单元检测卷(八) 第四章 机械能及其守恒定律(B)-【学习帮】2022-2023学年高一新教材物理必修第二册夺冠金考卷(教科版)

第 88 页 根据功率的公式P =Fv,则有P2=F2v2= F2 16-F2 2 = - F2-8 2+64 2 当F2 =8N2 时,即F =22N 时,P2 有最大值,即功率有最大 值 ,此时v=2 m/s ,最大功率为P =Fv =22×2W =4 2W,C正确。,由v2 = 16-F2 2 当v= 6 m/s 时,解得F =2N,又F = -2x+4(N)得x= 1 m,D正确。 13.【解析】(1)根据题意可知,滑块在气垫导轨上不受摩擦力,由机 械能守恒定律可知,当弹簧恢复原长时,弹簧的弹性势能全部转 化为滑块的动能,即Ep = 1 2 mv2 又有v= d Δt 可得,弹簧的弹性势能Ep = 1 2 m dΔt 2 (2)由动能表达式Ek= 1 2 mv2可知,动能与速度大小的也快了 问平方成正比,而速度的大小与弹簧的压缩量成正比,则动能与 弹簧的压缩量的平方成正比,又有弹簧恢复原长时,弹簧的弹性 势能全部转化为滑块的动能,则弹簧的弹性势能与弹簧的压缩 量的平方成正比,ABD错误C正确。 【答案】 12 m dΔt 2 C 14.【解析】(1)打点计时器可记录重锤 的 运 动 时 间,不 需 要 秒 表, A错误; 由于要测量纸带上计数点间的距离,要用到刻度尺,B 正确;由于自由落体法验证机械能守恒,验证减小的重力势能是 否等于增加的动能,重锤的质量可以约掉,不需要用天平测质 量,C错误。 (2)因为挨着O 端的打点较为密集,所以释放纸带前是纸带的 O 端连接重物。 (3)因为重锤下落时受到空气阻力以及纸带受到打点计时器的 摩擦力,机械能略微有些减少,重力势能的减少量大于动能的增 加量,即ΔEP 大于ΔEk 。 (4)为了减小重锤运动过程的空气阻力,重锤应该质量大一些, 体积小一些,故应选用质量和密度较大的金属锤,A正确;释放 重锤前,手捏住纸带上端并使纸带保持竖直,使得两限位孔在同 一竖直面内上下对正,可以减小重锤下落时纸带与计时器的摩 擦,B正确;由于自由落体法验证机械能守恒,验证减小的重力 势能是否等于增加的动能,重锤的质量可以约掉,故不需要精确 测量重物的质量,C错误;做实验时,应先接通打点计时器的电 源,再释放连结重锤的纸带,保证打第一个点时,重锤速度为零, 并且尽可能在纸带上打出更多的点,D错误。 【答案】 B O 大于 AB BA 15.【解析】(1)木块所受的合外力F合 = mg sin θ-μ mgcos θ= mg( sin θ-μcos θ)=2×10×(0.6-0.5×0.8) N=4 N 木块的加速度a= F合 m = 4 2 m/s2 =2 m/s2 前2 s内木块x = 1 2at 2 = 1 2 ×2×2 2 m=4 m 所以,重力在前2 s内做的功为W = mgx sin θ=2×10×4× 0.6 J=48 J (2)重力在前2 s内的平均功率为P - = W t = 48 2 W=24 W (3)木块在2 s末的速度v=at=2×2 m/s=4 m/s 2 s末重力的瞬时功率P = mgv sin θ=2×10×4×0.6 W= 48 W 【答案】(1)48 J;(2)24 W;(3)48 W 16.【解析】(1)当汽车以最大速度vm 行驶时,发动机牵引力与阻力 大小相等,则vm = P f = 30 m/s (2)当汽车的速度为v1=10 m/s时,发动机牵引力大小为F1= P v1 =6000 N 设此时汽车的加速度大小为a1,根据牛顿第二定律有F1-f = ma1,解得a1 =0.8 m/s2 (3)汽车以加速度a=2 m/s2 做匀加速直线运动时发动机的牵 引力大小为 F2 = ma+f =12000 N 汽车匀加速阶段的末速度大小为v2 = P F2 =5 m/s 所以汽车匀加速过程能维持的时间为t= v2 a =2.5 s 【答案】(1)30 m/s;(2)0.8 m/s2;(3)2.5 s 17.【解析】(1)在最低点由牛顿第二定律得F支 - mg = mv 2 R 解得F支 =1480 N 由牛顿第三定律得F压 =F支 =1480 N (2)从开始运动到静止,由动能定理得 mgR+Wf = - 1 2 mv12 解得Wf= -5900 J (3)第一次滑到最低点的过程由动能定理得 mgR+Wf0 = 1 2 mv21- 1 2 mv20 解得Wf0 =