(九)生产和生活中的机械能守恒、牛顿力学的局限性与相对论初步-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高一物理必修2同步周测卷（粤教版）

高一同步周测卷/物理必修第二册 (九)生产和生活中的机械能守恒、牛顿力学的局限性与相对论初步 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的) 1.“君不见，黄河之水天上来，奔流到海不复回；君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成 雪。”是李白的《将进酒》中的诗句，从物理的角度理解诗句，下列说法正确的是 A.黄河水奔流过程中，重力对水流不做功 B.一定质量的黄河水奔流过程中，机械能守恒 C.可以使黄河水由入海口回到发源地而不引起其他变化 D.若黄河水流经发电站，则水的一部分机械能可以转化成电能 2.下列关于相对论的说法正确的是 A.当物体相对某一惯性系高速运动时，其质量的观测值与速度大小有关 B.在不同的惯性系中观测同一物体，尺寸都相同 C.对于同一个物理过程经历的时间，在任何惯性系中观测结果都相同 D.观察者与光源相向运动时，观测到的光速大于3.0×108/s 3.如图所示，很多地下车位设计了双层停车位，一辆车正在从一层车位被运送至二层车 位，在运送过程中，该车经历了先向上加速，然后匀速上升，最后向上减速到零的过 程。下列说法正确的是 A.该车在向上加速的过程中处于失重状态 B.该车在匀速上升的过程中机械能守恒 C.该车在向上减速的过程中处于失重状态 D.该车在整个过程中合外力所做的功等于机械能的增加量 4.如图所示，质量m=200g的物体静止在地面上，物体上面固定一轻质弹簧，用手缓慢 提升弹簧上端，使物体缓缓提升高度h=1。已知初始时弹簧处于原长状态，弹簧 劲度系数&=10N/m,重力加速度g=10m/s,弹簧的弹性势能E#=kx2,其中。 为弹簧形变量，则在此过程中人做的功 A.1.8J B.2.0J C.2.2J D.2.4J 物理（粤教版）必修第二册第1页（共4页）】 衡水金卷·先享题 5.一质量为m的小球从距地面高度为H的位置自由下落到水平地面上，与水平地面碰 撞后弹起，假设小球与地面碰撞过程中没有能量损失，但由于受到大小不变的空气阻 力的影响，使每次碰撞后弹起上升的高度是碰撞前下落高度的子。已知重力加速度 为g,为使小球弹起后能上升到原来的高度H,在小球开始下落时，在极短的时间内 给小球补充能量，应补充 A.高mgH B.mgH C.gH D.mgH 6.如图甲所示，长木板A静置在光滑的水平面上，质量=2kg的另一物体B(可看成 质点)以水平初速度w,=2m/s滑上长木板A的上表面。A的上表面粗糙，A、B的 速度v随时间t变化的图像如图乙所示。重力加速度g=10m/s2,下列说法正确 的是 Av/ms-I 777777777777 1 2 t/s A.A最终的动能为2J B.系统损失的机械能为4J C.A的最小长度为2m D.A、B间的动摩擦因数为0.1 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有 多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.如图甲所示，将一小球从地面以某一初速度，竖直向上抛出，取地面为参考面，小球 的机械能E,和重力势能E,随小球离地面的高度h变化的关系图像如图乙所示，重 力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是 E/J 100 E 80------ 60 20外-- 777777 01234h/m 甲 A.小球从地面抛出的初速度v=4√5m/s B.小球所受空气阻力的大小为小球自身重力的号 C.从抛出开始，小球经1s时间上升到最高点 D.小球离地面的高度h=3m时，动能Ek=25J 高一同步周测卷九 物理（粤教版）必修第二册第2页（共4页) 8.如图所示，广州地铁3号线北延段使用了节能坡。某次列车以64.8k/h的速度冲 上高度为4m的坡顶车站时，速度减为7.2km/h,设该过程节能坡的能量转化率为？ (列车重力势能的增加量与其动能减少量之比)，重力加速度g=10m/s2,下列说法 正确的是 A.该过程列车的机械能减少量行进方向→ 大于克服阻力做的功 2 2 车站 进站 出站 B.该过程列车的机械能减少量等于克服阻力做的功 C.7=25% D.7=10% 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 4 6 7 8 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(14分)如图所示，ABCD为一竖直平面内的固定轨道，其中BC水平，A点比BC高 出H=10m,BC长l=1m,AB和CD轨道光滑，一质量m=1kg的物体，从A点以 v1=4m/s的速度沿轨道开始运动，经过BC后滑到高出C点h=10.3m的D点时 速度为零，重力加速度g=10m/s2,求： (1)物体与BC轨道间的动摩擦因数； (2)物体第5次经过B点时的速度大小（结果用根号表示）； (3)物体最后停止的位置与B点的距离。 777777777 物理（粤教版）必修第二册第3页（共4页) 衡水金卷·先享题· 10.(16分)如图所示为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地 面上，轻杆AB可绕水平轴上的O点在竖直面内自由转动。A端小凹槽内装有一质 量为的石子，B端固定一配重。现将杆转至水平方向由静止释放，杆在配重作用 下转到竖直位置时石子被水平抛出，击中前方竖直靶上的P点，P点与O点恰好在 同一水平线上。已知OA=2L,OB=L,OP=4L,重力加速度为g,不计一切摩擦及 空气阻力。求： (1)石子被水平抛出时的速度大小； (2)杆由水平转到竖直的过程中凹槽对石子做的功以及配重的质量； (3)石子被抛出前的瞬间，杆对水平轴的作用力大小。 石子口 配重 11.(18分)如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角0=30°，传送带在电动机的带动 下，始终保持=5m/s的速率运行，现把一质量m=50kg的工件（可视为质点）轻 轻放在传送带的底端，工件被传送到h=10m的高处，已知工件与传送带之间的动 摩擦因数以-号，重力加速度g=10m/s,求： (1)工件从放上传送带到与传送带共速的时间t; (2)工件从底端运送到顶端的过程中，摩擦力对工件做的功； (3)电动机传送工件到顶端消耗的电能。 8 ---- 高一同步周测卷九 物理（粤教版）必修第二册第4页（共4页)高一周测卷 ·物理（粤教版）必修第二册· 高一同步周测卷/物理必修第二册（九） 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.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科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I ⅡⅢ ①②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 重力势能、重力做功 易 0.85 2 单项选择题 6 相对论 易 0.85 3 单项选择题 6 动能、重力势能 中 0.75 4 单项选择题 6 能量守恒 中 0.75 单项选择题 6 功能关系 中 0.65 6 单项选择题 6 板块模型 中 0.65 有阻力的上抛运动的机械能与 多项选择题 8 中 0.70 势能的变化 8 多项选择题 8 功能关系与效率 难 0.55 9 非选择题 14 动能定理、摩擦力做功特点 中 0.70 10 非选择题 16 动能定理、圆周运动 / 中 0.60 非选择题 18 传送带问题 难 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 同，速度越大，尺寸越小，B项错误；根据时钟延缓效 1.D【解析】黄河水奔流过程中，重力对水流做正功， 应，对于同一个物理过程经历的时间，在不同惯性系 A项错误；一定质量的黄河水奔流过程中，除重力做 中观测结果不相同，C项错误；根据光速不变的原理， 功外，还有阻力对它做功，机械能不守恒，B项错误； 观察者与光源相向运动时，观测到的光速等于3.0× 根据能量守恒定律可知，若要使黄河水由入海口回到 10m/s,D项错误。 发源地，必须以消耗其他能作为代价才可能实现，C 3.C【解析】车向上加速的过程中，加速度向上，处于 项错误；黄河水流经发电站时，水的一部分机械能转 超重状态，A项错误；匀速上升的过程中，动能不变， 化成电能，而另一部分转化为其他形式的能，D项 重力势能增大，所以机械能增大，B项错误；车向上减 正确。 速的过程中，加速度向下，处于失重状态，C项正确； 2.A【解析】当物体相对某一惯性系高速运动时，其质 合外力所做的功等于动能的变化量，D项错误。 量的观测值与速度大小有关，速度越大，质量越大，A 4.C【解析】重力势能的变化量△E。=mgh=2J,弹簧 项正确：在不同的惯性系中观测同一物体，尺寸不相 ·27· ·物理（粤教版）必修第二册· 参考答案及解析 的形变量x=兴，弹性势能的增加量△E=kr 的动能E=之m=号×2XJ=25J,D项正确。 =0.2J,物体缓缓提高说明物体动能不发生变化，因 8.BC【解析】列车在冲上坡顶车站时，需要克服阻力 此人做的功W=mgh十△Ep弹=2.2J,A、B、D项错 做功，在数值上就等于机械能的减少量，A项错误，B 误，C项正确。 项正确；该过程重力势能的增加量△E。=mgh,动能 5.D【解析】不补充能量的情况：对整个运动过程，重 1 的减少量△E=m端一立m味，则该过程节能坡 力微的功W=mgX(H-是HD=子mgH,克服空气 的转化率”= △E×100%=256,C项正确，D项 △ 阻力做功w:=fH+是用=子fH,且W=w,解 错误 得∫=子mg,补充能量的情况：对整个运动过程，重 三、非选择题 9.【解析】(1)分析从A点到D点的过程，由动能定 力做功为零，克服空气阻力做功为f×2H,由功能关 理得 系得补充的能量△E-fX2H=号mgH,D项正确。 mg(h-H)-umgl=0- 2mv (3分) 6.D【解析】由v-t图像可知，A和B共速前的加速 解得μ=0,5 (1分) 度大小均为a=1m/s,它们所受的合外力均为滑动 (2)设物体第5次经过B点时的速度为v2,在此过程 摩擦力F:=mg,所以A的质量M=m=2kg,A获 中物体在BC上滑动了4次，由动能定理得 得的动能E.=号M=1J,A项错误：系统损失的机 1 72gI—4ngl=2n2u2—222 (3分) 被能△E=之m6-之×2m听=2小，B项错误：A的 解得2=4√Im/s (1分) (3)设物体运动的全过程在水平面上通过的路程为s, 最小长度可由vt图像求得相对位移L=之 1 由动能定理得gH一mgs=0一 2 muf (3分) 1m=1m,C项错误；由a=g=1m/s2得A、B间的 解得s=21.6m (1分) 动摩擦因数以=0,1，D项正确。 物体在轨道上来回滑动了10次后，还有1.6m 二、多项选择题 故距B点的距离s'=2m-1.6m=0.4m (2分) 7.BD【解析】由题图可知，h=0时，小球的机械能E 10.【解析】(1)设石子被抛出时速度大小为，从水平 =100J,重力势能Ep=0,可知小球的初动能Ekw= 抛出经时间t击中靶，有 100J,h=4m时，重力势能Ep=80J,由Ep=mgh, 解得m=2kg,根据。=子md,解得=10m/s,A 21- (1分) 4L=vt (1分) 项错误；当无空气阻力时，小球上升的高度h'= 6 解得1=2√gL (1分) 102 2X10m=5m,当有空气阻力时，小球上升的高度为 (2)对石子根据动能定理有W-2mgL=子mi (2分) 4m,则有a=%=)0m/s2=12.5m/s2,由牛顿第 解得W=4mgL (2分) 二定律可得mg十F:=ma,F:=ma-mg=2×(12.5 设杆由水平转到竖直时，配重的速度大小为2，对 一10)N=5N,可知小球所受空气阻力的大小为小球 石子和配重根据机械能守恒定律有 自身重力的子，B项正确：小球从抛出开始到最高点 Mgl.-2mgl.Mog (2分) 所用的时间1=兰-品=0,8，C项错误：小球离 又=22 (1分) 解得M=8m (1分) 地面的高度h=3m时，小球的速度大小v= (3)石子被抛出前的瞬间，设杆对石子的作用力为 /6-2ah=√/102-2X12.5X3m/s=5m/s,小球 F,方向向下；杆对配重的作用力为F2,方向向上， ·28· 高一周测卷 ·物理（粤教版）必修第二册· 根据牛顿第二定律有 理有 听 F1十ng=m2 (2分) mg6+W=m砖-0 (3分) R-Mg=M艺 解得W=5625J (2分) (2分) (3)工件从放上传送带到与传送带共速，工件相对传 石子被抛出前的瞬间，杆对水平轴的作用力大小F 送带的位移 =F2-F1=15g (1分) 11.【解析】(1)对工件进行受力分析，根据牛顿第二定 4=wt一学=5n (2分) 律可得 工件从放上传送带到与传送带共速的过程中产生的 umgcos 0-mgsin 0=ma (2分) 热量 故工件从放上传送带到与传送带共速的时间 Q=umgcos0·△s (2分) t心 工件从底端运送到顶端的过程中，由功能关系可得 (2分) a 电动机消耗的电能 解得t=2s (2分) (2)工件从底端运送到顶端的过程中，根据动能定 E=之md+mgh十Q=750J (3分) ·29·