阶段检测四机械能守恒定律- 【蓝海启航·启航金卷周周测】2024-2025学年高中物理必修二册（人教版2019）

反我国自古有”漆移潮：夜涤移沙“的说达。渴岁主要是由太用和月球对养本的引力造成的，以 阶段检测四机械能守恒定律 月球对海水的引力为主，如图是某黄藏沙发电夏理图，科用高低汐使之面的落差，将海水的重 力梦德转化为动能，服动水轮机能转，带动发电航发电，授海拽水库的面阳为1,0×10■，， 潮时衣深勿m,民时美上农明的料门时，可使水位保将的m不变，退酒时摸外水位师系8m: (时间，7n分种分值，100分) 重力势健转化为电使的效序为0%。每天有两次集篇，盛限和退湘时水速体根动木轮国发电 纺算该电站一天衡发的电能为 一，单选题本题其？小题，每题4分，其计28分) L“福建餐"航母上，质量为用的歼16飞机通过弹射系流花再动使，，其对应速度为 水 A.、四E 且2有E E西 D 法李容 为通痛时 A.之0x10kW·h 队4.i×10W·6 2.知图，一装无人机从地商由静止开始经直向上送动，上升10m时刚好达到 C.6,0x10 kw.h ,&:0x1okW·h 最大连度，已知无人机的质量为1kg,开力的功率有为90W,上升过程中 堂气阳力大小恒为5N,取重力加速度大小为10m/,无人机上开0m 7,假设然天员登上火盈后进行科学挥测与实验，在火屋表面将一轻弹 簧督直国定在本平面上，把威量为四的小球P可升作威点)从弹簧 的过型 上滑一宅高度A处由静止程较，小球落到弹簧上后推续向下运动到 A做匀加速直线运功 且.最大走度为导m/, 量低点，如图甲所示，从落到弹簧上开始小球的如落度。与弹簧压密 C.开力做功为188J D量质的时间为2s 长3.如图新示，用个完全相同.边长足擦小且夏不粘连的个方块板次特列.总长度为，总疑酸为M。 量x间的关系知图乙所示，其中4。、A和士，为已知量，已知算簧的 它们起以速度甲在光带水平面上滑功，某时刻开始滑上阻国本平面。小方块与粗同水平山之 弹性势储E,三去（山尸，4：为掉簧形爱量，设该火星为质量均匀 间的功摩擦因数为丛，若小方块恰佬完全进人粗园水平露，别摩擦力对所有小方块敲责的大小为 分布，半经为R的球体，下列说法玉确的是 A小球核触娘簧时速度最大 乱旗弹簧典度系数业的大个为” 已大星的第一了宙违度为2 D第翼的最大性势电为mg(五+x) A.2reMgl B.SuMel C.Mt D.mMgl 二，备选赠（本體共3小题，每题6分，共计8分，全包选时的得8分，选对但不全的得3分，镜选的 得0分) 4.一辆汽车在水平平直公路上由静止开始匀标连自对，汽车的喻出功率与渔度 的关系如图历承，当汽车的递度达司。厨琼率保特不变，汽军花达到的最大 盖如图。一勇量为m的题点在空闻中除重力外，还受到一个间力下C来群出)的 作用，其铁连在整直面（纸加》内如图所示，轨连相对于过轨蓬复其点P的整 建度为2队，。已年汽车的质量为，超动过醒中所受的团力国为了，下列说法 直线对称。质点从轨迹右侧某点出发，Q和Q'是颗逢上的丙个对路点，不计 正角的是 空气阻力。由此可知 A.汽不的量大功率为2 A.Q点的合外力方向斜向右上与迷度方向重直 县汽车匀抑速时的短渔度大小为 B质点在Q'点动使比它在P点的大 C,面点在P点的加速度比在Q点的加违度大 C车做匀如建直线运动的时低为受 D.恒力F的大小可能为m后 山，汽军的速度从增加到2韵过程中，北知连度绿持不变 9如周所示，不可伸长的轻跑肯过轻质定滑轮，两端分则连有级量为w的小球P与质 点.如图新示，质量相闻的两个小域AB分瑞从3配和L的高度水平裁出后 量为2w的小球Q。初的时轻衔常繁，P和Q出静止释放，不计学擦及空气阻力，重 第地：A,书的水半位移大小分料为1和红·复略空气阻力，则下列拦达 力加速度为以。夜Q下落高度的过程中，下列说法正确的有 r 正确的是 A.Q下落的加迷度大小为因 A.A,5的飞行时间之比为8,1 我A、B的初速整大小之比为1：容 RQ的东率度大小为受 CA、B落地时重力的爵时功幸之比为3：1 C.P,Q历组成系统的帆候衡守国 D,A,日从抛出到落地过程中重力的平均功常之比为11 DP.Q断组成系旋的重力势能减少量为思g ·5· 阶校测国视械佳度相定律 10,水平面上两个物体A,山分别在水平拉力F、,F。的作用下顾匀知连运动，两 )■1m时，物体的相速度大小： 力分别作用一段时间后抛去，A,B运动的图线分别如圆线nb烯系。已2 (2)从坐标原点到言=4m处，水平推力所敛的功W: 知拉力F、,F,播去后，物体做碱璃母动的零图线收比平行，A,B的质量分 (3)物体即将离开平时力下F的功率P 别为群A和种：由图中篇息可如 A.若F,=F。,期w,>u4 长若mA一m:则拉力F,对物体A做的功与拉力F。对物体日敏的功相等 C若帮A=w·侧格个过程中摩擦力对两物体A,B做的功相等 D.若烟，一国：，则枚力下，的量大弱时功率积拉力下：的最大爵时功平相平 透择题答露栏 答案 1(?分)电动阴芦是工业生产及建设中所使用的一种◆常重要的工业器件，如图甲所示，其核心 三、非选择雕《本盈共5小题，共计54分) 结构是滑轮组，图乙是其箭化模型。轻质动滑轮下方悬挂物块A,质量m一1的k,轻周定滑 .《6分》某同学用引图甲所示的装置商量一玩其电动视在整动重操上升的隐定代方下的输出功家 党下方悬挂物块B,硬量m=线，开始时A悬空，出静止于水平台面上，现用水平向右的外 实验中正喻操作，得列的一条打点清斯的纸营后半段的一段，如图乙所示。已知交慎电圈的顿 力作用于书上，书到右运动到某位置时对水平台面的压力为何始位置的1.？倍，此时A的速度 事为0H出，当趋重力相速度以一9,80m/,重睡的质量出=00.0g ⅓一3m/,近接B的轻绳与聚直方向的夹角8一37于，此过程B向右移动的里离一0,6m,重 力加速度：取10m/s,sn37*=以6，学擦力和室气风力均复醒不i计 ()求末位置时轻绳的拉力大小 (2)求此过程术平外力F所做的动： 单位， 请究成下到任务： (1)由纸传上打下的点，可以利断重棒此时情 动 (2)由已知量和测得量求得玩具电动视的输出功参P W:(保铜三位有效数学) 为 3)你认为玩具电动机实际输出功率 (选帕“大于“警于“成“小手“计算值，原因 年 15.(16分)1图所示的离心装置中，经质弹簧一墙周定在杆的O点，另一端与一通量为材的方形 12.《9分)某司学用如国《a》所常的装置陵正机域能守定律。用篷线 中空物决N连接.带簧和物块A均套在光滑吸直方形轻肝O上，长为L的轻杆0B一端通过 把用制的圆柱挂在架子上，果子下部到定一个小电动线，电动视轴 校链连在？点（轻仟可在整直物内转动），另一端州定质量为丽的小球，物块A与小球日之 上装一支秋笔。电动机转功时，软笔尖每转一周就在钢柱表面西上 同用长为乙，的轻质细线连接，物块A.小球B和弹腹均值随整直轻桥℃一起透过)点的整直 条复迹（时间调隔为T)知图(b),在相柱上从复连）开始选取5 代笔 转结转动。装置静止时，轻质组线入B得繁，细杆B与本平方再的夫角为53，现将装置由物 条连续的复蓬A,H,C,D,E,测刻它们到靡连O的部离分别为k4 电清 止缓慢违转尚，当转连稳定时，用杆与水平方向夹角减小到3”，杆中的力恰好视小到零， a,表e,,h4女已短当道重力加速度为g 重力加建度为发，取im37”■0.5，e%37”m0.8,求： 41》若电幼机的转建为3000/mn,则T一 1)装置的止时，组线紫力T, (2>实验操作时，应该 (坑正确答案学母1。 (2)转迷隐定时，弹簧长度工及装置转动的角速度取 A.无打并电尊桂电动机转动，后烧断线使锅柱由下清 (3)山静止到稳定转动，物块A机规能变化了多少， 孔先烧断闺线使钢柱自由下落，后打开电厚使电动帆转动 :3)面出复连D时，纲柱下落的连度D一 (用题中所给物理量的字母表示》， (4》设各第氧委到0的平离为A,时应酮柱的下落连度为罗，画出图绿，发现图线接近一条 氧鲜的直(，者酱真置的闲率近以等干 ,可认为明核下落过程中机候使守恒 3,11分》如图1所示，一质量为0,4kg的小物体静业在水平台面上，在水平推力F的作用下从 坐标螺点()开始相x轴运动，F与物体坐杯一的美系如国2属。在：=4m时搬去力下，同 时物体从平台飞出，物体与水平台面问的动厚擦国数为，重力由速度：取0但，不计空 气力，求： 明风测肯理必梯第二看 ·6n0-×2m×+0- 1 mgl.(1+sin0) 少了20J,所以物依上升过程中竟服摩架力微功是20J,全 过程保擦力微功W=一0」，从出发到通回底端，重力不微 链条全部滑出后，动能为E,'=2 功，设回到出发点的动能为E',由动能定理可得W E.一E,得E.=80J,C错误，D正确。改速ABD。 重力势能为E,'-一2mg之 12.(2)mg xn一x(3)相等 2.x 由机械能守领可得E=E,'十E, 解析：(2)小物块平衡时，恰好往于A点，故mg=k 中-mL1+sn9)-m-mgL 解得=坚 解得L=2m。故选C。 8.D解析：该无人机在距地高h:时，其重力势能E,=mgh 由能量守短定律可得？红=2红。十吧红十立 由8h因缘知共动能B-名m-专m·2,受： 解得u=a一m (3)表达式与m无关，所以测得动摩擦因数与真实值相等 13.(1)2mg,方向竖直向下(2)2R(3)3mgR 故井机核能E=E,十E,=m(受十g)h:。故选D, 解析：(1)设滑块第一次滑至C点时的追度为，此时园轨 道对滑块的支持力为F、,由P到C的过程，根撼动能定理 9.BD解析：由题圈乙可加，0~1%内，A、B的加速度大小都 为4=1m/s 有mgR(1一c0s60)=mw 物体B和木板A水平方向均受清动摩擦力，根据牛顿第二 1 在C点根格牛颜第二定律有F、一mg=mR 定律知二者质量相等，则木板最终动能为EA= 解得Fw=2mg 小，故A经揉：原统颜失的款藏能为△上E=方m,一立 1 根据牛顿第三定律可知滑块第一次滑至半围形轨道最低点 C时对轨道的压力为2mg,方向竖直向下 2m2=2J,故B正确：由题图乙可得二者相对位移为1m, (2)对滑块从C到Q的过程，根据动能定理有一ngx= 即木板A的最小长度为1m,故C错误：对B受力分析，根据 牛颜第二定律，可得红mg=m 0-交m 解得4=0.1，故D正确。故选BD 解得x=2R 10,CD解析：物体刚好通过Q,点时重力提供向心力，支持力 o 3)在A点，暴据牛顿第二定律得mg=m尽 为零，则mg=nR 滑块从Q经过C到A的过程，根据能量中恒有E。= 解得g=√RR 根栅牛领第三定律可知物体在Q点对轨道的压力为0，故 交mD:+mg×2R+mg×2R A、B错误： 解得E=3mgR。 14.(1)16J(2)80N,竖直向下(3)10m/s 物体从P到Q根据械能守恒定律可知空mv,一2mgR 解析：(1)由于小物块哈能沿CD做圈周运动，设在C点时 的速度为· 解得=√5gR,故C正确： 刻有mg一mR 物体在NP段运动的过程根据动能定里可知 根据动能定理符W= 1 解得W=16J. 可如W,=m-名mgR,故D正，故选CD。 (2)由C点到D点，根据机械能守恒定律有 1 11,ABD解析：物体从开始到上升到高处某一位置时，重力和 2mgR-2mnmve 摩擦力做功，根据动能定理，有一ngl an sin30°一f· lAM=-△E.=-18J Fw十mg=mR 机械能的减少量等于克服摩擦阻力微的功，故3m=△E 解得FD=80N 3J 方向：竖直向下， 联立解得1n=5m (3)当弹簧弹力等于小物块重力时，小物块速度最大，设此 f=0.6N 时弹簧压缩量为x 物体向上运动过程根据牛顿第二定律有 则有x=mg, 小物块从D点到速度最大时，根据能受中恒定律有 amgsin 306 6×2+0.6 0.6—m/g=6m/ 方向与初违度方向相反，A正确： 解得m=10m/s 物体向下道动过程根据牛顿第二定律有 阶段检测四 机械能守恒定律 1 6×2-0,6 a-ugsin.m/m/ 1,C 解桥：动能E,一了m 因为物体的初追度为0。=20m/s 初骑能Bw=m=号×0.6X20J=120J 可得共地度=√。故选C 2,C解析：无人机以恒定功率上升，由P=F 当孩物体经过某一点时，动能减少了18J,机减能减少了 3J,所以当物体到达最高点时动能减少了120」，机棱能减 可知递度增大，期升力减小，由a=F一∫一mE 周周测物理必修第二册RJ ·66· 可知无人机发加速度减小的加速直线运动，故A错误： P 90 解得追度最大住里功能为E=mgh十了mgr 上井的装大建度为”.一厂十m吸写计0m/s=6m/s,故B 从速度最大位置到达最低，点过程中，设向下运动距离为x: 错误， 由动能定理可得W-〈∫十mg)h=2m四 根搭能量守恒定律可知Em十E,■一mg十。k(r十x) 解得升力做功W=168J,故C正确： 物体在最低点处，故弹簧弹性势能为Em一（缸十口月 由W=P:可得1s1.87s,故D错误。故选C 解得E>mg(h十x。),故D错误。故选B. 3.C解析：由题意可知，所有小方块所受摩擦力的大小与小方 8,BD解析：对于面线运动而言，其轨迹夹在逸度方向与合外 块的位移成正比，所有小方块开始所受摩擦力为D,最大时 力方向之间，且合外力指向轨连的凹朗面，因此根据该黄点 为Mg,故所有小方块所受的平均摩擦力了=2Mg,位移 的运动轨连可知，其合外力一定向上，而杭迹相对于过轨速 最低点P的竖直线对称，由此可知，该位力F一定坚直句 为，则所有小方块克服摩擦力微的功W,=之Mg,C 上，所以可知孩质点所受合力一定竖直向上，八错误：根据以 上分析可知，质点从P点到Q',点的过程中，速度方向与合力 E 方向之间的突角为镜角（不包括P点），由此可知，质点从P 4,A解析：汽车的最大功率为P=f。=2fw,故A正确： 点到Q'点的过程中，败加遮运动，因此可得质点在Q'点动能 汽车匀加速时，根搭牛领第二定律有F一「=m阳 比它在P点的大，B正确：两个恒力的合力一定为恒力，则由 汽车造度为时的牵引力大小F-P =2f 牛颜第二定律可知，诚质，点在运动过程中加建度恒定，C错 误：根据被质点的运动轨迹，结合以上分析可知，斌质点所受 汽车匀加速时的加建度大小为a=上，故B错误： 合力竖直向上，困此慢力F一定大于该质，点的重力，则：力 汽车微匀加速直线远动的时间为=”=m吧，故C错误： F的大小可能为3mgD正确，就选BD. 9.以CD解析：对P受力分桥，根据牛顿第二定律有T一 汽车的速度从。增加到2的过程中，根据牛顿第二定律 有F'一f=ma g=a 对Q受力分析有2mg一T=2m阳 汽率的牵引力为F'= 2gh 汽车的逃度从。增加到2的过程中，汽车的牵引力逐渐 可得a=草，A错溪：Q的末建度大小可-V2a-√g, 减小，汽本的加遮度逐渐减小，故D错误。故选A。 B正确：不计摩擦及空气阻力，系统机械能守旋，动能的增加 5,C解析：平抛运动竖直方向上做自由落体运动，则有 量￥于重力势能的减少量，即△E,=2(3m),=mgh,C,D 3L=之a,L=2n 正骑。故选BCD 解得tA:t。=V3：1,故A错误：平抛运动水平方向做匀论 10.BC解析：由随图可知，A,B在减速阶段的加速度大小均 直线遮动，则有L■ta+2L■细tu 2.5 、为a=g=g=1m8=1m/2 结合上逃解得ae■1t2W3,故B辑误：A,B落地时竖 直分造度分别为，=g1A一 2.5 则A,B落地时重力的除时功率分别为PA=mgAy,P A,B在加建除我的加选度大小分别为a一写m/g =成gV同 m-mg- 结合上迷解得P、:Pn■3：1，故C正确A、B从批出到落 3m/s? 地过程中重力的华均功率分别为户mg·3让，尸加L 在加速阶段根据牛顿第二定律有F、一umAg=maA· F■一m林g=mB经韩 结合上述解得P:P,=:1,故D错误。故选C. 若F=Fm,得8m⅓=5maA错沃： 6,A解析：由于海洋很大，大坝外的海平面高度在海水流入 若ma=ma,由A选项可知5F=8F。 1 流出水库过程中儿乎不变，故发电时水减少的重力婷能 A.B在加速阶段的位移分别为1=2X1.5X2.5m= △En=mg2=pShg2 1.875mrw=2X3×2m=3m 一天发电四次，转化成的电能E=4△E.×10% 化成千瓦时作单位E=8.0X10 根揭W=Fx得W。；Ws=1￥1，B正确： kW·h=2.0×103kw· 3.6×10 若m=m■，整个造程中A,B的位移分别为1=2X4以 h,故速A, 7,B解析：小球从高h处下落，做自由落体运动，与弹景接触 后，由于开始运动过程中，小球向下发加地度减小的加递运 25m=5m,=2×5X2.0m=5m 动，故小球刚接触弹簧时逸度不是最大的，故A错误； 摩擦力微功为W,=一ngx 根据题围乙可知，当弹费刚发生彩变时，根据牛领第二定律 若mA=m.得WA=WmC正确： 有mg=mea 由B选填，若m=m·则5FA=8Fn。由题围可知，A、B 当弹餐的压缩量为T0时，加追度为客，有mg=kx 最大速度分剂为2,5m/s、2.0m/s。拉力功率为 联主解得k=,故B正确： P=Fv得P、Pu=2:1,D错误。故选C o 11.(1)匀速直线(2)1.76(3)大于重锤上升过程受到 由题图乙可得d。=发 定的空气阻力和摩擦阻力 火星的第一宇宙递度等于火星近地卫星运行逸度，由山重力提 解析：(1)由纸带上打下的点，可知相邻点的距离相等，可以 1/ 判断重链此时做匀速直线运动， 供向心力科mg=m尺联立解得第一宇宙建度VR, 故C错误 (2)报据纸带可知，重锤的缝度为=二=90X10 11X0.02m/s= 小琼从下落到运动到速度最大位置，银据动能定理可知 0.45m/s mg(h十xg）一E,=E 由于重锤数匀递直线运动，根据受力平衡可得F一加g E,= 割玩具电动机的蝓出功平为P■Fv一g甲=0.4X9.8 0.45W≈1.76W. ·67· 答案全解全析 (3)由于重锤上升过程受到一定的空气阻力和摩擦阻力，所 (2)转逸稳定时，由几何关系有x=2Lsin37°=1.2L 以电动机的牵引力应满是F。=mg十「>mg 小球B魔匀速國周近动，朝杆中的力为0，削对B选行受 则电动机的实际输出功率应满足P:=F:D>ng: 力有 可知玩具电动机实际输出功率大于计算值， Tsin37°=mg 12.10.02(2A(3)A27(42g T'cos 37=mr 根据几何关系有？=L.cos37 解析：(1)由于电动机的转速为3000r/min,则其频率为 50Hz,故T=0.025 解得u=1gL 31. (2)实验操作时，应孩先打开电源使电动机转动，后烧断细 (3)静止时由儿何关系有x。=2L.sin53 线使锏柱自由下落。故选A 装置由静止开始到转速稳定，A减少的机械能△E、■ (3)画出痕连D时，钢挂下落的选度n:。 Mg(x。-x) (4)钢制的司柱下落过程中，只有重力微功，重力势能的减 代A每得△，=号M 小量等子动能的增加量，脚mgh=号 之m”,得 模块综合检测一 v°=2gh十3 1,A解析：物体做匀变逃由线运动时，加速度恒定不变，逃度 若h图线为直线，针率为2g,则机械能守鱼，所以此图 发生救变。故选A。 僚能脸证机战能守恒， 2.D解析：由题意可知，物块微匀变速曲线远动，则加速度的 13.(1)12.5m/g2(2)44J(3)64T0W 大小与方向都不变，所以运动的轨迹是一段抛物线，不是园 解析：(1)由题图2可如，在0一2m,F与x的函教关系为 强，故A错误：由题意可知，质点运动到b点时追度方向相对 F=(4+4x)N :点时的速废方向改变了90°，速度沿b点轨迹的初线方向， 当x=1m时，代入得F,=8N 则知加速度方向垂直于b的连线向下，合外力也向下，质点 3 做匀变速南线运动，虞，点由《到过程中，合外力先殿负功， 在0一2m运动过程中，滑动摩擦力为∫=mg= 后做正功，物块的速度先成小后增大，故B错误：物块的加递 0.4×10N=3N 度方向垂直于h的连战向下，根据题意可知速度方向改变 物体受到的合外力为F。=F,一f 90°，则：点的速度方向与ah连线方向夹角为45，知图所示 由牛频第二定徘知，物体的加速度为a==⑧3) m/s= 0.4 45,9 ,所以在物块适动过程中的最小建度 12.5m/s (2)由题意知，力F在作用过程中变化，所以图线与横轴所 国成的面积即为力F做的功，则由数学美系 为二，>。：故C错误：物块在b点连度沿6点轨连的切 w,-x2J+2生6×2J4. 2 线方向，而加论度方向垂直于h的连线向下，可知b点的加 (3)设物体离开平台时醉时速度为 速度与速度的夹角小于90°，故D正确，故选D, 3,B解析：小球在最气点的加速度竖克向上，在最高点逸度为 基据能量牢设定律有w,一W,=立m 雾时加速度斜向下，则小琼在从最低点上外的过程中，先处 W,=3×4J=12J 于是重状态，后处于失重状态，A错误： 小球在最高，点时，重力语蝇方向的分力与绳拉力大小相等， 代入得=4/10m/s 则重力垂直于绳方向的分力提供合力，小球加追度为山= 离开平台时F:=16N,则功率为P=F:y ng sin30° 代入得P=6410W 之g,B正确： 14,(1)60N(2)355J 小球在最低点时拉力最大，上升过程中拉力逐浙减小，C错误： 解析：(1)初始位置，设绳子拉力为T,A静止时2T=mg 初始位置，B静止时T十V=mg 根据机城能守征定律有mg1.1一os30)-之mw 末位置，设蝇于拉力为T,结合牛顿第三定律，可知水平台 面对B的支持力为初始位置的1,2倍，B在竖真方向受力 小球在最低点时F一mg=m工 平衡有Tc0%0十1.2N=mng 小球在最做点时，拉力传感器的示数为F=3mg一√3mg,D 展立得T:=60N。 错误。故选B。 (2)设A上升高度为h,有2h= 4.C解析：分析可知，打在A点的微粒速度最大 sin 0 tan 得h=0.1m 根据h=豆8 速度美联式sin8=2wA 2h 解得一八 2X0.8 得vg=10m/# =A10 s=0.44 旅据功能关系有W=名mp十2mp十mh 最大初速度。= 1.4,0 =0.m/s=10m/s.故选C. 联立得W,=355J 5,B解析：摆球只受重力和蝇的拉力作用，二者合力提供向心 5 √15gL. 15.(1)8mg (2)1.21. 力，摆球败匀境圆周运动，摆球不是受平衡力作用，故A,C 3L. 错溪：向心力大小为F。=mgan0 解析：(1)装置静止时，对小球B 摆琼微园周运动的半径为”=Ln0 进行受力如图所示 4π 由平衡条件可知， 别由牛频第二定律得mg1an0=m r=m(2xm)r Tc0s53°=Fc0%53 539 53 Tsin53°+Fsin53°-mg 解得周期T=2√ Lcos 0 解得T一8g 5 1 转遮m一2玩√Lsg故B正确，D错误，故速B. 周周测物理必修第二册RJ ·68·