（浙江選考）2023版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第五章機械能守恒定律單元滾動檢測卷

PAGEPAGE1第五章機械能守恒定律單元滾動檢測卷五考生注意：1．本試卷分第一卷(選擇題)和第二卷(非選擇題)兩局部，共4頁．2．答卷前，考生務(wù)必用藍、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級、學(xué)號填寫在相應(yīng)位置上．3．本次考試時間90分鐘，總分值100分．第一卷一、選擇題Ⅰ(此題共13小題，每題3分，共39分．每題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多項選擇、錯選均不得分)1．伽利略的斜面實驗反映了一個重要事實：如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略不計，小球一旦沿斜面A滾落，必將準確地終止于斜面B上與它開始點相同高度處，絕不會更高一點或更低一點，這說明，小球在運動過程中有一個“東西〞是不變的，這個“東西〞是()A．彈力 B．速度C．加速度 D．能量答案D解析運動過程中假設(shè)斜面的傾角不同，那么受到的彈力不同，A錯誤；下滑過程中速度越來越大，上滑過程中速度越來越小，速度不同，B錯誤；斜面的傾斜程度不同，加速度也不同，C錯誤；伽利略理想斜面實驗中如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略，那么在小球運動的過程只有重力做功，那么物體的機械能守恒，故這個不變量應(yīng)該是能量，D正確．2．(2022·紹興第一中學(xué)期末)關(guān)于做功，以下說法中正確的選項是()A．滑動摩擦力阻礙物體的相對運動，一定做負功B．靜摩擦力和滑動摩擦力都可以做正功C．一負電荷在電場中移動時，克服電場力做功，那么其電勢能減少D．作用力與反作用力大小相等、方向相反，所做功的代數(shù)和一定為零答案B解析恒力做功的表達式W＝Flcosα，滑動摩擦力的方向與物體相對運動方向相反，但與運動方向可以相同，也可以相反，物體受滑動摩擦力也有可能位移為零，故可能做負功，也可能做正功，也可能不做功，A錯誤；恒力做功的表達式W＝Flcosα，靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢方向相反，但與運動方向可以相同，也可相反，還可以與運動方向垂直，故靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，也可以不做功，結(jié)合A的分析，B正確；無論是正電荷還是負電荷，只要克服電場力做功，其電勢能一定增加，C錯誤；一對相互作用力大小相等，方向相反，作用的兩個物體位移不同，做功就不同，其代數(shù)和不一定為零，D錯誤．3．兩輛相同的汽車，一輛空載，一輛滿載，在同一水平公路路面上(路面粗糙程度不變)直線行駛，下面關(guān)于兩車車速、動能、慣性、質(zhì)量和滑行路程的討論，正確的選項是()A．車速較大的汽車，它的慣性較大B．動能較大的汽車，它的慣性較大C．行駛速度相同時，質(zhì)量較大的汽車，剎車后滑行的路程較長D．以額定功率勻速行駛時，質(zhì)量較小的汽車，剎車后滑行的路程較長答案D4．如圖1所示，兩個物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)相等，它們的質(zhì)量也相等．在甲圖中用力F1拉物體，在乙圖中用力F2推物體，夾角均為α，兩個物體都做勻速直線運動，通過相同的位移．設(shè)F1和F2對物體所做的功分別為W1和W2，物體克服摩擦力做的功分別為W3和W4，以下判斷正確的選項是()圖1A．F1＝F2 B．W1＝W2C．W3＝W4 D．W1－W3＝W2－W4答案D5．如圖2所示，質(zhì)量為m的小球(可以看成質(zhì)點)，在恒力F的作用下，從地面上A點由靜止開始運動．途經(jīng)桌面處B點到達C點，現(xiàn)以桌面為參考平面，H<h，那么()圖2A．小球從A到B重力做功小于從B到C重力做的功B．小球在A點的重力勢能大于在C點的重力勢能C．整個過程小球的機械能一定增大D．整個過程小球的機械能守恒答案C解析功的大小比擬看絕對值，h>H，那么mgh＞mgH，故A錯誤；重力勢能的大小看位置上下，A點最低，B錯誤；恒力F始終做正功，所以小球的機械能一直變大，C正確，D錯誤．6．如圖3所示，質(zhì)量相同的物體A與B通過一輕繩繞過光滑固定的輕質(zhì)定滑輪系在一起，B在光滑斜面上，與B相連的輕繩與斜面平行．開始時用手托著A使它們都靜止，然后放手，在A未到達地面、B未到達斜面頂端之前()圖3A．物體A的動能總比物體B的動能大B．輕繩對物體A不做功C．物體A和B組成的系統(tǒng)的機械能不守恒D．物體B的機械能一定變大答案D解析由題意知，A、B兩物體的速率始終相等，所以兩物體的動能相等，選項A錯誤；輕繩的拉力對A做負功，選項B錯誤；A、B組成的系統(tǒng)中只有重力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，選項C錯誤；繩子拉力對B做正功，B的機械能一定變大，選項D正確．7．根據(jù)國家標(biāo)準規(guī)定，電動自行車的最高速度不得超過20km/h.一個高中生騎電動自行車按規(guī)定的最高速度勻速行駛時，電動車所受的阻力是總重力的0.2倍．人和車的總質(zhì)量約為60kg，那么此時電動車電機的輸出功率約為()A．70W B．140WC．700W D．1400W答案C8．如圖4所示，某高三男生以立定跳遠的方式躍過一條1.8m寬的水溝，其起跳、騰空、落地的過程如下圖，他這一次跳躍所消耗的能量最接近()圖4A．60JB．600JC．1200JD．2000J答案B解析設(shè)男生質(zhì)量為60kg.G＝mg＝600N，跳起高度大約1m，消耗的能量E＝mgh＝600J.9.如圖5所示，小球甲從豎直固定的半徑為R的eq\f(1,4)光滑圓弧軌道頂端由靜止?jié)L下，圓弧底端切線水平；同質(zhì)量的小球乙從高為R的光滑斜面頂端由靜止?jié)L下．以下判斷錯誤的選項是()圖5A．兩小球到達底端時速度相同B．兩小球運動到底端的過程中重力做功相同C．兩小球到達底端時動能相同D．兩小球到達底端時，乙重力做功的瞬時功率大于甲重力做功的瞬時功率答案A解析根據(jù)動能定理得，mgR＝eq\f(1,2)mv2，知兩小球到達底端的動能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同，應(yīng)選項A錯誤，C正確；兩小球運動到底端的過程中，下落的高度相同，那么重力做功相同，應(yīng)選項B正確；兩小球到達底端的速度大小相等，甲球的重力與速度方向垂直，瞬時功率為零，乙球的重力與速度方向不垂直，瞬時功率不為零，那么乙球的重力做功的瞬時功率大于甲球的重力做功的瞬時功率，應(yīng)選項D正確．10．同一輛貨車兩次勻速駛上同一坡路(路面粗糙程度相同)，在空載時上坡的速度為v1，牽引力為F1；在滿載時上坡的速度為v2，牽引力為F2.兩次上坡過程該貨車的輸出功率相同，不計空氣阻力，那么()A．v1＜v2 B．v1＞v2C．F1＞F2 D．F1＝F2答案B解析貨車勻速上坡時的牽引力F＝mgsinθ＋μmgcosθ，空載時的牽引力F1小于滿載時的牽引力F2，選項C、D均錯；由P＝Fv相同，可知v1＞v2，選項B正確．11．如圖6所示，斜面高h，質(zhì)量為m的物塊，在沿斜面向上的恒力F作用下，能勻速沿斜面向上運動，假設(shè)把此物塊放在斜面頂端，在沿斜面向下同樣大小的恒力F作用下，物塊由靜止向下滑動，滑至底端時其動能的大小為(不計空氣阻力)()圖6A．mgh B．2mghC．2Fh D．Fh答案B解析物塊勻速向上運動，即向上運動過程中物塊的動能不變，由動能定理知物塊向上運動過程中外力對物塊做的總功為0，即WF－mgh－Wf＝0 ①物塊向下運動過程中，恒力F與摩擦力分別對物塊做的功與向上運動時相同，設(shè)滑至底端時的動能為Ek，由動能定理知WF＋mgh－Wf＝Ek－0 ②將①式變形有WF－Wf＝mgh，代入②式有Ek＝2mgh，那么B選項正確．12．三峽水力發(fā)電站是我國最大的水力發(fā)電站，三峽水庫水位落差約100m，水的流量約1.35×104m3A．2個B．6個C．18個D．90個答案C解析每秒用于發(fā)電的水的重力勢能約為1×1010J，轉(zhuǎn)化為電能有2×109J，每月就是5.2×1015J，等于1.44×109度電，大約可供600萬個三口之家使用，也就是1800萬人口，18個百萬人口，故C正確．13．2016年12月18日，國內(nèi)單機容量最大的抽水蓄能電站——浙江仙居抽水蓄能電站全面投產(chǎn)．其工作原理是：在用電低谷時(如深夜)，電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池中，到用電頂峰時，再利用蓄水池中的水發(fā)電．如圖7所示，假設(shè)該電站蓄水池(上水庫)有效總庫容量(可用于發(fā)電)為8.78×106m3，發(fā)電過程中上下水庫平均水位差671m，年抽水用電量為3.2×109kW·h，年發(fā)電量為2.5×109kW·h(水的密度為ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度為g圖7A．抽水蓄能電站的總效率約為65%B．發(fā)電時流入下水庫的水流速度最大可達150m/sC．蓄水池中能用于發(fā)電的水的重力勢能約為Ep＝6.0×1015JD．該電站平均每天所發(fā)電能可供應(yīng)一個大城市居民用電(電功率以106kW計算)約7h答案D解析年抽水用電量為3.2×109kW·h，年發(fā)電量為2.5×109kW·h，那么抽水蓄能電站的總效率為η＝eq\f(2.5×109kW·h,3.2×109kW·h)×100%≈78.1%，故A錯誤．假設(shè)沒有任何阻力，由機械能守恒得mgh＝eq\f(1,2)mv2，得v＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×671)m/s≈116m/s，由題知，水流下的過程中受到阻力，所以發(fā)電時流入下水庫的水流速度小于116m/s，故B錯誤．蓄水池中能用于發(fā)電的水的重力勢能為Ep＝mgh＝ρVgh＝1.0×103×8.78×106×10×671J≈5.9×1013J，故C錯誤．該電站平均每天所發(fā)電量為E＝eq\f(2.5×109kW·h,365)，可供應(yīng)一個大城市居民用電(電功率以106kW計算)的時間為t＝eq\f(E,106kW)≈7h，故D正確．二、選擇題Ⅱ(此題共3小題，每題2分，共6分．每題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的，全部選對的得2分，選對但不全的得1分，有錯選的得0分)14．如圖8所示，排球運發(fā)動正在做顛球訓(xùn)練，假設(shè)空氣阻力不能忽略，那么擊球后，球從某位置離開手豎直向上運動，再下落回到該位置的過程中()圖8A．重力先做正功后做負功B．重力做的總功不為零C．空氣阻力做負功D．空氣阻力做的總功等于球的動能變化答案CD解析排球在豎直向上運動的過程中，重力方向與位移方向相反，重力做負功，排球豎直向下運動的過程中，重力方向與位移方向相同，重力做正功，選項A錯誤；重力做功只與初、末位置有關(guān)，故在整個過程中，重力對排球做的總功為零，選項B錯誤；在整個運動過程中，排球受的空氣阻力方向與速度方向始終相反，故空氣阻力對排球做負功，選項C正確；由動能定理知，空氣阻力做的總功等于球的動能變化，選項D錯誤．15.如圖9所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P連接，另一端與物體A相連，物體A置于光滑水平面桌面上，過右端連接一水平細線，細線繞過光滑的輕質(zhì)定滑輪與物體B相連，A、B兩物體質(zhì)量相等．開始A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時刻燒斷細線，以下分析正確的選項是()圖9A．燒斷細線的瞬時，A物體的加速度為零B．B物體落地前，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒C．B物體落地后，A物體與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒D．當(dāng)彈簧的彈力為零時，A物體的動能最大答案CD解析以A、B組成的系統(tǒng)為研究對象，彈簧的彈力等于B物體的重力，燒斷細線的瞬間，根據(jù)牛頓第二定律可知，mg＝ma，選項A錯誤；B物體落地前，A物體、B物體以及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，應(yīng)選項B錯誤；B物體落地后，A物體與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，選項C正確；以A為研究對象，當(dāng)加速度為零即彈簧的彈力為零時，速度到達最大，動能最大，選項D正確．16．如圖10所示，體重相同的兩位女士到五樓上班，甲圖中的女士從一樓勻速走上去，而乙圖中的女士乘電梯從一樓(上升過程勻速)上去，假設(shè)乙圖中的女士先到，那么以下關(guān)于兩位女士受到的力所做的功及功率的判斷不正確的選項是()圖10A．兩位女士所受支持力做功相同，乙圖中的女士克服重力做功的功率大B．乙圖中的女士所受支持力做功大，克服重力做功的功率也大C．兩位女士所受支持力做功相同，克服重力做功的功率也相同D．甲圖中的女士所受支持力做功大，克服重力做功的功率也相同答案ACD解析題圖甲中的女士所受支持力不做功，克服重力做功相同，但題圖乙中的女士用的時間少，故其功率大，B項正確．第二卷三、非選擇題(此題共7小題，共55分)17．(4分)在探究做功與物體速度變化的關(guān)系實驗中：(1)除長木板、足夠多的橡皮筋和紙帶外，還需要以下哪些器材才能完成該實驗________．(填器材的代號，漏填或多填均不得分)(2)圖11甲、乙分別是A、B兩位同學(xué)實驗后交上的紙帶，你認為兩位同學(xué)操作合理的是________(填“A〞或“B〞)，不合理的原因是____________________________．圖11答案(1)ACFG(2)B沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力缺乏解析(1)本實驗需要交流電源、小木塊和刻度尺；由于電源使用的是220V的交流電壓，所以打點計時器選用電火花計時器．(2)根據(jù)題圖甲，小木塊到達最大速度后做減速運動，說明A同學(xué)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力缺乏；根據(jù)題圖乙，小木塊到達最大速度后做勻速運動，說明B同學(xué)已平衡摩擦力，故操作合理的同學(xué)是B.18．(5分)在用自由落體法“驗證機械能守恒定律〞的實驗中：(g取10m/s2)(1)運用公式eq\f(1,2)mv2＝mgh來驗證時，對實驗條件的要求是________，為此，所選擇的紙帶第1、2兩點間的距離應(yīng)接近________．(2)假設(shè)實驗中所用重錘質(zhì)量m＝1kg，打點紙帶如圖12所示，打點時間間隔為0.02s，那么記錄B點時，重錘速度vB＝________，重錘動能Ek＝________；從開始下落起至B點，重錘的重力勢能減小量是________．由此可得出的結(jié)論是________________．(結(jié)果均取兩位有效數(shù)字)圖12(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度v，量出下落距離h，那么以eq\f(v2,2)為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象應(yīng)是圖中的()答案(1)從靜止開始下落2mm(2)0.79m/s0.31J0.32J在實驗誤差允許的范圍內(nèi)機械能是守恒的(3)C解析(1)重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，實驗條件的要求是從靜止開始下落，即初速度為0，第1、2兩點的距離h＝eq\f(1,2)gt2且t＝0.02s，可得h＝2mm.(2)B點是A、C兩點的中間時刻，由vB＝eq\f(xAC,2T)＝0.79m/s，重錘動能Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)≈0.31J．重錘重力勢能的減少量ΔEp＝mghB且hB＝32.4mm，代入可得ΔEp≈0.32J．減少的重力勢能近似等于重錘動能的增加量，可得出結(jié)論：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)機械能是守恒的．(3)由eq\f(1,2)mv2＝mgh，整理可得eq\f(v2,2)＝gh，所以eq\f(v2,2)－h(huán)圖線是一條過原點的傾斜直線，圖線的斜率為重力加速度g，C正確．19．(5分)某同學(xué)用如圖13甲所示裝置做“探究合力做的功與動能改變關(guān)系〞的實驗，他們將光電門固定在水平軌道上的B點，并用重物通過細線拉小車，然后保持小車和重物的質(zhì)量不變，通過改變小車釋放點到光電門的距離(s)進行屢次實驗，實驗時要求每次小車都從靜止釋放．圖13(1)用游標(biāo)卡尺測出遮光條的寬度d如圖乙所示，d＝________cm.(2)如果遮光條通過光電門的時間為t，小車到光電門的距離為s.該同學(xué)通過描點作出線性圖象來反映合力做的功與動能改變關(guān)系，那么他作的圖象是以下哪一個時才能符合實驗要求________．A．s－t B．s－t2C．s－t－1 D．s－t－2(3)以下哪些實驗操作能夠減小實驗誤差________．A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛重物時使小車能在軌道上勻速運動B．必須滿足重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量C．必須保證小車從靜止?fàn)顟B(tài)開始釋放答案(1)1.075(2)D(3)C解析(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為1cm，游標(biāo)尺讀數(shù)為15×0.05mm＝0.75mm＝0.075cm，所以最終讀數(shù)為：1cm＋0.075cm＝1.075cm；(2)數(shù)字計時器記錄遮光條通過光電門的時間，由位移公式計算出小車通過光電門的平均速度，用該平均速度代替小車的瞬時速度，故在遮光條經(jīng)過光電門時小車的瞬間速度為：v＝eq\f(d,t)，根據(jù)動能定理：Fs＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)m(eq\f(d,t))2，可見s與t2成反比，即與eq\f(1,t2)成正比，故應(yīng)作出s－t－2圖象．應(yīng)選D.(3)經(jīng)前面分析知，要使s－t－2圖象為過原點的直線，應(yīng)保證小車初動能為零，即必須保證小車從靜止?fàn)顟B(tài)開始釋放，應(yīng)選C.20.(9分)(2022·寧波市9月聯(lián)考)如圖14所示，固定斜面的傾角θ＝30°，物體A與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(\r(3),10)，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時上端位于C點，物體A的質(zhì)量為m＝2kg，初始時物體A到C點的距離為L＝1m，現(xiàn)給A一初速度v0＝3m/s，使A開始沿斜面向下運動，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點．不計空氣阻力，g＝10m/s2，求此過程中：圖14(1)物體A第一次經(jīng)過C點時的速度大??；(2)彈簧的最大壓縮量；(3)彈簧獲得的最大彈性勢能．答案(1)4m/s(2)eq\f(8,3)m(3)eq\f(104,3)J解析(1)設(shè)物體A向下運動剛到C點時速度為vmgLsinθ－μmgcosθ·L＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(

2,0)，可解得v＝4m/s(2)設(shè)彈簧的最大壓縮量為xeq\f(1,2)mv2＝μmgcosθ·2x，解得x＝eq\f(8,3)m(3)設(shè)彈簧的最大彈性勢能為Epmmgxsinθ－μ·mgcosθ·x－Epm＝0－eq\f(1,2)mv2，解得Epm＝eq\f(104,3)J.21．(10分)(2022·金華市9月十校聯(lián)考)如圖15所示，水平面上的A點有一固定的理想彈簧發(fā)射裝置，發(fā)射裝置內(nèi)壁光滑，A為發(fā)射口所在的位置，B點與在豎直面內(nèi)、內(nèi)壁光滑的鋼管彎成的“9”形固定軌道平滑相接，鋼管內(nèi)徑很小，“9”字全高H＝1m；“9”字上半局部圓弧半徑R＝0.1m，圓弧為eq\f(3,4)圓周；當(dāng)彈簧壓縮量為2cm(彈性限度內(nèi))時，啟動發(fā)射裝置，恰能使質(zhì)量m＝0.1kg的滑塊沿軌道上升到最高點C，彈簧彈性勢能與壓縮量的平方成正比，AB間距離為L＝4m，滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度g＝10m/s2，求：圖15(1)當(dāng)彈簧壓縮量為2cm時，彈簧的彈性勢能；(2)當(dāng)彈簧壓縮量為3cm(彈性限度內(nèi))時，啟動發(fā)射裝置，滑塊滑到軌道最高點C時對軌道的作用力；(3)當(dāng)彈簧壓縮量為3cm時，啟動發(fā)射裝置，滑塊從D點水平拋出后的水平射程．答案(1)1.8J(2)44N，方向豎直向上(3)2.8m解析(1)根據(jù)能量守恒定律得，Ep＝μmgL＋mgH，解得Ep＝1.8J(2)因為彈簧彈性勢能與壓縮量的平方成正比，彈簧壓縮量為3cm時，Ep′＝eq\f(9,4)Ep根據(jù)能量守恒定律得，Ep′＝μmgL＋mgH＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)由牛頓第二定律得：FN＋mg＝meq\f(v\o\al(2,C),R)，解得FN＝44N由牛頓第三定律可知，滑塊滑到軌道最高點C時對軌道作用力的大小FN′＝44N，方向豎直向上．(3)根據(jù)能量守恒定律Ep′＝μmgL＋mg(H－2R)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)，解得vD＝7m/s，由平拋運動得，H－2R＝eq\f(1,2)gt2，x＝vDt故水平射程x＝2.8m.22．(10分)如圖16所示，質(zhì)量m＝1kg的小物塊靜止放在粗糙水平桌面上，它與水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，且與水平桌面邊緣O點的距離s＝8m．在緊靠桌面邊緣右側(cè)固定了一個eq\f(1,2)圓弧擋板，半徑R＝3m，圓心與桌面同高．以O(shè)點為原點建立平面直角坐標(biāo)系．現(xiàn)用F＝8N的水平恒力拉動小物塊，一段時間后撤去拉力，小物塊最終水平拋出并擊中擋板．(g取10m/s2)圖16(1)假設(shè)小物塊恰能擊中圓弧擋板最低點，求其離開O點時的動能大?。?2)在第(1)問中拉力F作用的時間；(3)假設(shè)小物塊在空中運動的時間為0.6s，那么拉力F作用的距離．答案(1)7.5J(2)eq\f(\r(158),8)s(3)eq\f(65,16)m解析(1)小物塊離開O點后開始做平拋運動，故：R＝v0t，R＝eq\f(1,2)gt2，又EkO＝eq\f(1,2)mveq\o\al(

2,0)解得EkO＝7.5J；(2)由開始運動到小物塊到達O點由動能定理得：F·x－μmgs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(

2,0)，得x＝eq\f(79,16)m由牛頓第二定律得F－μmg＝ma，得a＝4m/s2由x＝eq\f(1,2)at2，得t＝eq\f(\r(158),8)s(3)小物塊離開O點后開始做平拋運動，由下落時間可知下落距離y＝eq\f(1,2)gt2，得y＝1.8m.①假設(shè)小物塊落到半圓的左半邊，那么平拋運動水平位移x1＝R－eq\r(R2－y2)＝0.6mv1＝eq\f(x1,t)＝1m/s由動能定理得F·L1－μmgs＝eq\f(1,2)mveq