2024-2025學(xué)年新教材高中物理第八章機械能守恒定律單元素養(yǎng)評價四含解析新人教版必修2

PAGEPAGE11機械能守恒定律[合格性考試]時間：60分鐘滿分：65分一、選擇題(本題共9小題，每小題3分，共27分)1．如圖所示，下列過程中人對物體做了功的是()2．下列說法正確的是()A．對同一物體，速度變更，動能肯定變更B．對同一物體，動能變更，速度肯定變更C．物體所受合外力不為零，動能肯定變更D．物體做曲線運動，動能肯定變更3．如圖所示，甲、乙是兩個質(zhì)量不同的物體m甲<m乙，若取桌面為參考平面，甲在桌面上，乙在地面上．甲、乙的重力勢能分別為Ep1、Ep2，則有()A．Ep1>Ep2B．Ep1<Ep2C．Ep1＝Ep2D．無法推斷4．關(guān)于運動物體的合外力做功和動能、速度變更的關(guān)系，下列說法正確的是()A．物體做變速運動，合外力肯定不為零，動能肯定變更B．若合外力對物體做功為零，則合外力肯定為零C．合外力對物體做功，它的速度大小肯定發(fā)生變更D．物體的動能不變，所受的合外力必定為零5．某雪上項目運動員在一次自由式滑雪空中技巧競賽中，沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1900J，他克服阻力做功100J，他在此過程中()A．動能增加了1900JB．動能增加了2000JC．重力勢能減小了1900JD．重力勢能減小了2000J6．某種型號轎車的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：凈重1500kg，最高時速252km/h，額定功率140kW.它以額定功率和最高速度運行時，轎車的牽引力是()A．93NB．555NC．2000ND．15000N7．如圖所示，傾角30°的斜面連接水平面，在水平面上安裝半徑為R的半圓豎直擋板，質(zhì)量m的小球從斜面上高為R/2處靜止釋放，到達水平面恰能貼著擋板內(nèi)側(cè)運動．不計小球體積，不計摩擦和機械能損失．則小球沿擋板運動時對擋板的作用力是()A．0.5mgB．mgC．1.5mgD．2mg8．一輛汽車以v1＝6m/s的速度沿水平路面行駛時，急剎車后能滑行x1＝3.6m，假如以v2＝8m/s的速度行駛，在同樣路面上急剎車后滑行的距離x2應(yīng)為()A．6.4mB．5.6mC．7.2mD．10.8m9．一輕質(zhì)彈簧固定在豎直墻上，用一質(zhì)量為0.2kg的木塊壓縮該彈簧，釋放木塊后，木塊沿光滑水平面運動，離開彈簧時其速度大小為2m/s.則釋放前彈簧的彈性勢能為()A．0.2JB．0.4JC．0.8JD．1.6J二、試驗題(本題共2小題，共14分)10．(6分)某試驗小組利用如圖裝置來驗證機械能守恒定律．在氣墊導(dǎo)軌上固定兩個光電門，光電門連接數(shù)字毫秒計，滑塊上固定寬度為d的遮光條．把導(dǎo)軌的右端墊高，測出傾角為θ.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.(1)試驗時，將滑塊從某處由靜止釋放．遮光條通過某光電門的時間為Δt，則滑塊通過此光電門的瞬時速度為________．(2)若通過光電門1和光電門2的速度分別為v1和v2，還須要測量________(并給這個物理量給予字母)，滿意表達式________，說明機械能守恒．11．(8分)在用打點計時器驗證機械能守恒定律的試驗中，使質(zhì)量為m＝1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合試驗要求的紙帶如圖所示．O為第一個點，A、B、C為從合適位置起先選取連續(xù)點中的三個點．已知打點計時器每隔0.02s打一個點，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間取9.80m/s2，那么：(1)依據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點到________點來驗證機械能守恒定律；(2)從O點到(1)問中所取的點，重物重力勢能的削減量ΔEp＝________J．動能增加量ΔEk＝________J(結(jié)果取三位有效數(shù)字)(3)若測出紙帶上全部各點到O點之間的距離，依據(jù)紙帶算出各點的速度v及物體下落的高度h，則以eq\f(v2,2)為縱軸、以h為橫軸畫出的圖像是圖中的________．三、計算題(本題共2小題，共24分)12．(12分)在消遣節(jié)目中，選手須要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上，小明和小陽觀看后對此進行了探討。如圖所示，他們將選手簡化為質(zhì)量m＝60kg的質(zhì)點，選手抓住繩由靜止起先搖擺，此時繩與豎直方向夾角α＝53°，繩的懸掛點O距水面的高度為H＝3m．不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺露出水面的高度不計，水足夠深．取重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.求選手?jǐn)[到最低點時對繩拉力F的大?。?/p>

13.(12分)如圖所示，MNP為豎直面內(nèi)一固定軌道，其圓弧段MN與水平段NP相切于N，P端固定一豎直擋板．M相對于N的高度為h，NP長度為s.一物塊從M端由靜止起先沿軌道下滑，與擋板發(fā)生一次完全彈性碰撞(碰撞后物塊速度大小不變，方向相反)后停止在水平軌道上某處．若在MN段的摩擦可忽視不計，物塊與NP段軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，求物塊停止的地方距N點的距離的可能值．[等級性考試]時間：30分鐘滿分：35分14．(5分)(多選)如圖(甲)所示，靜止在水平地面上的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖(乙)所示，設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值Ffm與滑動摩擦力大小相等，則下列說法正確的是()A．0～t1時間內(nèi)F的功率漸漸增大B．t2時刻物塊A的加速度最大C．t3時刻物塊A的動能最大D．t4時刻物塊A的位移最大15．(5分)兩滑塊甲和乙放在粗糙的水平面上，給兩滑塊同方向的初速度，兩滑塊僅在滑動摩擦力的作用下運動，并作出兩滑塊的動能與滑行距離的變更規(guī)律圖線，如圖所示，已知兩滑塊的質(zhì)量相同．則能正確地反映兩滑塊的速度隨時間變更規(guī)律的圖像是()16．(5分)諸暨陳蔡鎮(zhèn)是浙江省出名的板栗產(chǎn)地．如圖所示為老鄉(xiāng)敲打板栗的情形，假設(shè)某一次敲打板栗時，離地4m處的板栗被敲打后以4m/s的速度水平飛出，已知板栗的質(zhì)量為20g(忽視空氣阻力作用，以地面為零勢能面，g取10m/s2)，則下列關(guān)于該板栗的說法正確的是()A．水平飛出時的重力勢能是0.08JB．落地時的機械能為0.16JC．在離地高1m處的重力勢能是其機械能的eq\f(5,24)D．有可能擊中與飛出點水平距離為5m的工人17.(20分)如圖，所示，彎曲斜面、水平面與半徑為R的豎直半圓組成光滑軌道，一個質(zhì)量為m的小球從高度為4R的A點由靜止釋放，經(jīng)過半圓的最高點D后做平拋運動落在水平面的E點，忽視空氣阻力(重力加速度為g)，求：(1)小球在D點時的速度大小vD；(2)小球落地點E離半圓軌道最低點B的水平距離x；(3)小球經(jīng)過半圓軌道的C點(C點與圓心O在同一水平面)時對軌道的壓力大?。畣卧仞B(yǎng)評價(四)第八章機械能守恒定律1．解析：A，B選項所述情景中，位移都為零，D選項中冰壺滑行時，不受人的推力，故人對物體不做功，只有C選項所述情景，人對物體做功．答案：C2．解析：對同一物體，速度變更，可能只是速度方向變更而大小不變，動能不變，故A錯誤；對同一物體，動能變更，速度大小肯定變更，故B正確；物體所受合外力不為零，但是合外力做的功可能為零，動能可能不變，如勻速圓周運動，故C錯誤；物體做曲線運動，物體的速度方向肯定變更，速度大小不肯定變更，動能不肯定變更，故D錯誤．答案：B3．解析：以桌面為零勢能面，物體甲相對于零勢能面的高度為0，則甲的重力勢能為Ep1＝0；物體乙在零勢能面的下方，重力勢能比零小，為負值．即Ep2<0，所以有：Ep1>Ep2.故A正確，B、C、D錯誤．答案：A4．解析：力是變更物體速度的緣由，物體做變速運動時，合外力肯定不為零，但合外力不為零時．做功可能為零，動能可能不變，A錯誤；若合外力對物體做功為零，則物體的速度大小不變，但速度方向可能會變更，則合外力不肯定為零，B錯誤；合外力對物體做功，它的動能肯定變更，速度大小也肯定變更，C正確；物體的動能不變，所受合外力做功肯定為零，但合外力不肯定為零，D錯誤．答案：C5．解析：重力是動力，摩擦力(含空氣阻力)是阻力，合力做的功是1800J，運動員動能增加1800J，A、B錯；重力做功1900J，運動員重力勢能削減1900J，C對，D錯．答案：C6．解析：最高時速為：vm＝252km/h＝70m/s，額定功率P＝140kW＝1.4×105W.依據(jù)P＝Fvm可得：F＝eq\f(P,vm)＝2000N，故C正確，A、B、D錯誤．答案：C7．解析：由機械能守恒定律知，mgeq\f(R,2)＝eq\f(1,2)mv2，又F＝meq\f(v2,R)得F＝mg，B項正確．答案：B8．解析：急剎車后，車只受摩擦阻力的作用，且兩種狀況下摩擦力大小是相同的，汽車的末速度皆為零．設(shè)摩擦阻力為F，據(jù)動能定理得－Fx1＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)①－Fx2＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)②②式除以①式得：eq\f(x2,x1)＝eq\f(v\o\al(2,2),v\o\al(2,1))故得汽車滑行距離x2＝eq\f(v\o\al(2,2),v\o\al(2,1))x1＝(eq\f(8,6))2×3.6m＝6.4m.答案：A9．解析：彈簧彈開木塊的過程，彈簧的彈力對木塊做功，把儲存的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為木塊的動能，由動能定理有WF＝eq\f(1,2)mv2－0，而依據(jù)功能關(guān)系有WF＝－ΔEp＝－(0－Ep)，聯(lián)立可得Ep＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×0.2×22J＝0.4J，故選B.答案：B10．解析：(1)由于遮光條通過光電門的時間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度，因此滑塊經(jīng)過此光電門時的瞬時速度為v＝eq\f(d,Δt).(2)依據(jù)試驗原理可知，該試驗中須要比較重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等即可推斷機械能是否守恒，則有mgLsinθ＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，化簡為gLsinθ＝eq\f(1,2)veq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)veq\o\al(2,1)，故須要測量的物理量為：兩光電門間的距離L.答案：(1)eq\f(d,Δt)(2)兩光電門間的距離LgLsinθ＝eq\f(1,2)veq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)veq\o\al(2,1)11．解析：(1)依據(jù)題中所給數(shù)據(jù)可以看出，A、B、C為選取的連續(xù)點中的三個點，明顯只有B點的速度由vB＝eq\f(\x\to(AC),2T)可以求出，其余兩點的速度不能干脆求出，而且O、B之間的距離已知，所以應(yīng)選O點到B點來驗證機械能守恒定律．(2)ΔEp＝mghB＝1.00×9.8×19.20×10－2J＝1.88JvB＝eq\f(\x\to(AC),2T)＝eq\f(23.23－15.55×10－2,2×0.02)m/s＝1.92m/sΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1.00×1.922J＝1.84J.(3)由mgh＝eq\f(1,2)mv2得eq\f(v2,2)＝gh，故A正確．答案：(1)B(2)1.881.84(3)A12．解析：由機械能守恒定律得：mgl(1－cosα)＝eq\f(1,2)mv2由圓周運動的學(xué)問得：F′－mg＝meq\f(v2,l)解得F′＝mg(3－2cosα)人對繩的拉力F＝F′，則F＝1080N答案：1080N13．解析：物塊的質(zhì)量記為m，在水平軌道上滑行的總路程記為s′，則物塊從起先下滑到停止在水平軌道上的過程中，由動能定理得mgh－μmgs′＝0，解得s′＝eq\f(h,μ)第一種可能：物塊與擋板碰撞后，在回到N前停止，則物塊停止的位置距N點的距離為d＝2s－s′＝2s－eq\f(h,μ)其次種可能：物塊與擋板碰撞后，可再一次滑上圓弧軌道，然后滑下，在水平軌道上停止運動，則物塊停止的位置距N點的距離為d＝s′－2s＝eq\f(h,μ)－2s所以物塊停止的位置距N點的距離可能為2s－eq\f(h,μ)或eq\f(h,μ)－2s.答案：物塊停止的位置距N點的距離可能為2s－eq\f(h,μ)或eq\f(h,μ)－2s14．解析：由圖像可知，0～t1時間內(nèi)拉力F小于最大靜摩擦力，物塊靜止，拉力功率為零，故選項A錯誤；由圖像可知，在t2時刻物塊A受到的拉力最大，物塊A受到的合力最大，由牛頓其次定律可得，此時物塊A的加速度最大，故選項B正確；由圖像可知在t1～t3時間內(nèi)，物塊A受到的合力始終做正功，物塊動能始終增加，在t3時刻以后，合力做負功，物塊動能減小，因此在t3時刻物塊動能最大，故選項C正確；t4時刻力F＝0，但速度不為零，物塊接著做減速運動，位移接著增大，故選項D錯誤．答案：BC15．解析：對兩滑塊依據(jù)動能定理－Ffx＝Ek－Ek0，所以Ek＝－Ffx＋Ek0，由此表達式可知題中圖線的斜率表達的是物體運動過程中所受的摩擦力，由Ek-x圖線可推斷甲、乙兩滑塊所受摩擦力相等，所以兩滑塊均以相同的加速度做勻減速運動，D選項正確．答案：D16．解析：該板栗的質(zhì)量m＝20g＝0.02kg，水平飛出時的重力勢能為Ep＝mgh＝0.02×10×4J＝0.8J，故A錯誤，依據(jù)機械能守恒定律可知