第五章 科学进步无止境 单元测试（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册
第五章 科学进步无止境 单元测试（解析版）
一、选择题（共60分）
1．如图所示，在拉力F作用下，质量为的雪橇沿倾角为的粗糙斜面向上移动，已知拉力大小为，方向与斜面的夹角为，雪橇受到的摩擦阻力为，，则在雪橇向上运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．一共受3个力作用 B．重力做功为
C．拉力F做功为 D．合力对雪橇做的功为
2．小明家住12楼，可步行走楼梯上楼，也可乘坐电梯上楼。设小明步行走楼梯上楼时楼梯对其做功为W1，乘坐电梯上楼时电梯对其做功为W2，则W1和W2 满足的关系是（　　）
A．W1=W2 B．W1>W2 C．W13．如图所示，A点距地面高为h，B点在地面上，一物体沿两条不同的路径ACB和ADB由A点运动到B点，则（　　）
A．沿路径ACB重力做的功多一些
B．沿路径ADB重力做的功多一些
C．沿路径ACB和路径ADB重力做的功一样多
D．无法判断沿哪条路径重力做的功多一些
4．A、B两物体的质量分别为m和2m，A置于粗糙水平面上，B置于光滑水平面上，用相同水平力分别推A和B，使它们前进相同的位移，则下面说法正确的是（　　）
A．推力对物体A做功多一些 B．推力对物体B做功多一些
C．推力对物体A和B做功一样多 D．无法比较推力对物体A和B做功的大小
5．如图所示，A、B叠放着，A用绳系在固定的墙上，用力F拉着B向右移动，A未脱离B，用、和分别表示绳对A的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力，则（　　）
A．F做正功，做负功，做正功，不做功
B．F和做正功，和做负功
C．F做正功，其他力都不做功
D．F做正功，做负功，和不做功
6．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和假设法等等，以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是（　　）
A．卡文迪什巧妙地运用扭秤测出引力常量，是采用了极限思想法
B．从牛顿运动定律和运动学公式推导出动能定理的过程采用了控制变量法
C．在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫假设法
D．计算变力做功时，可以把物体位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小位移上的恒力做功的代数和，这种处理方法叫做微元累加法
7．关于力对物体做功的说法正确的是（　　）
A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，所以一定做负功
B．静摩擦力对物体一定不做功
C．一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等，正负相反
D．一对作用力和反作用力在相同时间内对物体可能一个做功，另一个不做功
8．如图所示，下列三种情况下，相同大小的作用力F作用在沿水平面运动的物块上。如果物块沿图中速度的方向运动相同大小的位移，力F做的功分别为、、，下列关系正确的是（　　）
A． B． C． D．
9．质量分别为2m和m的A、B两个物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受到摩擦力的作用减速到静止，其v t图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．F1、F2大小相等
B．F1、F2对A、B两个物体做功之比为1∶1
C．A、B两个物体受到的摩擦力大小之比为1∶2
D．全过程中摩擦力对A、B两个物体做功之比为1∶2
10．如图所示，长为的水平传送带以的速度顺时针匀速转动，现将一质量的小物块无初速地放在传送带左端，经过一段时间小物块运动到传送带右端。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数，。下列说法正确的是（　　）
A．此过程中传送带多做了的功 B．此过程中因摩擦产生的热量为
C．物体在传送带上的划痕长度为 D．此过程摩擦力对小物块做功
11．重5N的滑块从长为1m、倾角为37°的斜面顶端滑至底端，这一过程中重力做功（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（　　）
A．5J B．4J C．3J D．0
12．如图所示，在向右加速运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢。已知人与车厢始终保持相对静止，那么人对车厢做功的情况是（　　）
A．做正功 B．不做功 C．做负功 D．无法确定
13．某物体从一个固定斜面的顶端匀速滑到底端，在这个过程中( )
A．重力对物体做正功
B．弹力对物体做正功
C．摩擦力对物体做负功
D．合力对物体做正功
14．如图所示，甲、乙两滑块的质量分别为1 kg、2 kg，放在静止的水平传送带上，两者相距5 m，与传送带间的动摩擦因数均为0.2，t=0时，甲、乙分别以6 m/s、2 m/s的初速度开始向右滑行。t=0.5s时，传送带启动（不计启动时间），立即以3 m/s的速度向右做匀速直线运动，传送带足够长，重力加速度取10 m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．t=0.5 s时，两滑块相距2 m
B．t=0.5 s时，两滑块速度相等
C．0～1.5 s内，乙相对传送带的位移大小为0.25 m
D．0～2.5 s内，两滑块与传送带间摩擦生热共为14.5 J
15．如图所示，斜面体固定在水平地面上，虚线以上部分斜面光滑，虚线以下部分斜面粗糙，质量分别为m1、m2（m2>m1）的两物体之间用细线连接，开始时m1处在斜面顶端并被束缚住，当由静止释放m1后，两物体开始沿斜面下滑，则下列说法正确的是（　　）
A．m2到达斜面底端前两物体一定不能相遇
B．m2到达斜面底端前两物体有可能相遇
C．在虚线上方运动时细线对两物体均不做功
D．在虚线上方运动时细线对ml做正功，对m2做负功
二、解答题（共40分）
16．质量为m=5kg的物体静止在水平地面上，现对物体施加水平方向的恒定拉力，1s末将拉力撤去，物体运动的v-t图像如图所示，试求：
（1）物体运动过程中所受到的摩擦力多大
（2）物体所受的摩擦力在整个运动过程中对物体做的功是多少
（3）拉力在1秒末的功率多大
17．如图所示，为半径的光滑圆弧轨道，下端恰好与小车右端平滑对接，小车质量，车长，现有一质量的滑块，由轨道顶端无初速释放，滑到端后冲上小车，已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数，当车运行了时，车被地面装置锁定。（）。求：
(1)滑块刚到达端瞬间，轨道对它支持力的大小；
(2)车被锁定时，车右端距轨道端的距离；
(3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小。
参考答案
1．D
【详解】
A．雪橇受拉力、重力、斜面支持力、摩擦力四个力的作用
故A错误；
B．由题意可得，重力做功
故B错误；
C．由题意可得，拉力做功
故C错误；
D．由题意可得，合力做功
故D正确。
2．C
【详解】
由于人上楼时，楼梯的支持力作用的位移为零，因此楼梯的支持力对人不做功，即W1=0；而乘坐电梯上楼时电梯对其做功不为零，则W1故选C。
3．C
【详解】
由于重力做功与路径无关，无论沿那条路径运动，只要初、末位置相同，重力做功就相同，因此C正确，ABD错误。
故选C。
4．C
【详解】
一个力做功大小，仅与该力和这个力方向上位移有关，与其它力无关。用相同水平力分别推A和B，使它们前进相同的位移，根据做功公式可知推力对物体A、B做功一样多。
故选C。
5．D
【详解】
F与B运动方向相同，fAB与B运动方向相反，所以F做正功，fAB做负功。由于A静止，所以fBA和F′均不做功，故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．卡文迪什巧妙地运用扭秤测出引力常量，是采用了放大法。A错误；
B．从牛顿运动定律和运动学公式推导出动能定理的过程采用了归纳推理法。B错误；
C．在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法。C错误；
D．计算变力做功时，可以把物体位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小位移上的恒力做功的代数和，这种处理方法叫做微元累加法。D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，但是滑动摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，A错误；
B．静摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，B错误；
C．一对作用力和反作用力在相同时间内做的功不一定大小相等，正负相反，例如两个人坐在冰面上互推时，推力对两个人都做正功，C错误；
D．一对作用力和反作用力在相同时间内对物体可能一个做功，另一个不做功，例如一个人用力推墙面时，人后退而墙不动，则墙对人的推力对人做正功，人对墙的推力对墙不做功，D正确。
故选D。
8．B
【详解】
由功的计算公式可得
对比可得，故B正确，ACD错误。
故选B。
9．B
【详解】
C．撤去F1、F2后受到摩擦力的作用减速到静止过程，由v-t图像可知
，
由牛顿第二定律有
，
解得
则AB两物体受到的摩擦力大小之比为1:1，C错误；
D．由于v-t图像的面积表示位移，全过程两物体图形面积相等，则两物体运动的位移一样，所以全过程中摩擦力对A、B两个物体做功之比为1:1，D错误；
A．两物加速运动时，由v-t图像可知
，
由牛顿第二定律有
，
解得
，
A错误；
B．由v-t图像可知加速过程中两物体的位移之比为s1:s2=1:2，且F1：F2=2:1，所以F1、F2对A、B两个物体做功之比为1∶1，B正确。
故选B。
10．C
【详解】
小物块刚放到传送带上时，受到向右的滑动摩擦力作用，由牛顿第二定律得
则
小物块加速到跟传送带速度相等时，由
得
小物块的位移
小物块相对传送带的位移
即物体在传送带上的划痕长度为；
此过程中因摩擦产生的热量为
此过程摩擦力对小物块做功
此过程中传送带多做了
故ABD错误，C正确。
故选C。
11．C
【详解】
法一：当力与位移成一定夹角时，将力沿位移和垂直于位移方向分解，只有沿位移方向分力做功．将重力沿斜面和垂直于斜面分解，只有沿斜面方向分力做功，则
W＝Gsin37°·l＝5×0.6×1J＝3J
法二：当力与位移成一定夹角时，将位移沿力和垂直于力方向分解，力做功只与沿力方向位移有关．由题知，位移为l＝1m，方向与水平方向成37°。沿水平方向和竖直方向分解位移，得到竖直方向的位移
h＝lsin37°＝1×0.6m＝0.6m
由功的定义式得
W＝Gh＝5×0.6J＝3J
故选C。
12．C
【详解】
由于人向右加速运动，可知车对人的水平合力向右，由牛顿第三定律可知，人对车的水平合力向左，与运动方向相反，故人对车做负功，故C正确，ABD错误。
故选C。
13．AC
【详解】
考点：动能定理的应用；功的概念；功能关系．
专题：计算题．
分析：对物体受力分析，由功的定义可知各力做功的情况；由动能定理可知合力对物体的做功．
解答：解：A、物体向下运动，故重力做正功，故A正确；
B、弹力和物体的运动方向相互垂直，故弹力对物体不做功，故B错误；
C、因物体匀速下滑，故摩擦力一定向上，故摩擦力做负功，故C正确；
D、由动能定理可得，物体的动能的变化量为零，故合力对物体做功为零，故D错误；
故选AC．
点评：动能定理为高中物理中重要解题方法之一，应能熟练应用；同时应能通过受力分析及过程分析找出各力所做的功．
14．CD
【详解】
A．传送带启动前，两物体做匀减速运动，加速度大小相等，则有
根据
可得t=0.5s时，两滑块相距
A错误；
B．传送带启动时，甲物体的速度为
与皮带速度相等所用时间
因此在t=1.5s时，甲滑块速度与皮带相等。
传送带启动时，乙物体的速度为
与皮带速度相等所用时间
因此在t=1.5s时，乙滑块速度也与皮带相等，故1.5s时，两滑块速度相等，B错误；
C．0-0.5s内，乙相对传送带的位移大小为
1s-1.5s内，乙相对传送带的位移大小为
因此0-1.5s内，乙相对传送带的位移大小为
C正确；
D．在1.5s前，甲均在做匀减速运动，则甲相对传送带的位移
甲滑块与传送带间摩擦生热
在0.5s乙做减速运动，传送带静止，在0.5~1s时，乙滑块做加速度运动，整个过程中乙滑块与传送带间摩擦生热量
因此0-2.5s内，两滑块与传送带间摩擦生热
D正确。
故选CD。
15．BC
【详解】
两物体在虚线上方运动时，因为虚线以上部分斜面光滑，把两个物体看成整体，根据牛顿第二定律得两物体的加速度均为
a＝gsinθ
两物体加速度相等，绳子拉直，但没有力的作用，此过程细线对两物体均不做功；m2先到达虚线下方，则m2由于受到摩擦力作用而做匀减速运动，此时m1仍做匀加速运动，所以绳子处于松弛状态，m1运动到虚线位置时的速度比m1运动到虚线位置时的速度大，进入虚线下方做匀减速运动，相同时间内m1运动的位移比m2运动的位移大，所以m2到达斜面底端前两物体有可能相遇
故选BC。
16．(1) (2) ，负号表示摩擦力对物体做负功 (3)
【解析】
【详解】
（1）由图可得当撤去拉力后：
由牛顿第二定律：
代入数据：
（2）由物体运动的可知整个运动过程的位移：
因此摩擦力做功为：，负号表示摩擦力对物体做负功．
(3)在0~1秒时间内，由图可知：
由牛顿第二定律：
得：
当t=1s时，由可得：
由：
代入数据：
17．(1)30N；(2)1m；(3)6J
【分析】
(1)滑块从光滑圆弧轨道过程，只有重力做功，机械能守恒。经过端时由重力和轨道的支持力的合力提供向心力，根据机械能守恒定律和牛顿第二定律求解轨道的支持力。
(2)根据牛顿第二定律分别求出滑块滑上小车后滑块和小车的加速度，由速度公式求出两者速度所经历的时间，再求解车被锁定时，车右端距轨道端的距离；
(3)从车开始运动到被锁定的过程中，系统损失的机械能转化为内能，求出滑块相对于小车滑动的距离，根据能量守恒定律求出内能。
【详解】
(1)滑块从光滑圆弧轨道过程，根据机械能守恒定律得
解得
滑块经过端时，由牛顿第二定律得
解得
(2)当滑块滑上小车后，由牛顿第二定律，对滑块有
解得
对小车有
解得
设经时间两者达到共同速度，则有
联立解得
由于，此时小车还未被锁定，两者的共同速度
两者以共同速度运动时间为
故车被锁定时，车右端距轨道端的距离
(3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块相对小车滑动的距离
所以系统损失的机械能即产生的内能为