高中物理單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)（四）教科版

單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)(四)(時(shí)間：75分鐘滿(mǎn)分：100分)一、選擇題：本題共10小題，共46分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分．1．下列情境中關(guān)于機(jī)械能守恒的分析正確的是()A．若物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則物體的機(jī)械能可能守恒B．若物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則物體的機(jī)械能一定守恒C．若物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，則物體的機(jī)械能一定守恒D．若物體做平拋運(yùn)動(dòng)，則物體的機(jī)械能一定守恒2．物體在下列運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)不計(jì)空氣阻力時(shí)，機(jī)械能一定不守恒的是()A．沿光滑斜面下滑的物體B．沿光滑曲面下滑的物體C．斜向上拋出的鉛球D．勻速上升的電梯3.引體向上是《國(guó)家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定高中男生測(cè)試項(xiàng)目之一．若一男生在測(cè)試中1分鐘內(nèi)完成了25次引體向上，他的身高約為1.80m，體重為60kg，引體向上的“上引”過(guò)程重心上升的高度約為0.6m，重力加速度g取10m/s2.則測(cè)試過(guò)程中該男生克服重力做功的平均功率為()A．50WB．150WC．350WD．800W4．2022年2月15日，在北京冬奧會(huì)單板滑雪男子大跳臺(tái)決賽中，17歲的中國(guó)選手蘇翊鳴獲得金牌．假設(shè)蘇翊鳴在“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對(duì)他做功2000J，他克服阻力做功200J，不計(jì)其它力做功．蘇翊鳴在此過(guò)程中()A．動(dòng)能增加了200JB．動(dòng)能增加了1800JC．重力勢(shì)能增加了1800JD．重力勢(shì)能減少了200J5．物體在某一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力做負(fù)功20J，則下列說(shuō)法一定正確的是()A．動(dòng)能增加了20JB．重力勢(shì)能減小了20JC．動(dòng)能減小了20JD．重力勢(shì)能增加了20J6.質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受到空氣阻力的作用．設(shè)某一時(shí)刻小球通過(guò)軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)繩子的張力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰能通過(guò)最高點(diǎn)，則在此過(guò)程中小球克服空氣阻力所做的功為()A．eq\f(1,4)mgRB．eq\f(3,10)mgRC．eq\f(1,2)mgRD．mgR7.如圖所示，傳送帶以速度v＝4m/s逆時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，兩傳動(dòng)輪O、P之間的距離為s＝5m，在傳送帶O輪的正上方，將一質(zhì)量為m＝1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶上．已知物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2.重力加速度g取10m/s2，在物塊由O處到P處的過(guò)程中，傳送帶對(duì)物塊做的功為()A．4JB．6JC．8JD．10J8．一蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離．假定空氣阻力可忽略，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能始終減小B．蹦極繩張緊后的下落過(guò)程中，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加C．蹦極繩張緊后的下落過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能一直減小D．蹦極過(guò)程中，重力勢(shì)能的改變與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)9．從空中以10m/s的初速度沿著水平方向拋出一個(gè)1kg的物體，已知t＝3s時(shí)物體未落地，不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2，則以下說(shuō)法正確的是()A．拋出后3s末，小球的速度為30m/sB．拋出后3s末，重力的功率為300WC．拋出后3s內(nèi)，重力的平均功率為450WD．拋出后(未落地)任意時(shí)間內(nèi)，速度改變量的方向均豎直向下10.質(zhì)量為m的物體，以初速度v0滑上一水平粗糙地面，滑行距離為L(zhǎng)時(shí)速度減半．重力加速度大小為g，下列說(shuō)法正確的是()A．物體再滑行eq\f(L,2)便停止B．在題述過(guò)程中物體克服摩擦力做的功為eq\f(3,4)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))C．物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(3veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),8gL)D．若物體的初動(dòng)能為eq\f(3,4)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))，則其滑行的最大距離為2L二、非選擇題：本題共5小題，共54分．11.(6分)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)安裝好如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置，已知重錘質(zhì)量m＝0.3kg，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz.(1)下列說(shuō)法正確的是________(單選).A．電火花計(jì)時(shí)器工作電壓約為8VB．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先釋放紙帶，再啟動(dòng)電火花計(jì)時(shí)器C．實(shí)驗(yàn)中所測(cè)重物動(dòng)能的增加量通常比其重力勢(shì)能的減少量稍大D．若打出的紙帶前面一小段被損毀，利用紙帶剩余部分也能驗(yàn)證機(jī)械能守恒(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，取第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的6個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E、F作為測(cè)量點(diǎn)，用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的距離，并記錄在圖乙中．①這六個(gè)數(shù)據(jù)中記錄不規(guī)范的是________(填A(yù)、B、C、D、E或F)點(diǎn)讀數(shù)；②根據(jù)圖乙所得的數(shù)據(jù)，取圖中O點(diǎn)到C點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，其中O點(diǎn)的速度為0，則重錘動(dòng)能的增加量為_(kāi)_______J；(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)③該同學(xué)根據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點(diǎn)的速度，利用描點(diǎn)法作出的v2-h圖像如圖丙所示，則根據(jù)圖像可以判斷重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒的依據(jù)是________(單選).A．v2與h成正比B．圖像的斜率是否與g接近C．圖像的斜率是否與2g接近12.(8分)小明同學(xué)用實(shí)驗(yàn)研究“圓珠筆的上跳”．一支能伸縮的圓珠筆，內(nèi)有一根彈簧，尾部有一個(gè)小帽，壓一下小帽，筆尖就伸出．如圖所示，手握筆桿，使筆尖向上，小帽抵在桌面上，再壓下后突然放手，筆桿將豎直向上跳起一定的高度．在某次實(shí)驗(yàn)中，小明用刻度尺測(cè)得圓珠筆跳起的高度為12cm(g取10m/s2)，現(xiàn)請(qǐng)你幫他分析：(1)圓珠筆由桌面靜止起跳到上升到最大高度的過(guò)程中，能量發(fā)生了怎樣的變化？(2)計(jì)算出圓珠筆起跳的初速度v0.13.(10分)質(zhì)量為m＝20kg的箱子靜止在光滑水平面上．如果給這個(gè)箱子施加兩個(gè)大小都是F＝50N且互成120°角的水平恒力，問(wèn)：(1)3s末它的速度v是多大？(2)3s內(nèi)兩個(gè)力對(duì)箱子做的總功是多少？14．(12分)為抗擊疫情，全國(guó)人民齊心合力、眾志成城，一輛來(lái)自陜西的大貨車(chē)滿(mǎn)載蔬菜緊急馳援上海．總質(zhì)量m＝1×104kg的貨車(chē)以150kW的恒定功率由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間50s速度達(dá)到最大vm＝30m/s，最終做勻速直線運(yùn)動(dòng)，貨車(chē)受到的阻力恒定不變．求：(g取10m/s2).(1)貨車(chē)受到的阻力大?。?2)貨車(chē)速度為6m/s時(shí)的加速度大小；(3)貨車(chē)在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的位移大?。?5.(18分)如圖所示，一半徑為R的半圓形軌道BC與一水平面相連，C為軌道的最高點(diǎn)，一質(zhì)量為m的小球以初速度v0從圓形軌道B點(diǎn)進(jìn)入，沿著圓形軌道運(yùn)動(dòng)并恰好通過(guò)最高點(diǎn)C，然后做平拋運(yùn)動(dòng)．求：(1)小球平拋后落回水平面D點(diǎn)的位置距B點(diǎn)的距離；(2)小球由B點(diǎn)沿著半圓軌道到達(dá)C點(diǎn)的過(guò)程中，克服軌道摩擦阻力做的功.單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)(四)1．解析：物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能不斷改變，機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；若物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則系統(tǒng)的機(jī)械能不一定守恒，如物體在水平面上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力勢(shì)能不變，動(dòng)能改變，機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；若物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，則系統(tǒng)的機(jī)械能不一定守恒，如物體在水平面上做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能改變，重力勢(shì)能不變，機(jī)械能不守恒，故C錯(cuò)誤；物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有重力做功，物體的機(jī)械能一定守恒，故D正確．答案：D2．解析：不計(jì)空氣阻力時(shí)，沿光滑斜面下滑的物體只有重力做功機(jī)械能守恒，A不符合題意；不計(jì)空氣阻力時(shí)，沿光滑曲面下滑的物體只有重力做功機(jī)械能守恒，B不符合題意；不計(jì)空氣阻力時(shí)，斜向上拋出的鉛球只有重力做功機(jī)械能守恒，C不符合題意；不計(jì)空氣阻力時(shí)，勻速上升的電梯除了重力還有其他力做功機(jī)械能不守恒，D符合題意．答案：D3．解析：男生的身高約1.80m，每次引體向上重心上升的高度約為h＝0.6m；男生質(zhì)量為m＝60kg，t＝1min＝60s內(nèi)該男生克服重力做功約為W＝nmgh＝25×60×10×0.6J＝9000J，該男生克服重力做功的平均功率約為eq\o(P,\s\up6(－))＝eq\f(W,t)＝eq\f(9000,60)W＝150W，故選B.答案：B4．解析：由動(dòng)能定理可得WG－W＝ΔEk，可得動(dòng)能增加了ΔEk＝1800J，故A錯(cuò)誤，B正確；重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力做的功，故重力勢(shì)能減少了2000J，C、D錯(cuò)誤．答案：B5．解析：根據(jù)動(dòng)能定理可知，物體受到的合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的改變，僅僅知道重力做負(fù)功20J，不知道是否有其他的外力做功，以及做功的多少，所以不能確定物體動(dòng)能的變化，故A、C錯(cuò)誤；物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力做負(fù)功20J，物體重力勢(shì)能增加20J，故B錯(cuò)誤，D正確．答案：D6．解析：在最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有7mg－mg＝eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)),R)，則最低點(diǎn)速度為v1＝eq\r(6gR)，恰好通過(guò)最高點(diǎn)，則根據(jù)牛頓第二定律有mg＝eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)),R)，則最高點(diǎn)速度為v2＝eq\r(gR)，由動(dòng)能定理得－2mgR＋Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))，解得Wf＝－eq\f(1,2)mgR，球克服空氣阻力所做的功為eq\f(1,2)mgR,故選C.答案：C7．解析：設(shè)運(yùn)行過(guò)程中物塊的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律得μmg＝ma，解得a＝2m/s2，設(shè)物塊的速度達(dá)到v，所經(jīng)過(guò)的位移為x，則有x＝eq\f(v2,2a)，解得x＝4m<s＝5m，故物塊前4m做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，受摩擦力作用，后1m做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不受摩擦力作用，故物塊由O處到P處的過(guò)程中，傳送帶對(duì)物塊做的功為Wf＝μmgx＝8J，故選C.答案：C8．解析：運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前一直下降，重力勢(shì)能一直在減小，故A正確；蹦極繩張緊后的下落過(guò)程中，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加，故B正確；蹦極繩張緊后的下落過(guò)程中，開(kāi)始繩子的拉力小于重力，運(yùn)動(dòng)員做加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增加，當(dāng)繩子的拉力增大到大于重力后，運(yùn)動(dòng)員做減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減小，故C錯(cuò)誤；重力勢(shì)能的改變與重力做功有關(guān)，取決于初末位置的高度差，與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤．答案：AB9．解析：根據(jù)題意可知，物體做平拋運(yùn)動(dòng)，且3s末物體未落地，物體的加速度為重力加速度．水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拋出后3s末，水平分速度為vx＝10m/s，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，由公式v＝gt可得，拋出后3s末，豎直分速度為vy＝30m/s，則拋出后3s末，小球的速度為v＝eq\r(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(x))＋veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y)))＝10eq\r(10)m/s，故A錯(cuò)誤；由公式P＝Fv可得，拋出后3s末，重力的功率為P＝mgvy＝300W，故B正確；由公式h＝eq\f(1,2)gt2可得，拋出后3s內(nèi)，物體下落的高度為h＝45m，由公式W＝Fx可得，重力做功為W＝mgh＝450J，由公式P＝eq\f(W,t)可得，拋出后3s內(nèi)，重力的平均功率為P＝150W，故C錯(cuò)誤；因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的加速度豎直向下，則任意一段時(shí)間內(nèi)的速度變化量的方向豎直向下，即拋出后(未落地)任意時(shí)間內(nèi)，速度改變量的方向均豎直向下，故D正確．答案：BD10．解析：物體將做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至靜止，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論，速度減半時(shí)為時(shí)間中點(diǎn)，將物體運(yùn)動(dòng)看成反向勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的推論可知，物體再滑行eq\f(L,3)便停止，故A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理－W克＝eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)v0))eq\s\up12(2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))可得W克＝eq\f(3,8)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))，故B錯(cuò)誤；根據(jù)veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＝2a(L＋eq\f(L,3))，μmg＝ma，得μ＝eq\f(3veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),8gL)，故C正確；若物體的初動(dòng)能為eq\f(3,4)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))，根據(jù)動(dòng)能定理μmgxm＝eq\f(3,4)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))，滑行的最大距離為xm＝2L，故D正確．答案：CD11．解析：(1)電火花計(jì)時(shí)器工作電壓為220V，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先啟動(dòng)電火花計(jì)時(shí)器，再釋放紙帶，B錯(cuò)誤；由于阻力的存在，實(shí)驗(yàn)中所測(cè)重物動(dòng)能的增加量通常比其重力勢(shì)能的減少量稍小，C錯(cuò)誤；若打出的紙帶前面一小段被損毀，利用紙帶剩余部分也能驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故D正確．(2)數(shù)據(jù)讀數(shù)應(yīng)估讀到0.01cm，故E點(diǎn)讀數(shù)不規(guī)范．C點(diǎn)的速度為vC＝eq\f(（－）×10－2,2×0.02)m/s＝2.025m/s，所以O(shè)點(diǎn)到C點(diǎn)動(dòng)能增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C))＝0.615J．若從O點(diǎn)到某一點(diǎn)機(jī)械能守恒則有mgh＝eq\f(1,2)mv2，得v2＝2gh，可知v2-h圖像為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，且斜率為2g，實(shí)驗(yàn)中因?yàn)橛凶枇Φ拇嬖谛甭式咏?g則可判定機(jī)械能守恒，故C符合題意，A、B不符合題意．答案：(1)D(2)EC12．解析：(1)圓珠筆由桌面靜止起跳到上升到最大高度的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為圓珠筆的動(dòng)能，圓珠筆的動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為其重力勢(shì)能．(2)依題意，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＝mgh代入數(shù)據(jù)求得v0＝1.55m/s.答案：(1)彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能(2)1.55m/s13．解析：(1)兩個(gè)互成120°角的力，其合力大小為F合＝2Fcos60°＝50N根據(jù)牛頓第二定律得F合＝ma所以物體3s末的速度為v＝at解得v＝7.5m/s.(2)物體3s內(nèi)的位移為x＝eq\f(1,2)at23s內(nèi)的總功為W＝F合x(chóng)解得W＝562.5J.答案：(1)7