第八章 机械能守恒定律【A卷 素养提升卷】-2024-2025学年高一物理单元速记·巧练（人教版2019必修第二册）

第八章 机械能守恒定律 （A卷•素养提升卷） (考试时间：75分钟 满分：100分) 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．（23-24高一下·福建福州·期中）如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是（    ） A．重力势能增加，动能减少，机械能减少 B．重力势能减少，动能增加，机械能减少 C．重力做正功，动能增加，机械能增加 D．重力做正功，动能增加，机械能守恒 2．（23-24高一下·上海·期末）某学生参加体育测试时，1分钟内完成12次引体向上，每次引体向上上升高度约为0.5m。则该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于（    ） A．6W B．60W C．600W D．6000W 3．（23-24高一下·广西南宁·期末）一质量为m的物块，在水平拉力F的作用下从静止开始沿水平面运动，其阻力f为物块重力的倍，水平拉力的大小，其中k为比例系数，x为物块运动的距离。在物块运动的距离为s的过程中拉力做的功为（　　） A． B． C． D． 4．（23-24高一下·河南漯河·期末）如图甲所示，物体以一定初速度从倾角α＝30°的斜面底端沿斜面向上运动，经1.5s物体上升到最高点。选择地面为参考平面，在开始上升的一段时间内，物体的动能随高度h的变化如图乙所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．物体的质量m＝3kg B．物体与斜面间的动摩擦因数 C．物体上升过程的加速度大小 D．物体回到斜面底端时的动能 5．（23-24高一下·广东中山·期末）学校运动会上，某同学参加铅球比赛，他将同一铅球从空中同一位置A先后两次抛出，轨迹如图乙所示，两轨迹的交点为B。已知铅球两次经过B点时机械能相同，不计空气阻力，不计铅球大小，则关于两次抛出，下列说法正确的是（    ） A．两次抛出的初速度相同 B．两次铅球在空中运动时间相同 C．两次铅球落地时重力的瞬时功率相同 D．两次铅球在最高点机械能相同 6．（23-24高一下·河南洛阳·期末）如图所示为小朋友在玩“儿童蹦极”，拴在小朋友腰间两侧是弹性极好的相同橡皮绳。若小朋友从最低位置在橡皮绳拉动下由静止开始上升（此时橡皮绳伸长最大），直至上升到橡皮绳处于原长的过程中，忽略空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A．小朋友在上升过程中处于超重状态 B．当橡皮绳恢复原长时小朋友的速度最大 C．上升过程中橡皮绳对小朋友做的功等于小朋友动能增加量 D．小朋友在上升过程中机械能不守恒 7．（23-24高一下·湖南·期末）如图所示，放在足够大的水平桌面上的薄木板的质量m1=1kg，木板中间某位置叠放着质量m2=2kg的小物块，整体处于静止状态，已知木板与桌面间的动摩擦因数μ1=0.3，物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，薄木板足够长，现对木板施加水平向右的恒定拉力F=12N，木板和物块保持相对静止一起向右运动，且运动位移为x1=2m时，撤去拉力F，木板和小物块继续运动一段时间后均静止，下列说法正确的是（　　） A．撤去拉力F时，木板的速度v=3m/s B．撤去拉力F后，木板继续运动的位移为0.8m C．木板与物块之间的滑动摩擦力对两个物体所做的总功为0 D．全过程中产生的总热量为24J 8．（23-24高一下·贵州毕节·期末）2024年6月25 日13时41分许，嫦娥六号采取“打水漂”方式返回。返回器在距地面高度约120km处，以接近第二宇宙速度的高速在大西洋上空第一次进入地球大气层，实施初次气动减速。当下降至预定高度后，返回器向上“漂”，在印度洋上空A点跳出大气层，到达最高点B后开始滑行下降。之后，返回器在 C点二次再入大气层，实施二次气动减速，最后阶段打开降落伞，于25日14时7分，软着陆于内蒙古四子王旗预定区域D，实现世界首次月球背面采样返回，任务取得圆满成功。其上述返回过程轨迹模拟如图，大气层外可视为真空，返回器从A到D过程中无动力运行且质量不变，关于返回器下列描述正确的是（　　） A．从A到B过程中机械能减少 B．从A 到B过程中所受万有引力减少 C．从B到C过程中机械能不变 D．从C到D过程中机械能增加 9．（23-24高一下·山东德州·期末）水平地面上的传送装置如图所示。BC为长的水平传送带以的速率顺时针匀速转动，左端与半径为的四分之一光滑圆弧轨道相切于B点（不接触），右端与同一水平面上的平台CE平滑衔接于C点（不接触）。在平台右边固定一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于D点，C、D之间的距离为。质量为的滑块P（可视为质点）与传送带间的动摩擦因数为0.2，与平台CD之间的动摩擦因数为0.25，DE部分光滑，重力加速度，弹簧始终处于弹性限度内。现将滑块P从光滑圆弧轨道上端A点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A．滑块P运动到圆弧轨道底端B点时对轨道的压力大小为 B．滑块P通过传送带BC过程中系统产生的热量为 C．弹簧压缩过程中的最大弹性势能为 D．滑块P最终停在平台CD上离D的距离为 10．（23-24高一下·湖南·期末）如图所示，挡板固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端与半径为的圆弧轨道连接，其圆心在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的劲度系数为 B．小球到达点时的速度大小为 C．小球到达点时的速度大小为 D．小球由运动到的过程中，小球和物块的机械能之和先增大后减小 第Ⅱ卷 非选择题 二、非选择题 11．（7分）（22-23高一下·四川成都·期末）在物理学研究中，通过理论推导得出的结论，常常还要经过实验的证明和实践的检验。某实验小组利用如图甲所示的装置进行实验来验证动能定理。 （1）实验时， （填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。 （2）关于该实验，下列说法正确的一项是 （填标号）。 A．为减小误差，实验中一定要保证和砂桶的总质量远小于小车的质量 B．若选用电火花打点计时器，则应选用6V的直流电源 C．开始时小车靠近打点计时器放置，先接通电源，再由静止释放小车，打出纸带，同时记录力传感器的示数 D．需要用天平测出砂和砂桶的总质量 （3）某次实验时，小车的质量为，砂和砂桶的总质量为，力传感器的示数为，得到如图乙所示的无漏点纸带，O点是释放小车瞬间打下的点，已知打点计时器所接电源的打点周期为。打点计时器打下B点时小车的动能为 （用题干及图乙中测得的部分物理量表示）；从打点计时器打下O点到打点计时器打下B点，细线的拉力对小车做的功为 （用题干及图乙中测得的部分物理量表示）。在误差允许的范围内，若由实验得到，则动能定理得到验证。 12．（9分）（23-24高一下·广西南宁·期末）如下图所示为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。已知重力加速度为g。实验步骤如下： A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调节水平； B．测出遮光条宽度d； C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L； D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间； E．用天平测出槽码和托盘总质量m，滑块和遮光条总质量M； F．改变遮光条到光电门的距离，重复步骤回答下列问题： (1)关于该实验，下列说法正确的是_______。 A．调节气垫导轨水平时，应在给导轨充气前，调节底脚螺丝使滑块在导轨上匀速滑动 B．调节气垫导轨水平时，应在给导轨充气后，调节底脚螺丝使滑块在导轨上匀速滑动 C．槽码和托盘总质量m和滑块质量M应满足 (2)某次测得遮光条到光电门的距离为，遮光条通过光电门的时间，遮光条通过光电门的速率为 ；滑块从释放到光电门的过程中，系统势能的减少量 ；若在实验误差允许范围内，满足关系式 （用题中相关字母表示），则说明系统机械能守恒。 (3)保持不变，甲、乙两位同学分别用不同质量的槽码进行实验，并且通过改变遮光条到光电门的距离L，重复步骤，得到几组不同的L，同时测出相应的t，他们在同一幅图像中描绘出如图中的a图线和b图线，分析原因可知a图线槽码质量 b图线槽码质量（选填“>”或“<”或者“=”）。 13．（10分）（23-24高一下·四川德阳·期末）手动挡燃油汽车的蓄电池没电了无法启动车辆时，有一种很简单的方法启动，那就是推车启动.如图所示，两人用力推一辆熄火的汽车，每人用力的大小均为300N，方向均与车的直线运动方向成θ=37°，当两人对车一共做功为W=7200J时，汽车发动机刚好启动.汽车发动机启动后，两人迅速进入车内，汽车从静止开始加速行驶，汽车的额定功率为P=100kW，在水平路面上行驶途中的阻力可视为保持不变，阻力大小为f=2000N，汽车和两人的总质量为M=1.5×103kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求： （1）在推车过程中，汽车的位移大小s； （2）若推车启动成功后，两人驾驶汽车从静止开始匀加速直线行驶；加速度大小为a=2m/s2，则汽车匀加速直线行驶能持续的时间t. 14．（12分）（23-24高一下·重庆沙坪坝·期中）如图所示，长度为的轻绳一端固定在点，另一端连接质量为2m的小球，另一足够长的轻绳一端与小球相连后跨过与点等高的定滑轮，另一端连接质量为的物块，滑轮与点相距。将小球从图中水平位置静止释放，忽略一切摩擦，当小球转过的圆心角为37°时，已知重力加速度为，，，求： （1）小物块重力势能的增加量； （2）小球此时的速度大小；（结果保留根号） （3）从释放小球到此位置过程中，轻绳和轻绳对小球做的功、分别为多少。 15.（16分）（23-24高一下·广东广州·期末）如图甲所示，在竖直平面内，粗糙的倾斜直轨道AB和光滑的圆轨道BCD相切于B点，C是圆轨道最低点，圆心角，D点与圆心等高，最低点C处有压力传感器。现有一个质量为m可视为质点的小物块从D点正上方静止释放后，恰好沿D点进入轨道DCB，压力传感器测出不同高度h释放时第一次经过C点的压力示数F，做出F与高度h的图像，如图乙所示。已知，，。 （1）求小物块的质量m和圆轨道的半径R； （2）若，轨道AB的长度，改变小物块与轨道AB间的动摩擦因数，试求小物块在斜面轨道AB上滑行的路程s与的关系。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第八章 机械能守恒定律 （A卷•素养提升卷） (考试时间：75分钟 满分：100分) 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．（23-24高一下·福建福州·期中）如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是（    ） A．重力势能增加，动能减少，机械能减少 B．重力势能减少，动能增加，机械能减少 C．重力做正功，动能增加，机械能增加 D．重力做正功，动能增加，机械能守恒 【答案】B 【详解】小孩从公园中的滑梯上加速滑下：小孩有一定的质量，加速滑下，重力做正功，速度变大，动能变大；高度不断减小，重力势能减小；小孩在下滑过程中与滑梯摩擦生热，一部分机械能转化成内能，导致机械能总量减小。 故选B。 2．（23-24高一下·上海·期末）某学生参加体育测试时，1分钟内完成12次引体向上，每次引体向上上升高度约为0.5m。则该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于（    ） A．6W B．60W C．600W D．6000W 【答案】B 【详解】学生体重约为60kg，每次引体向上上升高度约为0.5m，引体向上一次克服重力做功为 该学生在1分钟内完成12次引体向上，则该学生此过程中克服重力做功的平均功率为 故选B。 3．（23-24高一下·广西南宁·期末）一质量为m的物块，在水平拉力F的作用下从静止开始沿水平面运动，其阻力f为物块重力的倍，水平拉力的大小，其中k为比例系数，x为物块运动的距离。在物块运动的距离为s的过程中拉力做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】物块受到的阻力为 当x=0时，牵引力大小为 当时，牵引力大小为 由于牵引力随位移线性变化，所以整个过程的平均牵引力大小为 在物块运动的距离为s的过程中拉力做的功为 故选D。 4．（23-24高一下·河南漯河·期末）如图甲所示，物体以一定初速度从倾角α＝30°的斜面底端沿斜面向上运动，经1.5s物体上升到最高点。选择地面为参考平面，在开始上升的一段时间内，物体的动能随高度h的变化如图乙所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．物体的质量m＝3kg B．物体与斜面间的动摩擦因数 C．物体上升过程的加速度大小 D．物体回到斜面底端时的动能 【答案】D 【详解】A．设物体的初速度为，根据运动学公式可得 根据图乙比例关系可知物体上升的最大高度为 则有 由图乙可知物体的初动能为 解得物体的质量为 故A错误； BC．根据动能定理可得 可得 由图乙斜率可知物体受到的合力大小为 根据牛顿第二定律可得 解得 ， 故BC错误； D．物体返回到斜面底端时，根据动能定理可得 解得物体回到斜面底端时的动能为 故D正确。 故选D。 5．（23-24高一下·广东中山·期末）学校运动会上，某同学参加铅球比赛，他将同一铅球从空中同一位置A先后两次抛出，轨迹如图乙所示，两轨迹的交点为B。已知铅球两次经过B点时机械能相同，不计空气阻力，不计铅球大小，则关于两次抛出，下列说法正确的是（    ） A．两次抛出的初速度相同 B．两次铅球在空中运动时间相同 C．两次铅球落地时重力的瞬时功率相同 D．两次铅球在最高点机械能相同 【答案】D 【详解】A．两次抛出的初速度方向不相同，故A错误； B．竖直方向将上升阶段看成逆向的自由落体运动，根据 可知轨迹1上升阶段和下落阶段所用时间都比轨迹2对应的时间大，则两次铅球在空中运动时间不相同，故B错误； C．根据 ， 可知轨迹1落地时的竖直分速度较大，则轨迹1落地时的重力的瞬时功率较大，故C错误； D．由题意可知，铅球两次经过B点时机械能相同，由于铅球在空中运动过程只受重力作用，铅球机械能守恒，则两次铅球在最高点机械能相同，故D正确。 故选D。 6．（23-24高一下·河南洛阳·期末）如图所示为小朋友在玩“儿童蹦极”，拴在小朋友腰间两侧是弹性极好的相同橡皮绳。若小朋友从最低位置在橡皮绳拉动下由静止开始上升（此时橡皮绳伸长最大），直至上升到橡皮绳处于原长的过程中，忽略空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A．小朋友在上升过程中处于超重状态 B．当橡皮绳恢复原长时小朋友的速度最大 C．上升过程中橡皮绳对小朋友做的功等于小朋友动能增加量 D．小朋友在上升过程中机械能不守恒 【答案】D 【详解】A．对小朋友受力分析，自身重力大小方向不变，橡皮绳竖直向上的拉力随上升的高度增加而减小。由牛顿第二定律 可知时，加速度方向向上，小朋友处于超重状态，时，加速度方向向下，小朋友处于失重状态。故A错误； B．根据小朋友的加速度与速度方向关系，可知其先加速上升然后减速上升，小朋友的速度最大时，加速度等于零，即 此时橡皮筋没有恢复原长，故B错误； C．上升过程中橡皮绳对小朋友做的功等于小朋友动能增加量与重力势能的增加量之和，故C错误； D．小朋友在上升过程中，橡皮筋的弹力对小朋友做功，故机械能不守恒，故D正确。 故选D。 7．（23-24高一下·湖南·期末）如图所示，放在足够大的水平桌面上的薄木板的质量m1=1kg，木板中间某位置叠放着质量m2=2kg的小物块，整体处于静止状态，已知木板与桌面间的动摩擦因数μ1=0.3，物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，薄木板足够长，现对木板施加水平向右的恒定拉力F=12N，木板和物块保持相对静止一起向右运动，且运动位移为x1=2m时，撤去拉力F，木板和小物块继续运动一段时间后均静止，下列说法正确的是（　　） A．撤去拉力F时，木板的速度v=3m/s B．撤去拉力F后，木板继续运动的位移为0.8m C．木板与物块之间的滑动摩擦力对两个物体所做的总功为0 D．全过程中产生的总热量为24J 【答案】D 【详解】A．从木板开始运动到撤去拉力F，对木板和小物块整体分析，根据动能定理有 解得 v=2m/s 故A错误； B．撤去拉力后，因为，则两板相对滑动，对木板有 解得 木板继续滑行的位移 故B错误； C．撤去拉力后，对物块有 解得 物块继续滑动的位移为 一对滑动摩擦力对两个物体做的总功为 故C错误； D．对木板和物块整体，全过程有 又 解得 Q总=24J 故D正确。 故选D。 8．（23-24高一下·贵州毕节·期末）2024年6月25 日13时41分许，嫦娥六号采取“打水漂”方式返回。返回器在距地面高度约120km处，以接近第二宇宙速度的高速在大西洋上空第一次进入地球大气层，实施初次气动减速。当下降至预定高度后，返回器向上“漂”，在印度洋上空A点跳出大气层，到达最高点B后开始滑行下降。之后，返回器在 C点二次再入大气层，实施二次气动减速，最后阶段打开降落伞，于25日14时7分，软着陆于内蒙古四子王旗预定区域D，实现世界首次月球背面采样返回，任务取得圆满成功。其上述返回过程轨迹模拟如图，大气层外可视为真空，返回器从A到D过程中无动力运行且质量不变，关于返回器下列描述正确的是（　　） A．从A到B过程中机械能减少 B．从A 到B过程中所受万有引力减少 C．从B到C过程中机械能不变 D．从C到D过程中机械能增加 【答案】BC 【详解】AB．从A到B过程中，由于处于大气层外，返回器只受万有引力作用，机械能不变，根据 从A 到B过程中，由于返回器离地心距离增大，所以返回器所受万有引力减少，故A错误，B正确； C．从B到C过程中，由于处于大气层外，返回器只受万有引力作用，机械能不变，故C正确； D．从C到D过程中，处于大气层内，返回器受到阻力对其做负功，返回器的机械能减少，故D错误。 故选BC。 9．（23-24高一下·山东德州·期末）水平地面上的传送装置如图所示。BC为长的水平传送带以的速率顺时针匀速转动，左端与半径为的四分之一光滑圆弧轨道相切于B点（不接触），右端与同一水平面上的平台CE平滑衔接于C点（不接触）。在平台右边固定一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于D点，C、D之间的距离为。质量为的滑块P（可视为质点）与传送带间的动摩擦因数为0.2，与平台CD之间的动摩擦因数为0.25，DE部分光滑，重力加速度，弹簧始终处于弹性限度内。现将滑块P从光滑圆弧轨道上端A点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A．滑块P运动到圆弧轨道底端B点时对轨道的压力大小为 B．滑块P通过传送带BC过程中系统产生的热量为 C．弹簧压缩过程中的最大弹性势能为 D．滑块P最终停在平台CD上离D的距离为 【答案】BCD 【详解】A．滑块P运动到圆弧轨道底端B点时，根据动能定理及牛顿第二定律有 轨道对滑块的支持力为 则可得滑块对轨道的压力大小为，故A错误； B．因为滑块P滑上传送带时的速度小于传送带的速度，所以滑块P滑上传送带时，受到的滑动摩擦力向前，滑块将做匀加速直线运动，设当滑块P加速到与传送带速度相同时，通过的位移为，则有 把及相关数据代入求得 所以，滑块P将在传送带上一直加速直到共速后离开传送带，则滑块P在传送带上运动的时间满足 代入求得 则滑块P相对于传送带滑动的距离为 根据功能关系可得该过程中系统产生的热量为 故B正确； C．滑块P到达C点时的速度为 根据能量守恒定律可得弹簧压缩过程中的最大弹性势能为 把，代入上式，求得 故C正确； D．设滑块P最终停在距离平台点为的地方，根据能量守恒定律，有 求得 即滑块P最终停在平台CD的C点，故D正确。 故选BCD。 10．（23-24高一下·湖南·期末）如图所示，挡板固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端与半径为的圆弧轨道连接，其圆心在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的劲度系数为 B．小球到达点时的速度大小为 C．小球到达点时的速度大小为 D．小球由运动到的过程中，小球和物块的机械能之和先增大后减小 【答案】ABD 【详解】A．设弹簧的劲度系数为，初始时刻弹簧的压缩长度为，则B沿斜面方向受力平衡， 则 小球A沿圆弧运动到最低点时，物块C即将离开挡板时，设弹簧的拉伸长度为，则C沿斜面方向受力平衡，则 易得 当小球A沿圆弧运动到最低点时，B沿斜面运动的位移为 所以 解得 ， 故A正确； BC．设小球A到达点时的速度为，对进行分解，在沿绳子方向的速度 由于沿绳子方向的速度处处相等，所以此时B的速度也为，对A、B、C和弹簧组成的系统，在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，且在和处弹簧的形变量相同，故弹性势能不变，弹簧弹力做功为0，重力对A做正功，对B做负功，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，可知 解得 故B正确，C错误； D．小球A由运动到的过程中，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球A和物块B的机械能之和与弹簧和C的能量之和不变，C一直处于静止状态，弹簧一开始处于压缩状态，之后变为原长，后开始拉伸，则弹性势能先减小后增大，故小球A和物块B的机械能之和先增大后减小，故D正确。 故选ABD。 第Ⅱ卷 非选择题 二、非选择题 11．（7分）（22-23高一下·四川成都·期末）在物理学研究中，通过理论推导得出的结论，常常还要经过实验的证明和实践的检验。某实验小组利用如图甲所示的装置进行实验来验证动能定理。 （1）实验时， （填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。 （2）关于该实验，下列说法正确的一项是 （填标号）。 A．为减小误差，实验中一定要保证和砂桶的总质量远小于小车的质量 B．若选用电火花打点计时器，则应选用6V的直流电源 C．开始时小车靠近打点计时器放置，先接通电源，再由静止释放小车，打出纸带，同时记录力传感器的示数 D．需要用天平测出砂和砂桶的总质量 （3）某次实验时，小车的质量为，砂和砂桶的总质量为，力传感器的示数为，得到如图乙所示的无漏点纸带，O点是释放小车瞬间打下的点，已知打点计时器所接电源的打点周期为。打点计时器打下B点时小车的动能为 （用题干及图乙中测得的部分物理量表示）；从打点计时器打下O点到打点计时器打下B点，细线的拉力对小车做的功为 （用题干及图乙中测得的部分物理量表示）。在误差允许的范围内，若由实验得到，则动能定理得到验证。 【答案】 需要 C 【详解】（1）[1]利用图中装置，为了使两段绳子拉力的合力等于小车受到的合力，实验时需要平衡摩擦力。 （2）[2] A．因力传感器可以测量细线上的拉力大小，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故A错误； B．若打点计时器选用电火花计时器，则应选用220V的交流电源，故B错误； C．开始时小车靠近打点计时器放置，先接通电源，再由静止释放小车，打出纸带，同时记录力传感器的示数，故C正确； D．因力传感器可以测量细线上的拉力，因此不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，故D错误。 故选C。 （3）[3]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有 打点计时器打下B点时小车的动能为 [4]从打点计时器打下O点到打点计时器打下B点，细线的拉力对小车做的功为 12．（9分）（23-24高一下·广西南宁·期末）如下图所示为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。已知重力加速度为g。实验步骤如下： A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调节水平； B．测出遮光条宽度d； C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L； D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间； E．用天平测出槽码和托盘总质量m，滑块和遮光条总质量M； F．改变遮光条到光电门的距离，重复步骤回答下列问题： (1)关于该实验，下列说法正确的是_______。 A．调节气垫导轨水平时，应在给导轨充气前，调节底脚螺丝使滑块在导轨上匀速滑动 B．调节气垫导轨水平时，应在给导轨充气后，调节底脚螺丝使滑块在导轨上匀速滑动 C．槽码和托盘总质量m和滑块质量M应满足 (2)某次测得遮光条到光电门的距离为，遮光条通过光电门的时间，遮光条通过光电门的速率为 ；滑块从释放到光电门的过程中，系统势能的减少量 ；若在实验误差允许范围内，满足关系式 （用题中相关字母表示），则说明系统机械能守恒。 (3)保持不变，甲、乙两位同学分别用不同质量的槽码进行实验，并且通过改变遮光条到光电门的距离L，重复步骤，得到几组不同的L，同时测出相应的t，他们在同一幅图像中描绘出如图中的a图线和b图线，分析原因可知a图线槽码质量 b图线槽码质量（选填“>”或“<”或者“=”）。 【答案】(1)B；(2) 、 、；(3)< 【详解】（1）AB．给导轨充气后，调节底脚螺丝直至滑块能做匀速直线运动，说明导轨已经调节水平。故A错误；B正确； C．本实验验证的是系统机械能守恒，槽码和托盘总质量m和滑块质量M不需要满足。故C错误。 故选B。 （2）[1]遮光条通过光电门的速率为 [2] 滑块从释放到光电门的过程中，系统势能的减少量 [3]系统机械能守恒，则有 联立可得 （3）由上一问分析，可得 可知图像中图线的斜率 可得a图线槽码质量小于b图线槽码质量。 13．（10分）（23-24高一下·四川德阳·期末）手动挡燃油汽车的蓄电池没电了无法启动车辆时，有一种很简单的方法启动，那就是推车启动.如图所示，两人用力推一辆熄火的汽车，每人用力的大小均为300N，方向均与车的直线运动方向成θ=37°，当两人对车一共做功为W=7200J时，汽车发动机刚好启动.汽车发动机启动后，两人迅速进入车内，汽车从静止开始加速行驶，汽车的额定功率为P=100kW，在水平路面上行驶途中的阻力可视为保持不变，阻力大小为f=2000N，汽车和两人的总质量为M=1.5×103kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求： （1）在推车过程中，汽车的位移大小s； （2）若推车启动成功后，两人驾驶汽车从静止开始匀加速直线行驶；加速度大小为a=2m/s2，则汽车匀加速直线行驶能持续的时间t. 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）两人对车一共做功为 在推车过程中，汽车的位移大小 （2）汽车匀加速直线行驶，根据牛顿第二定律有 当恰好达到额定功率时 代入数据解得 由匀变速运动的规律有 解得汽车匀加速直线行驶能持续的时间 14．（12分）（23-24高一下·重庆沙坪坝·期中）如图所示，长度为的轻绳一端固定在点，另一端连接质量为2m的小球，另一足够长的轻绳一端与小球相连后跨过与点等高的定滑轮，另一端连接质量为的物块，滑轮与点相距。将小球从图中水平位置静止释放，忽略一切摩擦，当小球转过的圆心角为37°时，已知重力加速度为，，，求： （1）小物块重力势能的增加量； （2）小球此时的速度大小；（结果保留根号） （3）从释放小球到此位置过程中，轻绳和轻绳对小球做的功、分别为多少。 【答案】（1）；（2）；（3）0， 【详解】（1）当小球转过37°时如下图，小物块重力势能增加量为 （2）根据几何知识可知此时小球两边的绳子相互垂直，故球和物块的速度大小刚好相等，由机械能守恒定律 解得 （3）小球绕点做圆周运动，绳a对球不做功，，对小球由动能定理 解得 15.（16分）（23-24高一下·广东广州·期末）如图甲所示，在竖直平面内，粗糙的倾斜直轨道AB和光滑的圆轨道BCD相切于B点，C是圆轨道最低点，圆心角，D点与圆心等高，最低点C处有压力传感器。现有一个质量为m可视为质点的小物块从D点正上方静止释放后，恰好沿D点进入轨道DCB，压力传感器测出不同高度h释放时第一次经过C点的压力示数F，做出F与高度h的图像，如图乙所示。已知，，。 （1）求小物块的质量m和圆轨道的半径R； （2）若，轨道AB的长度，改变小物块与轨道AB间的动摩擦因数，试求小物块在斜面轨道AB上滑行的路程s与的关系。 【答案】（1）0.2kg，1m；（2）m（）或（）或（） 【详解】（1）当时，由图像截距可知 N 得 由图像可知，当时，对轨道的压力N，根据动能定理有 解得 （2）①当较小，则小物块滑离斜面，此时有 解得 小球的路程为1.8m； ②当较大，小物块能停在斜面上，有 解得 根据动能定理有 解得 ③当时，小物块最终在与B点等高水平线范围内往复运动，则有 解得 综上可知，小物块在斜面轨道AB上滑行的路程s与μ的关系为： m（）或（）或（） 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$