內(nèi)蒙古高三物理 單元知識(shí)點(diǎn)測(cè)試21《功能關(guān)系》新人教版

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1、內(nèi)蒙古新人教版物理高三單元測(cè)試21：《功能關(guān)系》 學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________ 注意事項(xiàng)： 1．答題前填寫好自己的姓名、班級(jí)、考號(hào)等信息 2．請(qǐng)將答案正確填寫在答題卡上 第I卷（選擇題 共24分） 評(píng)卷人 得分 一、選擇題（本題共4小題，每小題6分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中。有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分，錯(cuò)選或不答的得0分） 1.（09年廣州市一模）質(zhì)量為1kg的物體以某一初速度在水平地面上滑行，由于

2、受到地面摩擦阻力作用，其動(dòng)能隨位移變化的圖線如圖所示，g=10m／s2，則物體在水平地面上 A．所受合外力大小為5N B．滑行的總時(shí)間為4s C．滑行的加速度大小為lm／s2 D．滑行的加速度大小為2.5m／s2 2.（00年吉、蘇、浙）如圖所示，DO是水平面，AB是斜面，初速為v0的物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DBA滑動(dòng)到頂點(diǎn)A時(shí)速度剛好為零，如果斜面改為AC，讓該物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DCA滑動(dòng)到A點(diǎn)且速度剛好為零，則物體具有的初速度（已知物體與路面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同且不為零） A、大于v0??????? B、等于v0 C、小于v0 ?????? D、取決于斜面的傾角 3.（0

3、4年上海理綜卷）1 kw·h電能可以做很多事。請(qǐng)估算1 kw·h的電能全部用來托起一位普遍高中生，使他提升的高度最接近（? ??） A．2 m????? ????????? B．20 m????????? C．700 m??????? ?? D．70000 m 4.（07年廣東卷）如圖所示為焦耳實(shí)驗(yàn)裝置圖，用絕熱性能良好的材料將容器包好，重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器里的水，引起水溫升高。關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是 A.這個(gè)裝置可測(cè)定熱功當(dāng)量????? ?B.做功增加了水的熱量 C.做功增加了水的內(nèi)能??? ??????? ? D.功和熱量是完全等價(jià)的，無區(qū)別 第II卷（非選擇

4、題） （非選擇題 共76分） 評(píng)卷人 得分 二、填空題（本題共2小題，共13分） 5.（5分）功和能的關(guān)系： （1）合力做功是 變化的量度； （2）重力做功是 變化的量度； （3）除重力和彈簧彈力以外其它力做功是 變化的量度； （4）分于為做功是 變化的量度； （5）電場(chǎng)力做功是 變化的量度。 6.（08年浦東新區(qū)模擬）（8分）一個(gè)人由高H=20m的高臺(tái)上將質(zhì)量為m=0.5kg的小球以v0=16m/s的初速度豎直向上拋出，則人對(duì)小球所做的功為__

5、______J；小球落地時(shí)速度大小為24m/s，整個(gè)過程中小球克服空氣阻力做功為________J。（g=10m/s2） 評(píng)卷人 得分 三、計(jì)算題（本題共4小題，共63分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位，只寫出最后答案的不能得分） 7.（4分）如圖所示，質(zhì)量m1=0.3 kg 的小車靜止在光滑的水平面上，車長(zhǎng)L=15m，現(xiàn)有質(zhì)量m2=0.2 kg，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以水平向右的速度v0=2 m/s從左端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對(duì)靜止。物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，取g=10 m/s2，求

6、 （1）物塊在車面上滑行的時(shí)間t； （2）要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車左端的速度v′0不超過多少。 8.（6分）攝制組在某大樓邊拍攝武打片，要求特技演員從地面飛到屋頂．為此導(dǎo)演在某房頂離地H=8m處架設(shè)了輪軸，如圖所示，輪和軸的直徑之比為，特技演員的質(zhì)量m=60kg，若軌道車從圖中A前進(jìn)s=6m到B處時(shí)速度為v=5m/s，則鋼絲在這一過程中對(duì)演員做的功為多少？（人和車可視為質(zhì)點(diǎn)，輪軸的質(zhì)量不計(jì)，輪軸的大小相對(duì)于H可忽略，g取10m/s2） 9.（6分）節(jié)水噴灌系統(tǒng)已在我國很多地區(qū)使用。某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示，噴水口距地面的高度h=1．8m，可將水沿水平方向噴出，并

7、能沿水平方向旋轉(zhuǎn)。噴水的最大速率，每秒噴出水的質(zhì)量=4．0kg／s。所用的水是用水泵從井下抽取的，井中水面離地面的高度H=1．95m，并一直保持不變。(g=10m／s2 ，=3)，求： （1）正常工作時(shí)，水泵每秒須對(duì)水做多少功？ （2）這個(gè)噴灌系統(tǒng)所噴灌的面積。 10.（8分）如圖所示，一根長(zhǎng)為的細(xì)剛性輕桿的兩端分別連結(jié)小球和，它們的質(zhì)量分別為ma和 mb. 桿可繞距球?yàn)樘幍乃蕉ㄝS在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)．初始時(shí)桿處于豎直位置．小球幾乎接觸桌面．在桿的右邊水平桌面上，緊挨著細(xì)桿放著一個(gè)質(zhì)量為m的立方體勻質(zhì)物塊，圖中ABCD為過立方體中心且與細(xì)桿共面的截面．現(xiàn)用一水平恒力F作用于球上，使

8、之繞軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，求當(dāng)a轉(zhuǎn)過a 角時(shí)小球b速度的大?。O(shè)在此過程中立方體物塊沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，且小球b與立方體物塊始終接觸沒有分離．不計(jì)一切摩擦． 11.（09年南昌市調(diào)研）(6分)質(zhì)量為木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))左端與輕彈簧相連，彈簧的另一端與固定在足夠大的光滑水平桌面上的擋板相連，木塊的右端與一輕細(xì)線連接，細(xì)線繞過光滑的質(zhì)量不計(jì)的輕滑 輪，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，在下列情況中彈簧均處于彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力及線的形變，重力加速度為。 (1)在甲圖中，在線的另一端施加一豎直向下的大小為的恒力，木塊離開初始位置由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，彈簧開始發(fā)生伸長(zhǎng)形變，已知木塊通過點(diǎn)時(shí)，速度大小為，、兩點(diǎn)間的距離為

9、。求木塊拉至點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能； (2)如果在線的另一端不是施加恒力，而是懸掛一個(gè)質(zhì)量為的鉤碼，如圖乙所示，木塊也從初始位置由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，求當(dāng)木塊通過點(diǎn)時(shí)的速度大小。 12.（07年北京四中統(tǒng)測(cè)）(6分)如圖，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊B相連，B靜止在水平導(dǎo)軌上的O點(diǎn)，此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng).另一質(zhì)量與B相同的滑塊A從導(dǎo)軌上的P點(diǎn)以初速度v0向B滑行，當(dāng)A滑過距離l時(shí)，與B相碰.碰撞時(shí)間極短，碰后A、B粘在一起運(yùn)動(dòng).設(shè)滑塊A和B均可視為質(zhì)點(diǎn)，與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ.重力加速度為g.求： (1)碰后瞬間A、B共同的速度大小， (2)若A、B壓縮彈簧后恰能返回到O點(diǎn)并停止

10、，求彈簧的最大壓縮量. 13.（08年盧灣區(qū)質(zhì)檢）（6分）如圖所示，在傾角為θ的斜面上，一物塊通過輕繩牽拉壓緊彈簧．現(xiàn)將輕繩燒斷，物塊被彈出，與彈簧分離后即進(jìn)入足夠長(zhǎng)的N N / 粗糙斜面（此前摩擦不計(jì)），沿斜面上滑達(dá)到最遠(yuǎn)點(diǎn)位置離N距離為S．此后下滑，第一次回到N處，壓縮彈簧后又被彈離，第二次上滑最遠(yuǎn)位置離N距離為S/2．求： （1）物塊與粗糙斜面間的動(dòng)摩擦因素； （2）物體最終克服摩擦力做功所通過的路程． 14.（00年廣東卷）（6分）面積很大的水池，水深為H，水面上浮著一正方體木塊。木塊邊長(zhǎng)為a，密度為水的1/2，質(zhì)量為m。開始時(shí)，木塊靜止，有一半沒入水中，如圖所示。

11、現(xiàn)用力F將木塊緩慢地壓到池底。不計(jì)摩擦。求 (1)從木塊剛好完全沒入水中到停在池底的過程中,池水勢(shì)能的改變量。 (2)從開始到木塊剛好完全沒入水的過程中，力F所做的功。 15.（00年春季卷）(6分)相隔一定距離的A、B兩球，質(zhì)量相等，假定它們之間存在恒定的斥力作用。原來兩球被按住，處在靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)突然松開兩球，同時(shí)給A球以速度v0，使之沿兩球連線射向B球，B球初速為零。若兩球間的距離從最小值(兩球未接觸)到剛恢復(fù)到原始值所經(jīng)歷的時(shí)間為t0。求B球在斥力作用下的加速度。 16.（04年廣東卷）（16分）圖中，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊B相連，B靜止在水平導(dǎo)軌上，彈簧處在原長(zhǎng)

12、狀態(tài)。另一質(zhì)量與B相同滑塊A，從導(dǎo)軌上的P點(diǎn)以某一初速度向B滑行，當(dāng)A滑過距離時(shí)，與B相碰，碰撞時(shí)間極短，碰后A、B緊貼在一起運(yùn)動(dòng)，但互不粘連。已知最后A恰好返回出發(fā)點(diǎn)P并停止。滑塊A和B與導(dǎo)軌的滑動(dòng)摩擦因數(shù)都為，運(yùn)動(dòng)過程中彈簧最大形變量為，求A從P出發(fā)時(shí)的初速度。 17.（08年四川卷）（6分）一傾角為θ＝45°的斜血固定于地面，斜面頂端離地面的高度h0＝1m，斜面底端有一垂直于斜而的固定擋板。在斜面頂端自由釋放一質(zhì)量m＝0.09kg的小物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）。小物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2。當(dāng)小物塊與擋板碰撞后，將以原速返回。重力加速度g＝10 m/s2。在小物塊與擋板的前4次

13、碰撞過程中，擋板給予小物塊的總沖量是多少？ 試卷答案 1.答案：BD 2.答案：B 3.答案：D 4.答案：AC 解析：本實(shí)驗(yàn)裝置是焦耳用來測(cè)定熱功當(dāng)量的設(shè)備，焦耳第一個(gè)測(cè)出1卡的熱量相當(dāng)于4.18焦耳的功，選項(xiàng)A正確。在能量轉(zhuǎn)移即熱傳遞過程中用熱量來度量能量的變化，在能量轉(zhuǎn)換過程中用功來度量能量的變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確，由此可以看出功與熱量的區(qū)別，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5.（1）動(dòng)能（2）重力勢(shì)能（3）機(jī)械能（4）分子勢(shì)能（5）電勢(shì)能 6.答案： 64J； 20J。 7.解析： （1）設(shè)物塊與小車的共同速度為v，以水平向右為正方向，由

14、動(dòng)量守恒定律得： m2v0=(m1+m2)v ① 設(shè)物塊與車面間的滑動(dòng)摩擦力為F，對(duì)物塊應(yīng)用動(dòng)量定律有 -Ft= m2v- m2v0 ② 其中 F=m2g ③ 解得t= 代入數(shù)據(jù)得t=0.24s （2）要使物塊恰好不從車廂滑出，須物塊到車面右端時(shí)與小車有共同的速度，則 m =( m1 +m2) 由功能關(guān)系有 m2=（m1 +m2) +m2gL 代入數(shù)據(jù)得=5m/s 故要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車的速度不能超過5m/s 8.解析： 由圖可知，在這一過程中，連接軌道車的鋼絲上升的距離為 m 演員上

15、升的距離為h=3×2m=6m 設(shè)軌道車在B時(shí)細(xì)線與水平方向之間的夾角為θ，將此時(shí)軌道車的速度分解,此時(shí)鋼絲的速度m/s， 由于輪和軸的角速度相同，則其線速度之比等于半徑（直徑）之比 ，即 根據(jù)功能關(guān)系可知，鋼絲在一過程中對(duì)演員做的功等于演員機(jī)械能的增量，即 代入數(shù)據(jù)解得 9.解析： 10.解析： 如圖所示，用表示a轉(zhuǎn)過角時(shí)球速度的大小，表示此時(shí)立方體速度的大小，則有 （1） 由于與正立方體的接觸是光滑的，相互作用力總是沿水平方向，而且兩者在水平方向的位移相同，因此相互作用的作用力和反作用力做功大小相同，符號(hào)相反，做功的總和為0．因

16、此在整個(gè)過程中推力所做的功應(yīng)等于球、和正立方體機(jī)械能的增量．現(xiàn)用表示此時(shí)球速度的大小，因?yàn)?、角速度相同，，，所以? （2） 根據(jù)功能原理可知 （3） 將（1）、（2）式代入可得 解得 （4） 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題30分． （1）式7分，（2）式5分，（3）式15分，（4）式3分． 11.解析：(1)用力拉木塊至點(diǎn)時(shí)，設(shè)此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為，根據(jù)功能關(guān)系得 ??? 3分 所以彈簧的彈性勢(shì)能為??? ????2分 (2)懸掛砝碼時(shí)，當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能仍為，設(shè)木塊的速度為， 由機(jī)械能守恒定律： ??? 3分 聯(lián)立解得：

17、 ??? 2分 12.解析：(1)設(shè)A、B質(zhì)量均為m，A剛接觸B時(shí)的速度為v1，碰后瞬間共同的速度為v2 以A為研究對(duì)象，從P到Q，由功能關(guān)系 μmgl= 以A、B為研究對(duì)象，碰撞瞬間，由動(dòng)量守恒定律mv1=2mv2 解得v2= (2)碰后A、B由O點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，又返回到O點(diǎn)，設(shè)彈簧的最大壓縮量為x由功能關(guān)系μ(2mg)·2x=(2m) 解得：x= 13.解析： （1）第一次下滑回到N時(shí)速度為v mgsinθS-μmgcosθS=mv2/2? ①?? （2分） 第二次上滑,初速度也為v mgsinθS/2+μmgcosθS/2

18、= mv2/2?? ②? （2分） 聯(lián)立方程①②，解得μ=1/3 tgθ??? （2分） （或直接對(duì)動(dòng)能為零的兩個(gè)狀態(tài)及過程運(yùn)用動(dòng)能定理： mgsinθS/2 –μmgcosθ3S/2 = 0? 解得μ=1/3 tgθ同樣給分） （2）物塊進(jìn)入N獲得的初始動(dòng)能為 mgsinθS+μmgcosθS?? （1分） 這部分能量全部用來克服摩擦力做功，所以 mgsinθS+μmgcosθS=μmgcosθS克?? (3分) 從中解得S克=S/μtgθ+S = 4S??? （2分） 14.解析： 15.解析： 以m表示每個(gè)球的質(zhì)量，F(xiàn)表示恒定的斥力

19、，l表示兩球間的原始距離，松手后，A球作初速為v0的勻減速運(yùn)動(dòng)，B球作初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)在兩球間的距離在由l變小到恢復(fù)到l的過程中，A球的路程為l1，B球的路程為l2；剛恢復(fù)到原始長(zhǎng)度時(shí)，A球的速度為v1，B球的速度為v2。由動(dòng)量守恒定律有 mv0 = mv1 + mv2 由功能關(guān)系，得??? 由于初態(tài)和末態(tài)兩球之間的距離相等，故有??? l1 = l2 由以上解得?????????? v2 = v0 當(dāng)兩球速度相等時(shí)，距離最小，設(shè)此時(shí)球的速度為u，則由動(dòng)量守恒定律得 mv0 = (m + m)u 設(shè)a為B球的加速度，則有?????? v2

20、= u + at0 得?????????? 16.解析： 令A(yù)、B質(zhì)量皆為m，A剛接觸B時(shí)速度為（碰前），由功能關(guān)系，有 ??????????????????????????? ① A、B碰撞過程中動(dòng)量守恒，令碰后A、B共同運(yùn)動(dòng)的速度為有 ??? ????????????????????????????????????????? ② 碰后A、B先一起向左運(yùn)動(dòng)，接著A、B一起被彈回，在彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)，設(shè)A、B的共同速度為，在這過程中，彈簧勢(shì)能始末兩態(tài)都為零，利用功能關(guān)系，有 ? ?? ?③ 此后A、B開始分離，A單獨(dú)向右滑到P點(diǎn)停下，由功能關(guān)系有

21、 ??? ?????????????????????????????????? ??④ 由以上各式，解得 ??????⑤ 17.解析： 解法一： 設(shè)小物塊從高為h處由靜止開始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)斜面底端時(shí)速度為v。 由功能關(guān)系得 ???????????????????????????????? ① 以沿斜面向上為動(dòng)量的正方向。按動(dòng)量定理，碰撞過程中擋板給小物塊的沖量 ??????????????????????????????????????????????????? ② 設(shè)碰撞后小物塊所能達(dá)到的最大高度為h’，則 ??????????????????

22、????????????? ?③ 同理，有 ??????????????????????????????? ④ ?????????????????????????????????????????????????? ⑤ 式中，v’為小物塊再次到達(dá)斜面底端時(shí)的速度，I’為再次碰撞過程中擋板給小物塊的沖量。由①②③④⑤式得 ????????????????????????????????????????????????????????????? ⑥ 式中? ???????????????????????????????????????????? ? ⑦ 由此可知，小物塊前4

23、次與擋板碰撞所獲得的沖量成等比級(jí)數(shù)，首項(xiàng)為 ????????????????????????????????????? ⑧ 總沖量為 ????????????????????⑨ 由?? ??????????????????????????????? ?⑩ 得???? ????????????????????????? 代入數(shù)據(jù)得???? N·s????????????????????????? 解法二： 設(shè)小物塊從高為h處由靜止開始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，小物塊受到重力，斜面對(duì)它的摩擦力和支持力，小物塊向下運(yùn)動(dòng)的加速度為a，依牛頓第二定律得 ?????????

24、?????????????????????????????? ① 設(shè)小物塊與擋板碰撞前的速度為v，則 ??????????????????????????????????????????????????????? ② 以沿斜面向上為動(dòng)量的正方向。按動(dòng)量定理，碰撞過程中擋板給小物塊的沖量為 ???????????????????????????????????????????? ????? ?③ 由①②③式得 ????????????????????????????????????? ?④ 設(shè)小物塊碰撞后沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a’， 依牛頓第二定律有 ?

25、?????????????????????????????????? ⑤ 小物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大高度為 ???????????????????????????????????????????????????? ?⑥ 由②⑤⑥式得?? ???????????????????????????????????? ⑦ 式中?? ????????????????????????????????? ???????? ⑧ 同理，小物塊再次與擋板碰撞所獲得的沖量 ???????????????????????????????????????? ⑨ 由④⑦⑨式得 ????? ???????????????????????????????????? ?⑩ 由此可知，小物塊前4次與擋板碰撞所獲得的沖量成等比級(jí)數(shù)，首項(xiàng)為 ???????????????????????????????????????? ?? 總沖量為 ????????????? 由?? ??????????????????????????????????????????? 得?????? ?????????????????????????????????? 代入數(shù)據(jù)得???? N·s??????????????????????????????????