2017_2018學年高中物理階段驗收評估（四）機械能和能源粵教版.docx

階段驗收評估（四） 機械能和能源(時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第15題只有一項符合題目要求，第68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)1人們有在房前種樹的習慣，夏天大樹長出茂密的葉子，為人們擋住炎炎烈日，冬天葉子又會全部掉光，使溫暖的陽光照入屋內，可以起到冬暖夏涼的作用。炎熱的夏天，我們在經(jīng)過有樹的地方時，也會感到明顯的涼意，關于樹木周圍比較涼爽的現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A樹木把大部分太陽光反射出去，使地面溫度降低B樹木吸收陽光，使自己溫度升高，周圍溫度降低C樹木吸收陽光，將陽光的能量轉化為化學能，使環(huán)境溫度變低D白天大樹將熱量存起來，晚上再將熱量放出來，所以白天在樹林里感覺涼爽而晚上感覺到熱解析：選C植物發(fā)生光合作用，消耗掉太陽能轉化成化學能，根據(jù)能量守恒，陽光的能量轉化成化學能，所以樹木下會比較涼爽，故C正確。2.同一個物體，分別沿兩個光滑斜面由B、C勻速提升到A。如圖1所示，若沿兩個斜面的拉力分別為FB、FC。兩個過程中拉力做的功分別為WB、WC。則()圖1AWBWCFBFCBWBWCFBWCFBFCDWBWCFBFC解析：選B設斜面高度為h，傾角為，物體的質量為m。則根據(jù)平衡條件拉力Fmgsin ，由題圖知斜面AC的傾角較大，對應的拉力FC較大；根據(jù)動能定理Wmgh0，即沿斜面勻速上升過程拉力做的功Wmgh，故WBWC。所以選項B正確。3.如圖2所示，在地面上以速度v0拋出質量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上。若以海平面為零勢能面，不計空氣阻力，則下列說法中正確的是()圖2A物體到海平面時的重力勢能為mghB重力對物體做的功為mghC物體在海平面上的動能為mv02mghD物體在海平面上的機械能為mv02解析：選C物體到達海平面時位于參考平面上，重力勢能為零，A錯；物體運動過程下落了h高度，重力做功mgh，B錯；根據(jù)機械能守恒定律mghmv02mv2，即物體在海平面上的機械能E2mv2mghmv02，C對，D錯。4一木塊靜止在光滑的水平面上，將一個大小恒為F的水平拉力作用在該木塊上，經(jīng)過位移x時，拉力的瞬時功率為P；若將一個大小恒為2F的水平拉力作用在該木塊上，使該木塊由靜止開始運動，經(jīng)過位移x時，拉力的瞬時功率是()A.P B2PC2P D4P解析：選C在光滑水平面上，大小為F和大小為2F的水平恒力分別作用在同一物體上時，產(chǎn)生的加速度大小之比為12，從靜止開始經(jīng)過相同的位移x，速度之比應該是1，根據(jù)PFv，可求出拉力的瞬時功率之比應為12，C正確。5如圖3甲所示，物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運動。通過力傳感器和速度傳感器監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示。取g10 m/s2，則()圖3A物體的質量m1.0 kgB物體與水平面間的動摩擦因數(shù)0.20C第2 s內物體克服摩擦力做的功W4.0 JD前2 s內推力F做功的平均功率P1.5 W解析：選D物體在第3 s內做勻速直線運動，因此有F3mg2 N；第2 s內物體做勻加速運動，有F2mgma，其中加速度a2 m/s2，解得m0.5 kg，0.4，A、B錯誤。第2 s內的位移為1 m，物體克服摩擦力做的功Wmgx2.0 J，C錯誤。前2 s內拉力做功為3 J，故平均功率為1.5 W，D正確。6.如圖4所示，滑塊A和B疊放在固定的斜面體上，從靜止開始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑。已知B與斜面體間光滑接觸，則在A、B下滑的過程中，下列說法正確的是()圖4AB對A的支持力不做功BB對A的作用力不做功CB對A的摩擦力做正功DB對A的摩擦力做負功解析：選BCB對A的支持力豎直向上，A和B是一起沿著斜面下滑的，所以B對A的支持力與運動方向之間的夾角大于90，所以B對A的支持力做負功，所以A錯誤；B對A的作用力包括B對A的支持力和摩擦力的作用，它們的合力的方向垂直斜面向上，與運動的方向垂直，所以B對A的作用力不做功，故B正確；B對A的摩擦力是沿著水平面向左的，與運動方向之間的夾角小于90，所以B對A的摩擦力做正功，故C正確，D錯誤。7.由光滑細管組成的軌道如圖5所示，其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內。質量為m的小球，從距離水平地面高為H的管口D處靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上。下列說法正確的是()圖5A小球能從細管A端水平拋出的條件是H2RB小球能從細管A端水平拋出的最小高度HminC小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2D小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2解析：選AD小球經(jīng)過A點的最小速度為0，由機械能守恒得mg(Hmin2R)0，故D點的最小高度Hmin2R，要使小球能從A點水平拋出，需H2R，A對，B錯；由機械能守恒定律，mg(H2R)mvA2，解得vA。而2Rgt2，xvAt，故x2，C錯，D對。8.如圖6所示，質量為m的木塊沿粗糙斜面勻加速下滑h高度，速度由v1增大到v2，所用時間為t。在此過程中()圖6A木塊的重力勢能減少mghB木塊的重力勢能減少mv22mv12C木塊與斜面增加的內能為mghmv22mv12D木塊沿斜面下滑的距離為t解析：選ABD木塊重力勢能的減少量Epmgh，故A正確；由動能定理可知，木塊動能的變化量等于重力勢能減少量與摩擦力做的功之和，重力勢能的減少量大于動能的變化量，故B錯誤；由能量守恒定律得：mghQmv22mv12，則木塊與斜面增加的內能：Qmghmv22mv12，故C正確；木塊沿斜面下滑的距離stt，故D正確。二、實驗題(本大題共2小題，共16分)9. (6分)為了測定一根輕彈簧壓縮最短時能儲存的彈性勢能的大小，可以將彈簧固定在一帶有凹槽軌道的一端，并將軌道固定在水平桌面邊緣上，如圖7所示，用鋼球將彈簧壓縮至最短，最后突然釋放，鋼球將沿軌道飛出桌面，實驗時：圖7(1)需要測定的物理量為_。(2)計算彈簧最短時彈性勢能的關系式是Ep_。解析：(1)需要測定的物理量有：鋼球質量m、桌面高度h、鋼球落點與飛出點的水平距離s。(2)彈簧最短時的彈性勢能全部轉化為鋼球平拋時的初動能，Epmv02，而根據(jù)平拋運動規(guī)律有hgt2，sv0t得，v0，故Epmv02。答案：(1)鋼球質量m、桌面高度h、鋼球落點與飛出點的水平距離s(2)10(10分)某同學做驗證機械能守恒定律實驗時，不慎將一條挑選出的紙帶的一部分損壞，損壞的是前端部分。剩下的一段紙帶上各相鄰點間的距離已測出標在圖8中，單位是cm。打點計時器工作頻率為50 Hz，重力加速度g取9.8 m/s2，重物質量為m。圖8(1)重物在2點時的速度v2_，在5點時的速度v5_，此過程中動能增加量Ek_，重力勢能減少量Ep_。由以上可得出實驗結論：_。(2)根據(jù)實驗判斷下列圖像正確的是(其中Ek表示重物動能的變化量，h表示重物下落的高度)()解析：(1)根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，可以求出重物在2點時的速度v2 m/s1.50 m/s和重物在5點時的速度v5 m/s2.075 m/s，所以動能增加量為Ekmv52mv221.03m J，重物從2點到5點，重力勢能減少量為Epmgh25m9.8(3.23.64.0)102 J1.06m J，由以上可得出實驗結論為：在誤差允許的范圍內，機械能守恒。(2)重物機械能守恒，應有重物減少的重力勢能轉化為增加的動能，即Ekmgh，可見重物增加的動能與下落的距離成正比，選項C正確。答案：(1)1.50 m/s2.075 m/s1.03m J1.06m J在誤差允許的范圍內，機械能守恒(2)C三、計算題(本題共2小題，共36分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11(16分)如圖9甲所示，質量m1 kg的物體靜止在光滑水平面上，t0時刻，物體受到一個變力F作用，t1 s時，撤去力F，某時刻物體滑上傾角為37的粗糙斜面；已知物體從開始運動到斜面最高點的vt圖像如圖乙所示，不計其他阻力，求：圖9(1)變力F做的功。(2)物體從斜面底端滑到最高點過程中克服摩擦力做功的平均功率。(3)物體回到出發(fā)點的速度。解析：(1)物體1 s末的速度v110 m/s，根據(jù)動能定理得：WFmv1250 J。(2)物體在斜面上升的最大距離：x110 m5 m物體到達斜面時的速度v210 m/s，到達斜面最高點的速度為零，根據(jù)動能定理：mgxsin 37Wf0mv22解得：Wf20 J，20 W。(3)設物體重新到達斜面底端時的速度為v3，則根據(jù)動能定理：2Wfmv32mv22解得：v32 m/s此后物體做勻速直線運動，到達原出發(fā)點的速度為2 m/s。答案：(1)50 J(2)20 W(3)2 m/s12. (20分)如圖10所示，在豎直平面內有一半徑為R的半球形容器，用輕質不可伸長的細繩連接A、B兩球，懸掛在容器邊緣兩側，A球質量為B球質量的2倍，現(xiàn)將A球從容器邊緣處由靜止釋放，已知A球始終不離開球面，且細繩足夠長，容器固定。若不計一切摩擦。求：圖10(1)A球沿球面滑至最低點時的速度大?。?2)A球沿球面運動的最大位移大小。解析：(1)當A球經(jīng)過軌道最低點時，速度沿切線方向水平向左，這是A球的實際速度，也是合速度，將其分