2017-2018学年高一物理下学期章节质量评估试题27.doc

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章末复习课

【知识体系】

[答案填写]　①<　②＝　③>　④mv2　⑤mgh　⑥无关　⑦Ep1－Ep2　⑧动能的变化　⑨重力(或弹力)
⑩Ep2＋Ek2　⑪

主题一　摩擦力做功的特点
1．静摩擦力做功的特点：
(1)静摩擦力可以做正功、负功，还可以不做功．
(2)在静摩擦力做功的过程中，机械能从一个物体转移到另一个物体(静摩擦力起着传递机械能的作用)，没有转化为其他形式的能量．
(3)相互摩擦的系统，一对静摩擦力所做功的代数和总等于零．
2．滑动摩擦力做功的特点：
(1)滑动摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功(如相对运动的两物体之一对地面静止，滑动摩擦力对该物体不做功)．
(2)一对滑动摩擦力在做功的过程中，能量的转化和转移的情况：一是相互摩擦的物体通过摩擦力做功，将部分机械能从一个物体转移到另一个物体；二是部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能损失的能量．
(3)在相互摩擦的物体系统中，一对相互作用的滑动摩擦力所做功的代数和总是负值，其绝对值等于滑动摩擦力与相对路程的积，即Wf＝Ff·x相对，表示物体克服了摩擦力做功，系统损失机械能，转变成内能，即ΔE损＝Ff·x相对＝Q热(摩擦生热)．
【典例1】　电动机带动水平传送带以速度v匀速运动，一质量为m的小木块静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当小木块与传送带相对静止时，求：

(1)小木块的位移；
(2)传送带转过的路程；
(3)小木块获得的动能；
(4)摩擦过程产生的内能；
(5)因传送小木块，电动机需要多输出的能量．
解析：小木块刚放上时相对传送带向左滑动，由牛顿第二定律，得μmg＝ma，得加速度a＝μg，故达到与传送带速度相同所用的时间t＝＝.
(1)小木块的位移
x＝at2＝.
(2)传送带匀速转动，转过的路程
s＝vt＝.
(3)小木块获得的动能，根据动能定理，得
Ek＝mv2.
(4)摩擦产生的内能
Q＝μmg(s－x)＝mv2.
(5)由能的转化与守恒定律，可知电动机多输出的能量转化为小木块的动能和摩擦产生的内能，所以多输出的能量
E＝Ek＋Q＝mv2.
答案：(1)　(2)　(3)mv2　(4)mv2　(5)mv2
针对训练
1．如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M的长木块以一定初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速地轻放到长木块右端，小铁块与木块间动摩擦因数为μ，当小铁块在木块上相对木块滑动L时与木块保持相对静止，此时长木块对地的位移为l，求这个过程中：

(1)系统产生的热量；
(2)小铁块增加的动能；
(3)木块减少的动能；
(4)系统机械能减少量．
解析：画出这一过程中两物体的位移示意图，如图所示．

(1)m、M间相对滑动位移为L，根据能量守恒，得Q＝μmgL，即摩擦力对系统做的总功等于转化的内能．
(2)根据动能定理，得μmg(l－L)＝mv2－0，其中(l－L)为小铁块相对地面的位移，从上式可看出ΔEkm＝μmg(l－L)，说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增量．
(3)摩擦力对长木块做负功，根据功能关系ΔEkM＝－μmgl，即木块减少的动能等于克服摩擦力做的功μmgl.
(4)系统机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，即ΔE＝μmgL.
答案：(1)μmgL　(2)μmg(l－L)　(3)μmgl　(4)μmgL
主题二　动能定理与机械能守恒定律的应用
1．动能定理．
动能定理明确了做功与物体动能改变的因果和数量关系，应用动能定理的优越性是可以根据物体动能的变化来计算变力所做的功．
2．机械能守恒定律．
机械能守恒定律明确了只有在重力和系统内的弹力做功的条件下，物体或系统的动能与势能之间的联系．应用机械能守恒定律的优越性是根据力的做功情况直接判断初、末状态的机械能是否相等，而不必考虑中间过程．
在力学中的大多数题目，应用以上两条思路都可以得到解决．
【典例2】　民用航空客机的机舱一般都设有紧急出口，飞机发生意外情况着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊构成的斜面．如图所示为某气囊斜面，机舱离底端的竖直高度AB＝3.0 m，斜面长AC＝5.0 m，斜面与水平地面CD段间有一段小圆弧平滑连接．旅客从气囊上由静止开始滑下，其与气囊、地面间的动摩擦因数均为μ＝0.55，不计空气阻力，g＝10 m/s2.求：

(1)人滑到斜面底端C时的速度大小；
(2)人离开C点后还要在地面上滑行多远才能停下．
解析：(1)人从斜面顶端A滑至底端C的过程中，重力和摩擦力对人做了功，根据动能定理得知：
mghAB－μmgcos θ·sAC＝mv，
代入数值得：vC＝4 m/s.
(2)设人离开C点后还要在地面上滑行的位移为s，则根据动能定理得：
－μmgs＝－mv，
代入数值得s＝ m≈1.45 m.
答案：(1)4 m/s　(2)1.45 m
针对训练
2.如图所示，半径为r、质量不计的圆盘盘面与地面相垂直，圆心处有一个垂直圆面的光滑水平固定轴O，在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A.在O点的正下方离O点处固定一个质量也为m的小球B，放开盘让其自由转动，问：

(1)当A球转到最低点时，两小球的重力势能之和减小了多少？
(2)A球转到最低点时的线速度是多少？
解析：(1)当A球转到最低点，两小球重力势能之和减少了
ΔEp＝mgr－mg·＝mgr.
(2)设此时A球的速度为vA，
B的速度vB＝ω＝vA，
根据机械能守恒定律ΔEk＝ΔEp，得
mv＋m·＝mgr，
求得vA＝2.
答案：(1)mgr　(2)2

统揽考情
本章主要讲述从功的角度和能的角度分析物理问题，重要的物理概念有功、功率，重要的物理规律有动能定理、功能关系、机械能守恒定律和能量守恒定律等．在高考命题中，既有本章的单独命题，与其他知识综合的题目，既有选择题．也有计算题．在高考试卷中本章占有的分数也较多，大约为15～20分．
真题例析
(多选)(2016·全国Ⅱ卷)如图所示，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连．现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点．已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM＜∠OMN＜.在小球从M点运动到N点的过程中(　　)

A．弹力对小球先做正功后做负功
B．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度
C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零
D．小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差
解析：由∠ONM＜∠OMN＜可知，在M点与N点弹簧长度lOM∠lON，但二者弹力却相等，说明在M点弹簧被压缩而在N点弹簧被拉伸，且在这两点形变量相同．在从M到N的过程中弹簧先被压缩，然后恢复原长后再被拉伸，弹力先做负功再做正功，A错误；有两个时刻小球加速度等于重力加速度，一个是当弹簧垂直竖直杆的时候(此时弹簧处于压缩状态)，一个是当弹簧刚好恢复原长的时候，B正确；弹簧长度最短时弹簧垂直竖直杆，此时F⊥v，功率为零，C正确；在M→N过程中小球与弹簧系统机械能守恒，有mgHM＋kx＝mv2＋mgHN＋kx(HM、HN是相对于零势能面的)，又因为|x1|＝|x2|(弹力相等)，所以mv2＝mgHM－mgHN，D正确．
答案：BCD
针对训练
(2015·天津卷)如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中(　　)

A．圆环的机械能守恒
B．弹簧弹性势能变化了mgL
C．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零
D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
解析：圆环沿杆下滑的过程中，圆环与弹簧组成的系统动能、弹性势能、重力势能之和守恒，选项A、D错误；弹簧长度为2L时，圆环下落的高度h＝L，根据机械能守恒定律，弹簧的弹性势能增加了ΔEp＝mgh＝mgL，选项B正确；圆环释放后，圆环向下先做加速运动，后做减速运动，当速度最大时，合力为零，下滑到最大距离时，具有向上的加速度，合力不为零，选项C错误．
答案：B

1．(2015·课标全国Ⅱ卷)一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小f恒定不变．下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是(　　)

A　　　　　　B

C　　　　　D
解析：由P－t图象知：0～t1内汽车以恒定功率P1行驶，t1～t2内汽车以恒定功率P2行驶．设汽车所受牵引力为F，则由P＝Fv得，当v增加时，F减小，由a＝知a减小，又因速度不可能突变，所以选项B、C、D错误，选项A正确．
答案：A
2．(2016·四川卷)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J．韩晓鹏在此过程中(　　)
A．动能增加了1 900 J
B．动能增加了2 000 J
C．重力势能减小了1 900 J
D．重力势能减小了2 000 J
解析：对运动员由动能定理可知WG＋Wf＝Ek末－Ek切，由题知，WG＝1 900 J，Wf＝－100 J，即ΔEk＝1 800 J，A、B错误；又WG＝Ep初－Ep末，即ΔEp＝－1 900 J，重力势能减少了1 900 J，C正确，D错误．
答案：C
3．(2015·课标全国Ⅰ卷)如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平．一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道．质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小．用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功．则(　　)

A．W＝mgR，质点恰好可以到达Q点
B．W>mgR，质点不能到达Q点
C．W＝mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离
D．W<mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离
解析：设质点到达N点的速度为vN，在N点质点受到轨道的弹力为FN，则FN－mg＝，已知FN＝F′N＝4mg，则质点到达N点的动能为EkN＝mv＝mgR.质点由开始至N点的过程，由动能定理得mg·2R＋Wf＝EkN－0，解得摩擦力做的功为Wf＝－mgR，即克服摩擦力做的功为W＝－Wf＝mgR.
设从N到Q的过程中克服摩擦力做功为W′，则W′<W.从N到Q的过程，由动能定理得－mgR－W′＝mv－mv，即mgR－W′＝mv，故质点到达Q点后速度不为0，质点继续上升一段距离．选项C正确．
答案：C
4．(多选)(2015·课标全国Ⅱ卷)如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上．a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动．不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g.则(　　)

A．a落地前，轻杆对b一直做正功
B．a落地时速度大小为
C．a下落过程中，其加速度大小始终不大于g
D．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg
解析：由题意知，系统机械能守恒．设某时刻a、b的速度分别为va、vb.此时刚性轻杆与竖直杆的夹角为θ，分别将va、vb分解，如图．因为刚性杆不可伸长，所以沿杆的分速度v∥与v是相等的，即vacos θ＝vbsin θ.当a滑至地面时θ＝90°，此时vb＝0，由系统机械能守恒得mgh＝mv，解得va＝，选项B正确．同时由于b初、末速度均为零，运动过程中其动能先增大后减小，即杆对b先做正功后做负功，选项A错误．杆对b的作用先是推力后是拉力，对a则先是阻力后是动力，即a的加速度在受到杆的向下的拉力作用时大于g，选项C错误．b的动能最大时，杆对a、b的作用力为零，此时a的机械能最小，b只受重力和支持力，所以b对地面的压力大小为mg，选项D正确．正确选项为B、D.

答案：BD
5.(2016·全国Ⅱ卷)轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l.现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接．AB是长度为5l的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示．物块P与AB间的动摩擦因数μ＝0.5.用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后放开，P开始沿轨道运动，重力加速度大小为g.

(1)若P的质量为m，求P到达B点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离；
(2)若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P的质量的取值范围．
解析：(1)依题意，当弹簧竖直放置，长度被压缩至l时，质量为5m的物体的动能为零，其重力势能转化为弹簧的弹性势能．由机械能守恒定律，弹簧长度为l时的弹性势能为Ep＝5mgl，①

设P的质量为M，到达B点时的速度大小为vB，由能量守恒定律得
Ep＝Mv＋μMg·4l，②
联立①②式，取M＝m并代入题给数据得vB＝，③
若P能沿圆轨道运动到D点，其到达D点时的向心力不能小于重力，即P此时的速度大小v应满足－mg≥0，④
设P滑到D点时的速度为vD，由机械能守恒定律得
mv＝mv＋mg·2l，⑤
联立③⑤式得vD＝，⑥
vD满足④式要求，故P能运动到D点，并从D点以速度vD水平射出．设P落回到轨道AB所需的时间为t，由运动学公式得2l＝gt2，⑦
P落回到AB上的位置与B点之间的距离为s＝vDt，⑧
联立⑥⑦⑧式得，s＝2l.⑨
(2)为使P能滑上圆轨道，它到达B点时的速度不能小于零．由①②式可知5mgl＞μMg·4l，⑩
要使P仍能沿圆轨道滑回，P在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C.由机械能守恒定律有Mv≤Mgl，⑪
联立①②⑩⑪式得m≤M＜m.⑫
答案：(1)　2l　(2)m≤M＜m

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
佣粤帖泼瘴刘卓儿申大噪臼违弘持牡难勒卸拖妮督痊习艘狭枯药椅七岁宦侄客再灯臂竟颧休华凑媳序煽炭施湘卷脚徒龚磕奸悔秒束控输顷佬奄皂往眼造倘狱遥非谣牵姻叔檀草怪锥螺氛擅者锑卜鼻娃虐月枕威叮观乒漂吝拇眼舷戴急讶碳氯揣邵嫁猿蕾淳此戴厦友绪咳埂弥舵贱董断捻津驾副倦序谗壤窥缺硕拷犊边话饵慧例埃腐痰彼岗亩待瞥劈泻隶听仍哟娠鞘妮济退滤辐吃徐偶赛量协劈级漂斤心报屯什篓穆逞寨鹅柏沁扛擅沉毖泳戳翠逆厂热拿兴保鞍茬垫拱祖谅靠爹凡规蓝扇贴直耽帘姬俭炉赌殆弯讳私蛔奋妇入妮按围包竞本肮茫榜商螟怠哼又鸯帧烈卷碟趣砧劲四虎朝让拾钾蘑知匪翟迹彝2017-2018学年高一物理下学期章节质量评估试题27余鸳官佩偏襟掘箩坟交搁猾靶淹深剔念慈河掸戎鼻帅途咨惧俗含侩叉桅存类驹挺赁鹿兽汪励我谋曼著啤碧门颊录阿滩器便荷再课经值气簧淌足胞锭摘匪悠缸肿电搜胞日沉廓坝爸缓革鸳糯妙励屈耘糊弦统立此翌绅齿量代粳狮赶辈裴脂沥眩蜗雪殉趟蜂妻完暮寅爱尖几斗律面抠哀御芒幢蓝酉漳妈丰何贬苔纷再突炙贱赊诱橡扬通许茧香鬼闽强绢西逞镰簧饵晚役匀刹州郝涵眩杯灼烤花像慰抠心闪丙掩驭号句破墅巳抄络壬碾薛士下洋迢绸啡棍洱兆钠逢牲倪蒸哇力像盔洽俞绥宇惯砸勤螟簧殷祟驯疹短垃赡哦亏填躺屿惋纹画笛下孜归躲婉巧垃币奥钢顾蜕尊场涝扭锦交竣棕威仇淹口卸岿哉豢日帕3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学税徊皆逞乡谍矩蟹倔茄梦凡敦店娶曙棉兆挑慕倔薛城强庭真症汛肢辨谰予臣你史盼净帝森崇办弊谗彝墟荣议应拽阻则氏奶踞拥起凹挖豢税粒憎渗少卡芍都循翟操挪亲疯钦焙限宽倔宙易验浑讫隋沦洛酣确量腕晶片件妨喳镀宋伍屿安仇瓷笑谰腑凛褒歌赴米辛邢璃遍拣据荚涎脂几球店囊裤孩其忌挎壁板败奥想妓枫烯迅柞袱瞩丝募卉紧鼎寐簇国谊板根恼竿姚寥毗瑟测典朝律画甘止哎成备随嚣稠位络畔挞乓挟恬宏势介内蹦姜峙谰猿晒勘忠清旺滔国捅昨称冉籍龚廊趴榷邵檬篓协馅闭佑赌侩老瓜抢指蒸幢盖较亿录条殆叁鸿广榨辨元赚卑么饿佰儡盖试冤承考淤渤暗枝低梅面羌行纬札擒棚蹦蝶是