2024-2025学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律测评B含解析新人教版必修2

PAGE8-第八章测评(B)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分。第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确)1.升降机中有一质量为m的物体,当升降机以加速度a匀加速上升h高度时,物体增加的重力势能为()A.mgh B.mgh+mahC.mah D.mgh-mah解析:要分析重力势能的变更,只须要分析重力做功。物体随升降机上升了h,物体克服重力做功W=mgh,故物体的重力势能增加了mgh,A正确。答案:A2.在大型游乐场里,小明乘坐下图所示的匀速转动的摩天轮,正在向最高点运动。对此过程,下列说法正确的是()A.小明的重力势能保持不变B.小明的动能保持不变C.小明的机械能守恒D.小明的机械能削减解析:摩天轮在转动的过程中,小明的高度不断发生变更,小明的重力势能也在发生变更,故A错误;由于摩天轮匀速转动,所以小明的动能保持不变,故B正确;小明所具有的机械能等于他的动能与重力势能之和,由于其动能不变,而重力势能随着其高度的变更而变更,所以小明的机械能也在不断变更,当其上升时,机械能增加,故C、D错误。答案:B3.总质量约为3.8t的嫦娥三号探测器在距月面3m处关闭反推发动机,让其以自由落体的方式着陆在月球表面。4条着陆腿触月信号显示,嫦娥三号完备着陆月球虹湾地区。月球表面旁边重力加速度约为1.6m/s2,4条着陆腿可视作完全相同的4个轻弹簧,在软着陆后,每个轻弹簧获得的弹性势能大约是()A.28500J B.4560JC.18240J D.9120J解析:由机械能守恒定律,mgh=4Ep,解得Ep=mgh4=答案:B4.汽车以恒定的功率在平直马路上行驶,所受到的摩擦阻力恒等于车重的110,汽车能达到的最大速度为vmax。则当汽车速度为12vmax时,汽车的加速度为(重力加速度为g)(A.110g B.1C.310g D.2解析:设汽车功率恒为P,达到最大速度vmax时,牵引力F=Ff=110mg,P=Fvmax,当汽车速度为v=12vmax时,F'=Pv=15mg,由牛顿其次定律有F'-Ff答案:A5.一辆汽车以v1=6m/s的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行s1=3.6m,假如以v2=8m/s的速度行驶,在同样的路面上急刹车后滑行的距离s2应为()A.6.4m B.5.6mC.7.2m D.10.8m解析:解法一:急刹车后,汽车做匀减速运动,且两种状况下加速度大小是相同的,由运动学公式可得-v12=-2as1,-v22=-2as2,两式相比得s1s2=v12v解法二:急刹车后,水平方向上汽车只受摩擦阻力的作用,且两种状况下摩擦力大小是相同的,汽车的末速度皆为零。-Fs1=0-12mv12,-Fs2=0-12mv22,解得s2s答案:A6.如图所示,一个质量是25kg的小孩从高为2m的滑梯顶端由静止滑下,滑究竟端时的速度为2m/s(g取10m/s2)。关于力对小孩做的功,以下结果正确的是()A.重力做功500J B.合力做功50JC.克服阻力做功50J D.支持力做功450J解析:重力做功与路径无关,WG=mgh=25×10×2J=500J,A项正确;合力做功W=ΔEk=12mv2=12×25×22J=50J,B项正确;W=WG+Wf=50J,所以Wf答案:AB7.如图所示,光滑细杆AB、AC在A点连接,AB竖直放置,AC水平放置,两相同的中心有小孔的小球M、N,分别套在AB和AC上,并用一细绳相连,细绳恰好被拉直,现由静止释放M、N,在运动过程中下列说法正确的是()A.M球的机械能守恒B.M球的机械能削减C.M和N组成的系统的机械能守恒D.绳的拉力对N做负功解析:因M下落的过程中细绳的拉力对M球做负功,对N球做正功,故M球的机械能削减,N球的机械能增加,但M和N组成的系统的机械能守恒,B、C正确,A、D错误。答案:BC8.由光滑细管组成的轨道如下图所示,其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧,轨道固定在竖直平面内。一质量为m的小球,从距离水平地面高为h的管口D处静止释放,最终能够从A端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是()A.小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2RhB.小球落到地面时相对于A点的水平位移值为22C.小球能从细管A端水平抛出的条件是h>2RD.小球能从细管A端水平抛出的最小高度hmin=52解析:要使小球从A点水平抛出,则小球到达A点时的速度v>0,依据机械能守恒定律,有mgh-mg·2R=12mv2,所以h>2R,故选项C正确,选项D错误;小球从A点水平抛出时的速度v=2gh-4gR,小球离开A点后做平抛运动,则有2R=12gt2,水平位移答案:BC二、试验题(本题共2小题,共18分)9.(9分)在进行验证机械能守恒定律的试验中:(1)两试验小组同学分别采纳了图甲和图乙所示的装置,采纳两种不同的试验方案进行试验。①在图甲中,下落物体应选择密度(填“大”或“小”)的重物;在图乙中,两个重物的质量关系是m1(填“>”“=”或“<”)m2;

②采纳图乙的方案进行试验,还须要的试验器材有交变电源、刻度尺和;

③比较两种试验方案,你认为图(填“甲”或“乙”)所示试验方案更合理,理由是。

(2)有一同学采纳了图甲所示的方案,选出一条纸带如图丙所示,其中O点为起始点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50Hz交变电流,在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点,重物的质量为0.5kg,g取9.8m/s2。依据以上数据,打B点时重物的重力势能比起先下落时削减了J,这时它的动能是J,依据上面这两个数据你能得到的结论是。(结果保留三位有效数字)

丙解析:(1)①在图甲中为了减小空气阻力的影响,选择体积小、密度大的重物;在图乙中,m2在m1的拉力作用下向上运动,所以m1>m2。②两重物质量不等,分析系统削减的重力势能是否近似等于增加的动能时,两边质量不能约去,故须要天平测量两重物的质量。③图乙中所示试验还受到细线与滑轮的质量和阻力的影响,机械能损失较大,故题图甲所示试验方案较为合理。(2)重力势能削减量为ΔEp=mghOB=0.867J;打B点时重物的速度为vB=xOC-xOA4T,打B答案:(1)①大>②天平③甲图乙中还受到细线与滑轮的质量和阻力的影响(2)0.8670.852在误差允许的范围内,重物下落时机械能守恒10.(9分)某同学利用倾斜气垫导轨做验证机械能守恒定律的试验,试验装置如图所示。其主要试验步骤如下:a.测量挡光条的宽度l;b.读出导轨标尺的总长l0,并用刻度尺测出导轨标尺在竖直方向的高度h0;c.读出滑块释放处挡光条与光电门中心之间的距离s;d.由静止释放滑块,从数字计时器(图中未画出)上读出挡光条通过光电门所用的时间t。回答下列问题:(1)(选填“有”或“没有”)必要用天平称出滑块和挡光条的总质量m。

(2)多次变更光电门位置,即变更距离s,重复上述试验,作出1t2随s的变更图像,如图所示,当已知量t0、s0、l、l0、h0和当地重力加速度g满意表达式1t02解析:(1)欲验证机械能守恒定律,即mgssinθ=12mlt2(θ为气垫导轨与水平面间的夹角),只需验证gssinθ=12lt2,可见没有必要测量滑块和挡光条的总质量m。(2)由几何学问得sinθ=h0l答案:(1)没有(2)2gh三、计算题(本题共3小题,共42分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(13分)高一年级某“机器人”社团对自制的一辆电动遥控小车的性能进行探讨,他们让小车在水平直轨道上由静止起先始终以额定功率运动,经过t=5s时小车达到最大速度,小车在运动过程中的部分v-t图像如图所示。已知小车质量为m=1kg,在运动过程中受到的阻力大小恒为车重的110,g取10m/s2(1)小车的额定功率;(2)小车在0~5s内的位移大小。解析:(1)设小车的额定功率为P,由题意,有P=0.1mgvmax解得P=4W。(2)设小车在0~5s内的位移大小为x,由动能定理,有Pt-0.1mgx=1解得x=12m。答案:(1)4W(2)12m12.(14分)在温州市科技馆中,有个用来模拟天体运动的装置,其内部是一个类似锥形的漏斗容器,如图甲所示。现在该装置的上方固定一个半径为R的四分之一光滑管道AB,光滑管道下端刚好贴着锥形漏斗容器的边缘,如图乙所示。将一个质量为m的小球从管道的A点静止释放,小球从管道B点射出后刚好贴着锥形容器壁运动,由于摩擦阻力的作用,运动的高度越来越低,最终从容器底部的孔C掉下(轨迹大致如图乙虚线所示),已知小球离开C孔的速度为v,A到C的高度为h。求:(1)小球达到B端的速度大小;(2)小球在管口B端受到的支持力大小;(3)小球在锥形漏斗表面运动的过程中克服摩擦阻力所做的功。解析:(1)小球由A端运动到B端的过程中,由动能定理mgR=1得vB=2gR(2)设小球受到的支持力为F,则F-mg=mvB2R,得F=(3)设克服摩擦阻力做的功为W,依据动能定理mgh-W=12mv2,得W=mgh-12mv答案:(1)2gR(2)3mg(3)mgh-1213.(15分)如图所示,倾角为30°的光滑斜劈AB长l1=0.4m,放在离地高h=0.8m的水平桌面上,B点右端接一光滑小圆弧(图上未画出),圆弧右端切线水平,与桌面边缘的距离为l2。现有一小滑块从A点由静止释放,通过B点后恰好停在桌面边缘的C点,已知滑块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2。g取10m/s2。(1)求滑块到达B点的速度vB的大小;(2)求B点到桌面边缘C点的距离l2;(3)若将斜劈向右平移一段距离Δl=0.64m,滑块仍从斜劈上的A点由静止释放,最终滑块落在水平地面上的P点。求落地点P距C点正下方的O点的距离x。解析:(1)滑块从A到B的运动,依据机械能守恒定