高中物理鲁科版第二章能的转化与守恒1动能的改变 2023版学业分层测评5

学业分层测评(五)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多选)质量一定的物体()A．速度发生变化时其动能一定变化B．速度发生变化时其动能不一定变化C．速度不变时其动能一定不变D．动能不变时其速度一定不变【解析】速度是矢量，速度变化时可能只有方向变化，而大小不变，动能是标量，所以速度只有方向变化时，动能可以不变；动能不变时，只能说明速度大小不变，但速度方向不一定不变，故只有B、C正确．【答案】BC2．改变物体的质量和速度都可改变物体的动能，在下列情况下，物体的动能变化最大的是()【导学号：45732032】A．物体的质量不变，运动速度增大到原来的2倍B．物体的速度不变，质量增大到原来的2倍C．物体的质量变为原来的3倍，运动速度减为原来的一半D．物体的质量变为原来的一半，速度增加为原来的4倍【解析】由动能的计算式Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，D正确．【答案】D3．一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v，在这段时间内，水平力所做的功为()\f(3,2)mv2 B．－eq\f(3,2)mv2\f(5,2)mv2 D．－eq\f(5,2)mv2【解析】由动能定理得W＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,2)mv2.【答案】A4．某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身的重心又下降了m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为()A．自身所受重力的2倍B．自身所受重力的5倍C．自身所受重力的8倍D．自身所受重力的10倍【解析】设地面对双脚的平均作用力为F，在全过程中，由动能定理得mg(H＋h)－Fh＝0F＝eq\f(mgH＋h,h)＝eq\f(2＋,mg＝5mg，B正确．【答案】B5．(多选)甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s.如图2­1­6所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是()【导学号：45732033】图2­1­6A．力F对甲物体做功多B．力F对甲、乙两个物体做的功一样多C．甲物体获得的动能比乙大D．甲、乙两个物体获得的动能相同【解析】由功的公式W＝Fscosα＝F·s可知，两种情况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多，A错误，B正确；根据动能定理，对甲有Fs＝Ek1，对乙有Fs－fs＝Ek2，可知Ek1＞Ek2，即甲物体获得的动能比乙大，C正确，D错误．【答案】BC6．一空盒以某一初速度在水平面上滑行，滑行的最远距离为L.现往空盒中倒入砂子，使空盒与砂子的总质量为原来空盒的3倍，仍以原来的初速度在水平面上滑行，此时滑行的最远距离为()\f(1,9)L \f(1,3)LC．L D．3L【解析】盒子与水平面动摩擦因数一定，据动能定理得－μmgs＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得s＝eq\f(v\o\al(2,0),2μg)，位移s与物体质量无关，正确选项为C.【答案】C7．甲、乙两辆汽车的质量之比m1∶m2＝2∶1，它们刹车时的初动能相同，若它们与水平地面之间的动摩擦因数相同，则它们滑行的距离之比s1∶s2等于()【导学号：45732034】A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶1【解析】对两辆汽车由动能定理得：－μm1gs1＝0－Ek，－μm2gs2＝0－Ek，s1∶s2＝m2∶m1＝1∶2，B正确．【答案】B8．将质量为m的物体，以初速度v0竖直向上抛出．已知抛出过程中阻力大小恒为重力的倍．求：(1)物体上升的最大高度；(2)物体落回抛出点时的速度大小．【解析】(1)上升过程，由动能定理－mgh－fh＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0) ①将f＝ ②联立①②可得：h＝eq\f(5v\o\al(2,0),12g). ③(2)全过程，由动能定理：－2fh＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0) ④联立②③④可得：v＝eq\f(\r(6),3)v0.【答案】(1)eq\f(5v\o\al(2,0),12g)(2)eq\f(\r(6),3)v0[能力提升]9．(多选)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到vmax后，立即关闭发动机直至静止，v­t图象如图2­1­7所示，设汽车的牵引力为F，受到的摩擦力为f，全程中牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则()图2­1­7A．F∶f＝1∶3 B．W1∶W2＝1∶1C．F∶f＝4∶1 D．W1∶W2＝1∶3【解析】对汽车运动的全过程，由动能定理得：W1－W2＝ΔEk＝0，所以W1＝W2，选项B正确，选项D错误；由图象知s1∶s2＝1∶4.由动能定理得Fs1－fs2＝0，所以F∶f＝4∶1，选项A错误，选项C正确．【答案】BC10．如图2­1­8所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设小球在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是()【导学号：45732035】图2­1­8A．mgh－eq\f(1,2)mv2 \f(1,2)mv2－mghC．－mgh D．－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mgh＋\f(1,2)mv2))【解析】由A到C的过程运用动能定理可得：－mgh＋W＝0－eq\f(1,2)mv2，所以W＝mgh－eq\f(1,2)mv2，故A正确．【答案】A11．如图2­1­9所示，eq\x\to(AB)为eq\f(1,4)圆弧轨道，半径R＝m，BC是水平轨道，长L＝3m．今有一质量m＝1kg的物体，自A点由静止下滑到C点刚好停止，物体与轨道BC段间的动摩擦因数为eq\f(1,15).求物体在轨道eq\x\to(AB)段所受的阻力对物体做的功．(g取10m/s2)图2­1­9【解析】整个过程，动能变化为零，重力、eq\x\to(AB)段的阻力、BC段的摩擦力三个力做功，重力做功WG＝mgR，BC段的摩擦力做功Wf＝－μmgL.根据动能定理可知：W外＝0所以mgR－μmgL＋WAB＝0即WAB＝μmgL－mgR＝－6J.【答案】－6J12．如图2­1­10所示，ABCD为一竖直平面内的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10m，BC长1m，AB和CD轨道光滑．一质量为1kg的物体，从A点以4m/s的速度开始运动，经过BC后滑到高出C点m的D点速度为零．(g取10m/s2)求：图2­1­10(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；(3)物体最后停止的位置(距B点多少米).【导学号：45732036】【解析】(1)由动能定理得－mg(h－H)－μmgsBC＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)解得μ＝.(2)物体第5次经过B点时，物体在BC上滑动了4次，由动能定理得mgH－μmg·4sBC＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)m