2024-2025學(xué)年新教材高中物理第八章機(jī)械能守恒定律測評B含解析新人教版必修2

PAGE8-第八章測評(B)(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題5分,共40分。第1~5小題只有一個選項正確,第6~8小題有多個選項正確)1.升降機(jī)中有一質(zhì)量為m的物體,當(dāng)升降機(jī)以加速度a勻加速上升h高度時,物體增加的重力勢能為()A.mgh B.mgh+mahC.mah D.mgh-mah解析:要分析重力勢能的變更,只須要分析重力做功。物體隨升降機(jī)上升了h,物體克服重力做功W=mgh,故物體的重力勢能增加了mgh,A正確。答案:A2.在大型游樂場里,小明乘坐下圖所示的勻速轉(zhuǎn)動的摩天輪,正在向最高點運動。對此過程,下列說法正確的是()A.小明的重力勢能保持不變B.小明的動能保持不變C.小明的機(jī)械能守恒D.小明的機(jī)械能削減解析:摩天輪在轉(zhuǎn)動的過程中,小明的高度不斷發(fā)生變更,小明的重力勢能也在發(fā)生變更,故A錯誤;由于摩天輪勻速轉(zhuǎn)動,所以小明的動能保持不變,故B正確;小明所具有的機(jī)械能等于他的動能與重力勢能之和,由于其動能不變,而重力勢能隨著其高度的變更而變更,所以小明的機(jī)械能也在不斷變更,當(dāng)其上升時,機(jī)械能增加,故C、D錯誤。答案:B3.總質(zhì)量約為3.8t的嫦娥三號探測器在距月面3m處關(guān)閉反推發(fā)動機(jī),讓其以自由落體的方式著陸在月球表面。4條著陸腿觸月信號顯示,嫦娥三號完備著陸月球虹灣地區(qū)。月球表面旁邊重力加速度約為1.6m/s2,4條著陸腿可視作完全相同的4個輕彈簧,在軟著陸后,每個輕彈簧獲得的彈性勢能大約是()A.28500J B.4560JC.18240J D.9120J解析:由機(jī)械能守恒定律,mgh=4Ep,解得Ep=mgh4=答案:B4.汽車以恒定的功率在平直馬路上行駛,所受到的摩擦阻力恒等于車重的110,汽車能達(dá)到的最大速度為vmax。則當(dāng)汽車速度為12vmax時,汽車的加速度為(重力加速度為g)(A.110g B.1C.310g D.2解析:設(shè)汽車功率恒為P,達(dá)到最大速度vmax時,牽引力F=Ff=110mg,P=Fvmax,當(dāng)汽車速度為v=12vmax時,F'=Pv=15mg,由牛頓其次定律有F'-Ff答案:A5.一輛汽車以v1=6m/s的速度沿水平路面行駛時,急剎車后能滑行s1=3.6m,假如以v2=8m/s的速度行駛,在同樣的路面上急剎車后滑行的距離s2應(yīng)為()A.6.4m B.5.6mC.7.2m D.10.8m解析:解法一:急剎車后,汽車做勻減速運動,且兩種狀況下加速度大小是相同的,由運動學(xué)公式可得-v12=-2as1,-v22=-2as2,兩式相比得s1s2=v12v解法二:急剎車后,水平方向上汽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。-Fs1=0-12mv12,-Fs2=0-12mv22,解得s2s答案:A6.如圖所示,一個質(zhì)量是25kg的小孩從高為2m的滑梯頂端由靜止滑下,滑究竟端時的速度為2m/s(g取10m/s2)。關(guān)于力對小孩做的功,以下結(jié)果正確的是()A.重力做功500J B.合力做功50JC.克服阻力做功50J D.支持力做功450J解析:重力做功與路徑無關(guān),WG=mgh=25×10×2J=500J,A項正確;合力做功W=ΔEk=12mv2=12×25×22J=50J,B項正確;W=WG+Wf=50J,所以Wf答案:AB7.如圖所示,光滑細(xì)桿AB、AC在A點連接,AB豎直放置,AC水平放置,兩相同的中心有小孔的小球M、N,分別套在AB和AC上,并用一細(xì)繩相連,細(xì)繩恰好被拉直,現(xiàn)由靜止釋放M、N,在運動過程中下列說法正確的是()A.M球的機(jī)械能守恒B.M球的機(jī)械能削減C.M和N組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒D.繩的拉力對N做負(fù)功解析:因M下落的過程中細(xì)繩的拉力對M球做負(fù)功,對N球做正功,故M球的機(jī)械能削減,N球的機(jī)械能增加,但M和N組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,B、C正確,A、D錯誤。答案:BC8.由光滑細(xì)管組成的軌道如下圖所示,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(nèi)。一質(zhì)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,最終能夠從A端水平拋出落到地面上。下列說法正確的是()A.小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2RhB.小球落到地面時相對于A點的水平位移值為22C.小球能從細(xì)管A端水平拋出的條件是h>2RD.小球能從細(xì)管A端水平拋出的最小高度hmin=52解析:要使小球從A點水平拋出,則小球到達(dá)A點時的速度v>0,依據(jù)機(jī)械能守恒定律,有mgh-mg·2R=12mv2,所以h>2R,故選項C正確,選項D錯誤;小球從A點水平拋出時的速度v=2gh-4gR,小球離開A點后做平拋運動,則有2R=12gt2,水平位移答案:BC二、試驗題(本題共2小題,共18分)9.(9分)在進(jìn)行驗證機(jī)械能守恒定律的試驗中:(1)兩試驗小組同學(xué)分別采納了圖甲和圖乙所示的裝置,采納兩種不同的試驗方案進(jìn)行試驗。①在圖甲中,下落物體應(yīng)選擇密度(填“大”或“小”)的重物;在圖乙中,兩個重物的質(zhì)量關(guān)系是m1(填“>”“=”或“<”)m2;

②采納圖乙的方案進(jìn)行試驗,還須要的試驗器材有交變電源、刻度尺和;

③比較兩種試驗方案,你認(rèn)為圖(填“甲”或“乙”)所示試驗方案更合理,理由是。

(2)有一同學(xué)采納了圖甲所示的方案,選出一條紙帶如圖丙所示,其中O點為起始點,A、B、C為三個計數(shù)點,打點計時器通以50Hz交變電流,在計數(shù)點A和B之間、B和C之間還各有一個點,重物的質(zhì)量為0.5kg,g取9.8m/s2。依據(jù)以上數(shù)據(jù),打B點時重物的重力勢能比起先下落時削減了J,這時它的動能是J,依據(jù)上面這兩個數(shù)據(jù)你能得到的結(jié)論是。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

丙解析:(1)①在圖甲中為了減小空氣阻力的影響,選擇體積小、密度大的重物;在圖乙中,m2在m1的拉力作用下向上運動,所以m1>m2。②兩重物質(zhì)量不等,分析系統(tǒng)削減的重力勢能是否近似等于增加的動能時,兩邊質(zhì)量不能約去,故須要天平測量兩重物的質(zhì)量。③圖乙中所示試驗還受到細(xì)線與滑輪的質(zhì)量和阻力的影響,機(jī)械能損失較大,故題圖甲所示試驗方案較為合理。(2)重力勢能削減量為ΔEp=mghOB=0.867J;打B點時重物的速度為vB=xOC-xOA4T,打B答案:(1)①大>②天平③甲圖乙中還受到細(xì)線與滑輪的質(zhì)量和阻力的影響(2)0.8670.852在誤差允許的范圍內(nèi),重物下落時機(jī)械能守恒10.(9分)某同學(xué)利用傾斜氣墊導(dǎo)軌做驗證機(jī)械能守恒定律的試驗,試驗裝置如圖所示。其主要試驗步驟如下:a.測量擋光條的寬度l;b.讀出導(dǎo)軌標(biāo)尺的總長l0,并用刻度尺測出導(dǎo)軌標(biāo)尺在豎直方向的高度h0;c.讀出滑塊釋放處擋光條與光電門中心之間的距離s;d.由靜止釋放滑塊,從數(shù)字計時器(圖中未畫出)上讀出擋光條通過光電門所用的時間t?；卮鹣铝袉栴}:(1)(選填“有”或“沒有”)必要用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量m。

(2)多次變更光電門位置,即變更距離s,重復(fù)上述試驗,作出1t2隨s的變更圖像,如圖所示,當(dāng)已知量t0、s0、l、l0、h0和當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭滿意表達(dá)式1t02解析:(1)欲驗證機(jī)械能守恒定律,即mgssinθ=12mlt2(θ為氣墊導(dǎo)軌與水平面間的夾角),只需驗證gssinθ=12lt2,可見沒有必要測量滑塊和擋光條的總質(zhì)量m。(2)由幾何學(xué)問得sinθ=h0l答案:(1)沒有(2)2gh三、計算題(本題共3小題,共42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.(13分)高一年級某“機(jī)器人”社團(tuán)對自制的一輛電動遙控小車的性能進(jìn)行探討,他們讓小車在水平直軌道上由靜止起先始終以額定功率運動,經(jīng)過t=5s時小車達(dá)到最大速度,小車在運動過程中的部分v-t圖像如圖所示。已知小車質(zhì)量為m=1kg,在運動過程中受到的阻力大小恒為車重的110,g取10m/s2(1)小車的額定功率;(2)小車在0~5s內(nèi)的位移大小。解析:(1)設(shè)小車的額定功率為P,由題意,有P=0.1mgvmax解得P=4W。(2)設(shè)小車在0~5s內(nèi)的位移大小為x,由動能定理,有Pt-0.1mgx=1解得x=12m。答案:(1)4W(2)12m12.(14分)在溫州市科技館中,有個用來模擬天體運動的裝置,其內(nèi)部是一個類似錐形的漏斗容器,如圖甲所示?，F(xiàn)在該裝置的上方固定一個半徑為R的四分之一光滑管道AB,光滑管道下端剛好貼著錐形漏斗容器的邊緣,如圖乙所示。將一個質(zhì)量為m的小球從管道的A點靜止釋放,小球從管道B點射出后剛好貼著錐形容器壁運動,由于摩擦阻力的作用,運動的高度越來越低,最終從容器底部的孔C掉下(軌跡大致如圖乙虛線所示),已知小球離開C孔的速度為v,A到C的高度為h。求:(1)小球達(dá)到B端的速度大小;(2)小球在管口B端受到的支持力大小;(3)小球在錐形漏斗表面運動的過程中克服摩擦阻力所做的功。解析:(1)小球由A端運動到B端的過程中,由動能定理mgR=1得vB=2gR(2)設(shè)小球受到的支持力為F,則F-mg=mvB2R,得F=(3)設(shè)克服摩擦阻力做的功為W,依據(jù)動能定理mgh-W=12mv2,得W=mgh-12mv答案:(1)2gR(2)3mg(3)mgh-1213.(15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(yuǎn)=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?，F(xiàn)有一小滑塊從A點由靜止釋放,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動摩擦因數(shù)μ=0.2。g取10m/s2。(1)求滑塊到達(dá)B點的速度vB的大小;(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點由靜止釋放,最終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。解析:(1)滑塊從A到B的運動,依據(jù)機(jī)械能守恒定