2024-2025学年高一物理必修第二册（配鲁科版）第1章测评

第1章测评一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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.如图所示,用同样的力F拉同一物体,在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离,则拉力F的做功情况是()A.甲中做功最少 B.丁中做功最多C.做功一样多 D.无法比较2.(2024福建三明高一阶段练习)竖直上抛一球,球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于球的速度,则下列说法正确的是()A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B.上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C.上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力的平均功率D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率3.某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则()A.v2=k1v1 B.v2=k1kC.v2=k2k1v1 D.v2=k4.下列能量条形图表示了一做自由落体运动的物体在释放处和下落至一半高度处其动能Ek和重力势能Ep的相对大小关系,可能正确的是()二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。5.如图所示,两轮平衡车的动力系统由电池驱动,能够输出的最大功率为P0,测试员驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动,受到的阻力恒为F阻,已知测试员和平衡车的总质量为m,从启动到达到最大速度的整个过程中,测试员和平衡车可视为质点,不考虑测试员对平衡车做功,设平衡车启动后最初的一段时间内是由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动,直到达到最大功率,下列说法正确的是()A.平衡车做匀加速直线运动时,输出功率与速度成正比B.平衡车做匀加速直线运动时,牵引力大小F=maC.平衡车做匀加速直线运动所用的时间t=PD.平衡车做匀加速直线运动所用的时间t=P6.如图所示,质量分别为m1=2kg、m2=1kg的物体A、B通过细绳、光滑轻质滑轮连接,A离地面高度为h0=0.5m。A与B从静止开始释放,A由静止下落0.3m时的速度为v1,下落0.3m过程中细绳对B做的功为W,忽略空气的阻力,重力加速度g取10m/s2,则()A.v1=2m/s B.v1=3m/sC.W=1J D.W=4J7.如图所示,倾角θ=30°的光滑斜面固定在地面上,长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。用轻质细线将物块与软绳连接,物块的质量也为m,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中()A.物块重力做的功等于软绳和物块动能的增加量B.物块重力势能的减少量大于软绳机械能的增加量C.软绳重力势能共减少了12D.软绳刚好全部离开斜面时的速度为18.如图所示,质量为m的物体静止在水平地面上,物体上面连接一个轻弹簧,用手拉住弹簧上端缓慢上移H,将物体缓慢提离地面,拉力做功WF,不计弹簧质量,弹簧劲度系数为k,弹簧弹性势能增加量为ΔEp,下列说法正确的是()A.只有弹力和重力对质量为m的物体做功,所以该物体机械能守恒B.弹簧弹力对手做功和对物体做功的代数和等于ΔEpC.物体离开地面的高度为H-mgD.WF=ΔEp+mgH三、非选择题:共60分。考生根据要求作答。9.(4分)一运动员穿着飞翔装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动,如图运动员的运动方向与水平方向的夹角为53°,运动员做匀变速直线运动的加速度大小为3g4。已知运动员(包含装备)的质量为m,则在运动员下落高度为h的过程中,运动员动能的增加量为,运动员的机械能减少了10.(4分)在沙坑的上方H高处,将质量为m的铅球以速度v竖直向上抛出。铅球落下后进入沙坑的深度为h。忽略空气阻力,铅球到达沙坑表面时,重力的功率为,进入沙坑后,沙子对铅球的平均阻力大小为。

11.(5分)某同学利用图甲中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系。所用器材有:一端带滑轮的长木板、轻细绳、50g的钩码若干、光电门两个、数字计时器、带遮光条的滑块(质量为200g,其上可放钩码)、刻度尺。当地重力加速度为9.80m/s2。实验操作步骤如下:甲①安装器材,调整两个光电门距离为50.00cm,轻细绳下端悬挂4个钩码,如图甲所示;②接通电源,释放滑块,分别记录遮光条通过两个光电门的时间,并计算出滑块通过两个光电门的速度;③保持绳下端悬挂4个钩码不变,在滑块上依次增加一个钩码,记录滑块上所载钩码的质量,重复上述步骤;④完成5次测量后,计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统(包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码)总动能的增加量ΔEk及系统总机械能的减少量ΔE,结果如下表所示。M/kg0.2000.2500.3000.3500.400ΔEk/J0.5870.4900.3920.2940.195ΔE/J0.3930.4900.6860.785回答下列问题:乙(1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为J(保留三位有效数字);

(2)步骤④中的表格所缺数据为;

(3)以M为横轴、ΔE为纵轴,选择合适的标度,在图乙中绘出ΔE-M图像;若忽略滑轮和绳子之间的摩擦力做功,求滑块与木板之间的动摩擦因数为。(保留三位有效数字)

12.(7分)如图1所示,是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交变电流。图1图2(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图2所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg,g取9.80m/s2,在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量ΔEp=J;重物的动能增加量ΔEk=J(结果均保留三位有效数字)。

(2)该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的(选填“偶然”或“系统”)误差。由此看,甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp(选填“大于”“等于”或“小于”)ΔEk。

(3)甲同学多次实验,以重物的速度的二次方v2为纵轴,以重物下落的高度h为横轴,作出如图所示的v2-h图像,则当地的重力加速度g=m/s2。(结果保留三位有效数字)

13.(10分)一篮球质量为m=0.60kg,一运动员使其从距地面高度为h1=1.8m处由静止自由落下,反弹高度为h2=1.2m。若使篮球从距地面h3=1.5m的高度由静止下落,并在开始下落的同时向下拍球,球落地后反弹的高度也为1.5m。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力,作用时间为t=0.20s;该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小g取10m/s2,不计空气阻力。求:(1)运动员拍球过程中对篮球所做的功;(2)运动员拍球时对篮球的作用力的大小。14.(12分)(2024四川广安二模)某同学研究碰撞中动能损失的装置如图所示,竖直面内,光滑弧形轨道AB和34光滑圆弧轨道CD分别与水平粗糙轨道BC相切于B和C点,圆弧半径R=0.4m,BC长L=2m。某次实验中,将质量m=0.4kg的滑块从弧形轨道上高h=1.4m处静止释放,滑块第一次通过圆弧轨道最高点Q时对轨道的压力大小F=4N,此后,滑块与水平轨道发生时间极短的碰撞后速度方向竖直向上,进入轨道后滑块刚好能够通过Q点。滑块可视为质点,重力加速度g取10m/s2。求(1)滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ;(2)碰撞过程中动能的损失率η(动能损失量与碰前动能的百分比)。15.(18分)打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工机械。某同学对打桩机的工作原理产生了兴趣。他构建了一个打桩机的简易模型,如图甲所示。他设想,用恒定大小的拉力F拉动绳端B,使物体从A点(与钉子接触处)由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,物体运动到最高点后自由下落并撞击钉子,将钉子打入一定深度。按此模型分析,若物体质量m=1kg,上升了1m高度时撤去拉力,撤去拉力前物体的动能Ek与上升高度h的关系图像如图乙所示。(g取10m/s2,不计空气阻力)(1)求物体上升到0.4m高度处F的瞬时功率;(2)若物体撞击钉子后瞬间弹起,且使其不再落下,钉子获得20J的动能向下运动。钉子总长为10cm,撞击前插入部分可以忽略,不计钉子重力。已知钉子在插入过程中所受阻力f与深度x的关系图像如图丙所示,求钉子能够插入的最大深度。

第1章测评1.C功是力和在力的方向上的位移的乘积,四种情况中力和在力的方向上的位移大小都相等,所以四种情况做功一样多,C正确。2.B重力做功的大小只与物体的初、末的位置有关,与物体的路径等无关,所以上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功,故A错误,B正确;物体在上升的过程中,受到的阻力向下,在下降的过程中受到的阻力向上,所以在上升时物体受到的合力大,加速度大,采用逆向思维,有x=12at2,可知上升时物体运动的时间短,克服重力做功的平均功率P=Wt,由于在上升和下降的过程中物体重力做功的大小是相同的,所以上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率,故C、3.B车在不同的路面以相同的功率按最大速度行驶,可推断车做匀速直线运动,受力平衡,由公式P=Fv,F=kmg,可推出P=k1mgv1=k2mgv2,解得v2=k1k2v1,故B正确,A、C4.D做自由落体运动的物体,机械能守恒,所以Ek+Ep=E总,而动能为Ek=12mv2,物体由静止处释放到一半高度处,重力做正功,物体的动能会增大,势能会减小,但动能和势能之和保持不变。故选D5.AC平衡车做匀加速直线运动时,牵引力一定,根据P=Fv可知,输出功率与速度成正比,A正确;根据牛顿第二定律有F-F阻=ma,解得F=F阻+ma,B错误;匀加速直线运动的末状态达到最大功率P0=Fv0,由运动学公式有v0=at,解得t=P0(F阻6.AD对A、B组成的系统由机械能守恒定律得m1gh-m2gh=12(m1+m2)v12,代入数据得v1=2m/s,选项A正确;对B,根据动能定理得,W-m2gh=12m2v12,代入数据得W=7.BD物块下降的高度为h=l,物块重力做功为mgl,所以物块重力势能减少了mgl,减少的重力势能转化为软绳增加的机械能和物块本身的动能,故A错误,B正确;物块未释放时,软绳的重心离斜面顶端的高度为h1=l2sin30°=l4,软绳刚好全部离开斜面时,软绳的重心离斜面顶端的高度h2=l2,则软绳重力势能共减少mgl2-l4=14mgl,故C错误;根据机械能守恒有mgl+14mgl=12(m+m)v28.CD对于单个物体,只有重力做功,机械能守恒,此题中弹力做正功,重力做负功,物体机械能增加,故A错误;根据功能关系可知,弹簧弹力做负功等于弹性势能的增加量,故弹簧弹力对手做功和对物体做功的代数和等于-ΔEp,故B错误;物体缓慢离开地面,则弹簧弹力等于物体的重力,根据胡克定律可知mg=kx,解得弹簧的伸长量x=mgk,弹簧上端缓慢上移H,则物体离开地面的高度为H-mgk,故C正确;根据功能关系可知,拉力做功增加了物体的重力势能和弹簧的弹性势能,WF=ΔEp+mgH-mgk,故D9.解析运动员下落的高度是h,则飞行的距离L=hsin53°=54h,运动员受到的合外力F合=ma=34mg,动能的增加等于合外力做的功,即ΔEk=W=34mg×54h=1516mgh;运动员下落的高度是h,则重力做功为WG=mgh,运动员重力势能的减少量为mgh答案1516mgh110.解析铅球从开始至到达沙坑表面,由动能定理得mgH=12mv'2-12mv2,重力的功率P=mgv',由以上两式得P=mg2gH+v2;从抛出到进入沙坑内静止,由动能定理得mg(H+h)-fh=0-1答案mg211.解析(1)ΔEp=4mgh=4×50×10-3×9.8×0.5J=0.980J。(2)ΔE=ΔEp-ΔEk=0.980J-0.392J=0.588J。(3)根据表格数据描点作图即可;由题意可知,滑块和木板之间的摩擦力做功即为系统损失的机械能,则有μMgl=ΔE,根据图像得μ=0.400。答案(1)0.980(2)0.588(3)如图所示0.40012.解析(1)在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量ΔEp=mghB=1×9.8×0.186J=1.82J打B点时的速度vB=hC-hA4T=0重物的动能增加量ΔEk=12mvB2=12×1×1.852(2)该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的系统误差。由此看,甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp大于ΔEk。(3)根据v2=2gh结合图像可知2g=5.80解得g=9.67m/s2。答案(1)1.821.71(2)系统大于(3)9.6713.解析(1)篮球第一次下落,根据动能定理得mgh1=1篮球反弹后根据动能定理得mgh2=1篮球与地面碰撞前后的动能的比值为