方向竖直向上,选项 A 正确。 7.B、C 将货车的速度进行正交分解,如图所示:

由于绳子不可伸长,货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着绳子方向的分量相等,故 v1=vcosθ ,由于θ 不断减小,故货箱和货物整体向上做加速运动,加速度向上,速度大小小于 v, 故拉力大于(M+m)g,故 A 错误,B 正确;整体的速度为 vcosθ ,故拉力功率 P>(M+m)gvcosθ ,故 C 正确;货箱和货物整体向上做加速运动,加速度向上,是超重,故箱中的货物对箱底的压力大 于 mg,故 D 错误。 8.A、D 根据能量守恒定律可知,在此过程中减少的重力势能 mgh=Δ Ep+W,所以物体重力势 能减小量一定大于 W,不能确定弹簧弹性势能增加量与 W 的大小关系,故 A 正确,B 错误;支持 力对物体做负功,所以物体与弹簧组成的系统机械能减少量为 W,所以 C 错误;若将物体从 A 处由静止释放,从 A 到 B 的过程,根据动能定理:Ek=mgh-W 弹=mgh-Δ Ep=W,所以 D 正确。 9.A、 B、 D 地球同步卫星和地球自转同步,周期为 24h,选项 A 正确;由 G =mg=m r=m

可知,g=

,该卫星所在处的重力加速度和地面处的重力加速度之比是

,可知选项 B 正

确 ;T=2 π 误; mv2= =

,该卫星周期与近地卫星周期之比为 ,选项 D 正确。

,选项 C 错

10.A、B 根据题意,由于 A、B 均处于平衡状态,有 FTA=FTB,而 FTA=mAgsinα , FTB=mBgsinβ ,所以 mA 大于 mB,选项 A 正确;由于 A、B 距离地面的高度 h 相同,据机械能守 恒定律可知两者到达地面的速率 v 相同 , 选项 B 正确 ; 两者到达地面的瞬时功率为 PA= mAgvsin α ,PB= mBgvsin β , 所 以 PA=PB, 选 项 C 错 误 ; 两 者 到 达 地 面 的 时 间 满 足 = , = ,得 tA 大于 tB,选项 D 错误。

11.【解析】根据测量数据,重物从 O 点运动到 C 点下落的高度 h=0.777 6m,故重力势能减少 量Δ Ep=mgh=1.00×9.80×0.7776J=7.62J,重物动能的增加量Δ Ek= m - m ,根据实验情 s内

况,重物在 O 点的速度 v0=0,C 点的速度 vC 等于重物从 B 点到 D 点这一段时间Δ t=2× 的平均速度。由实验数据可得 vC= Ek= m = ×1.00× =

m/s=3.8875m/s,重物的动能增加量 Δ

3.887 52J=7.56J。 答案:7.62 7.56 12.【解析】(1)由打出的纸带可知 B 点的速度为 vB= ;

(2)由做功定义式可知还需要知道滑块下滑的位移 x,由动能定理可知 W 合=Δ Ek, 即 mgx=Δ Ek; (3)v2-W 图象应该为一条过原点的直线,根据图象还可以求得滑块的质量 M。 答案:(1) (2)下滑的位移 x mgx

(3)过原点的直线 滑块的质量 M 13.【解析】(1)滑块的线速度大小: v=ω r=0.4m/s (2)由牛顿第二定律得滑块受到的最大静摩擦力: Ff=mω 2r =4N 由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则:

Ff=μ mg 解得:μ = =0.08

(3)静摩擦力方向始终与速度方向垂直,故摩擦力做功 W=0。 答案:(1)0.4m/s (2)0.08 (3)0 14.【解析】(1)设人在滑梯上的加速度为 a,由牛顿第二定律得: mgsin37°-Ff=ma 解得:a=1m/s2 (2)设人滑到滑梯末端时的速度大小为 v,对人下滑的过程,由动能定理得: mgLsin37°-FfL= mv2-0 解得:v=4m/s (3)人离开滑梯后做平抛运动,下落时间为 t,则: h= gt2 水平距离:x=vt 解得:x=1.6m 答案:(1)1m/s2 (3)1.6m 15.【解析】(1)设物块滑到圆弧轨道末端速度为 v1,根据动能定理得: mgR= m 解得 v1=2m/s 设物块在轨道末端所受支持力的大小为 F,根据牛顿第二定律得: F-mg=m 联立以上两式代入数据得: F=15N 根据牛顿第三定律,物块对轨道压力大小为 15N,方向竖直向下 (2)因 v1<v0,所以物块在传送带上做加速运动。 物块在传送带上加速运动时,由牛顿第二定律得: μ mg=ma 解得:a=μ g=5m/s2 (2)4m/s

加速到与传送带达到同速所需要的时间: t1= =0.2s t1=0.5m

位移:s1=

匀速运动的时间: t2= =0.1s

故 t 总=t1+t2=0.3s (3)物块由传送带右端开始做平抛运动,则 h= gt2 恰好落到 A 点:s=v2t 解得:v2=2m/s 恰好落到 B 点:D+s=v3t 解得:v3=3m/s 故 v0 应满足的条件是 3m/s>v0>2m/s 答案:(1)15N,方向竖直向下 (3)3m/s>v0>2m/s 16.【解析】(1)小球由静止下滑至 A 点的过程,由动能定理得: mg·2R= m 解得:vA=2 (2)小球由静止下滑至 B 点的过程,由动能定理得: mg(h-2R)= m 解得: = (3)若对管壁的压力向下,根据牛顿第二定律得: mg-FN=m -0 -0 (2)0.3s

解得:v′B= 由机械能守恒定律得:

mg(h1-2R)= mv 解得: =

若对管壁的压力向上,根据牛顿第二定律得:FN+mg=m

解得:v″B= 由机械能守恒定律得: mg(h2-2R)= m 解得: = (2) 倍 (3) 倍或 倍 -0

答案:(1)2


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