章末檢測(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(1～8為單項選擇題，9～12為多項選擇題.每小題4分，共48分)1.如圖1所示，拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓練的一種有效方法.如果受訓者拖著輪胎在水平直道上跑了100m，那么下列說法正確的是()圖1A.摩擦力對輪胎做了負功B.重力對輪胎做了正功C.拉力對輪胎不做功D.支持力對輪胎做了正功答案A2.汽車關閉發動機后恰能沿斜坡勻速下滑，在這個過程中()A.汽車的機械能守恒B.汽車的動能和勢能相互轉化C.機械能轉化為內能，總能量守恒D.機械能和內能之間沒有轉化答案C解析汽車關閉發動機后，勻速下滑，重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡，摩擦阻力做功，汽車摩擦生熱，溫度升高，有部分機械能轉化為內能，機械能減少，但總能量守恒.因此，只有選項C正確.3.如圖2所示，運動員跳傘將經歷加速下降和減速下降兩個過程.將人和傘看成一個系統，在這兩個過程中，下列說法正確的是()圖2A.阻力對系統始終做負功B.系統受到的合力始終向下C.重力做功使系統的重力勢能增加D.任意相等的時間內重力做的功相等答案A解析無論系統在什么運動情況下，阻力一定做負功，A正確；加速下降時，合力向下，減速下降時，合力向上，B錯誤；系統下降，重力做正功，所以重力勢能減少，C錯誤；由于系統做變速運動，系統在相等時間內下落的高度不同，所以重力做功不同，D錯誤.4.假設摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率.如果摩托艇發動機的輸出功率變為原來的2倍，則摩托艇的最大速率變為原來的()A.4倍 B.2倍C.eq\r(3)倍 D.eq\r(2)倍答案D解析由P＝Fv＝kv·v＝kv2知P變為原來的2倍時，v變為原來的eq\r(2)倍.5.如圖3甲所示，靜置于光滑水平面上坐標原點處的小物塊，在水平拉力F作用下，沿x軸方向運動，拉力F隨物塊所在位置坐標x的變化關系如圖乙所示，圖線為半圓.則小物塊運動到x0處時F做的總功為()圖3A.0 B.eq\f(1,2)Fmx0C.eq\f(π,4)Fmx0 D.eq\f(π,4)xeq\o\al(0,2)答案C解析F為變力，但F－x圖象包圍的面積在數值上表示拉力做的總功.由于圖線為半圓，又因在數值上Fm＝eq\f(1,2)x0，故W＝eq\f(1,2)πFeq\o\al(m,2)＝eq\f(1,2)π·Fm·eq\f(1,2)x0＝eq\f(π,4)Fmx0.6.靜止在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力，不計空氣阻力，在整個上升過程中，物體機械能隨時間變化的關系是()答案C解析物體機械能的增量等于恒力做的功，恒力做功WF＝Fh，h＝eq\f(1,2)at2，則有外力作用時，物體機械能隨時間變化關系為E＝eq\f(1,2)Fat2.撤去恒力后，物體機械能不變，故選項C正確.7.靜止在光滑水平面上的物體，在水平力F的作用下產生位移x，而獲得速度v；若水平面不光滑，物體運動時受到的摩擦力為eq\f(F,n)(n是大于1的常數)，仍要使物體由靜止出發通過位移x而獲得速度v，則水平力為()A.eq\f(n＋1,n)F B.eq\f(n－1,n)FC.nF D.(n＋1)F答案A解析根據動能定理Fx＝eq\f(1,2)mv2，F′x－eq\f(F,n)x＝eq\f(1,2)mv2，解得F′＝eq\f(n＋1,n)F，選項A正確.8.如圖4所示，光滑圓軌道固定在豎直面內，一質量為m的小球沿軌道做完整的圓周運動.已知小球在最低點時對軌道的壓力大小為FN1，在最高點時對軌道的壓力大小為FN2.重力加速度大小為g，則FN1－FN2的值為()圖4A.3mgB.4mgC.5mgD.6mg答案D解析設小球在最低點速度為v1，在最高點速度為v2，根據牛頓第二定律，在最低點有FN1－mg＝meq\f(v\o\al(1,2),R)，在最高點有FN2＋mg＝meq\f(v\o\al(2,2),R)，從最高點到最低點，根據機械能守恒有mg·2R＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(1,2)，聯立以上三式可以得到：FN1－FN2＝6mg，故選項D正確.9.質量為4kg的物體被人由靜止開始向上提升0.25m后速度達到1m/s，不計空氣阻力，g取10m/s2，則下列判斷正確的是()A.人對物體傳遞的功是12JB.合外力對物體做功2JC.物體克服重力做功10JD.人對物體做的功等于物體增加的動能答案BC解析人提升物體的過程中，人對物體做了功，對物體傳遞了能量，不能說人對物體傳遞了功，A錯誤；合外力對物體做的功(包括重力)等于物體動能的變化，W合＝eq\f(1,2)mv2＝2J，B正確；物體克服重力做的功等于物體重力勢能的增加量，WG＝mgh＝10J，C正確；W人＝mgh＋eq\f(1,2)mv2＝12J，D錯誤.10.如圖所示，A、B、C、D四圖中的小球以及小球所在的左側斜面完全相同，現從同一高度h處由靜止釋放小球，使之進入右側不同的豎直軌道：除去底部一小圓弧，A圖中的軌道是一段斜面，高度大于h；B圖中的軌道與A圖中軌道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C圖中的軌道是一個內徑略大于小球直徑的管道，其上部為直管，下部為圓弧形，與斜面相連，管的高度大于h；D圖中的軌道是個半圓形軌道，其直徑等于h.如果不計任何摩擦阻力和拐彎處的能量損失，小球進入右側軌道后能到達h高度的是()答案AC解析小球在運動過程中機械能守恒，A、C圖中小球不能脫離軌道，在最高點速度為零，因而可以達到h高度.但B、D圖中小球都會脫離軌道而做斜拋運動，在最高點具有水平速度，所以在最高點的重力勢能要小于mgh(以最低點為零勢能面)，即最高點的高度要小于h，選項A、C正確.11.一質量為1kg的質點靜止于光滑水平面上，從t＝0時起，第1s內受到2N的水平外力作用，第2s內受到同方向的1N的外力作用.下列判斷正確的是()A.0～2s內外力的平均功率是eq\f(9,4)WB.第2s內外力所做的功是eq\f(5,4)JC.第2s末外力的瞬時功率最大D.第1s內與第2s內質點動能增加量的比值是eq\f(4,5)答案AD解析根據牛頓第二定律得，物體在第1s內的加速度a1＝eq\f(F1,m)＝2m/s2，在第2s內的加速度a2＝eq\f(F2,m)＝eq\f(1,1)m/s2＝1m/s2；第1s末的速度v1＝a1t＝2m/s，第2s末的速度v2＝v1＋a2t＝3m/s；0～2s內外力做的功W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＝eq\f(9,2)J，功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(9,4)W，故A正確；第2s內外力所做的功W2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(1,2)＝(eq\f(1,2)×1×32－eq\f(1,2)×1×22)J＝eq\f(5,2)J，故B錯誤；第1s末的瞬時功率P1＝F1v1＝4W，第2s末的瞬時功率P2＝F2v2＝3W，故C錯誤；第1s內動能的增加量ΔEk1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(1,2)＝2J，第2s內動能的增加量ΔEk2＝W2＝eq\f(5,2)J，則eq\f(ΔEk1,ΔEk2)＝eq\f(4,5)，故D正確.12.如圖5所示為一滑草場.某條滑道由上、下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數為μ.質量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8).則()圖5A.動摩擦因數μ＝eq\f(6,7)B.載人滑草車的最大速度為eq\r(\f(2gh,7))C.載人滑草車克服摩擦力做功為mghD.載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為eq\f(3,5)g答案AB解析對滑草車從坡頂由靜止滑下，到底端靜止的全過程分析，得mg·2h－μmgcos45°·eq\f(h,sin45°)－μmgcos37°·eq\f(h,sin37°)＝0，解得μ＝eq\f(6,7)，選項A正確；對經過上段滑道的過程，根據動能定理得，mgh－μmgcos45°·eq\f(h,sin45°)＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(\f(2gh,7))，選項B正確；載人滑草車克服摩擦力做功為2mgh，選項C錯誤；載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為a＝eq\f(mgsin37°－μmgcos37°,m)＝－eq\f(3,35)g，選項D錯誤.二、實驗題(本題共2小題，共16分)13.(6分)在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中(裝置如圖6甲)：甲乙圖6(1)下列說法哪一項是正確的()A.平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細線掛在小車上B.為減小系統誤差，應使鉤碼質量遠大于小車質量C.實驗時，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放(2)圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計數點，已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，則打B點時小車的瞬時速度大小為______m/s(保留三位有效數字).答案(1)C(2)0.653解析(1)平衡摩擦力的原理就是在沒有拉力的情況下調整斜面傾角，使μ＝tanθ，A錯；為減小系統誤差應使鉤碼質量遠小于小車質量，B錯；實驗時使小車靠近打點計時器能充分利用紙帶，由靜止釋放則后面點測出的動能即等于該過程的動能變化量，便于利用實驗數據進行探究，故選C.(2)vB＝eq\f(xAC,2T)＝0.653m/s.14.(10分)為了驗證機械能守恒定律，某同學設計了如圖7甲所示的實驗裝置，并提供了如下的實驗器材：A.小車B.鉤碼C.一端帶滑輪的木板D.細線E.電火花計時器F.紙帶G.毫米刻度尺H.低壓交流電源I.220V交流電源圖7(1)根據上述實驗裝置和提供的實驗器材，你認為實驗中不需要的器材是________(填寫器材序號)，還應補充的器材是________.(2)實驗中得到了一條紙帶如圖乙所示，選擇點跡清晰且便于測量的連續7個點(標號0～6)，測出0到1、2、3、4、5、6點的距離分別為d1、d2、d3、d4、d5、d6，打點周期為T.則打點2時小車的速度v2＝__________；若測得小車質量為M、鉤碼質量為m，打點1和點5時小車的速度分別用v1、v5表示，已知重力加速度為g，則驗證點1與點5間系統的機械能守恒的關系式可表示為________________________________.(3)在實驗數據處理時，如果以eq\f(v2,2)為縱軸，以d為橫軸，根據實驗數據繪出eq\f(v2,2)－d圖象，其圖線的斜率表示的物理量的表達式為__________.答案(1)H天平(2)eq\f(d3－d1,2T)或eq\f(d4,4T)mg(d5－d1)＝eq\f(1,2)(M＋m)(veq\o\al(5,2)－veq\o\al(1,2))(3)eq\f(mg,M＋m)解析(2)打點2時的速度等于1～3間或0～4間的平均速度，即v2＝eq\f(d3－d1,2T)或eq\f(d4,4T)；根據機械能守恒，整個系統減少的重力勢能等于整個系統增加的動能，即mg(d5－d1)＝eq\f(1,2)(M＋m)·(veq\o\al(5,2)－veq\o\al(1,2))；(3)根據mgd＝eq\f(1,2)(M＋m)v2得：eq\f(v2,2)＝eq\f(mg,M＋m)d，所以eq\f(v2,2)－d圖線的斜率表示的物理量的表達式為eq\f(mg,M＋m).三、計算題(本題共3小題，共36分.要有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的要注明單位)15.(10分)如圖8所示，豎直平面內半徑為R的光滑半圓形軌道，與水平軌道AB相連接，AB的長度為x.一質量為m的小球，在水平恒力F作用下由靜止開始從A向B運動，小球與水平軌道間的動摩擦因數為μ，到B點時撤去力F，小球沿圓軌道運動到最高點時對軌道的壓力為2mg，重力加速度為g.求：圖8(1)小球在C點的加速度大?。?2)恒力F的大小.答案(1)3g(2)μmg＋eq\f(7mgR,2x)解析(1)由牛頓第三定律知在C點，軌道對小球的彈力FN＝2mg.小球在C點時，受到重力和軌道對球向下的彈力，由牛頓第二定律得FN＋mg＝ma，解得a＝3g.(2)設小球在B、C兩點的速度分別為v1、v2，在C點由a＝eq\f(v\o\al(2,2),R)得v2＝eq\r(3gR).從B到C過程中，由機械能守恒定律得eq\f(1,2)mveq\o\al(1,2)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＋mg·2R.解得v1＝eq\r(7gR).從A到B過程中，由動能定理得Fx－μmgx＝eq\f(1,2)mveq\o\al(1,2)－0.解得F＝μmg＋eq\f(7mgR,2x).16.(12分)如圖9甲所示，質量m＝1kg的物體靜止在光滑的水平面上，t＝0時刻，物體受到一個變力F作用，t＝1s時，撤去力F，某時刻物體滑上傾角為37°的粗糙斜面；已知物體從開始運動到斜面最高點的v－t圖象如圖乙所示，不計其他阻力，g取10m/s2，求：圖9(1)變力F做的功；(2)物體從斜面底端滑到最高點過程中克服摩擦力做功的平均功率；(3)物體回到出發點的速度大小.答案(1)50J(2)20W(3)2eq\r(5)m/s解析(1)由圖象知物體1s末的速度v1＝10m/s，根據動能定理得：WF＝eq\f(1,2)mveq\o\al(1,2)＝50J.(2)物體在斜面上升的最大距離：x＝eq\f(1,2)×1×10m＝5m物體到達斜面時的速度v2＝10m/s，到達斜面最高點的速度為零，根據動能定理：－mgxsin37°－Wf＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)解得：Wf＝20J，eq\x\to(P)＝eq\f(Wf,t)＝20W.(3)設物體重新到達斜面底端時的速度為v3，則根據動能定理：－2Wf＝eq\f(1,2)mv