單元過關(guān)檢測 (時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共10個小題，每小題5分，共50分，每小題只有一個選項正確，請將正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi))1(2020年江蘇單科)如圖所示，演員正在進行雜技表演由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對雞蛋所做的功最接近于()A0.3 JB3 JC30 J D300 J解析：一只雞蛋重約為1 N，人的身高一般為1.6 m，則雞蛋被拋出的高度約為0.6 m，則雞蛋獲得的最大機械能約為Emgh1×0.60.6 J，故人對雞蛋做的功約為0.6 J，最接近0.3 J，故A正確，其他選項錯誤答案：A2如圖所示，把小車放在光滑的水平桌面上，用輕繩跨過定滑輪使之與盛有砂子的小桶相連，已知小車的質(zhì)量為M，小桶與砂子的總質(zhì)量為m，把小車從靜止狀態(tài)釋放后，在小桶下落豎直高度h的過程中，若需考慮滑輪及空氣的阻力，小車未與滑輪相撞，下列說法中正確的是()A小車獲得的動能為mghB小車獲得的動能小于Mmgh/(Mm)C小桶與砂子的機械能減少Mmgh/(Mm)D小車的機械能增加mgh解析：整體除動能和勢能轉(zhuǎn)化外，還有機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機械能不守恒，小桶和砂子的重力勢能mgh轉(zhuǎn)化為整體的動能和內(nèi)能，所以小車獲得的動能(或機械能增加)小于Mmgh/(Mm)，選項A、D錯，B錯；小桶的機械能減少量大于小車獲得的動能，選項C錯誤答案：B3質(zhì)量為10 kg的物體，在變力F作用下沿x軸做直線運動，力隨坐標x的變化情況如圖所示物體在x0處，速度為1 m/s，一切摩擦不計，則物體運動到x16 m處時，速度大小為()A2 m/s B3 m/sC4 m/s D. m/s解析：力位移圖象下的面積表示功，由圖象可知，一部分正功與另一部分負功抵消，外力做的總功WFx40 J，根據(jù)動能定理Wmv2mv，得v3 m/s.答案：B4如圖所示，A、B、C三個一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時開始運動，A由靜止釋放，B的初速度方向沿斜面向下，大小為v0，C的初速度方向沿斜面水平，大小也為v0，下列說法中正確的是()A滑到斜面底端時，C的動能最大B滑到斜面底端時，B的動能最大CA和C將同時滑到斜面底端DC一定是最后滑到斜面底端解析：滑塊C在運動中所受摩擦力方向不是沿斜面向下的，所以C沿斜面向下方向的加速度比A和B大，C比A先滑到斜面底端，C、D錯誤；克服摩擦力做的功等于摩擦力和路程的乘積，C在斜面上運動的路程大，C克服摩擦力做的功最多，A錯誤、B正確答案：B5某興趣小組對一輛自制遙控小車的性能進行研究他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運動，并將小車運動的全過程記錄下來，通過處理轉(zhuǎn)化為vt圖象，如圖所示(除2 s10 s時間段圖象為曲線外，其余時間段圖象均為直線)已知在小車運動的過程中，2 s14 s時間段內(nèi)小車的功率保持不變，在14 s末停止遙控而讓小車自由滑行，小車的質(zhì)量為1.0 kg，可認為在整個運動過程中小車所受到的阻力大小不變，則不正確的是()A小車受到的阻力大小為1.5 NB小車加速階段的功率為9 WC小車勻速行駛階段的功率為9 WD小車加速過程中位移大小為42 m解析：在14 s18 s時間段：a1.5 m/s2，則Ffma1.5 N，A不符合題意；在02 s內(nèi)小車做勻加速運動，由PFv可知，小車的功率逐漸增大，B符合題意；在10 s14 s小車做勻速直線運動，牽引力FFf，PFv1.5×6 W9 W，C不符合題意；02 s內(nèi)：x13 m,2 s10 s內(nèi)根據(jù)動能定理：PtFfx2mvmv，得x239 m，則xx1x242 m，D不符合題意答案：B6(2020年毫州模擬)有一豎直放置的“T”形架，表面光滑，滑塊A、B分別套在水平桿與豎直桿上，A、B用一不可伸長的輕細繩相連，A、B質(zhì)量相等，且可看做質(zhì)點，如圖所示，開始時細繩水平伸直，A、B靜止由靜止釋放B后，已知當細繩與豎直方向的夾角為60°時，滑塊B沿著豎直桿下滑的速度為v，則連接A、B的繩長為()A. B.C. D.解析：設滑塊A的速度為vA，因繩不可伸長，兩滑塊沿繩方向的分速度大小相等，得：vAcos 30°vBcos 60°，又vBv，設繩長為l，由A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒得：mglcos 60°mvmv2，以上兩式聯(lián)立可得：l，故選D.答案：D7(2020年上海綜合)用圖示裝置可以研究動能和重力勢能轉(zhuǎn)化中所遵循的規(guī)律在擺錘從A位置由靜止開始向下擺動到D位置的過程中()重力做正功，重力勢能增加重力的瞬時功率一直增大動能轉(zhuǎn)化為重力勢能擺線對擺錘的拉力不做功若忽略阻力，系統(tǒng)的總機械能為一恒量A BC D解析：擺錘向下運動，重力做正功，重力勢能減小，故錯誤由于開始靜止，所以開始重力功率為零，在D位置物體v的方向與重力垂直，PGG·v cos ，可知PG0，而在從A位置擺動到D位置的過程中，重力功率不為零，所以所受重力的瞬時功率先增大后減小，錯誤在向下運動的過程中，重力勢能減小，動能增加，故錯誤擺線拉力與v方向始終垂直，不做功，只有重力做功，故機械能守恒，故正確，選D.答案：D8如圖所示，兩光滑斜面的傾角分別為30°和45°，質(zhì)量分別為2m和m的兩個滑塊用不可伸長的輕繩通過滑輪連接(不計滑輪的質(zhì)量和摩擦)，分別置于兩個斜面上并由靜止釋放；若交換兩滑塊位置，再由靜止釋放則在上述兩種情形中正確的有()A質(zhì)量為2m的滑塊受到重力、繩的張力、沿斜面下滑的力和斜面的支持力的作用B質(zhì)量為m的滑塊均沿斜面向上運動C繩對質(zhì)量為m的滑塊的拉力均大于該滑塊對繩的拉力D系統(tǒng)在運動中機械能均不守恒解析：質(zhì)量為2m的物體受到重力、斜面支持力、繩的拉力共三個力，沒有下滑力，所以A錯誤；2m、m的物體互換前，2m的物體重力沿斜面的分力為2mg·sin 30°，大于m的重力沿斜面的分力mgsin 45°，所以m上滑(2m下滑)，2m、m互換后，2m重力沿斜面的分力更要大于m的重力沿斜面的分力，所以仍是m上滑(2m下滑)，因此B正確；繩對滑塊的拉力與滑塊對繩的拉力是作用力與反作用力應等大反向，所以C錯誤；對2m、m與地球構(gòu)成的系統(tǒng)，只有重力做功，繩的拉力是系統(tǒng)內(nèi)部彈力，能量沒有向外界傳遞，機械能是守恒的，故D錯誤答案：B9如圖甲所示，質(zhì)量為m1 kg的物體置于傾角為37°固定的粗糙斜面上，對物體施以平行于斜面向上的拉力F，t11 s時撤去拉力，物體運動的部分vt圖象如圖乙，下列說法正確的是(g10 m/s2)()A拉力F的大小為20 NB物體運動到最高點的時間為3 sC.01 s內(nèi)重力的平均功率為100 WDt4 s時物體的速度大小為10 m/s解析：由乙圖可知，物體加速時，a120 m/s2，撤去F后，a210 m/s2，方向沿斜面向下，由牛頓第二定律得Fmgsin mgcos ma1，mgsin mgcos ma2，得F30 N，物體減速的時間t22 s，故B正確、A錯誤；mgmgsin ·60 W，C錯誤；物體至最高點后mgsin mgcos ma3，得a32 m/s2，故t4 s時物體的速度va3(t3)2 m/s，D錯誤答案：B10(2020年淮南模擬)一質(zhì)點豎直向上運動，運動過程中質(zhì)點的機械能與高度的關(guān)系的圖象如圖所示，其中Oh1過程的圖線為水平線，h1h2過程的圖線為傾斜直線根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是()A質(zhì)點在Oh1過程中除重力外不受其他力的作用B質(zhì)點在Oh1過程中動能始終不變C質(zhì)點在h1h2過程中合外力與速度的方向一定相同D質(zhì)點在h1h2過程不可能做勻速直線運動解析：質(zhì)點豎直向上運動，在Oh1過程中機械能守恒，機械能守恒的條件是系統(tǒng)除重力做功外無其他外力做功或其他外力做功之和為零質(zhì)點在Oh1過程中可能受其他外力作用，但外力做功之和為零，A錯誤Oh1過程中機械能守恒，重力勢能增加，動能減小，B錯誤質(zhì)點在h1h2過程中機械能不斷減小，除重力外，其他力做負功，合外力與速度的方向一定相反，C錯誤質(zhì)點在h1h2過程中重力勢能不斷增加，機械能不斷減小，動能不斷減小，不可能做勻速直線運動，D正確答案：D二、非選擇題(本題共6個小題，共50分，解答時應寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11(5分)小華有一只按壓型圓珠筆，她想估測里面小彈簧在被圓珠筆尾端壓緊過程中彈性勢能的增加量，請你在不拆解圓珠筆的前提下幫助她完成這一想法(當?shù)刂亓铀俣萭已知)(1)除刻度尺外，還需要的測量工具是_(2)需測量的物理量及符號是_.(3)用所測物理量表示所估測的彈性勢能增加量；E_.答案：(1)天平(2)豎直彈起的高度h(或水平彈出的位移x、下落高度h)、圓珠筆的質(zhì)量m(3)mgh(或)12(5分)“驗證機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法(1)用公式mv2mgh來驗證時，對紙帶上起點的要求是_(2)若實驗中所用重物質(zhì)量m1 kg，打點紙帶如圖所示，打點時間間隔為0.02 s，則記錄B點時，重物的速度vB_，重物動能EkB_.從開始下落起至B點，重物的重力勢能減少量是_，因此可得出的結(jié)論是_.解析：(1)用公式mv2mgh，驗證機械能守恒定律，其中mv2是從開始下落點到參考點的動能增量，因此，初速度應該為零(2)vBACm/s0.59 m/s.由Ekmv2得EkBmv×1×0.592J0.17 J.EpmghOB1×9.8×17.6×103J0.17 J.由此可得出結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)重物動能增加量等于重物重力勢能的減少量，機械能守恒答案：(1)初速度為零(2)0.59 m/s0.17 J在誤差允許范圍內(nèi)，機械能守恒13(9分)如圖所示，讓擺球從圖中C點由靜止開始運動，正好擺到懸點正下方D處時，線被拉斷，緊接著，擺球恰好能沿豎直放置的光滑半圓形軌道內(nèi)側(cè)做圓周運動，已知擺球質(zhì)量m0.5 kg，擺線長l2.0 m，軌道半徑R2.0 m，不計空氣阻力(g10 m/s2)(1)求擺球剛開始擺動時，擺線與豎直方向的夾角.(2)如僅在半圓形軌道內(nèi)側(cè)E點下方圓弧有摩擦，擺球到達最低點F時的速度為6 m/s，求摩擦力對擺球做的功解析：(1)擺球由CD，由機械能守恒定律得：mgl(1cos )mv，又因為球恰好能做圓周運動，所以v0，解得：60°.(2)對擺球由D到F點，根據(jù)動能定理得：mg2RWFfmvmv，代入數(shù)據(jù)解得：WFf16 J.答案：(1)60°(2)16 J14(9分)質(zhì)量為m的滑塊與傾角為的斜面間的動摩擦因數(shù)為，tan ，斜面底端有一個和斜面垂直放置的彈性擋板，滑塊滑到底端與它碰撞時沒有機械能損失，如圖所示若滑塊從斜面上高為h處以速度v0開始沿斜面下滑，設斜面足夠長，求：(1)滑塊最終停在何處？(2)滑塊在斜面上滑行的總路程是多少？解析：(1)對滑塊受力分析，重力沿斜面的分力F1mgsin ，又滑動摩擦力FfFNmgcos ，由題意，tan ，即cos sin ，故mgcos mgsin .即最大靜摩擦力小于重力沿斜面的分力，所以最終一定停在斜面底端(2)設滑塊在斜面上滑行的總路程為s，全過程由動能定理，有：mghmgcos ·s0mv解得s.答案：(1)斜面底端(2)15(10分)如圖甲所示，在同一豎直平面內(nèi)的兩正對著的相同半圓光滑軌道，相隔一定的距離，虛線沿豎直方向，一小球能在其間運動，今在最高點A與最低點B各放一個壓力傳感器，測試小球?qū)壍赖膲毫?，并通過計算機顯示出來，當軌道距離變化時，測得兩點壓力差與距離x的圖象如圖乙所示，g取10 m/s2，不計空氣阻力，求：(1)小球的質(zhì)量為多少？(2)若小球在最低點B的速度為20 m/s，為使小球能沿軌道運動，x的最大值為多少？解析：(1)設軌道半徑為R，由機械能守恒定律得mvmg(2Rx)mv對B點：FN1mgm對A點：FN2mgm由式得兩點壓力差FNFN1FN26mg由圖象得：截距6mg3得m0.05 kg(2)因為圖線的斜率k1，解得R1 m在A點不脫離的條件為：vA由式得：x17.5 m.答案：(1)0.05 kg(2)17.5 m16(12分)如圖所示，一條輕質(zhì)彈簧左端固定在水平桌面上，右端放一個可視為質(zhì)點的小物塊，小物塊的質(zhì)量為m1.0 kg，當彈簧處于原長時，小物塊靜止于O點，現(xiàn)對小物塊施加一個外力，使它緩慢移動，壓縮彈簧(壓縮量為x0.1 m)至A點，在這一過程中，所用外力與壓縮量的關(guān)系如圖所示然后釋放小物塊，讓小物塊沿桌面運動，已知O點至桌邊B點的距離為L2x.水平桌面的高為h5.0 m，計算時，可用滑動摩擦力近似等于最大靜摩擦力(g取10 m/s2)求：(1)在壓縮彈簧過程中，彈簧存儲的最大彈性勢能；(2)小物塊到達桌邊B點時，速度的大小解析：(1)從Fx圖中看出，小物塊與桌面的滑動摩擦力大小為Ff1.0 N在壓縮過程中，摩擦力做功為WFfFfx0.1 J由圖線與x軸所夾面積，可得外力做功為WF J2.4 J所以彈簧存儲的彈性勢能為：EpWFWFf2.3 J.(2)從A點開始到B點的過程中，由于L2x，摩擦力做功為WFfFf·3x0.3 J對小物塊用動能定理有：EpWFfmv解得vB2 m/s.答案：(1)2.3 J(2)2 m/s