高一物理第七章章末过关检测

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高一物理第七章章末过关检测

‎(时间:60分钟,满分:100分)‎ 一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,1~6小题只有一个选项正确,7~8小题有多个选项正确.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分)‎ ‎1.如图所示,一辆玩具小车静止在光滑的水平导轨上,一个小球用细绳挂在车上,由图中位置无初速度释放,则小球在下摆的过程中,下列说法正确的是(  )‎ A.绳的拉力对小球不做功 B.绳的拉力对小球做正功 C.小球的合力不做功 D.绳的拉力对小球做负功 解析:选D.从能量转化的角度判断.在小球向下摆动的过程中,小车的动能增加;小球和小车组成的系统机械能守恒,小车的机械能增加,小球的机械能一定减少,所以绳的拉力对小球做负功.‎ ‎2.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程.将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下列说法正确的是(  )‎ A.阻力对系统始终做负功 B.系统受到的合外力始终向下 C.重力做功使系统的重力势能增加 D.任意相等的时间内重力做的功相等 解析:选A.无论什么情况下,阻力一定做负功,A正确;加速下降时,合力向下,减速下降时,合力向上,B错误;系统下降,重力做正功,所以重力势能减少,C错误;由于系统做变速运动,系统在相等的时间内下落的高度不同,所以在任意相等时间内重力做的功不同,D错误.‎ ‎3.如图所示,两个完全相同的小球A、B,在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出,下列说法正确的是(  )‎ A.两小球落地时的速度相同 B.两小球落地时,重力的瞬时功率相同 C.从开始运动至落地,重力对两小球做功相同 D.从开始运动至落地,重力对两小球做功的平均功率相同 解析:选C.根据机械能守恒定律或动能定理,可以判断出它们落地时的速度大小相等,但是A球落地时的速度在水平方向和竖直方向上存在分速度,即速度方向与竖直方向存在夹角,而B球落地时的速度方向竖直向下,可见,它们落地时的速度方向不同,A错误;它们质量相等,而B球落地时沿竖直方向的速度大小大于A球落地时沿竖直方向上的分速度的大小,所以两小球落地时,重力的瞬时功率不同,B错误;重力做功与路径无关,只与初末位置的高度有关,所以,从开始运动至落地,重力对两小球做功相同,C正确;从开始运动至落地,重力对两小球做功相同,但做功的时间不同,所以重力做功的平均功率不同,D错误.‎ ‎4.如图所示,均匀长直木板长l=40 cm,放在水平桌面上,它的右端与桌边相齐,木板质量m=2 kg,与桌面间动摩擦因数μ=0.2,今用水平推力F将其推下桌子,则水平推力至少做功为(g取10 m/s2)(  )‎ A.0.8 J B.1.6 J C.8 J D.4 J 解析:选A.将木板推下桌子时木块的重心要通过桌子边缘,水平推力至少等于滑动摩擦力,所以W=Fs=μmg=0.2×20× J=0.8 J.‎ ‎5.‎ ‎(2012·高考江苏卷)如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球.在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点.在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是(  )‎ A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大,后减小 D.先减小,后增大 解析:选A.因小球速率不变,所以小球以O点为圆心做匀速圆周运动.受力如图所示,因此在切线方向上应有:mgsin θ=Fcos θ,F=mgtan θ.则拉力F的瞬时功率P=F·vcos θ=mgv·sin θ.从A运动到B的过程中,拉力的瞬时功率随θ的增大而增大.A项正确.‎ ‎6.质量为2 t的汽车,发动机的牵引功率为30 kW,在水平公路上,能达到的最大速度为15 m/s,当汽车的速度为10 m/s 时的加速度为(  )‎ A.0.5 m/s2 B.1 m/s2‎ C.1.5 m/s2 D.2 m/s2‎ 解析:选A.当汽车达到最大速度时,即为汽车牵引力等于阻力时,则有 P=Fv=Ffvm,Ff== N=2×103 N,‎ 当v=10 m/s,F== N=3×103 N,‎ 所以a== m/s2=0.5 m/s2.‎ ‎7.(2013·上饶高一检测)质量为m1、m2的两物体,静止在光滑的水平面上,质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子,经过一段时间后,两物体的速度大小分别为v1和v2,位移分别为s1和s2,如图所示.则这段时间内此人所做的功的大小等于(  )‎ A.Fs2‎ B.F(s1+s2)‎ C.m2v+(m+m1)v D.m2v 解析:选BC.人做的功等于绳子对人和m2做的功之和,即W=Fs1+Fs2=F(s1+s2),A错误,B正确.根据动能定理知,人做的功等于人、m1和m2动能的增加量,所以W=(m1+m)v+m2v,C正确,D错误.‎ ‎8.如图所示,用竖直向下的恒力F通过跨过光滑定滑轮的细线拉动光滑水平面上的物体,物体沿水平面移动过程中经过A、B、C三点,设AB=BC,物体经过A、B、C三点时的动能分别为EkA、EkB、EkC,则它们间的关系一定是(  )‎ A.EkB-EkA=EkC-EkB B.EkB-EkAEkC-EkB D.EkC<2EkB 解析:选CD.绳对物体做的功W=F·cos α·l,由于AB=BC,Fcos α逐渐减小,故WAB>WBC,由动能定理得:EkB-EkA>EkC-EkB,故A、B错误,C正确,由上式得EkC<2EkB-EkA<2EkB,故D正确.‎ 二、实验题(本题共2小题,共14分.按题目要求作答)‎ ‎9.(4分)如图所示,在“探究动能定理”的实验中,关于橡皮筋做的功,下列说法中正确的是________.‎ A.橡皮筋做的功可以直接测量 B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加 C.橡皮筋在小车运动的全过程中始终做功 D.把橡皮筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋做功也增加为原来的两倍 解析:橡皮筋的功等于橡皮筋所释放的弹性势能,但无法直接测量,橡皮筋的条数成倍增加,弹性势能也会成倍增加,即做功成整数倍增加,但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功,故A、C错误,B正确;橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比,当拉伸为原来的两倍时,功变为原来的4倍,故D错误.‎ 答案:B ‎10.(10分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80 m/s2.那么:‎ ‎(1)纸带的________(填“左”或“右”)端与重物相连;‎ ‎(2)根据图中所得的数据,应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律;‎ ‎(3)从O点到(2)问中所取的点,重物重力势能的减少量ΔEp=________ J,动能增加量ΔEk=________ J.(结果保留三位有效数字)‎ 解析:因O点为打出的第一个点,所以O端(即左端)与重物相连,用OB段验证机械能守恒定律,则重力势能的减少量为ΔEp=mghOB=1.88 J 动能的增加量为 ΔEk=mv-0‎ vB== 由以上两式得ΔEk=1.87 J.‎ 答案:(1)左 (2)B (3)1.88 1.87‎ 三、计算题(本题共2小题,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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)‎ ‎11.(9分)如图所示为半径R=0.50 m 的四分之一圆弧轨道,底端距水平地面的高度h=0.45 m.一质量m=1.0 kg的小滑块从圆弧轨道顶端A由静止释放,到达轨道底端B点的速度v=2.0 m/s.忽略空气阻力.取g=10 m/s2.求:‎ ‎(1)小滑块在圆弧轨道底端B点受到的支持力大小FN;‎ ‎(2)小滑块由A到B的过程中,克服摩擦力所做的功W;‎ ‎(3)小滑块落地点与B点的水平距离x.‎ 解析:(1)滑块在B点时,根据牛顿第二定律得:‎ FN-mg=m(2分)‎ 解得:FN=18 N.(1分)‎ ‎(2)根据动能定理,mgR-W=mv2(2分)‎ 解得:W=3.0 J.(1分)‎ ‎(3)小滑块从B点开始做平抛运动 水平方向:x=vt(1分)‎ 竖直方向:h=gt2(1分)‎ 解得:x=v·=0.60 m.(1分)‎ 答案:(1)18 N (2)3.0 J (3)0.6 m ‎12.(13分)如图甲所示,在水平路段AB上有一质量为2×103 kg的汽车,正以10 m/s的速度向右匀速行驶,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的vt图象如图乙所示,在t=20 s时汽车到达C点,运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变.假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)Ff1=2 000 N.求:‎ ‎(1)汽车运动过程中发动机的输出功率P;‎ ‎(2)汽车速度减至8 m/s时加速度a的大小;‎ ‎(3)BC路段的长度.(解题时将汽车看成质点)‎ 解析:(1)汽车在AB路段时,牵引力和阻力相等 F1=Ff1,P=F1v1‎ 联立解得:P=20 kW.(3分)‎ ‎(2)t=15 s后汽车处于匀速运动状态,有 F2=Ff2,P=F2v2,Ff2=P/v2‎ 联立解得:Ff2=4 000 N(3分)‎ v=8 m/s时汽车在做减速运动,有 Ff2-F=ma,F=P/v 解得a=0.75 m/s2.(2分)‎ ‎(3)Pt-Ff2s=mv-mv(3分)‎ 解得s=93.75 m.(2分)‎ 答案:(1)20 kW (2)0.75 m/s2 (3)93.75 m ‎13.(16分)(2013·高考浙江卷)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤,其示意图如下.图中A、B、C、D均为石头的边缘点,O为青藤的固定点,h1=1.8 m,h2=4.0 m,x1=4.8 m,x2=8.0 m.开始时,质量分别为M=10 kg和m=2 kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石 头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头.大猴抱起小猴跑到C点,抓住青藤下端,荡到右边石头上的D点,此时速度恰好为零.运动过程中猴子均可看成质点,空气阻力不计,重力加速度g=10 m/s2.求:‎ ‎(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值;‎ ‎(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小;‎ ‎(3)猴子荡起时,青藤对猴子的拉力大小.‎ 解析:猴子先做平抛运动,后做圆周运动,两运动过程机械能均守恒.寻求力的关系时要考虑牛顿第二定律.‎ ‎(1)设猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vmin,根据平抛运动规律,有 h1=gt2①(2分)‎ x1=vmint②(2分)‎ 联立①、②式,得 vmin=8 m/s.③(1分)‎ ‎(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒,设荡起时速度为vC,有 ‎(M+m)gh2=(M+m)v④(3分)‎ vC== m/s≈9 m/s.⑤(2分)‎ ‎(3)设拉力为F,青藤的长度为L.在最低点,由牛顿第二定律得 F-(M+m)g=(M+m)⑥(2分)‎ 由几何关系 ‎(L-h2)2+x=L2⑦(1分)‎ 得:L=10 m⑧(1分)‎ 综合⑤、⑥、⑧式并代入数据解得:‎ F=(M+m)g+(M+m)=216 N.(2分)‎ 答案:(1)8 m/s (2)约9 m/s (3)216 N
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