2024-2025學(xué)年高一物理必修第二冊（配魯科版）第1章測評

第1章測評一、單項選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.如圖所示,用同樣的力F拉同一物體,在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通過同樣的距離,則拉力F的做功情況是()A.甲中做功最少 B.丁中做功最多C.做功一樣多 D.無法比較2.(2024福建三明高一階段練習(xí))豎直上拋一球,球又落回原處,已知空氣阻力的大小正比于球的速度,則下列說法正確的是()A.上升過程中克服重力做的功大于下降過程中重力做的功B.上升過程中克服重力做的功等于下降過程中重力做的功C.上升過程中克服重力做功的平均功率小于下降過程中重力的平均功率D.上升過程中克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力的平均功率3.某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛,受到的阻力分別為車重的k1和k2倍,最大速率分別為v1和v2,則()A.v2=k1v1 B.v2=k1kC.v2=k2k1v1 D.v2=k4.下列能量條形圖表示了一做自由落體運動的物體在釋放處和下落至一半高度處其動能Ek和重力勢能Ep的相對大小關(guān)系,可能正確的是()二、多項選擇題:本題共4小題,每小題6分,共24分。每小題有多項符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。5.如圖所示,兩輪平衡車的動力系統(tǒng)由電池驅(qū)動,能夠輸出的最大功率為P0,測試員駕駛平衡車在水平路面上沿直線運動,受到的阻力恒為F阻,已知測試員和平衡車的總質(zhì)量為m,從啟動到達到最大速度的整個過程中,測試員和平衡車可視為質(zhì)點,不考慮測試員對平衡車做功,設(shè)平衡車啟動后最初的一段時間內(nèi)是由靜止開始做加速度為a的勻加速直線運動,直到達到最大功率,下列說法正確的是()A.平衡車做勻加速直線運動時,輸出功率與速度成正比B.平衡車做勻加速直線運動時,牽引力大小F=maC.平衡車做勻加速直線運動所用的時間t=PD.平衡車做勻加速直線運動所用的時間t=P6.如圖所示,質(zhì)量分別為m1=2kg、m2=1kg的物體A、B通過細繩、光滑輕質(zhì)滑輪連接,A離地面高度為h0=0.5m。A與B從靜止開始釋放,A由靜止下落0.3m時的速度為v1,下落0.3m過程中細繩對B做的功為W,忽略空氣的阻力,重力加速度g取10m/s2,則()A.v1=2m/s B.v1=3m/sC.W=1J D.W=4J7.如圖所示,傾角θ=30°的光滑斜面固定在地面上,長為l、質(zhì)量為m、粗細均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上,其上端與斜面頂端齊平。用輕質(zhì)細線將物塊與軟繩連接,物塊的質(zhì)量也為m,物塊由靜止釋放后向下運動,直到軟繩剛好全部離開斜面(此時物塊未到達地面),在此過程中()A.物塊重力做的功等于軟繩和物塊動能的增加量B.物塊重力勢能的減少量大于軟繩機械能的增加量C.軟繩重力勢能共減少了12D.軟繩剛好全部離開斜面時的速度為18.如圖所示,質(zhì)量為m的物體靜止在水平地面上,物體上面連接一個輕彈簧,用手拉住彈簧上端緩慢上移H,將物體緩慢提離地面,拉力做功WF,不計彈簧質(zhì)量,彈簧勁度系數(shù)為k,彈簧彈性勢能增加量為ΔEp,下列說法正確的是()A.只有彈力和重力對質(zhì)量為m的物體做功,所以該物體機械能守恒B.彈簧彈力對手做功和對物體做功的代數(shù)和等于ΔEpC.物體離開地面的高度為H-mgD.WF=ΔEp+mgH三、非選擇題:共60分?？忌鶕?jù)要求作答。9.(4分)一運動員穿著飛翔裝備從飛機上跳出后的一段運動過程可近似認為是勻變速直線運動,如圖運動員的運動方向與水平方向的夾角為53°,運動員做勻變速直線運動的加速度大小為3g4。已知運動員(包含裝備)的質(zhì)量為m,則在運動員下落高度為h的過程中,運動員動能的增加量為,運動員的機械能減少了10.(4分)在沙坑的上方H高處,將質(zhì)量為m的鉛球以速度v豎直向上拋出。鉛球落下后進入沙坑的深度為h。忽略空氣阻力,鉛球到達沙坑表面時,重力的功率為,進入沙坑后,沙子對鉛球的平均阻力大小為。

11.(5分)某同學(xué)利用圖甲中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關(guān)系。所用器材有:一端帶滑輪的長木板、輕細繩、50g的鉤碼若干、光電門兩個、數(shù)字計時器、帶遮光條的滑塊(質(zhì)量為200g,其上可放鉤碼)、刻度尺。當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2。實驗操作步驟如下:甲①安裝器材,調(diào)整兩個光電門距離為50.00cm,輕細繩下端懸掛4個鉤碼,如圖甲所示;②接通電源,釋放滑塊,分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間,并計算出滑塊通過兩個光電門的速度;③保持繩下端懸掛4個鉤碼不變,在滑塊上依次增加一個鉤碼,記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量,重復(fù)上述步驟;④完成5次測量后,計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量M、系統(tǒng)(包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼)總動能的增加量ΔEk及系統(tǒng)總機械能的減少量ΔE,結(jié)果如下表所示。M/kg0.2000.2500.3000.3500.400ΔEk/J0.5870.4900.3920.2940.195ΔE/J0.3930.4900.6860.785回答下列問題:乙(1)實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為J(保留三位有效數(shù)字);

(2)步驟④中的表格所缺數(shù)據(jù)為;

(3)以M為橫軸、ΔE為縱軸,選擇合適的標(biāo)度,在圖乙中繪出ΔE-M圖像;若忽略滑輪和繩子之間的摩擦力做功,求滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為。(保留三位有效數(shù)字)

12.(7分)如圖1所示,是利用自由落體運動進行“驗證機械能守恒定律”的實驗。所用的打點計時器通以50Hz的交變電流。圖1圖2(1)甲同學(xué)按照正確的實驗步驟操作后,選出一條紙帶如圖2所示,其中O點為打點計時器打下的第一個點,A、B、C為三個計數(shù)點,用刻度尺測得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點。已知重物的質(zhì)量為1.00kg,g取9.80m/s2,在OB段運動過程中,重物重力勢能的減少量ΔEp=J;重物的動能增加量ΔEk=J(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。

(2)該實驗沒有考慮各種阻力的影響,這屬于本實驗的(選填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差。由此看,甲同學(xué)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果比較合理的應(yīng)當(dāng)是ΔEp(選填“大于”“等于”或“小于”)ΔEk。

(3)甲同學(xué)多次實驗,以重物的速度的二次方v2為縱軸,以重物下落的高度h為橫軸,作出如圖所示的v2-h圖像,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

13.(10分)一籃球質(zhì)量為m=0.60kg,一運動員使其從距地面高度為h1=1.8m處由靜止自由落下,反彈高度為h2=1.2m。若使籃球從距地面h3=1.5m的高度由靜止下落,并在開始下落的同時向下拍球,球落地后反彈的高度也為1.5m。假設(shè)運動員拍球時對球的作用力為恒力,作用時間為t=0.20s;該籃球每次與地面碰撞前后的動能的比值不變。重力加速度大小g取10m/s2,不計空氣阻力。求:(1)運動員拍球過程中對籃球所做的功;(2)運動員拍球時對籃球的作用力的大小。14.(12分)(2024四川廣安二模)某同學(xué)研究碰撞中動能損失的裝置如圖所示,豎直面內(nèi),光滑弧形軌道AB和34光滑圓弧軌道CD分別與水平粗糙軌道BC相切于B和C點,圓弧半徑R=0.4m,BC長L=2m。某次實驗中,將質(zhì)量m=0.4kg的滑塊從弧形軌道上高h=1.4m處靜止釋放,滑塊第一次通過圓弧軌道最高點Q時對軌道的壓力大小F=4N,此后,滑塊與水平軌道發(fā)生時間極短的碰撞后速度方向豎直向上,進入軌道后滑塊剛好能夠通過Q點。滑塊可視為質(zhì)點,重力加速度g取10m/s2。求(1)滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ;(2)碰撞過程中動能的損失率η(動能損失量與碰前動能的百分比)。15.(18分)打樁機是利用沖擊力將樁打入地層的樁工機械。某同學(xué)對打樁機的工作原理產(chǎn)生了興趣。他構(gòu)建了一個打樁機的簡易模型,如圖甲所示。他設(shè)想,用恒定大小的拉力F拉動繩端B,使物體從A點(與釘子接觸處)由靜止開始運動,上升一段高度后撤去F,物體運動到最高點后自由下落并撞擊釘子,將釘子打入一定深度。按此模型分析,若物體質(zhì)量m=1kg,上升了1m高度時撤去拉力,撤去拉力前物體的動能Ek與上升高度h的關(guān)系圖像如圖乙所示。(g取10m/s2,不計空氣阻力)(1)求物體上升到0.4m高度處F的瞬時功率;(2)若物體撞擊釘子后瞬間彈起,且使其不再落下,釘子獲得20J的動能向下運動。釘子總長為10cm,撞擊前插入部分可以忽略,不計釘子重力。已知釘子在插入過程中所受阻力f與深度x的關(guān)系圖像如圖丙所示,求釘子能夠插入的最大深度。

第1章測評1.C功是力和在力的方向上的位移的乘積,四種情況中力和在力的方向上的位移大小都相等,所以四種情況做功一樣多,C正確。2.B重力做功的大小只與物體的初、末的位置有關(guān),與物體的路徑等無關(guān),所以上升過程中克服重力做的功等于下降過程中重力做的功,故A錯誤,B正確;物體在上升的過程中,受到的阻力向下,在下降的過程中受到的阻力向上,所以在上升時物體受到的合力大,加速度大,采用逆向思維,有x=12at2,可知上升時物體運動的時間短,克服重力做功的平均功率P=Wt,由于在上升和下降的過程中物體重力做功的大小是相同的,所以上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率,故C、3.B車在不同的路面以相同的功率按最大速度行駛,可推斷車做勻速直線運動,受力平衡,由公式P=Fv,F=kmg,可推出P=k1mgv1=k2mgv2,解得v2=k1k2v1,故B正確,A、C4.D做自由落體運動的物體,機械能守恒,所以Ek+Ep=E總,而動能為Ek=12mv2,物體由靜止處釋放到一半高度處,重力做正功,物體的動能會增大,勢能會減小,但動能和勢能之和保持不變。故選D5.AC平衡車做勻加速直線運動時,牽引力一定,根據(jù)P=Fv可知,輸出功率與速度成正比,A正確;根據(jù)牛頓第二定律有F-F阻=ma,解得F=F阻+ma,B錯誤;勻加速直線運動的末狀態(tài)達到最大功率P0=Fv0,由運動學(xué)公式有v0=at,解得t=P0(F阻6.AD對A、B組成的系統(tǒng)由機械能守恒定律得m1gh-m2gh=12(m1+m2)v12,代入數(shù)據(jù)得v1=2m/s,選項A正確;對B,根據(jù)動能定理得,W-m2gh=12m2v12,代入數(shù)據(jù)得W=7.BD物塊下降的高度為h=l,物塊重力做功為mgl,所以物塊重力勢能減少了mgl,減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為軟繩增加的機械能和物塊本身的動能,故A錯誤,B正確;物塊未釋放時,軟繩的重心離斜面頂端的高度為h1=l2sin30°=l4,軟繩剛好全部離開斜面時,軟繩的重心離斜面頂端的高度h2=l2,則軟繩重力勢能共減少mgl2-l4=14mgl,故C錯誤;根據(jù)機械能守恒有mgl+14mgl=12(m+m)v28.CD對于單個物體,只有重力做功,機械能守恒,此題中彈力做正功,重力做負功,物體機械能增加,故A錯誤;根據(jù)功能關(guān)系可知,彈簧彈力做負功等于彈性勢能的增加量,故彈簧彈力對手做功和對物體做功的代數(shù)和等于-ΔEp,故B錯誤;物體緩慢離開地面,則彈簧彈力等于物體的重力,根據(jù)胡克定律可知mg=kx,解得彈簧的伸長量x=mgk,彈簧上端緩慢上移H,則物體離開地面的高度為H-mgk,故C正確;根據(jù)功能關(guān)系可知,拉力做功增加了物體的重力勢能和彈簧的彈性勢能,WF=ΔEp+mgH-mgk,故D9.解析運動員下落的高度是h,則飛行的距離L=hsin53°=54h,運動員受到的合外力F合=ma=34mg,動能的增加等于合外力做的功,即ΔEk=W=34mg×54h=1516mgh;運動員下落的高度是h,則重力做功為WG=mgh,運動員重力勢能的減少量為mgh答案1516mgh110.解析鉛球從開始至到達沙坑表面,由動能定理得mgH=12mv'2-12mv2,重力的功率P=mgv',由以上兩式得P=mg2gH+v2;從拋出到進入沙坑內(nèi)靜止,由動能定理得mg(H+h)-fh=0-1答案mg211.解析(1)ΔEp=4mgh=4×50×10-3×9.8×0.5J=0.980J。(2)ΔE=ΔEp-ΔEk=0.980J-0.392J=0.588J。(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點作圖即可;由題意可知,滑塊和木板之間的摩擦力做功即為系統(tǒng)損失的機械能,則有μMgl=ΔE,根據(jù)圖像得μ=0.400。答案(1)0.980(2)0.588(3)如圖所示0.40012.解析(1)在OB段運動過程中,重物重力勢能的減少量ΔEp=mghB=1×9.8×0.186J=1.82J打B點時的速度vB=hC-hA4T=0重物的動能增加量ΔEk=12mvB2=12×1×1.852(2)該實驗沒有考慮各種阻力的影響,這屬于本實驗的系統(tǒng)誤差。由此看,甲同學(xué)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果比較合理的應(yīng)當(dāng)是ΔEp大于ΔEk。(3)根據(jù)v2=2gh結(jié)合圖像可知2g=5.80解得g=9.67m/s2。答案(1)1.821.71(2)系統(tǒng)大于(3)9.6713.解析(1)籃球第一次下落,根據(jù)動能定理得mgh1=1籃球反彈后根據(jù)動能定理得mgh2=1籃球與地面碰撞前后的動能的比值為