(三)势能及其改变、实验：验证机械能守恒定律-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高一物理必修2同步周测卷（鲁科版）

(亚1解}卫1潮便二影称家（药姓琴）都爷 U 街水金车·先享驱·高一同步周测存目 精理（鲁科版}必修第二瑞第2而（筑4面} 肝级 幢名 分数 10《14分》如图所示，AHCD为一竖直平面内的固定轨道，其中C水平.A点比C 题与 出H=10m,BC长I=1m,AB和CD轨道充滑，一质量=1g的物体，从A点 答案 以防一4m/s的速度沿轨道开始运动，经过C后准到高出C点五一10,3m的D点 三、非迹择思（木题共3小题，共48分，请按要求完成下列各题） 时速度为零，重力加速度g=10m/,求： (1)物体与BC轨道间的动摩擦因数： 9.(14分)某同学利用知图所示的装置来研究机城能守恒间周。A、B是质量均为m的 (2)物体第5次经过B点时的速度大小（结果用根号表示） 小物块，C是质量为M的重物，A,B间白轻弹簧相连，A,C阿由轻绳相连，将B放 (3)物体最后停止的位置与B点的距离。 置在一压力传感器上，C的正下方放置一速度传感器，压力传感器与速皮传感器同时 将数据传人同一处理器进行数据分析。整个实验中弹簧始终处于弹性限度内，重力 加速度为g。 血，开始时，系统在一外力作用下保持静止，轻绳拉直但张力为零。呢释枚C,使其向 11.《20分》如图所示，额紧的传送等与水平面的夹角8=3D,传送带在电功机的带动 下运动，当压力传感器示数为零时，违度传感器测出C的速度为。 下，始绕保持=5/、的建率运行，现把…质量刚=50kg的工件（可视为质点）轻 山，在实验中探持A,B的质量不变，改变C的质量，多次重复步露， 轻放在传透带的底端，工件被传送到一0m的高处，已知工件与传送带之间的动 《1)该实验中，f和限的大小关系匹需消足M (填“小干”一等子”或“大 摩擦因数性一兰，重力但速度g10m,求 干)湖 《1)工件从载上传送带到与传送带共速的时间： (2)为便于研究遮皮？与质量M的关系，每次测C的遮度时，C已下降的高度应 (填“相同”或“不同“)。 《2)工件从底端运送到顶嘴的过程中，摩擦力对工件做的功： (3)电动机传送工件到顶特消耗的电能。 (3)根据陈测数据，为了更直观地验汪机械能守框定律，应作出 (填“寸-M” 点该护图线。 4)根据(3)同的周线，若留线在纵轴上的规距为山，则弹簧的劲度系数为 用题中字母表示》。 物喱[鲁科香}冬修第二函第ǎ页〔典4页」 衡水金等·先享题·商一阿步圆测春国 物里（鲁科版1必修第二君第4互[共4面]高一周测卷 ·物理（鲁科版）必修第二册· 高一同步周测卷/物理必修第二册（三）》 9 命题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ.推理能力Ⅲ，分析综合能力N.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2学科素养： ①物理观念 ②科学思雏③科学探究 ④科学态度与责任 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 分 值 (主题内容) ① ② ③ ④ 档次 系数 单项选择题 重力势能、弹性势能、机械能 易 0.85 守恒 单项选择题 重力势能与竖直上抛 0.85 3 单项选择题 动能、机械能、阻力做功 易 0.80 4 单项选择题 牛顿第二定律，机械能守恒 易 0.80 5 单项选择题 6 斜面上的功能关系 中 0.75 6 单项选择题 6 克服阻力做功与能量问题 难 0.55 7 多项选择题 8 功能关系与效率 中 0.60 牛顿第二定律、受力平衡、弹性 8 多项选择题 难 0.55 势能问题 9 非选择题 14 验证机械能守恒定律 中 0.70 10 非选择题 14 动能定理，摩擦力做功特点 中 0.65 11 非选择题 20 传送带与做功 难 0.50 香专答案及解析 一、单项选择题 2mg,由机械能守恒定律得了m话=方m时十mga, 1.C【解析】由静止竖直下落，在没接触地面之前，人 和杆自由下落，弹簧处于原长，弹性势能为零，A项错 联立解得h=2.4m,B项正确。 误：杆下端触地后一段时间内人继续加速，当弹簧弹 3.A【解析】根据动能定理有mgh一0.1mgh=△E· 力等于重力时，加速度为零，速度最大，人的动能最 此过程中合外力做正功，运动员的动能增加，可知运 大，B项错误：人从静止竖直下落到最低点的过程中， 动员的动能增加了0.9mgh,A项正确：重力做正功重 人的重力势能一直减小，C项正确：弹簧对人做功，所 力势能减小，重力做负功重力势能增加，即有W: 以人的机械能要变化，D项错误。 一△E。,该过程中重力做正功，运动员的重力势能减 小了mg,B项错误：若只有重力做功则运动员机械 2.B【解析】设此时高度为，由题意得之m 能守恒，而该过程中除了重力做功，还有阻力做负功， 机械能的减少量等于克服阻力做的功，即为0.1mgh, 7 ·物理（鲁科版）必修第二册· 参考答案及解析 C,D项错误。 错误：又十=x,可知x1= 2 ,因此弹簧恢复 4.D【解析】细绳烧断后，由于弹簧处于伸长状态，通 过对P,Q两球受力分析可知刚烧断时加速度4p> 原长时B的位移为号，B项正确A附要离开地面 ao,在任一时刻，两球的动能不一定相等，A,B项错 时，对B根据牛顿第二定律有F。一mg一2mg=2m@, 误：系统内有弹力做功，弹性势能发生变化，系统的动 能与重力势能之和发生变化，C项错误：Q落地前，两 可知B的加速度大小a=E,3mg,上升位移为 2m 球及弹簧组成的系统只有重力做功，整个系统的机械 1 能守恒，D项正确。 时有=2u,此时B的动能E-2×2m-(F 5.D【解析】物块的加速度a=4m/s,方向沿斜面向 一3mg),C项正确：弹簧初始状态的压缩量大于A 下，根据牛顿第二定律得mgsin30°+f-F=ma,解 刚要离开地面时弹簧的伸长量，因此弹簧的弹性势能 得F-f=5m一4m=m>0,可知F和f做功的代数 减少了D项错误。 和大于零，即拉力F做的功大于物块克服摩擦力f 三、非选择题 做的功，所以在运动的过程中，机械能一定增加，同理 9.(1)大于(3分) 可知mgsin30°一F=4m一f,不能确定F和重力沿斜 (2)相同(3分) 面向下的分力的大小关系，故拉力F做的功不一定 (3)2- M+m4分) 等于物块克服重力做的功，A、B项错误，D项正确：物 块的加速度方向沿斜面向下，由牛顿第二定律知物块 （4)4mg(4分) b 的合力沿斜面向下，与位移方向相反，合力对物块做 【解析】(1)要使压力传感器的示数为零，弹簧需从压 负功，由动能定理知物块的动能诚小，C项错误。 缩状态变成伸长状态，因此C要能拉动A,所以M要 6.A【解析】不补充能量的情况：对整个运动过程，重 大于m 力做的功W=gX(H-号=号mgH,克服空气 (2)开始弹簧处于压缩状态，有F=k△=mg,压力 传感器为零时，弹簧的拉力F:=k△=mg,此时弹 阻力做的功w,=H+是D-H,且W,=w, 簧长度从压缩到伸长的变化量△x=△1+△2= 解得了=十mg,补充能量的情况：对整个运动过程， 2m,则不论C的质量是多少，要使压力传感器示数 重力做的功为零，空气阻力做的功为一「×2H,补充 为零，A上升，此时C下降2驷，故C下降的高度 的能量为E,则由动能定理有一f×2H十E=0一0，解 相同。 得E=名mgH,A项正确。 (3)将A,C及弹簧作为一个系统，弹簧压缩和伸长前 二、多项选择题 后形变量相同，则根据机械能守恒定律有(M一m)g 7,BD【解析】列车在冲上坡顶车站时，需要克服阻力 ×2s=号(M+m),整理得=-8mg. k 2 做功，在数值上就等于机械能的减少量，A项错误，B 项正确：该过程重力势能的增加量△E,=mgh,动能 什n紧，所以为得到线性关系图线，应作出 M+m 的减少量△E= 2一 2m味，则该过程节能坡 1一图线 M+m 的转化率”= AE×100%=25%,C项错误，D项 △E ()根据上面表达式可得=6，解得= b 正确。 10.【解析】(1)分析从A点到D点的过程，由动能定 8.BC【解析】B刚开始运动时，拉力最小，设此时弹簧 理得 压缩量为x1,Fmn一2mg十kx1=2ma,拉力作用前，对 B有x1=2mg,设A刚要离开地面时，弹簧的伸长 一mg(h一H)一mgl=0-立m (3分) 量为2，有k=mg,对B根据牛顿第二定律有F。 解得：=0.5 (1分) 一kx一2mg=2ma.联立解得Fm=F。一3mg,A项 (2)设物体第5次经过B点时的速度为：，在此过 8 高一周测卷 ·物理（鲁科版）必修第二册· 程中物体在BC上滑动了4次，由动能定理得 (2)工件从底端运送到顶端的过程中，根据动能定 mgH-4mgl=之m话-子mni (3分) 理有 解得物=4√TTm/s 一mgh十W= 1 (3分) (1分) 2m-0 (3)设物体运动的全过程在水平面上通过的路程为 解得w=5625J (3分) (3)工件从放上传送带到与传送带共速，工件相对传 s,由动能定理得mgH一mgs=O一 (3分) 送带的位移 解得s=21.6m (1分) 物体在轨道上来回滑动了10次后，还有1.6m 4x=u1-%-5m (2分) 故距B点的距离￥'=2m一1.6m=0.4m(2分) 工件从放上传送带到与传送带共速的过程中产生的 11.【解析】(1)对工件进行受力分析，根据牛顿第二定 热量 律可得 Q=mgcos0·△ (2分) ngcos0一ngsin0=d (2分) 工件从底端运送到顶端的过程中，由功能关系可得 故工件从放上传送带到与传送带共速的时间 电动机消耗的电能 = (2分) E=专m6+mgh+Q=750J (3分) 解得1=2s (3分) 9