2023春新教材高中物理第8章機械能守恒定律達標檢測卷新人教版

第八章達標檢測卷(考試時間：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選項中，只有一項是符合題目要求的．1．下列說法中正確的是()A．如果合外力對物體所做的功為零，則合外力一定為零B．一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度一定變化；但速度變化時，動能不一定變化C．處于平衡狀態(tài)的運動物體，其機械能一定不變D．動能不變的物體，其機械能一定不變【答案】B【解析】合外力做功為零，有多種情況，比如合外力為零，做功位移為零，或合外力不為零、位移不為零，但合外力和位移垂直，A錯誤；動能是標量，當其大小發(fā)生變化時，根據(jù)Ek＝eq\f(1,2)mv2，速度大小必然發(fā)生變化；而速度變化時，很可能只是速度方向的變化，大小不變，根據(jù)Ek＝eq\f(1,2)mv2，動能不變，B正確；處于平衡狀態(tài)的物體，機械能可能是變化的，例如勻速上升或下降的電梯，動能不變，重力勢能變化，機械能變化，C錯誤；動能不變的物體，當其勢能發(fā)生變化時，機械能就改變，D錯誤．2．如圖，小亮用力拉著木箱水平向右勻速前進，關(guān)于木箱所受各力做功的情況，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錯誤；摩擦力的方向與位移的方向相反，摩擦力做負功，D錯誤．3．如圖，“天問一號”火星探測器在發(fā)射的初始階段加速上升，此過程中探測器的()A．重力勢能減小 B．重力勢能增加C．動能逐漸減小 D．動能保持不變【答案】B【解析】“天問一號”火星探測器在發(fā)射的初始階段加速上升，“天問一號”火星探測器的位置升高，重力勢能增加，速度增大，則動能增加，B正確，A、C、D錯誤．4．下列物理量中，屬于矢量的是()A．路程 B．時間C．位移 D．功率【答案】C5．如圖，足球運動員將足球從靜止開始踢出，足球沿水平草地做直線運動，整個過程中對足球做正功的力是()A．踢球的力 B．草地的阻力C．足球的重力 D．草地的支持力【答案】A6．機器人將貨物從地面搬起，沿水平方向勻速移動一段距離后放至貨架上，在此過程中，機器人對貨物的做功情況，下列說法正確的是()A．將貨物向上搬起的過程中，機器人對貨物做正功B．將貨物向上搬起的過程中，機器人對貨物不做功C．將貨物水平勻速移動的過程中，機器人對貨物做正功D．將貨物水平勻速移動的過程中，機器人對貨物做負功【答案】A7．宋代詩人蘇軾的名句“會挽雕弓如滿月，西北望，射天狼”中蘊含了一些物理知識．如圖所示，在人將弓拉開的過程中，下列說法正確的是()A．人對弓的拉力做正功，弓的彈性勢能變大B．人對弓的拉力做正功，弓的彈性勢能變小C．人對弓的拉力做負功，弓的彈性勢能變大D．人對弓的拉力做負功，弓的彈性勢能變小【答案】A【解析】由于人的拉力與弓的形變方向相同，故人對弓做正功；在拉開過程中由于弓的形變量增大，彈性勢能增大，故選A．8．運輸物資的汽車以額定功率上坡時，為增大牽引力，司機應使汽車的速度()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】根據(jù)公式P＝Fv，由于以額定功率上坡時，為增大牽引力，則司機應使汽車的速度減小，B、C、D錯誤，A正確．9．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，沿水平地面向右運動，發(fā)生了一段位移x，在這個過程中，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錯誤．10．如圖所示為一輛新能源電動汽車，發(fā)動機的額定功率為9.0×104W．當汽車以10m/s的速度沿水平路面勻速行駛時，牽引力大小為3.0×103N，此時汽車發(fā)動機輸出的實際功率為()A．1.0×104W B．1.5×104WC．3.0×104W D．9.0×104W【答案】C【解析】汽車發(fā)動機輸出的實際功率為P＝Fv＝3.0×103×10W＝3.0×104W，C正確，A、B、D錯誤．11．把一個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，則在從物體被拋出到落回拋出點的全過程中()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錯誤，D正確．12．如圖為用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置．關(guān)于這一實驗，下列說法中正確的是()A．打點計時器兩個限位孔可以不在同一豎直線上B．應先釋放紙帶，后接通電源打點C．需使用秒表測出重物下落的時間D．測出紙帶上兩點之間的距離，可知重物相應的下落高度【答案】D【解析】打點計時器的兩個限位孔必須在同一豎直線上，A錯誤；實驗時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重物，讓它帶著紙帶一同落下，B錯誤；可以通過打點計時器計算時間，不需要秒表，C錯誤；測出紙帶上兩點間的距離，可以知道重物相應的下落高度，D正確．13．如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速度釋放，讓它自由擺下．不計空氣阻力，則在重物由A點擺向最低點B的過程中()A．彈簧與重物的總機械能不守恒 B．彈簧的彈性勢能增加C．重物的機械能不變 D．重物的機械能增加【答案】B【解析】由A到B的過程中，只有重力和彈簧彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒，即彈簧與重物系統(tǒng)的總機械能守恒，A錯誤；在運動的過程中，彈簧的形變量增大，則彈簧的彈性勢能增加，B正確；根據(jù)能量守恒定律知，系統(tǒng)機械能不變，彈簧的彈性勢能增加，則重物的機械能減小，C、D錯誤．14．如圖所示，將小球m分別從A點和B點無初速度地釋放，則經(jīng)過最低點C時，小球的速率之比v1∶v2為(空氣阻力不計)()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點時的速度為v，繩長為l.根據(jù)動能定理，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(2gl1－cos60°)＝eq\r(gl)，則v1∶v2＝eq\r(2)∶1，B正確．15．如圖所示，兩根輕質(zhì)桿組成直角支架，O點為水平轉(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，不計一切摩擦，則以下說法正確的是()A．小球a不可能轉(zhuǎn)到與O點等高處B．小球b轉(zhuǎn)動的最大速度為eq\r(\f(8\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2)－1))Lg,3))C．轉(zhuǎn)動過程中桿受力一定沿桿方向D．小球a從最低點運動到最高點的過程中，桿對小球a做的功為mgL【答案】B【解析】假設(shè)小球a恰好轉(zhuǎn)到與O點等高處，設(shè)O點所在水平面為零勢能面，小球a和b組成的系統(tǒng)初始位置機械能為E1＝－2mgL，當小球a轉(zhuǎn)到與O點等高處時系統(tǒng)機械能為E2＝－2mgL，即E1＝E2，假設(shè)成立，故小球a一定能轉(zhuǎn)到與O點等高處，A錯誤；設(shè)OB桿與水平方向夾角為θ時，小球b速度為v，則小球a的速度va＝eq\f(v,2)，由系統(tǒng)機械能守恒，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)動過程中小球a的機械能增加，小球b的機械能減少，所以桿對a和b均做功，存在桿對a和b的力與速度不垂直位置，即存在桿對a和b的力不沿桿的位置，根據(jù)牛頓第三定律，C錯誤；設(shè)桿對小球a做的功為W，由動能定理，有W－2mgL＝0，得W＝2mgL，D錯誤．16．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，其運動視為勻變速直線運動，則子彈穿出A時的速度為()A．eq\f(2v1＋v2,3) B．eq\f(2v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2),3)C．eq\r(\f(2v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2),3)) D．eq\f(v\o\al(2,1)＋2v\o\al(2,2),3)【答案】C【解析】設(shè)子彈的質(zhì)量為m，對子彈穿過A、B的整個過程運用動能定理得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝Wf，因為子彈所受摩擦力保持不變，又因為A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，對子彈穿過A的過程，由動能定理得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(2v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2),3))，C正確．17．質(zhì)量相等的A、B兩物體(當作質(zhì)點)．從同一高度h同時開始運動，A做平拋運動，B做自由落體運動．已知兩物體質(zhì)量均為m，重力加速度為g.則()A．兩球在空中運動的時間不同B．兩球落地時動能相等C．從開始到剛落地的過程中，兩球的動能增量相同D．若落地后速度均變?yōu)榱悖瑒t落地過程中兩球機械能的減少量均為mgh【答案】C【解析】平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，分運動與合運動具有等時性，所以兩個物體同時落地，所需時間相同，故A錯誤；兩物體落地時在豎直方向的分速度相等，但平拋運動有水平分速度，根據(jù)速度的合成，知兩個物體落地時的速度、速率都不同，故動能不同，故B錯誤；動能的增量等于物體重力做的功，而重力做功相等，故動能增量相等，故C正確；機械能的減少量等于初態(tài)的機械能，故A球為mgh＋eq\f(1,2)mv2，B球為mgh，故D錯誤．18．如圖是農(nóng)田自動灌溉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．水泵啟動后，水從噴嘴沿水平方向噴出，水平射程可達4.0m．忽略水池中水泵與地面的高度差、水進入水泵時的速度以及空氣阻力，水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg.下列說法正確的是()A．水從噴嘴噴出時的速度為5m/s B．每秒噴嘴噴出水的質(zhì)量為2.4kgC．每秒水泵對水做的功為150J D．每秒水泵對水做的功為174J【答案】D【解析】由平拋運動知識可知，水從噴嘴噴出時的速度為v＝xeq\r(\f(g,2h))＝4×eq\r(\f(10,2×0.8))m/s＝10m/s，A錯誤；每秒噴嘴噴出水的質(zhì)量為m＝ρSv＝103×3.0×10－4×10kg＝3.0kg，B錯誤；每秒水泵對水做的功為W＝mgh＋eq\f(1,2)mv2＝(3×10×0.8＋eq\f(1,2)×3×102)J＝174J，C錯誤，D正確．19．如圖所示，小李站上緩慢運行的扶梯后，隨扶梯先加速運動再勻速運動至頂端平臺，整個過程中扶梯對小李做功為3.3×103J，小李克服重力做功為3.2×103J，則小李的動能增加了()A．6.5×103J B．3.2×103JC．3.3×103J D．1.0×102J【答案】D【解析】根據(jù)動能定理得ΔEk＝W－WG＝1×102J，D正確，A、B、C錯誤．20．有一輛質(zhì)量為170kg、輸出功率為1440W的太陽能試驗汽車，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)汽車行駛時受到的阻力與其速度成正比，則汽車()A．以最大速度行駛時牽引力大小為60NB．以額定功率啟動時的加速度大小為0.24m/s2C．保持最大速度行駛1h至少需要有效光照8hD．直接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】根據(jù)P額＝Fvmax，可得F＝eq\f(P額,vmax)＝eq\f(\f(1440,90),3.6)N＝57.6N，A錯誤；以額定功率啟動時，由牛頓第二定律有eq\f(P,v)－f＝ma，而剛啟動時速度v為零，則阻力f也為零，故剛啟動時加速度趨近于無窮大，B錯誤；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至少需要有效光照8h，C正確；由題意，汽車行駛時受到的阻力與其速度成正比，設(shè)f＝kv，達到最大速度時有57.6＝k×eq\f(90,3.6)，解得k＝2.304.當直接用太陽能電池板輸出的功率行駛且有最大速度時，則有eq\f(30×6,v′)＝kv′，解得v′≈8.84m/s，D錯誤．二、非選擇題：本題共3小題，共40分．21．(12分)在驗證機械能守恒定律的實驗中，小紅同學利用圖甲實驗裝置進行實驗，正確完成操作后，得到一條點跡清晰的紙帶，如圖乙所示，其中O點為紙帶起始點，兩相鄰計數(shù)點時間間隔為T.(1)實驗裝置中，電火花計時器應選用________(填“直流”或“交流”)電源；觀察紙帶，可知連接重物的夾子應夾在紙帶的________(填“左”或“右”)端．(2)若重物質(zhì)量為m，重力加速度為g，利用紙帶所測數(shù)據(jù)，計算出C點的速度vC＝________，在誤差允許范圍內(nèi)，根據(jù)eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝________來驗證機械能守恒定律．(用字母表示)(3)在實驗中，小紅同學發(fā)現(xiàn)小球重力勢能的減少量總是略大于小球動能的增加量，分析原因可能是________________________________.(只需說明一種即可)【答案】(1)交流左(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)實驗所用打點計時器接交流電源上；重物應該靠近打點計時器，可知連接重物的夾子應夾在紙帶的左端．(2)利用勻變速直線運動的推論，可知打C點時紙帶的速度為vC＝eq\f(h1＋h2,2T).根據(jù)機械能守恒定律知重力勢能轉(zhuǎn)換為動能，則有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝mgh.(3)小球重力勢能的減少量總是略大于小球動能的增加量，分析原因可能是受空氣阻力影響或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＝0.8m的水平桌面上，B點右端接一光滑小圓弧(圖上未畫出)，圓弧右端切線水平，與桌面邊緣的距離為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點后恰好停在桌面邊緣的C點，已知滑塊與桌面間的滑動摩擦因數(shù)μ＝0.2，g取10m/s2.(1)求滑塊到達B點速度vB的大?。?2)求B點到桌面邊緣C點的距離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點靜止釋放，最后滑塊落在水平地面上的P點．求落地點P距C點正下方的O點的距離x.【答案】(1)2m/s(2)1m(3)0.64m【解析】(1)沿光滑斜劈AB下滑的過程機械能守恒，gmL1sin30°＝eq\f(1