高中物理鲁科版第二章能的转化与守恒 学业分层测评8

学业分层测评(八)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列说法正确的是()A．机械能守恒时，物体一定不受阻力B．机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用C．物体处于平衡状态时，机械能必守恒D．物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒【解析】机械能守恒的条件是只有重力做功或系统内物体间的弹力做功．机械能守恒时，物体或系统可能不只受重力和弹力作用，也可能受其他力，但其他力不做功或做的总功一定为零，A、B错；物体沿斜面匀速下滑时，它处于平衡状态，但机械能不守恒，C错；物体做自由落体运动时，合力不为零，但机械能守恒，D对．【答案】D2．下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中选项A、B、C中斜面是光滑的，选项D中的斜面是粗糙的，选项A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，选项A、B、D中的木块向下运动，选项C中的木块向上运动．在下列选项所示的运动过程中机械能守恒的是()【导学号：01360060】ABCD【解析】依据机械能守恒条件：只有重力做功的情况下，物体的机械能才能守恒，由此可见，A、B均有外力F参与做功，D中有摩擦力做功，故A、B、D均不符合机械能守恒的条件，故答案为C.【答案】C3．(多选)一物体从高h处自由下落，落至某一位置时其动能与重力势能恰好相等(取地面为零势能面)()A．此时物体所处的高度为eq\f(h,2)B．此时物体的速度为eq\r(gh)C．这段下落的时间为eq\r(\f(h,g))D．此时机械能可能小于mgh【解析】物体下落过程中机械能守恒，D错；由mgh＝mgh′＋eq\f(1,2)mv2＝2×mgh′知h′＝eq\f(h,2)，A对；由eq\f(1,2)mv2＝mgh′知v＝eq\r(gh)，B对；由t＝eq\f(v,g)知t＝eq\r(\f(h,g))，C对．【答案】ABC4．两物体质量之比为1∶3，它们距离地面高度之比也为1∶3，让它们自由下落，它们落地时的动能之比为()【导学号：01360061】A．1∶3 B．3∶1C．1∶9 D．9∶1【解析】只有重力做功，机械能守恒．取地面为零势能面，则落地时动能之比等于初位置重力势能之比，据Ep＝mgh，有Ep1∶Ep2＝1∶9，所以Ek1∶Ek2＝1∶9，选C.【答案】C5．汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑，在这个过程中()A．汽车的机械能守恒B．汽车的动能和势能相互转化C．机械能转化为内能，总能量守恒D．机械能和内能之间没有转化【解析】汽车关闭发动机后，匀速下滑，汽车与地面摩擦生热、温度升高．有部分机械能转化为内能，机械能减小(动能不变，重力势能减小)，但总能量守恒，故A、B、D错误，C正确．【答案】C6．(多选)石块自由下落过程中，由A点到B点重力做的功是10J，下列说法正确的是()A．由A到B，石块的势能减少了10JB．由A到B，功减少了10JC．由A到B,10J的功转化为石块的动能D．由A到B,10J的势能转化为石块的动能【解析】重力的功与重力势能和其他形式的能转化对应．【答案】AD7．在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．如图2－3－11所示，质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为F，那么在她减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()【导学号：01360062】图2－3－11A．她的动能减少了FhB．她的重力势能增加了mghC．她的机械能减少了(F－mg)hD．她的机械能减少了Fh【解析】运动员下降高度h的过程中，重力势能减少了mgh，B错误；除重力做功以外，只有水对她的阻力F做负功，因此机械能减少了Fh，C错误，D正确；由动能定理可知，动能减少了(F－mg)h，故A错误．【答案】D8．长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其eq\f(1,4)L垂在桌边，如图2－3－12所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多少？图2－3－12【解析】设整条链质量为m，取桌面为零势面，链条下落，由机械能守恒定律得－eq\f(m,4)geq\f(L,8)＝－mgeq\f(L,2)＋eq\f(1,2)mv2所以v＝eq\f(\r(15gL),4).【答案】eq\f(\r(15gL),4)[能力提升]9．如图2－3－13所示，地面上竖直放一根轻弹簧，其下端和地面连接，一物体从弹簧正上方距弹簧一定高度处自由下落，则()【导学号：01360063】图2－3－13A．物体和弹簧接触时，物体的动能最大B．与弹簧接触的整个过程，物体的动能和弹簧弹性势能的和不断增加C．与弹簧接触的整个过程，物体的动能与弹簧弹性势能的和先增加后减小D．物体在反弹阶段，动能一直增加，直到物体脱离弹簧为止【解析】物体在接触弹簧前做的是自由落体运动，从接触弹簧到弹力等于重力时，其做的是加速度逐渐减小的加速运动，弹力等于重力时加速度最小，速度最大，再向下做的是加速度逐渐增大的减速运动，速度减至零后向上完成相反的过程，故A、D错误；接触弹簧后，重力势能先减小后增大，根据能量转化，动能和弹性势能之和先增大后减小，B错误，C正确．【答案】C10．水平传送带以速度v匀速转动，一质量为m的小木块A由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，如图2－3－14所示，在小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为()图2－3－14A．mv2 B．2mv2\f(1,4)mv2 \f(1,2)mv2【解析】小木块刚放在传送带上时速度为零，与传送带有相对滑动，受向前的滑动摩擦力，使小木块加速，最终与传送带具有相同的速度v.由于题目要求出转化为内能的能量，必须求出滑动摩擦力对系统做的总功．从小木块放上传送带至与传送带相对静止，小木块做匀加速运动，匀加速运动的时间为t＝eq\f(v,a)＝eq\f(v,μg)传送带做匀速运动，其位移为x＝vt＝eq\f(v2,μg)摩擦力对小木块做正功W1＝eq\f(1,2)mv2传送带克服摩擦力做功为W2＝fx＝μmg·eq\f(v2,μg)＝mv2此过程中传送带克服摩擦力做功将传送带的能量转化为了两部分——小木块的动能和转化的内能．由能量守恒定律求出转化的内能为ΔE＝W2－W1＝eq\f(1,2)mv2.【答案】D11．(2023·莆田高一检测)滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱．如图2－3－15所示是滑板运动的轨道，AB和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长7m的水平轨道．一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零．已知运动员的质量为50kg，h＝1.4m，H＝1.8m，不计圆弧轨道上的摩擦．(g取10m/s2)求：图2－3－15(1)运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少？(2)运动员与BC轨道的动摩擦因数．【解析】以水平轨道为零势能面(1)从P点到B点根据机械能守恒定律eq\f(1,2)mveq\o\al(2,P)＋mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得vB＝8m/s从C点到Q点根据机械能守恒定律eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝mgH解得vC＝6m/s.(2)从B到C由动能定理－μmgs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得μ＝.【答案】(1)8m/s6m/s(2)12．小物块A的质量为m，物块与坡道间的动摩擦因数为μ，水平面光滑；坡道顶端距水平面高度为h，倾角为θ；物块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，重力加速度为g.将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图2－3－16所示．物块A从坡顶由静止滑下，求：【导学号：01360064】图2－3－16(1)物块滑到O点时的速度大小．(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能．(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度．【解析】(1)由动能定理得mgh－μmgcosθeq\f(h,sinθ)＝eq\f(1,2)mv2①得v＝eq\r(2gh1－μcotθ).②(2)在水平滑道上由能量守恒定律得eq\f(1,2)mv2＝Ep③联立②③解得