2024春新教材高中物理第4章機(jī)械能及其守恒定律達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷粵教版必修第二冊(cè)_第1頁
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文檔簡介

第四章達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷(考試時(shí)間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題:本題共20小題,每小題3分,共60分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.1.質(zhì)量相等的A、B兩物體(當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)).從同一高度h同時(shí)起先運(yùn)動(dòng),A做平拋運(yùn)動(dòng),B做自由落體運(yùn)動(dòng).已知兩物體質(zhì)量均為m,重力加速度為g.則()A.兩球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同B.兩球落地時(shí)動(dòng)能相等C.從起先到剛落地的過程中,兩球的動(dòng)能增量相同D.若落地后速度均變?yōu)榱?,則落地過程中兩球機(jī)械能的削減量均為mgh【答案】C2.一人用力踢質(zhì)量為1kg的皮球,使球由靜止以20m/s的速度飛出.假定人踢球瞬間對(duì)球平均作用力是200N,球在水平方向運(yùn)動(dòng)了20m停止,那么人對(duì)球所做的功為()A.50J B.200JC.500J D.4000J【答案】B【解析】本題要留意解除干擾,由動(dòng)能定理求出人對(duì)球所做的功.瞬間力做功W=eq\f(1,2)mv2=eq\f(1,2)×1×202J=200J.故選B.3.如圖是農(nóng)田自動(dòng)澆灌噴射裝置截面示意圖,噴嘴的橫截面積為3.0cm2,離地的高度為0.8m.水泵啟動(dòng)后,水從噴嘴沿水平方向噴出,水平射程可達(dá)4.0m.忽視水池中水泵與地面的高度差、水進(jìn)入水泵時(shí)的速度以及空氣阻力,水的密度為1.0×103kg/m3.下列說法正確的是()A.水從噴嘴噴出時(shí)的速度為5m/s B.每秒噴嘴噴出水的質(zhì)量為2.4kgC.每秒水泵對(duì)水做的功為150J D.每秒水泵對(duì)水做的功為174J【答案】D【解析】由平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)問可知,水從噴嘴噴出時(shí)的速度v0=xeq\r(\f(g,2h))=4×eq\r(\f(10,2×0.8))m/s=10m/s,A錯(cuò)誤;每秒噴嘴噴出水的質(zhì)量m=ρSv=103×3.0×10-4×10kg=3.0kg,B錯(cuò)誤;每秒水泵對(duì)水做的功W=mgh+eq\f(1,2)mv2=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3×10×0.8+\f(1,2)×3×102))J=174J,C錯(cuò)誤,D正確.4.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(dòng)到高為h的B點(diǎn)后自動(dòng)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()A.eq\r(veq\o\al(2,0)-4gh) B.eq\r(4gh-veq\o\al(2,0))C.eq\r(veq\o\al(2,0)-2gh) D.eq\r(2gh-veq\o\al(2,0))【答案】B【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,-Wf-mgh=0-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0);小球從B至A,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正確.5.如圖所示,將小球m分別從A點(diǎn)和B點(diǎn)無初速度地釋放,則經(jīng)過最低點(diǎn)C時(shí),小球的速率之比v1∶v2為(空氣阻力不計(jì))()A.1∶eq\r(2) B.eq\r(2)∶1C.2∶1 D.1∶2【答案】B【解析】設(shè)球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的速度為v,繩長為l.依據(jù)動(dòng)能定理,有mgh=eq\f(1,2)mv2-0,故v=eq\r(2gh).所以v1=eq\r(2ghAC)=eq\r(2gl),v2=eq\r(2ghBC)=eq\r(2gl(1-cos60°))=eq\r(gl),則v1∶v2=eq\r(2)∶1,B正確.6.如圖所示,木塊A、B并排且固定在水平桌面上,A的長度是L,B的長度是2L,一顆子彈沿水平方向以速度v1射入A,以速度v2穿出B,子彈可視為質(zhì)點(diǎn),其運(yùn)動(dòng)視為勻變速直線運(yùn)動(dòng),則子彈穿出A時(shí)的速度為()A.eq\f(2(v1+v2),3) B.eq\r(\f(2(veq\o\al(2,1)+veq\o\al(2,2)),3))C.eq\r(\f(2veq\o\al(2,1)+veq\o\al(2,2),3)) D.eq\r(\f(veq\o\al(2,1)+2veq\o\al(2,2),3))【答案】C【解析】設(shè)子彈的質(zhì)量為m,對(duì)子彈穿過AB的整個(gè)過程運(yùn)用動(dòng)能定理得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)=Wf,因?yàn)樽訌椝苣Σ亮Ρ3植蛔?,又因?yàn)锳的長度是L,B的長度是2L,所以子彈穿過A的過程中摩擦力做的功為eq\f(1,3)Wf,對(duì)子彈穿過A的過程,由動(dòng)能定理得eq\f(1,3)Wf=eq\f(1,2)mv2-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1),解得v=eq\r(\f(2veq\o\al(2,1)+veq\o\al(2,2),3)),故C正確.7.如圖,小亮用力拉著木箱水平向右勻速前進(jìn),關(guān)于木箱所受各力做功的狀況,下列說法正確的是()A.重力做正功 B.拉力做正功C.支持力做負(fù)功 D.摩擦力不做功【答案】B【解析】重力的方向與位移方向垂直,重力不做功,A錯(cuò)誤;拉力的方向與位移方向成銳角,拉力做正功,B正確;支持力的方向與位移方向垂直,支持力不做功,C錯(cuò)誤;摩擦力的方向與位移的方向相反,摩擦力做負(fù)功,D錯(cuò)誤.8.如圖,“天問一號(hào)”火星探測(cè)器在放射的初始階段加速上升,此過程中探測(cè)器的()A.重力勢(shì)能減小B.重力勢(shì)能增加C.動(dòng)能漸漸減小D.動(dòng)能保持不變【答案】B【解析】“天問一號(hào)”火星探測(cè)器在放射的初始階段加速上升,“天問一號(hào)”火星探測(cè)器的位置上升,則重力勢(shì)能增加,速度增大,則動(dòng)能增加,B正確,A、C、D錯(cuò)誤.9.宋代詩人蘇軾的名句“會(huì)挽雕弓如滿月,西北望,射天狼”中蘊(yùn)含了一些物理學(xué)問.如圖所示,在人將弓拉開的過程中,下列說法正確的是()A.人對(duì)弓的拉力做正功,弓的彈性勢(shì)能變大B.人對(duì)弓的拉力做正功,弓的彈性勢(shì)能變小C.人對(duì)弓的拉力做負(fù)功,弓的彈性勢(shì)能變大D.人對(duì)弓的拉力做負(fù)功,弓的彈性勢(shì)能變小【答案】A【解析】由于人的拉力與弓的形變方向相同,故人對(duì)弓做正功;在拉開過程中由于弓的形變量增大,故彈性勢(shì)能增大,故選A.10.運(yùn)輸物資的汽車以額定功率上坡時(shí),為了增大牽引力,司機(jī)應(yīng)使汽車的速度()A.減小 B.增大C.保持不變 D.先增大后保持不變【答案】A【解析】依據(jù)公式P=Fv,以額定功率上坡時(shí),為增大牽引力,則司機(jī)應(yīng)使汽車的速度減小,B、C、D錯(cuò)誤,A正確.11.如圖所示,小李站上緩慢運(yùn)行的扶梯后,隨扶梯先加速運(yùn)動(dòng)再勻速運(yùn)動(dòng)至頂端平臺(tái),整個(gè)過程中扶梯對(duì)小李做功為3.3×103J,小李克服重力做功為3.2×103J,則小李的動(dòng)能增加了()A.6.5×103J B.3.2×103JC.3.3×103J D.1.0×102J【答案】D【解析】依據(jù)動(dòng)能定理得ΔEk=W-WG=1×102J,D正確,A、B、C錯(cuò)誤.12.有一輛質(zhì)量為170kg、輸出功率為1440W的太陽能試驗(yàn)汽車,安裝有約6m2的太陽能電池板和蓄能電池,該電池板在有效光照條件下單位面積輸出的電功率為30W/m2.駕駛員的質(zhì)量為70kg,汽車最大行駛速度為90km/h.假設(shè)汽車行駛時(shí)受到的阻力與其速度成正比,則汽車()A.以最大速度行駛時(shí)牽引力大小為60NB.以額定功率啟動(dòng)時(shí)的加速度大小為0.24m/s2C.保持最大速度行駛1h至少須要有效光照8hD.干脆用太陽能電池板輸出的功率可獲得6m/s的最大行駛速度【答案】C【解析】依據(jù)P額=Fvmax,可得F=eq\f(P額,vmax)=eq\f(\f(1440,90),3.6)N=57.6N,A錯(cuò)誤;以額定功率啟動(dòng)時(shí),由牛頓其次定律有eq\f(P,v)-f=ma,而剛啟動(dòng)時(shí)速度v為零,則阻力f也為零,故剛啟動(dòng)時(shí)加速度趨近于無窮大,B錯(cuò)誤;由能量守恒得W=Pt=1440W×1h=30×6W×t,解得t=8h,即保持最大速度行駛1h至少須要有效光照8h,C正確;由題意,汽車行駛時(shí)受到的阻力與其速度成正比,設(shè)f=kv,達(dá)到最大速度時(shí)有57.6=k×eq\f(90,3.6),解得k=2.304.當(dāng)干脆用太陽能電池板輸出的功率行駛且有最大速度時(shí),則有eq\f(30×6,v′)=kv′,解得v′≈8.84m/s,D錯(cuò)誤.13.把一個(gè)物體豎直向上拋出去,該物體上升的最大高度是h,若物體的質(zhì)量為m,所受的空氣阻力大小恒為Ff,則在物體從被拋出到落回拋出點(diǎn)的全過程中()A.重力所做的功為mgh B.空氣阻力所做的功為零C.空氣阻力做的功為2Ffh D.物體克服空氣阻力做的功為2Ffh【答案】D【解析】物體被拋出到落回拋出點(diǎn)的全過程中,初、末位置相同,高度差為零,所以重力做功為零,A錯(cuò)誤;在上升的過程中,空氣阻力做功為-Ffh,在下降的過程中,空氣阻力做功為-Ffh,則整個(gè)過程中空氣阻力做功為-2Ffh,即物體克服空氣阻力做的功為2Ffh,B、C錯(cuò)誤,D正確.14.如圖所示為一輛新能源電動(dòng)汽車,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為9.0×104W.當(dāng)汽車以10m/s的速度沿水平路面勻速行駛時(shí),牽引力大小為3.0×103N,此時(shí)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率為()A.1.0×104W B.1.5×104WC.3.0×104W D.9.0×104W【答案】C【解析】汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率為P=Fv=3.0×103×10W=3.0×104W,C正確,A、B、D錯(cuò)誤.15.如圖所示,木箱在與水平方向成α角斜向上的恒力F作用下,沿水平地面對(duì)右運(yùn)動(dòng),發(fā)生了一段位移x,在這個(gè)過程中,力F所做的功為()A.W=Fx B.W=FxsinαC.W=Fxcosα D.W=Fxtanα【答案】C【解析】F為恒力,x為位移,α為力與位移的夾角,故F做的功為W=Fxcosα,C正確,A、B、D錯(cuò)誤.16.如圖為用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的試驗(yàn)裝置.關(guān)于這一試驗(yàn),下列說法中正確的是()A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔可以不在同一豎直線上B.應(yīng)先釋放紙帶,后接通電源打點(diǎn)C.需運(yùn)用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間D.測(cè)出紙帶上兩點(diǎn)之間的距離,可知重物相應(yīng)的下落高度【答案】D【解析】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔必需在同一豎直線上,A錯(cuò)誤;試驗(yàn)時(shí),應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn),然后再釋放重錘,讓它帶著紙帶一同落下,B錯(cuò)誤;可以通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間,不須要秒表,C錯(cuò)誤;測(cè)出紙帶上兩點(diǎn)間的距離,可以知道重物相應(yīng)的下落高度,D正確.17.如圖所示,兩根輕質(zhì)桿構(gòu)成直角支架,O點(diǎn)為水平轉(zhuǎn)軸,OA桿長為L,A端固定一質(zhì)量為2m的小球a,OB桿長為2L,B端固定一質(zhì)量為m的小球b,用手抬著B端使OB桿處于水平狀態(tài),撒手后支架在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),不計(jì)一切摩擦,則以下說法正確的是()A.小球a不行能轉(zhuǎn)到與O點(diǎn)等高處B.小球b轉(zhuǎn)動(dòng)的最大速度為eq\r(\f(8\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2)-1))Lg,3))C.轉(zhuǎn)動(dòng)過程中桿受力肯定沿桿方向D.小球a從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中,桿對(duì)小球a做的功為mgL【答案】B【解析】假設(shè)小球a恰好轉(zhuǎn)到與O點(diǎn)等高處,設(shè)O點(diǎn)所在水平面為零勢(shì)能面,小球a和b組成的系統(tǒng)初始位置機(jī)械能為E1=-2mgL,當(dāng)小球a轉(zhuǎn)到與O點(diǎn)等高處時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能為E2=-2mgL,即E1=E2,假設(shè)成立,故小球a肯定能轉(zhuǎn)到與O點(diǎn)等高處,A錯(cuò)誤;設(shè)OB桿與水平方向夾角為θ時(shí),小球b速度為v,則小球a的速度va=eq\f(v,2),由系統(tǒng)機(jī)械能守恒,有2mgLsinθ-2mgL(1-cosθ)=2eq\r(2)mgLsin(θ+45°)-2mgL=eq\f(1,2)mv2+eq\f(1,2)·2mveq\o\al(2,a),可知θ=45°時(shí)速度最大,得v=eq\r(\f(8\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2)-1))Lg,3)),B正確;在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中小球a的機(jī)械能增加,小球b的機(jī)械能削減,所以桿對(duì)a和b均做功,存在桿對(duì)a和b的力與速度不垂直位置,即存在桿對(duì)a和b的力不沿桿的位置,依據(jù)牛頓第三定律,C錯(cuò)誤;設(shè)桿對(duì)小球a做的功為W,由動(dòng)能定理,有W-2mgL=0,得W=2mgL,D錯(cuò)誤.18.如圖所示為某汽車在平直馬路上啟動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率P隨時(shí)間t改變的圖像,P0為發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率.已知在t2時(shí)刻汽車的速度已經(jīng)達(dá)到最大vm,汽車所受阻力大小與速度大小成正比.由此可得()A.在t3時(shí)刻,汽車速度肯定等于vmB.在t1~t2時(shí)間內(nèi),汽車肯定做勻速運(yùn)動(dòng)C.在t2~t3時(shí)間內(nèi),汽車肯定做加速運(yùn)動(dòng)D.在發(fā)動(dòng)機(jī)功率達(dá)到額定功率前,汽車肯定做勻加速運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】已知在t2時(shí)刻汽車的速度已經(jīng)達(dá)到最大vm,此后汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度不變,所以在t3時(shí)刻,汽車速度肯定等于vm,故A正確;0~t1時(shí)間內(nèi)汽車的功率勻稱增加,汽車所受阻力增大,牽引力不變,汽車做加速度減小的直線運(yùn)動(dòng);汽車的功率在t1時(shí)刻達(dá)到額定功率,依據(jù)P=Fv,速度接著增大,牽引力減小,則加速度減小,則在t1~t2時(shí)間內(nèi)汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;在t2~t3時(shí)間內(nèi),汽車已達(dá)到最大速度,且功率保持不變,汽車肯定做勻速直線運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;由此分析知,在發(fā)動(dòng)機(jī)功率達(dá)到額定功率前,汽車先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤.19.如圖所示,一質(zhì)量為1kg的滑塊在傾角為30°的斜面上,從a點(diǎn)由靜止起先下滑,到b點(diǎn)接觸到一個(gè)輕彈簧,滑塊壓縮彈簧到c點(diǎn)起先彈回,測(cè)得c點(diǎn)彈簧的彈性勢(shì)能為6J,ab=1m,bc=0.2m,g取10m/s2,那么在a→c的這一過程中()A.滑塊的動(dòng)能在c點(diǎn)最大B.滑塊重力勢(shì)能削減了8JC.滑塊和彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒D.滑塊克服彈簧的彈力做了-6J的功【答案】C【解析】滑塊壓縮彈簧到c點(diǎn)起先彈回,說明c點(diǎn)速度為零,A錯(cuò)誤;從a到c,滑塊重力做的功WG=mglacsin30°=6J,故滑塊重力勢(shì)能削減6J,B錯(cuò)誤;從a到c的過程中,滑塊重力勢(shì)能削減了6J,c點(diǎn)彈簧的彈性勢(shì)能為6J,動(dòng)能沒有變,重力勢(shì)能的削減量等于彈性勢(shì)能的增加量,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故C正確;彈簧的彈性勢(shì)能增加6J,滑塊克服彈簧的彈力做了6J的功,D錯(cuò)誤.20.如圖所示,長L=4m的傳送帶的速度是5m/s,現(xiàn)將m=1kg的小物體輕放在左輪正上方的皮帶上,物體與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,g取10m/s2,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶將物體從左輪運(yùn)輸?shù)接逸喌倪^程中,下列說法正確的是()A.傳送帶對(duì)小物體做功為8JB.小物體獲得的動(dòng)能為12.5JC.摩擦產(chǎn)生的熱量為10JD.電動(dòng)機(jī)由于傳送物體多消耗的能量為25J【答案】A【解析】物體運(yùn)用動(dòng)能定理有μmgx=eq\f(1,2)mv2,可得物體速度增大到5m/s時(shí)的對(duì)地位移x=12.5m>4m,可見質(zhì)點(diǎn)始終在加速.運(yùn)動(dòng)到右輪正上方時(shí),速度還沒達(dá)到5m/s,再依據(jù)動(dòng)能定理可得物體獲得的動(dòng)能Ek=μmgx=8J,故A正確,B錯(cuò)誤;由Ek=μmgx=eq\f(1,2)mv2=8J,得物體到達(dá)最右端速度v=4m/s,得物塊相對(duì)傳送帶的位移Δx=v0eq\f(L,\f(v,2))-L=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(5×\f(4,\f(4,2))-4))m/s=6m,依據(jù)Q=Ek=μmgΔx,得Q=12J,故C錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)由于傳送物體多消耗的能量等于物體動(dòng)能增加量和摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和等于20J,故D錯(cuò)誤.二、非選擇題:本題共3小題,共40分.21.(10分)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的試驗(yàn)中,小紅同學(xué)利用圖甲試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn),正確完成操作后,得到一條點(diǎn)跡清楚的紙帶,如圖乙所示,其中O點(diǎn)為紙帶起始點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T.甲乙(1)試驗(yàn)裝置中,電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)選用______(填“直流”或“溝通”)電源;視察紙帶,可知連接重物的夾子應(yīng)夾在紙帶的______(填“左”或“右”)端.(2)若重物質(zhì)量為m,重力加速度為g,利用紙帶所測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算出C點(diǎn)的速度vC=________,在誤差允許范圍內(nèi),依據(jù)eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)=________驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.(用圖乙中字母表示)(3)在試驗(yàn)中,小紅同學(xué)發(fā)覺小球重力勢(shì)能的削減量總是略大于小球動(dòng)能的增加量,分析緣由可能是________________________________.(只需說明一種即可)【答案】(1)溝通左(2)eq\f(h1+h2,2T)mgh(3)受空氣阻力影響或紙帶與限位孔摩擦影響(其他合理答案均給分)【解析】(1)試驗(yàn)所用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接溝通電源上;重物應(yīng)當(dāng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,可知連接重物的夾子應(yīng)夾在紙帶的左端.(2)利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論,可知打C點(diǎn)時(shí)紙帶的速度vC=eq\f(h1+h2,2T).依據(jù)機(jī)械能守恒定律知重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能,則有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)=mgh.(3)小球重力勢(shì)能的削減量總是略大于小球動(dòng)能的增加量,分析緣由可能是受空氣阻力影響或受紙帶與限位孔摩擦影響,有能量損失.22.(14分)如圖所示,傾角為30°的光滑斜劈AB長L1=0.4m,放在離地高h(yuǎn)=0.8m的水平桌面上,斜面與水平面連接處無機(jī)械能損失,且B點(diǎn)到桌面邊緣的距離為L2.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小滑塊從A端由靜止釋放,通過B點(diǎn)后恰好停在桌面邊緣的C點(diǎn),已知滑塊與桌面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,g取10m/s2.(1)求滑塊到達(dá)B點(diǎn)的速度vB的大?。?2)求B點(diǎn)到桌面邊緣C點(diǎn)的距離L2.(3)若將斜劈向右平移一段距離ΔL=0.64m,滑塊仍從斜劈上的A點(diǎn)靜止釋放,最終滑塊落在水平地面上的P點(diǎn).求落地點(diǎn)P距C點(diǎn)正下方的O點(diǎn)的距離x.【答案】(1)2m/s(2)1m(3)0.64m【解析】(1)沿光滑斜劈AB下滑的過程機(jī)械能守恒,mgL1sin30°=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B),代

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