2024-2025学年高一下学期物理暑假作业-机械能守恒定律（山东适用）

高一物理暑假作业——B2机械能守恒定律 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物块从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（    ） A. 电动机做的功为 B. 摩擦力对物体做的功为mv2 C. 传送带克服摩擦力做的功为mv2 D. 小物块与传送带因摩擦产生的热量为 2.如图所示，在男子短道速滑接力赛中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲，甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则(　　) A. 甲对乙的作用力与乙对甲的作用力相同 B. 乙对甲的作用力一定做正功，甲的动能增大 C. 甲对乙的作用力可能不做功，乙的动能可能不变 D. 甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 3.如图1所示，某同学在表面平坦的雪坡下滑，不借助雪杖，能一直保持固定姿态加速滑行到坡底。该同学下滑情境可简化为图2，雪坡倾角为α，人可视为质点，图中用小物块表示，下滑过程中某一时刻滑行的速度v的方向与雪坡上所经位置的水平线夹角为β(β<90)，已知该同学和滑雪装备的总质量为m，滑雪板与雪坡之间的动摩擦因数为µ，重力加速度为g，不计空气阻力。关于该下滑过程，下列说法正确的是(　　) A. 该同学所受摩擦力小于μmgcosα B. 该同学所受摩擦力的方向不变 C. 该同学沿v的方向做匀加速直线运动 D. 该同学所受重力的瞬时功率一直在增加 4.从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用．距地面高度h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示．重力加速度取10m/s2．该物体的质量为    A. 2kg B. 1.5kg C. 1kg D. 0.5kg 5.如图，一光滑T形架上套有A、B两个圆环，质量都是1 kg，圆环用长为5 m的轻质细绳相连．T形架以图示虚线为轴逆时针转动，初始时绳与水平支架间夹角为53°，现缓慢加大架子的转速，使圆环B的速度为 m/s，g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，则此过程中架子对A、B做功为(　　) A. 10 J B. 20 J C. 15.4 J D. 25.4 J 6.如图甲所示，倾角为37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量m=5kg的货物（可视为质点）轻放到传送带底端A，货物运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，t=10s时货物到达传送带顶端B，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，货物从A端运动到B端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 货物受到的摩擦力大小始终为32N B. 货物受到的摩擦力做的功为160J C. 货物受到的合力做的功为460J D. 因为传送货物，电动机对传送带多做功620J 7.某国产新能源汽车发布的最新高端越野车百公里加速时间仅需多，该车以最大功率从静止启动沿直线行驶，其受到的阻力大小视为不变，根据表格中的数据，下列说法正确的是（　　） A. 启动后，越野车做匀加速运动 B. 加速过程中，牵引力做的功等于越野车动能的增加量 C. 越野车加速过程中所受到的阻力大小为 D. 当越野车速度为时，其加速度大小为 8.如图所示，某快递公司为提高工作效率，利用传送带传输包裹，水平传送带长为4 m，由电动机驱动以4 m/s的速度顺时针转动。现将一体积很小、质量为10 kg的包裹无初速地放到传送带A端，包裹和传送带间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g取10 m/s2，则包裹从A运动到B的过程(　　) A. 时间为1 s B. 时间为4 s C. 电动机多输出的电能为40 J D. 电动机多输出的电能为80 J 二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） 9.汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车的速度v与牵引力大小F倒数的图像，表示最大速度。已知汽车在平直路面上由静止启动，阻力恒定，最终达到最大速度后以额定功率匀速行驶，ab、cd平行于v轴，bc反向延长线过原点O，汽车质量为M，M、、、为已知量，下列说法错误的是(　　) A. 汽车从b到c过程做匀加速直线运动 B. 汽车额定功率为 C. 汽车运行的最大速度 D. 汽车匀加速运动持续的时间为 10.如图所示，DO是水平面，AB是斜面，滑块(可视为质点)从A点由静止出发沿ABD滑动到D点的速度大小为v0。若已知该滑块与斜面、水平面和圆弧轨道之间的动摩擦因数处处相同且不为零，轨道转折处平滑相接。下列说法正确的是(　 ) A. 若让滑块从D点以速度v0出发，沿DBA滑动，则恰好能滑到顶点A B. 若让滑块从D点以速度v0出发，沿DBA滑动，则一定不能滑到顶点A C. 如果斜面改为AC，让滑块从A点由静止出发沿ACD下滑到D点的速度，大小一定为v0 D. 如果斜面改为为圆弧轨道AEB，让滑块从A点由静止出发沿AEB滑动到D点的速度大小一定为v0 11.如图，一定质量的小球穿在固定光滑轻杆上，轻杆与水平面夹角为。弹簧一端固定在点，一端与小球相连，、、为轻杆上的三个位置，与杆垂直，小球处在点时弹簧为原长，为竖直方向。开始时将小球置于杆上的点，此时弹簧水平，现将小球从点静止释放，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是(　　) A. 小球沿杆在、之间做往复运动 B. 小球在到运动过程中，小球的动能在点最大 C. 小球在到运动过程中，小球的机械能在点最大 D. 小球在到运动过程中，系统总势能可能先减小后增大 12.为实现2030年碳达峰目标，2022年北京冬奥会运行超1 000辆氢能源汽车，汽车的加速度a和速度倒数的关系如图所示，图上标的值均为已知量，汽车所受阻力恒定，则(　　) A. 汽车牵引力的功率不变 B. 汽车的牵引力不变 C. 可以求得汽车所受阻力 D. 当汽车速度为时，汽车的加速度为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13.某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时，装置如图所示，以最低点C所在水平面作为零势能面。 (1)图中(1)是　　　(填写名称)，本实验使用的是　　　传感器，数据处理时，连接杆的动能和重力势能可以忽略不计，这是由于：　　　。 (2)以摆锤所在位置到最低点的高度h为横坐标，摆锤速度为v，以为纵坐标，以h为横坐标。若摆动过程中机械能守恒，做出的图像是(　　) A． B． C． D． 14.某同学利用重物自由下落来做“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示。 (1)请指出实验装置甲中存在的明显错误：　　　　　　　。 (2)进行实验时，为保证测量的重物下落时初速度为零，应　　　 (选填“A”或“B”)。 A．先释放纸带，再接通电源　　 B．先接通电源，再释放纸带 (3)根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点如图乙所示．已测出点1、2、3、4到打出的第一个点O的距离分别为h1、h2、h3、h4，打出计时器的打点周期为T．若代入所测数据能满足表达式gh3=　　　 (用题目中已测出的物理量表示)，则可验证重物下落过程机械能守恒。 (4)某同学作出了v2-h图像(图丙)，则由图线得到的重力加速度g=　　　 m/s2。 15.汽车整车性能试验是指在汽车不解体的情况下，对汽车的使用性能进行全面检测。一质量的汽车，其发动机的额定功率，在某次汽车整车性能试验中，该汽车沿平直公路行驶时所受阻力大小与其所受重力大小的比值恒为。取重力加速度大小。 (1)求该汽车所能达到的最大速度的大小； (2)若该汽车从静止开始以大小的加速度匀加速行驶，求此过程能维持的时间。 16.如图所示，轨道的ab段和cd段为半径 R＝0.8 m的四分之一光滑圆弧，bc 段为长 L＝2 m的水平面，水平面与物体间的动摩擦因数为μ＝0.2，圆弧和水平面平滑连接．质量 m＝1 kg的物体从 a点处由静止下滑，重力加速度 g＝10 m/s2，求： (1)物体第一次通过c点时对轨道的压力大小； (2)物体最终停下来的位置； (3)物体从a点静止下滑到停下来的过程中机械能损失了多少． 17.如图所示。半圆轨道BC竖直固定在水平地面上，AC是竖直直径，半径为R。B点与圆心O等高，轻质弹簧放置在水平地面上，左端固定在距A点足够远的地方。控制质量为m的小球（视为质点）向左压缩弹簧至E点（未画出），由静止释放小球。设重力加速度为g，不计一切摩擦和空气阻力。 (1)若小球运动到C点时所受轨道的弹力大小等于小球重力的2倍，求小球经过C点的速度大小； (2)改变初始时弹簧的压缩量，若小球在半圆轨道ABC运动时不会脱轨（在末端C点飞出不算脱轨）。求初始时弹簧弹性势能的取值范围； (3)若空气阻力不可忽略，且小球所受阻力大小与其速率成正比，即f=kv。k为已知常数。若小球恰好通过C点。之后小球从C点水平飞出，经过时间t从C点落到水平地面，测得落地点离C点的水平距离为x，求小球从C点落到水平地面过程中克服空气阻力做的功。（用m、R、g、k、t、x表示结果，表达式合理即可。不需展开化简） 18.如图，粗糙直轨道AB与光滑的竖直圆弧轨道相切于B点且平滑连接。轨道AB长为，O点为圆弧轨道的圆心，且E、O、C位于同一竖直线上(E为圆弧轨道的最高点)；D、O、A位于同一水平线上，且OB与OA的夹角为(OB垂直于AB)。现有一质量为的小球(可视为质点)从A点以大小为的初速度沿轨道AB向下运动，小球到达E点时对圆弧轨道的压力大小为10N，重力加速度大小取。 (1)求小球在E点的速度大小； (2)求小球在C点受到的支持力大小： (3)若小球与轨道间的动摩擦因数为，求小球在A点的初速度大小。 参考答案 选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选项 C B D C D D D D AD BC CD AD 非选择题 13.【答案】(1)　　 挡光片　　 光电门　　 连接杆的质量远小于小球的质量 (2)B 14.【答案】　 应接交流电源　 B　 　 9.6/9.60 15.【答案】(1)；(2) 【解析】(1)根据题意可知，汽车启动过程中，做加速度减小的加速运动，根据牛顿第二定律可知，当该汽车所受的合力为0时，汽车的速度达到最大，此时汽车所受的牵引力大小 又瞬时功率公式 代入数据解得汽车所能达到的最大速度的大小为 (2)设该汽车匀加速行驶时所受的牵引力大小为，此时加速度恒定，根据牛顿第二定律有 设该汽车的瞬时功率刚达到额定功率时，汽车的速度大小为，瞬时功率表达式有 又根据速度与时间公式有 代入数据解得此过程能维持的时间为。 16.【答案】(1)20 N　(2)b点　(3)8 J 【解析】(1)从a点到c点由动能定理有mgR－μmgL＝mvc2，在c点时FN－mg＝m 联立两式解得FN＝20 N，由牛顿第三定律可知，物体第一次通过c点时对轨道的压力大小 FN′＝FN＝20 N (2)对物体运动的全过程有mgR＝μmgx，解得x＝4 m 则物体恰好停在b点； (3)物体从a点静止下滑到停下来的过程中机械能损失了ΔE＝μmgx＝mgR＝8 J 17.【答案】(1)；(2)或； (3) 【解析】（1）在C点，小球受到轨道的弹力和重力的作用，由牛顿第二定律有 解得C点的速度大小为 （2）若小球刚好能经过圆弧轨道的最高点C，由重力提供向心力有 ，解得C点的最小速度为 小球从静止释放到C点的过程，根据动能定理有 解得弹簧弹性势能 若小球刚好能运动到圆弧轨道圆心O等高处，即弹性势能都转化为重力势能 根据机械能守恒，有 解得弹簧弹性势能 综上初始时弹簧弹性势能的取值范围或 （3）水平方向， 整理可得 同理，在竖直方向有 整理可得 设落地时速度为 由动能定理有 解得小球从C点落到水平地面过程中克服空气阻力做的功 18.【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】(1)设小球在E点受到的支持力大小为，由牛顿第二定律有，，由中角可知圆轨道半径，，由牛顿第三定律可知，圆弧轨道对小球的支持力大小等于小球对圆弧轨道的压力大小，因此，，联立解得，。 (2)设小球在C点受到的支持力大小为，由牛顿第二定律有，，从E点到C点，由动能定理有，，结合(1)问联立解得， (3)从A点到C点，由动能定理有，，解得， 高一物理暑假作业——B2机械能守恒定律第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$