寒假作业08 机械能及其守恒定律 单元巩固分层练习-2025-2026学年高一物理粤教版必修第二册

寒假作业08 机械能及其守恒定律 单元巩固分层练习 分层一：夯实基础练 一、单选题 1．完全相同的甲、乙两球，分别沿如图所示路径下落相同高度，此过程中（　　） A．重力对甲球做功多 B．重力对乙球做功多 C．重力对两球做功一样多 D．无法比较重力对两球做功的多少 2．关于功和功率的说法正确的是（　　） A．作用在运动物体上的力一定做功 B．功有正负之分，所以功是矢量 C．根据可知，功率与功成正比，与时间成反比 D．功率是反应做功快慢的物理量，数值上等于单位时间内做的功 3．一质量为的雨滴，落地时速度的大小为5m/s，此时雨滴的动能是（　　） A． B． C． D． 4．某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为m的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．从A到B的曲线轨道长度不知道，无法求出此过程中重力做的功 B．从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力做的功 C．从A到B重力势能变化了 D．从A到B重力做功mgH 5．在下面列举的各个实例（除A外都不计空气阻力），哪些过程中带“”的对象机械能是守恒的（　　） A．“跳伞运动员”带着张开的降落伞在空气中匀速下落 B．拉着一个“小木块”使它沿着光滑的斜面匀速上升 C．抛出的“小石块”在空中运动 D．“人”用力蹬地向上跳起 6．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．实验中不需要天平和刻度尺 B．实验时应先放开纸带，再接通电源 C．打点计时器应接在电压为4～6 V的直流电源上 D．测量下落高度时，选取的各点应距起始点适当远一些 7．质量为50kg的人，站立在电梯中的台秤表面，电梯向上运动的速度－时间图像如图所示，则下列分析正确的是（　　） A．0~5s人的机械能守恒 B．5s~10s人的机械能守恒 C．10~15s人的机械能减少 D．0~15s人的机械能一直在增加 8．如图，自由下落的小球，从它接触竖直放置的弹簧开始到弹簧压缩到最大程度的过程中，以下说法正确的是（　　） A．小球的动能减少，重力势能减少 B．小球的加速度先变小后变大，速度先变小后变大 C．小球的加速度先变小后变大，速度先变大后变小 D．弹簧的弹性势能减少，小球的机械能减少 分层二：能力提升练 二、多选题 9．某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动，其中与加速度的方向相同，与速度的方向相同，与速度的方向相反，则下列判断正确的是（　　） A．对物体做正功 B．对物体做正功 C．对物体做负功 D．合外力对物体做负功 10．汽车发动机的额定功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的阻力f大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始运动，最大速度为v，汽车发动机的输出功率随时间变化的图像如图所示.则汽车（  ）         A．0～t1做匀加速运动，牵引力恒定 B．0～t1做变加速运动，牵引力增大 C．t1后加速度逐渐减小，速度达到v后做匀速运动 D．t1后牵引力恒定，与阻力大小相等 11．如图所示，斜面体B静置于水平桌面上，斜面上各处粗糙程度相同。一质量为M的木块A从斜面底端开始以初速度v0上滑，然后又返回出发点，此时速度为v，且v<v0，在上述过程中斜面体一直静止不动，以下说法正确的是（　　） A．物体上升的最大高度是 B．桌面对B始终有水平向左的静摩擦力 C．由于物体间的摩擦放出的热量是 D．A上滑时比下滑时桌面对B的支持力大 12．雨滴在空中下落的过程中，空气对它的阻力随其下落速度的增大而增大。若雨滴下落过程中重量的变化及初速度的大小均可忽略不计，以地面为重力势能的零参考面。从雨滴开始下落时计，关于雨滴下落过程中其速度的大小、重力势能随时间变化的情况，如图所示的图像中正确的是（　　） A． B． C． D． 三、填空题 13．如图所示，在倾角为30°的斜面上，以3J的动能水平抛出一物体，当这个物体落到斜面上某一点时，它的动能为 J。 14．如图，一质量为m小球系于细绳的一端，细绳的另端悬于O点，绳长为L现将小球拉至细绳水平的位置，并由静止释放，则摆动到细绳与水平方向的夹角θ= 时，小球的动能等于势能，此时重力做功的功率为 。（以小球摆动的最低点为零势能点） 四、解答题 15．如图所示，质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一个质量m=1kg大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的摩擦因数μ=0.4，在铁块上加一个水平向左的恒力F=8N，铁块在长L=6m的木板上滑动，取g=10m/s2．求： （1）经过多长时间铁块运动到木板的左端； （2）在铁块到达木板左端的过程中，恒力F对铁块所做的功。 16．一种氢气燃料的汽车，质量为=2.0×103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍．若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为=1.0m/s2．达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶．试求（g＝10 m/s2）： （1）汽车的速度为32m/s时的加速度；     （2）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间． 17．游乐场的过山车项目，虽惊险刺激，但安全事故时有发生，若游客未系好安全带，后果将不堪设想。如图所示为某同学进行的模拟探究：过山车轨道均在竖直平面内，一质量为的游客乘坐过山车从左边第一个峰点P静止出发，无动力沿轨道运动，先后经过半径为的圆轨道最低点A和半径为的圆轨道最高点B。已知P、A的高度差为，A、B的高度差为，两圆轨道之间是与圆轨道分别相切的倾斜直轨道，游客可视为质点，不计摩擦阻力和空气阻力，重力加速度大小取。 （1）求游客在A点对座椅的压力大小； （2） 若游客未系安全带，则他可能在半径为的圆轨道上某处抛出。试通过计算判断游客能否沿轨道到达B点。 18．如图所示，倾角为的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s的速度运动，运动方向如图所示.一个质量为2kg的物体(物体可以视为质点)，从h=3. 2m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失.物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处，重力加速度g=10m/s2，则: (1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间? (2)传送带左右两端AB间的距离L至少为多少? (3)物体第一次在传送带上运动过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少? 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《寒假作业08 机械能及其守恒定律 单元巩固分层练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D D C D D C BD AC 题号 11 12 答案 AB BC 1．C 【详解】由于两球下落的高度相同，质量相同，由可知，重力对两球做功一样多，ABD错误，故C正确。 故选C。 2．D 【详解】A．作用在运动物体上的力不一定做功，根据可知，当物体在力的方向上的位移为零时，力对物体不做功，故A错误； B．功的正负所描述的是力对物体运动的促进或阻碍作用，并不是对方向的描述，其运算遵循代数运算法则，而不是平行四边形定则，所以功不是矢量，故B错误； C．是功率的定义式而非决定式，所以并不能说P与功成正比，与时间成反比，故C错误； D．功率是反应做功快慢的物理量，数值上等于单位时间内做的功，故D正确。 故选D。 3．D 【详解】根据动能公式 可得 故选 D。 4．D 【详解】重力做功与物体的运动路径无关，只与初、末状态物体的高度差有关。从A到B的高度差是H，故从A到B重力做功mgH，重力势能减了mgH，故ABC错误，D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落时，其动能不变，重力势能减小，二者之和即机械能减小，故A错误； B．小木块在拉力作用下沿着光滑的斜面匀速上升时，其动能不变，重力势能变大，二者之和即机械能变大，故B错误； C．被抛出的石块在空中运动时，只有重力做功，其机械能守恒，故C正确； D．“人”用力蹬地向上跳起，动能和重力势能都增加，机械能增加，所以小球的机械能不守恒，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．实验中不需要测量物体的质量，因此不需要天平，但需要测量纸带上计数点之间的距离，因此需要刻度尺，选项A错误； B．实验时应先接通电源，后放开纸带，选项B错误； C．打点计时器应接在交流电源上，选项C错误； D．为减小偶然误差，选取的各点应距起始点适当远一些，选项D正确。 故选D。 7．D 【详解】0~15s支持力方向竖直向上，速度始终向上，则支持力始终对人做正功，所以人的机械能一直增加 故选D。 8．C 【详解】ABC、开始阶段，弹簧的压缩量较小，因此弹簧对小球向上的弹力小于向下重力，此时合外力大小：F=mg-kx，方向向下，随着压缩量的增加，弹力增大，故合外力减小，则加速度减小，由于合外力与速度方向相同，小球的速度增大；当mg=kx时，合外力为零，此时速度最大；由于惯性物体继续向下运动，此时合外力大小为：F=kx-mg，方向向上，物体减速，随着压缩量增大，物体合外力增大，加速度增大．故整个过程中加速度先变小后变大，速度先变大后变小，故AB错误，C正确． D、弹簧的压缩量逐渐增大，弹性势能增大，弹簧对小球做负功，小球的机械能减小，故D错误； 9．BD 【详解】．物体做匀减速直线运动，与加速度的方向相同，则与速度的方向相反，则做负功，故错误； ．与速度的方向相同，则做正功，故正确，错误； ．因为物体做匀减速直线运动，合力的方向与速度方向相反，则合力做负功，故正确。 故选。 10．AC 【详解】AB．在0～t1时间内汽车做匀加速直线运动，加速度恒定，则牵引力恒定，速度均匀增加．故A正确，B错误． CD．当功率达到额定功率后，速度增大，牵引力减小，根据牛顿第二定律，知加速度减小，加速度与速度同向，速度继续增大，当加速度减小到零，速度达到最大，做匀速运动．故C正确，D错误． 故选AC． 【点睛】解决本题的关键会通过受力判断物体的运动，知道加速度随着合力的变化而变化，当加速度方向与速度同向时，速度增大；功率一定，当牵引力等于阻力时速度最大． 11．AB 【详解】A．设物体上升的最大高度为h，此时对应的斜面长为L，斜面倾角为θ，根据动能定理得：上升过程中 下滑过程中 解得 故A正确； B．对斜面体B进行受力分析，物体A向上滑动时，B受力如图甲所示，物体A向下滑动时，斜面体受力如图乙所示 物体B静止，处于平衡条件，由平衡条件得 物体A向上滑行时桌面对B的摩擦力大，物体A下滑时，桌面对B的摩擦力小，不论大小如何，桌面对B始终有水平向左的静摩擦力，故B正确； C．整个过程中，根据功能关系可得：产生的热量 故C错误； D．物体B处于平衡状态，由平衡条件得 显然 故D错误。 故选AB。 【点睛】对物体正确受力分析、熟练应用平衡条件和动能定理是正确解题的关键，注意上滑和下滑过程中，摩擦力都做负功。 12．BC 【详解】AB．根据牛顿第二定律得： mg﹣f＝ma 得： 随着速度增大，雨滴受到的阻力f增大，则知加速度减小，雨滴做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，雨滴做匀速直线运动，故v﹣t图象切线斜率先减小后不变，故A错误，B正确； CD．以地面为重力势能的零参考面，则雨滴的重力势能为： Ep＝mgh﹣mg•at2Ep随时间变化的图象应该是开口向下且斜率越来越大的曲线，故C正确，D错误。 故选BC。 13．7 【详解】设物体的质量为m，初速度为v0，抛出点到落点的高度差为h，水平距离为s，则有 h=stan30° 由平抛运动规律可得 s=v0t 解得 以落点所在平面为参考平面，根据机械能守恒定律得 则 14． 【详解】[1]以小球摆动的最低点为零势能点，下落过程中，根据机械能守恒可得 设距地面的高度为h 联立解得 故 [2]根据动能定理可得 重力的瞬时功率为 联立解得 15．（1）2s；（2）64J 【详解】（1）铁块与木板间的滑动摩擦力 f=μmg=4N 铁块的加速度 木板的加速度 铁块滑到木板左端的时间为t，则 代入数据解得 t=2s （2）铁块位移 恒力F做的功 W=Fs1=8×8J=64J 16．(1)0.25    (2)55s 【详解】（1）当牵引力等于阻力时，汽车的最大行驶速度为 （2）汽车功率增加到额定功率时，匀加速运动结束，设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为，由 得 由，得 ． 点睛：本题考查了汽车启动的匀加速启动方式，注意汽车应经过匀加速、变加速后最后再达到最大速度；并注意动能定理及牛顿第二定律在启动中的应用． 17．（1）；（2）不能到达B点，见解析 【详解】（1）游客从P点到A点，由机械能守恒定律有 在A点，游客受重力和座椅支持力作用，由牛顿第二定律有 联立求解并代入数据得 由牛顿第三定律解得游客在A点对座椅的压力大小为 （2）假设游客能从P点经A点到B点，由机械能守恒定律有 代入数据可得游客在B点的速度为 在B点，由牛顿第二定律有 代入数据得 因，假设不成立 游客将在B点左侧圆轨道上某处抛出，不能到达B点 18．（1） （2） （3） 【详解】(1)物体在斜面上由牛顿第二定律得： mgsinθ＝ma， ＝at2， 可得t＝1.6 s. (2)由能的转化和守恒得： mgh＝μmg， l＝12.8 m. (3)此过程中，物体与传送带间的相对位移 x相＝＋v带t1， 又＝μgt， 而摩擦热Q＝μmgx相， 以上三式可联立得Q1＝160 J. 返回过程中物体增加到与传送带速度相等时的时间 ，而传送带的位移为；物体运动的位移 因此返回过程的产生量为 因此总热量为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $