高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律 說課一等獎

章末質(zhì)量評估(三)(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分．每小題中只有一個選項(xiàng)是正確的，選對得3分，錯選、不選或多選均不得分)1.如圖所示，在水平的船板上有一人拉著固定在岸邊樹上的繩子，用力使船向前移動．關(guān)于力對船做功的下列說法中正確的是()A．繩的拉力對船做了功B．人對繩的拉力對船做了功C．樹對繩子的拉力對船做了功D．人對船的靜摩擦力對船做了功解析：繩的拉力、人對繩子的拉力和樹對繩子的拉力都沒有作用于船，沒有對船做功．只有人對船的靜摩擦力作用于船，且船發(fā)生了位移，故對船做了功，且做正功，故選項(xiàng)A、B、C錯誤，D正確．答案：D2．質(zhì)量為1kg的鉛球從離地高18m處無初速度釋放，經(jīng)2s到達(dá)地面．在這個過程中重力和空氣阻力對鉛球做的功分別是(g取10mA．18J、2J B．180J、－18JC．180J、0 D．200J、0解析：重力做的功為：W＝mgh＝1×10×18J＝180J，根據(jù)h＝eq\f(1,2)at2得：a＝eq\f(2×18,4)＝9m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得：mg－f＝ma解得：f＝1N.則空氣阻力對鉛球做的功W1＝－fh＝－18J，故B正確，A、C、D錯誤．答案：B3.如圖所示，在電梯中的斜面上放置了一滑塊，在電梯加速上升的過程中，滑塊相對斜面靜止．則在該過程中()A．斜面對滑塊的彈力對滑塊所做的功等于滑塊增加的重力勢能B．滑塊所受合力對滑塊所做的功等于滑塊增加的機(jī)械能C．斜面對滑塊的摩擦力對滑塊做負(fù)功D．斜面對滑塊的彈力對滑塊所做的功小于滑塊增加的機(jī)械能解析：滑塊克服重力所做的功等于滑塊增加的重力勢能，故選項(xiàng)A錯誤；合力對滑塊所做的功等于滑塊動能的增量，故選項(xiàng)B錯誤；斜面對滑塊的摩擦力沿斜面向上，故摩擦力做正功，選項(xiàng)C錯誤；斜面對滑塊的彈力、摩擦力對滑塊做的總功等于滑塊機(jī)械能的增量，故選項(xiàng)D正確．答案：D4．質(zhì)量為m的汽車由靜止開始以加速度a做勻加速運(yùn)動，經(jīng)過時間t，汽車達(dá)到額定功率，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)t即為汽車額定功率下的速度最大值B．a(chǎn)t不是汽車額定功率下的速度最大值C．汽車的額定功率是ma2tD．題中所給條件可以求出汽車的額定功率解析：汽車額定功率下的最大速度是a＝0時，vm＝eq\f(P額,F)＝eq\f(P額,Ff)，故選項(xiàng)A錯誤，B正確．汽車的功率是牽引力的功率，不是合力的功率，故選項(xiàng)C錯誤．由F－Ff＝ma，得F＝Ff＋ma，因Ff不知，則F不知，故求不出汽車的額定功率，故選項(xiàng)D錯誤．答案：B5．一個物體的機(jī)械能增大，究其原因可能是()A．可能是重力對物體做了功B．一定是合外力對物體做了功C．一定是拉力對物體做了功D．可能是摩擦力對物體做了功解析：除重力、彈力以外的力做功時，物體的機(jī)械能才會變化，一個系統(tǒng)的機(jī)械能增大，一定是除重力、彈力以外的力對系統(tǒng)做正功．重力做功時物體的動能和重力勢能之間相互轉(zhuǎn)化，不影響物體的機(jī)械能的總和，故A錯誤．除重力、彈力以外的力做功時，物體的機(jī)械能才會變化．“合外力”沒有說清楚是只有重力，故B錯誤，C錯誤．如果摩擦力對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)的機(jī)械能可以增大，故D正確．答案：D6．如圖所示，ab是—個位于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道，高度為h，軌道的末端與水平軌道相切于b點(diǎn)．一個小木塊質(zhì)量為m，在頂端a處由靜止釋放后沿軌道滑下，最后停止在水平段的c點(diǎn)．現(xiàn)使小木塊從c點(diǎn)出發(fā)，靠慣性沿原路恰好回到a點(diǎn)，小木塊具有初動能的值為Ek，則()A．Ek＝mgh B．mgh＜Ek＜2mghC．Ek＝2mgh D．Ek＞2mgh解析：對于下滑過程中由動能定理可得：mgh－Wf＝0，對于上滑過程：－mgh－Wf＝0－Ek，聯(lián)立解得Ek＝2mgh，故選項(xiàng)C正確．答案：C7.如圖，一顆小彈丸從離水面不高處落入水中，濺起的幾個小水珠可以跳得很高(不計(jì)能量損失)，下列說法正確的是()A．小彈丸下落時具有的重力勢能等于幾個水珠在最高點(diǎn)的重力勢能B．小彈丸下落時具有的重力勢能大于幾個水珠在最高點(diǎn)的重力勢能C．小彈丸下落時具有的重力勢能小于幾個水珠在最高點(diǎn)的重力勢能D．小水珠跳起的高度超過彈丸下落的高度，是違背能量守恒的解析：彈丸的重力勢能轉(zhuǎn)化彈丸的動能，再轉(zhuǎn)化為水的彈性勢能最后轉(zhuǎn)化成小水珠的動能，小水珠升高的過程中，動能又轉(zhuǎn)化為重力勢能(即表現(xiàn)為小水珠的高度)，在這一過程中，水的總動能要小于彈丸的動能，但是，各個水珠的質(zhì)量都比較小，因此，小水珠跳起的高度存在多種可能性．當(dāng)彈丸的質(zhì)量又比較大的時候，完全有可能出現(xiàn)個別小水珠跳起的高度較高的情況，甚至可以超過彈丸下落的高度．故B正確，A、C、D都錯誤．答案：B8．一小球從如圖所示的弧形軌道上的A點(diǎn)，由靜止開始滑下．由于軌道不光滑，它僅能滑到B點(diǎn)．由B點(diǎn)返回后，僅能滑到C點(diǎn)，已知A、B高度差為h1，B、C高度差為h2，則下列關(guān)系正確的是()A．h1＝h2B．h1＜h2C．h1＞h2D．h1、h2大小關(guān)系不確定解析：由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，小球由A到B的過程中重力勢能減少mgh1，全部用于克服摩擦力做功，即WAB＝mgh1.同理，WBC＝mgh2，又隨著小球最大高度的降低，每次滑過的路程越來越短，必有WAB＞W(wǎng)BC，所以mgh1＞mgh2，得h1＞h2，故C正確．答案：C9．如圖所示，小球以初速度v0從A點(diǎn)沿不光滑的軌道運(yùn)動到高為h的B點(diǎn)后自動返回，其返回途中仍經(jīng)過A點(diǎn)，則經(jīng)過A點(diǎn)的速度大小為()\r(veq\o\al(2,0)－4gh) \r(4gh－veq\o\al(2,0))\r(veq\o\al(2,0)－2gh) \r(2gh－veq\o\al(2,0))解析：設(shè)小球從A到B克服摩擦力做的功為Wf，小球從A至B，由動能定理，有－Wf－mgh＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).小球從B至A，由動能定理，有mgh－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)－0.解以上兩式得vA＝eq\r(4gh－veq\o\al(2,0))，B對．答案：B10．(2023·大綱全國卷)一物塊沿傾角為θ的斜坡向上滑動．當(dāng)物塊的初速度為v時，上升的最大高度為H，如圖所示．當(dāng)物塊的初速度為eq\f(v,2)時，上升的最大高度記為h.重力加速度大小為g.物塊與斜坡間的動摩擦因數(shù)和h分別為()A．tanθ和eq\f(H,2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,2gH)－1))tanθ和eq\f(H,2)C．tanθ和eq\f(H,4)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,2gH)－1))tanθ和eq\f(H,4)解析：設(shè)物塊與斜坡之間的動摩擦因數(shù)為μ，由動能定理可得－mgH－μmgcosθeq\f(H,sinθ)＝0－eq\f(1,2)mv2和－mgh－μmgcosθeq\f(h,sinθ)＝0－eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,2)))eq\s\up12(2)，解得h＝eq\f(H,4)，μ＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,2gH)－1))tanθ，所以選項(xiàng)D正確．答案：D二、多項(xiàng)選擇題(本大題共4小題，每小題6分，共24分．每小題有多個選項(xiàng)是正確的，全選對得6分，少選得3分，選錯、多選或不選得0分)11．如圖所示，長木板A放在光滑水平地面上，物體B以水平速度v0沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上．則從B沖到木板A上到相對板A靜止的過程中，下列說法正確的是()A．摩擦力對物體B做負(fù)功，對物體A做正功B．物體B動能的減少量等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能C．摩擦力對A物體做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能增加量D．物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和解析：B受的摩擦力方向向左，位移向右，故摩擦力對物體B做負(fù)功，A受B給他的摩擦力向右，位移向右，故摩擦力對物體A做正功，故A正確；根據(jù)能量守恒定律，物體B動能的減少量等于A的機(jī)械能增量和系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和，故B錯誤；根據(jù)動能定理，摩擦力對木板A做的功等于A動能的增加，故C錯誤；根據(jù)能量守恒定律，物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和，故D正確，故選A、D.答案：AD12.如圖所示，重10N的滑塊在傾角為30°的斜面上，從a點(diǎn)由靜止下滑，到b點(diǎn)接觸到一個輕彈簧．滑塊壓縮彈簧到c點(diǎn)開始彈回，返回b點(diǎn)離開彈簧，最后又回到a點(diǎn)，已知ab＝0.8m，bc＝0.4m，A．滑塊動能的最大值是6JB．彈簧彈性勢能的最大值是6JC．從c到b彈簧的彈力對滑塊做的功是6JD．滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個過程機(jī)械能減少解析：滑塊從a到c的過程中，重力勢能不能完全轉(zhuǎn)化為動能，故選項(xiàng)A錯誤；以c點(diǎn)為參考點(diǎn)．則a點(diǎn)的機(jī)械能為6J，在c點(diǎn)時滑塊的速度為零，重力勢能為零．所以彈簧的彈性勢能為6J，從c到b的過程中彈簧的彈力對滑塊做的功等于彈性勢能的減少量，故選項(xiàng)B、C正確；滑塊能回到原出發(fā)點(diǎn)，所以機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)D錯誤．答案：BC13．如圖所示A、B兩個單擺，擺球的質(zhì)量相同，擺線長LA＞LB，懸點(diǎn)O、O′等高，把兩個擺球拉至水平后，選O、O′所在的平面為零勢能面，都由靜止釋放，不計(jì)阻力，擺球擺到最低點(diǎn)時()A．A球的動能大于B球的動能B．A球的重力勢能大于B球的重力勢能C．兩球的機(jī)械能總量相等D．兩球的機(jī)械能總量小于零解析：根據(jù)動能定理mgL＝eq\f(1,2)mv2，所以擺球擺到最低點(diǎn)時A球的動能大于B球的動能，A正確．在最低點(diǎn)，A球的高度更低，由Ep＝mgh知A球的重力勢能較小，B錯誤．A、B兩球在運(yùn)動的過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，兩球的機(jī)械能總量保持0不變，所以在最低點(diǎn)，兩球的機(jī)械能總量仍為0，故C正確，D錯誤．答案：AC14．某興趣小組遙控一輛玩具車，使其在水平路面上由靜止啟動，在前2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動，2s末達(dá)到額定功率，2s到14s保持額定功率運(yùn)動，14s末停止遙控，讓玩具車自由滑行，其v－t圖象如圖所示．可認(rèn)為整個過程玩具車所受阻力大小不變，已知玩具車的質(zhì)量為m＝1kg，取g＝10m/s2，A．玩具車所受阻力大小為2NB．玩具車在4s末牽引力的瞬時功率為9WC．玩具車在2s到10s內(nèi)位移的大小為39D．玩具車整個過程的位移為90解析：由圖象可知在14s后的加速度a2＝eq\f(0－6,4)m/s2＝－1.5m/s2，故阻力f＝ma2＝－N，A錯誤；玩具車在前2s內(nèi)的加速度a1＝eq\f(3－0,2)＝1.5m/s2，由牛頓第二定律可得牽引力F＝ma1－f＝3N，當(dāng)t＝2s時達(dá)到額定功率P額＝Fv＝9W．此后玩具車以額定功率運(yùn)動，速度增大，牽引力減小，所以t＝4s時功率為9W，B正確；玩具車在2到10秒內(nèi)做加速度減小的加速運(yùn)動，由動能定理得P額t＋fs2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，解得s2＝39m，故C正確；由圖象可知總位移s＝eq\f(1,2)×3×2m＋39m＋6×4m＋eq\f(1,2)×4×6m＝78m，故D錯誤．答案：BC三、非選擇題(本題共4小題，共46分．把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答．解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15．(8分)某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置探究功與速度的關(guān)系，小車在橡皮筋作用下彈出后，沿木板滑行．打點(diǎn)計(jì)時器工作頻率為50Hz.圖1圖2圖3(1)實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜，這樣做________．A．是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑B．是為了增大小車下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合外力對小車做的功D．可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運(yùn)動(2)實(shí)驗(yàn)中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……并起來掛在小車的前端進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要把小車?yán)酵恢迷籴尫判≤嚕训?次只掛1條橡皮筋對小車做的功記為W，第2次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W……橡皮筋對小車做功后而獲得的速度可由打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶測出．根據(jù)第4次實(shí)驗(yàn)的紙帶(如圖2所示)求得小車獲得的速度為________m/s.(3)若根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)畫出的W—v圖象如圖3所示，根據(jù)圖線形狀可知，對W與v的關(guān)系作出猜想肯定不正確的是________．A．W∝eq\r(v) B．W∝eq\f(1,v)C．W∝v2 D．W∝v3(4)如果W∝v2的猜想是正確的，則畫出的W－v2圖象應(yīng)是________．解析：(1)A、B實(shí)驗(yàn)中要使橡皮筋對小車所做功等于合外力對小車做的功，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行平衡摩擦力的操作，所以要將斜面傾斜，目的不是釋放小車后，使小車能夠勻加速下滑，也不是增大加速度，而是為了平衡摩擦力，故A、B錯誤；C實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜，來平衡摩擦力，使橡皮筋對小車所做的功等于合外力對小車做的功，方便研究，故C正確；D中小車先在橡皮條的拉力作用下做加速運(yùn)動，當(dāng)橡皮條松弛以后，小車受到的合外力為0，由于慣性，會繼續(xù)勻速前進(jìn)，故D正確．(2)由紙帶后半部分兩點(diǎn)間距離相同，可知小車開始做勻速運(yùn)動，可求得：v＝eq\f(x,T)＝eq\f,m/s＝2m/s.(3)根據(jù)圖象結(jié)合數(shù)學(xué)知識可知，該圖象應(yīng)是y＝xn(n＝2，3，4)函數(shù)形式，故A、B錯誤，C、D正確．(4)如果W∝v2的猜想是正確的，根據(jù)圖象結(jié)合數(shù)學(xué)知識可知，畫出的W－v2圖象應(yīng)是過原點(diǎn)的一條直線．答案：(1)CD(2)2(3)AB(4)過原點(diǎn)的一條直線16．(8分)一勁度系數(shù)k＝800N/m的輕質(zhì)彈簧兩端分別連接著質(zhì)量均為12kg的物體A、B，將它們豎直靜止放在水平面上，如圖所示．現(xiàn)將一豎直向上的變力F作用在A上，使A開始向上做勻加速運(yùn)動，經(jīng)s物體B剛要離開地面．g＝10m/s2(1)物體B剛要離開地面時，A物體的速度vA；(2)物體A重力勢能的改變量．解析：(1)開始時mAg＝kx1，當(dāng)物體B剛要離地面時kx2＝mBg，可得：x1＝x2＝0.15m由x1＋x2＝eq\f(1,2)at2，vA＝at，得：vA＝1.5m(2)物體A重力勢能增大，ΔEpA＝mAg(x1＋x2)＝36J.答案：(1)1.5m/s(2)3617．(12分)如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一eq\f(1,4)圓弧形軌道AB，其半徑為R＝1.0m，B點(diǎn)的切線方向恰好為水平方向．一個質(zhì)量為m＝2.0kg的小滑塊，從軌道頂端A點(diǎn)由靜止開始沿軌道下滑，到達(dá)軌道末端B點(diǎn)時的速度為v＝4.0m/s，然后做平拋運(yùn)動，落到地面上的C點(diǎn)．若軌道B端距地面的高度h＝5.0m(不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2)(1)小滑塊在AB軌道克服阻力做的功；(2)小滑塊落地時的動能．解析：(1)設(shè)小滑塊在AB軌道上克服阻力做功為W，對于從A至B過程，根據(jù)動能定理得mgR－W＝eq\f(1,2)mv2－0，代入數(shù)據(jù)解得W＝4J，即小滑塊在AB軌道克服阻力做的功為4J.(2)設(shè)小滑塊落地時的動能為Ek，取地面為零重力勢能參照考面，由于平拋過程中只有重力做功，故根據(jù)機(jī)械能守恒定律得eq\f(1,2)mv2＋