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全国100所名校单元测试示范卷·高三·物理卷(七)
第七单元 机械能守恒定律全国东部(学生用卷)
(90分钟 100分)
第Ⅰ卷 (选择题 共40分)
选择题部分共10小题。在每小题给出的四个选项中,1~6小题只有一个选项正确,7~10小题有多个选项正确;全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。
。下列关于能量守恒和能源的说法正确的是
,能源是取之不尽,用之不竭的
,是缓解能源危机的重要途径
,形成“能源危机”
,游乐场中,从高处A到水平面B处有两条长度相同的轨道Ⅰ和Ⅱ,其中轨道Ⅰ光滑,轨道Ⅱ粗糙。质量相等的小孩甲和乙分别沿轨道Ⅰ和Ⅱ从A处滑向B处,两人重力做功分别为W1和W2,则
>W2
<W2
=W2
Ⅱ的动摩擦因数未知,故无法比较重力做功的大小
,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳的两端各系一个小球a和b。a球的质量为m,静置于水平地面;b球的质量为M,用手托住,距地面的高度为h,此时轻绳刚好拉紧。从静止释放b后,,则M、m的比值为
∶4 ∶3
∶1 ∶2
,在t=0时刻将一相对于地面静止的质量m=1kg的物块轻放在木板上,以后木板运动的速度-时间图象如图所示。已知物块始终在木板上,重力加速度g=10m/s2。则物块的最终动能E1及木板动能的减小量ΔE分别为
=,ΔE=2J =,ΔE=3J
=1J,ΔE=2J =1J,ΔE=3J
,Ep代表势能,h代表下落的距离,以水平地面为零势能面。下图中,能正确反映各物理量之间的关系的是
,从某时刻起受到一恒力作用。此后,该质点的动能先逐渐减小,再逐渐增大,则恒力与物体匀速运动时速度方向的夹角θ可能是
=0 =180° <θ<90° °<θ<180°
,质量不计的轻弹簧竖直固定在水平地面上,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球从落到弹簧上到压缩弹簧到最低点的过程中
,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一小球。现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过O点的正下方的B点时绳恰好被拉断,小球平抛后撞击到一个与地面成θ=37°的斜面BC上,撞击点为C。若B、C间的高度差为H,不计空气阻力,sin37°=,cos37°=,则
=2Hg
=2hg
、B间的高度差h=49H
、B间的高度差h=94H
第Ⅱ卷 (非选择题 共60分)
非选择题部分共6小题,把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题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。
11.(7分)现要用如图所示的实验装置探究“动能定理”:一倾角θ可调的斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上,光电门甲的位置可移动。不可伸长的细线一端固定在带有遮光片(宽度为d)的滑块上,另一端通过光滑定滑轮与重物相连,细线与斜面平行(通过滑轮调节)。当滑块沿斜面下滑时,与光电门相连的计时器可以显示遮光片挡光的时间t,从而可测出滑块通过光电门时的瞬时速度v。改变光电门甲的位置,重复实验,比较外力所做的功W与系统动能的增量ΔEk的关系,即可达到实验目的。
主要实验步骤如下:
(1)调节斜面的倾角θ,用以平衡滑块的摩擦力。将带有遮光片的滑块置于斜面上,轻推滑块,使之运动。可以通过 判断滑块是否正好做匀速运动; 
(2)按设计的方法安装好实验器材。将滑块从远离光电门甲的上端由静止释放,滑块通过光电门甲、乙时,遮光片挡光的时间分别t1和t2,则滑块通过甲、乙两光电门时的瞬时速度分别为 和 ; 
(3)用天平测出滑块(含遮光片)的质量M及重物的质量m,用米尺测出两光电门间的距离x,比较 和 的大小,在误差允许的范围内,若两者相等,可得出合力对物体所做的功等于物体动能的变化量。 
甲
12.(8分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示,调节气垫导轨水平,将重物
A由静止释放,滑块B上拖着的纸带(未画出)被打出一系列的点。对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两个计数点间还有4个点(图上未画出),计数点间的距离如图中所示。已知重物的质量m=100g、滑块的质量M=150g,则:(g取10m/s2,结果保留三位有效数字)
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v= m/s; 
(2)在打点0~5的过程中系统动能的增加量ΔEk= J,系统势能的减少量ΔEp= J,由此得出的结论是 ; 
(3)若某实验小组作出的v22-h图象如图丙所示,则当地的实际重力加速度g= m/s2。 
乙 丙
13.(10分)如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角均为30°,顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M=8kg、m=2kg的滑块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接
,轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后,沿斜面运动。已知滑块A与斜面ab的动摩擦因数μ=36,不计滑轮的质量和摩擦。当滑块A沿斜面下滑距离x=2m(滑块B离滑轮距离足够远)时,求。
(1)滑块A的速度大小v。
(2)在下滑过程中,轻绳中的张力T。
14.(10分)“蹦极”是勇敢者的游戏。如图所示,质量m=50kg的蹦极运动员身系劲度系数k=、自然长度l=12m的弹性绳从水面上方的高台跳下,到最低点时距水面还有数米。某同学通过查询资料知弹性绳的弹性势能Ep=12kx2(x为形变量)。若在下落过程中,运动员可视为质点,空气阻力忽略不计,g=10m/s2。求:
(1)在下落过程中,运动员的最大速度v。
(2)下落的最低点距水平高台的高度h。
15.(12分)一质量m=1kg的物体静止在水平面上,t=0时刻,一水平恒力F作用在物体上。一段时间后撤去此力,这一过程中物体运动的速度-时间图象如图所示。求:
(1)恒力F所做的功W。
(2)整个过程中,摩擦力做功的平均功率。
16.(13分)如图所示,在高H=5m的光滑水平台上,有一用水平轻质细线拴接的完全相同、质量均为45g的滑块a和b组成的装置Q,Q处于静止状态。装置Q中两滑块之间有一处于压缩状态的轻质弹簧(滑块与弹簧不拴接)。某时刻装置Q中的细线断开,弹簧恢复原长后,滑块a被水平向左抛出,落到地面上的A处,抛出的水平距离x=5m,滑块b沿半径为R=。空气阻力不计,取g=10m/s2,求:
(1)滑块b通过圆弧的最高点C时,对轨道的压力大小。
(2)细线断开前弹簧的弹性势能。
答案
第Ⅰ卷 (选择题)
解析:能量耗散表明,在能源的利用过程中,虽然能量的数量并未减小,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的变成不便于利用的了。所以我们要节约能量,不断开发新能源,选项C正确。
答案:C
解析:重力做功等于重力乘以物体沿竖直方向的位移,与路径及粗糙与否无关。质量相等的两个小孩甲、乙分别沿轨道Ⅰ和Ⅱ从A处滑向B处,重力做功相等,选项C正确。
答案:C
解析:小钢珠恰好通过M的上端点水平飞出,必有mg=mv2R,解得12mv2=12mgR;弹簧的弹性势能全部转化为小钢珠的机械能,由机械能守恒定律得EP=mg(+R)+12mv2=2mgR,选项B正确。