(创新方案-解析版-课标人教版)第五章--能量与动量--阶段质量检测

591up有效学习（）第五章能量与动量(时间60分钟，满分100分)一、单项选择题(本题共4个小题，每小题4分，共16分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．(2010·浙江五校联考)如图1所示，三个固定的斜面底边长度都相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样．完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部，在此过程中()图1A．物体A克服摩擦力做的功最多B．物体B克服摩擦力做的功最多C．物体C克服摩擦力做的功最多D．三物体克服摩擦力做的功一样多解析：设斜面底边长度为b，则Wf＝－μmgcosθ·bcosθ＝－μmgb，即克服摩擦力做功为定值Wf′＝μmgb，只有D正确．答案：D2．(2010·黄冈预测)质量为10kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随位移x的变化情况如图2所示．物体在x＝0处速度为1m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x＝16m处时，速度大小为()图2A．22m/sB．3m/sC．4m/sD.17m/s解析：力－位移图象下的面积表示功，由图象可知，一部分正功与另一部分负功抵消，外力做的总功W＝Fx＝40J，根据动能定理W＝12mv2－12mv02，得v＝3m/s.B项正591up有效学习（）确．答案：B3．(2010·三水中学月考)一个质量为m的物体，从倾角为θ、高为h的斜面上端A点，由静止开始下滑，到底端B点时的速度为v，然后又在水平面上滑行s位移后停止在C点，物体从A点开始下滑到B点的过程中克服摩擦力所做的功及物体与水平面间的动摩擦因数分别为()A．mg－mv22，v22gsB．mgh－mv22，v2gsC．mgh＋mv22，v22gsD．mgh＋mv22，v2gs解析：设由A到B过程，物体克服阻力做功为Wf，由动能定理得：mgh－Wf＝12mv2－0，得出Wf＝mgh－12mv2，由B到C的过程中，由动能定理得：－μmgs＝0－12mv2，解得：μ＝v22gs，故只有A正确．答案：A4．如图3所示，质量相等的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，整个装置放在绝缘光滑的水平面上，当突然加一水平向右的匀强电场后，两小球A、B将由静止图3开始运动，在以后的整个运动过程中，对两个小球和弹簧组成的系统(设在以后的整个运动过程中弹簧形变都不超过弹性限度)，以下说法正确的是()A．系统动量不守恒，机械能一定不断减小B．系统动量守恒，机械能一定不断增加C．当弹簧长度达到最大值时，系统机械能一定最小D．系统动能最大时，A小球所受的合电场力与弹簧对A的弹力一定大小相等解析：两小球所受合外力为零，动量守恒，且机械能先增大后减小(电场力先做正功后做负功，弹簧伸长最大时机械能最大)．从开始运动到电场力等于弹簧弹力时，合力一直做正功，小球动能一直增大．D正确．答案：D二、双项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．每小题给出的四个选项中，有591up有效学习（）两个选项符合题目要求，全选对的得6分，只选1个且正确的得1分，错选或不选的得0分)5．如图4所示，地面上竖立着一轻质弹簧，小球从其正上方某一高度处自由下落到弹簧上．从小球刚接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中(在弹簧的弹性限度内)()A．小球的动能一直减小B．小球的动能先增大后减小图4C．小球的重力势能的减少小于弹簧的弹性势能的增加D．小球的重力势能的减少等于弹簧的弹性势能的增加解析：在小球刚接触弹簧时，弹力小于重力，小球仍要加速，当弹力大于重力之后，小球开始减速，当小球速度减小到零时，弹簧的压缩量达到最大．在整个过程中，小球的重力势能的减少与小球动能的减少之和等于弹簧的弹性势能的增加，故B、C正确．答案：BC6．(2010·天津质检)如图5所示是一汽车在平直路面上启动的速度－时间图象，t1时刻起汽车的功率保持不变．由图象可知()A．0～t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变B．0～t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大C．t1～t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小图5D．t1～t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变解析：在0～t1时间内，图线斜率不变，则加速度不变，由F－Ff＝ma知牵引力不变，由P＝Fv知功率增大，A错误B正确．在t1～t2时间内，由P＝Fv知速度增大，加速度减小，结合F－Ff＝ma知牵引力减小，C正确D错误．答案：BC7．带电量为＋q、质量为m的滑块，沿固定的斜面匀速下滑，现加上一竖直向上的匀强电场(如图6所示)，电场强度为E，且qEmg，对物体在斜面上的运动，以下说法正确的是()A．滑块将沿斜面减速下滑图6B．滑块仍沿斜面匀速下滑C．加电场后，重力势能和电势能之和不变D．加电场后，重力势能和电势能之和减小591up有效学习（）解析：没加电场时，滑块匀速下滑，有：mgsinθ＝μmgcosθ，加上电场后，因(mg－Eq)sinθ＝μ(mg－Eq)cosθ，故滑块仍匀速，B正确；加电场后，因重力做正功比电场力做负功多，所以重力势能减少得多，电势能增加得少，重力势能和电势能之和减小，C错误，D正确．答案：BD8．(2010·南通模拟)用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块，木块静止，如图7所示．现有一质量为m的子弹自左方水平射向木块，并停留在木块中，子弹初速度为v0，则下列判断正确的是()A．从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒B．子弹射入木块瞬间动量守恒，故子弹射入木块瞬间子弹和木块的图7共同速度为mv0M＋mC．忽略空气阻力，子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒，其机械能等于子弹射入木块前的动能D．子弹和木块一起上升的最大高度为m2v022gM＋m2解析：从子弹射向木块到一起运动到最高点的过程可以分为两个阶段：子弹射入木块的瞬间系统动量守恒，但机械能不守恒，有部分机械能转化为系统内能，之后子弹在木块中与木块一起上升，该过程只有重力做功，机械能守恒，但总能量小于子弹射入木块前的动能，因此A、C错误；由子弹射入木块瞬间动量守恒可得子弹射入木块后的共同速度为mv0M＋m，B正确；之后子弹和木块一起上升，该阶段由机械能守恒可得上升的最大高度为m2v022gM＋m2，D正确．答案：BD9．(2010·广州模拟)一质点竖直向上运动，运动过程中质点的机械能与高度的关系的图象如图8所示，其中O～h1过程的图线为水平线，h1～h2过程的图线为倾斜直线．根据该图象，下列判断正确的是()图8A．质点在O～h1过程中除重力外不受其他力的作用591up有效学习（）B．质点在O～h1过程中动能始终不变C．质点在h1～h2过程中合外力与速度的方向一定相反D．质点在h1～h2过程不可能做匀速直线运动解析：质点竖直向上运动，在O～h1过程中机械能守恒，机械能守恒的条件是系统除重力做功外无其他外力做功或其他外力做功之和为零．质点在O～h1过程中可能受其他外力作用，但外力做功之和为零，A错误．O～h1过程中机械能守恒，重力势能增加，动能减小，B错误．质点在h1～h2过程中机械能不断减小，除重力外，其他力做负功，合外力与速度的方向一定相反，C正确．质点在h1～h2过程中重力势能不断增加，机械能不断减小，动能不断减小，不可能做匀速直线运动，D正确．答案：CD三、非选择题(本题包括3小题，共54分．按题目要求作答，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)10．(12分)(2010·合肥质检)为了只用一根轻弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ(设μ为定值)，设计了下述实验：第一步：如图9所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，图9使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止；测得弹簧压缩量d与滑块向右滑行的距离x的有关数据如下：实验次数1234d/cm0.501.002.004.00s/cm5.0219.9980.05320.10根据以上数据可得出滑块滑行距离x与弹簧压缩量d间的关系应是________________________．第二步：为了测出弹簧的劲度系数，将滑块挂在竖直固定的弹簧下端，弹簧伸长后保持静止状态．测得弹簧伸长量为ΔL，滑块质量为m，则弹簧的劲度系数k＝__________.591up有效学习（）用测得的物理量d、s、ΔL表示的滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝________(弹簧弹性势能Ep＝12kx2，k为劲度系数，x为形变量)．解析：根据实验获取的数据，可以发现s跟d的平方之比都接近20，表明s与d的平方成正比．当滑块吊起时，所受重力和弹簧弹力平衡，即mg＝kΔL，可求出k＝mg/ΔL，根据动能定理知：－μmgs＋12kd2＝0，把k值代入，可求得动摩擦因数μ＝d22sΔL.答案：s与d的平方成正比mg/ΔLd22sΔL11．(18分)如图10所示，光滑水平面上有A、B、C三个物块，其质量分别为mA＝2.0kg，mB＝mC＝1.0kg，现用一轻弹簧将A、B两物块连接，并用力缓慢压缩弹簧使A、图10B两物块靠近，此过程外力做功108J(弹簧仍处于弹性限度范围内)，然后同时释放，弹簧开始逐渐变长，当弹簧刚好恢复原长时，C恰好以4m/s的速度迎面与B发生碰撞并瞬时粘连．求：(1)弹簧刚好恢复原长时(B与C碰撞前)，A和B物块速度的大小；(2)当弹簧第二次被压缩时，弹簧具有的最大弹性势能．解析：(1)设弹簧刚好恢复原长时，A和B物块速度的大小分别为vA、vB，由题意可知：mAvA－mBvB＝012mAvA2＋12mBvB2＝Ep联立解得vA＝6m/svB＝12m/s(2)当弹簧第二次被压缩到最短时，弹簧具有的弹性势能最大，此时A、B、C具有相同的速度，设此速度为vmCvC＝(mA＋mB＋mC)v所以v＝1m/sC与B碰撞，设碰后B、C粘连时的速度为v′mBvB－mCvC＝(mB＋mC)v′v′＝4m/s故弹簧第二次被压缩到最短时，弹簧具有的最大弹性势能为：Ep′＝12mAvA2＋12(mB＋mC)v′2－12(mA＋mB＋mC)v2＝50J.答案：(1)6m/s12m/s(2)50J12．(24分)(2010·湛江模拟)如图11所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，591up有效学习（）另一自由端恰好与水平线AB齐平，静止放于光滑斜面上，一长为L的轻质细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，将细线拉至水平，此时小球在位置C，由静止释放小球，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断，D点到AB的距离为h，之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度为g.求：图11(1)细绳所能承受的最大拉力；(2)斜面的倾角θ的正切值；(3)弹簧所获得的最大弹性势能．解析：(1)小球由C到D，机械能守恒mgL＝12mv12，v1＝2gL在D点，F－mg＝mv12L，F＝3mg由牛顿第三定律知，细绳所能承受的最大拉力为3mg.(2)小球由D到A做平抛运动vy＝2gh，tanθ＝vyv1＝hL.(3)小球到达A点时vA2＝vy2＋v12＝2g(h＋L)在压缩弹簧的过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒Ep＝mgxsinθ＋12mvA2所以Ep＝mg(xhh＋L＋h＋L)．答案：(1)3mg(2)hL(3)mg(xhh＋L＋h＋L)591up有效学习（）