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1、第八章 机械能守恒定律2023-2024学年高一物理人教版（2019）必修二单元检测卷（B卷）一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分）1.一辆汽车保持60kW的额定功率行驶.当汽车的速度为20m/s时，牵引力的大小为( )A.2000NB.2500NC.3000ND.4000N2.起重机把重的货物以的速度匀速提升，起重机提升货物的功率是( )A.B.C.D.3.如图所示，小明提着质量5kg的书包在水平面上以2m/s的速度匀速前进了10m，取重力加速度，则小明对书包拉力的瞬时功率为( )A.0B.100WC.250WD.500W4.如图所示，一人的重力为G，他随自动扶梯加速上行，扶梯对
2、人的作用力为F，则以下判断正确的是( )A.，F对人做正功B.，F对人不做功C.，F对人做正功D.，F对人做负功5.如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的处，两点水平距离为16 m，竖直距离为2 m，间绳长为20 m。质量为10 kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为（绳处于拉直状态，g取）( )A.B.C.D.6.物体沿不同的路径从运动到，如图所示，则( )A.沿路径重力做的功大些B.沿路径重力做的功大C.沿路径和路径重力做功一样多D.条件不足，无法判断7.如图所示，甲、乙、丙三个完全相同的小球，分别从相同的高度，沿不同
3、的轨道运动到同一水平面上，下列说法正确的是( )A.甲球重力做功最多B.乙球重力做功最多C.丙球重力做功最多D、三个小球重力做功相等8.如图所示，固定于水平面上的竖直光滑圆轨道的半径为分别为圆轨道的最高点和最低点，A与C为平行于地面的直径的两端点，小球（视为质点）从轨道上的A点以某一速度沿轨道竖直向下运动。下列判断正确的是( )A.只有时，小球才能到达B点B.若小球能过B点，则小球在D点和B点对轨道的压力大小之差为C.小球从A点到D点的过程中克服重力做功，且重力做功的功率一直增大D.若轨道存在摩擦，则小球从A点至D点与从D点至C点过程中克服摩擦力做的功相等9.图示是奥运会比赛项目撑竿跳高，运动
4、员在竿的作用下加速上升的过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）( )A.运动员的机械能一直增大B.运动员的机械能可能不变C.运动员的机械能先增大后减小D.运动员的机械能可能减小10.在下列情况中，物体机械能守恒的是( )A.物体沿斜面匀速滑下B.雨滴从高空下落至地面的过程C.铅球被斜向上抛出后到落地前的过程D.起重机吊着重物加速上升11.我国的科技发展日新月异，在许多重要领域取得了令人瞩目的成就。如图所示，世界上第一条商业运行的磁悬浮列车（“上海磁浮”）线路，已于2003年10月1日正式运营，列车运行的最高速度可达430km/h。在减速进站的过程中，列车的动能( )A.保持不变B.逐渐增大C
5、.逐渐减小D.先减小后增大12.一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F随时间t变化关系图线如图所示。若汽车的质量为，阻力恒定，汽车的最大功率恒定，则以下说法正确的是( )A.汽车的最大功率为B.汽车匀加速运动阶段的加速度为C.汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动D.汽车从静止开始运动12s内位移是60m二、实验题（每空2分，共12分）13.在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量的重锤拖着纸带下落，在此过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点。在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，如图所示。其中O为重锤开始下落时记录的点，各点到O点的距离分别是、.本实验所用电源的频率。（g
6、取，结果保留三位有效数字）（1）打点计时器打下点B时，重锤下落的速度_，打点计时器打下点D时，重锤下落的速度_。（2）从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能的减少量_J，重锤动能的增加量_J。（3）在误差允许范围内，通过比较_就可以验证重锤下落过程中机械能守恒了。（4）实验中产生系统误差的主要原因是：纸带通过打点计时器的摩擦阻力，使重锤增加的动能往往_ （填“大于”、“小于”或“等于”）重锤减少的重力势能。三、计算题（共28分）14.（14分）如图所示，水平轨道与竖直半圆轨道相切于B点，小车（可以视为质点）与轨道间的动摩擦因素均为。小车的质量为m，在恒定牵引力作用下从A点由静止开始匀加速运
7、动到B点，然后立即改变牵引力的大小保证小车在竖直圆轨道内做匀速圆周运动到达C点，AB间距离为2R，圆轨道半径为R，重力加速度为g。（1）小车在B点的速度为多大；（2）小车运动到与圆心等高的C点时所受牵引力F的大小。15.（14分）儿童游乐园中一种滑道如图，滑道最高点A与最低点B之间的高度差为。一个质量的小孩（视为质点）沿左边的台阶登上滑道顶端，再从A点由静止开始沿滑道下滑。如果小孩在滑道上的段滑行时，受到的阻力忽略不计，重力加速度。（1）求小孩从点A滑到B点的过程中，重力所做的功；（2）求小孩经过B点时的速度大小。答案以及解析1.答案：C解析：根据功率与瞬时速度的关系可得，当汽车的速度为时，牵
8、引力的大小为ABD错误，C正确。故选C。2.答案：B解析：起重机把货物匀速提升，处于平衡状态起重机提升货物的功率是ACD错误，B正确。故选B。3.答案：A解析：根据瞬时功率的计算式即力与瞬时速度的夹角，而小明对书包拉力的方向与速度方向成90，则小明对书包拉力的瞬时功率为0。故选A。4.答案：C解析：人随自动扶梯加速上行，加速度方向沿扶梯向上，如图所示根据图像可知扶梯对人的作用力大小F大于人的重力mg，F与速度方向夹角小于90，对人做正功。故选C。5.答案：B解析：重力势能最小的点为最低点，此时，两侧绳子与水平方向夹角相同，记为，并设右边绳长为a，则左边绳长为，如图所示，由几何关系，有，联立解得
9、，所以最低点距离参考面高度差为。再加上猴子自身高度，重心距套环约为0.5 m，故猴子重力势能最小值约为，选项B正确。6.答案：C解析：根据重力做功可知，由A到B不管沿哪条路径高度差相同，则重力做功相同。则C符合题意；故答案为：C。7.答案：D解析：三个小球质量相同，并且下落高度相同，根据可知，三个小球做功相等，故D正确，ABC错误；故选：D.8.答案：B解析：A.小球恰好能够达到B点，则有小球从A点运动到B点，根据机械能守恒有可得，小球在A点的最小速度为即只有时，小球才能到达B点，故A错误；B.小球从D点运动到B点，根据机械能守恒有小球在B点时，由牛顿第二定律有小球在D点时，由牛顿第二定律有联
10、立解得则若小球能过B点，则小球在D点和B点对轨道的压力大小之差为，故B正确;C.小球从A点到D点的过程中重力做正功，小球从A点到D点的过程中，竖直方向先加速后减速，竖直分速度先增大后减小，重力做功的功率先增大后减小，故C错误；D.若轨道存在摩擦，在圆轨道的下半部分，任意取等高的两点，小球在两点时，受力如下图所示在M点，根据牛顿第二定律有在N点，根据牛顿第二定律有小球从M点运动到N点，由于机械能损失，可知，则有又所以有由此可知小球从A点至D点的过程中受到的摩擦力比从D点至C点过程中受到的摩擦力大。由于路程相同，所以小球从A点至D点过程中克服摩擦力做的功大于从D点至C点过程中克服摩擦力做的功，故D
11、错误。故选B。9.答案：A解析：因为运动员在加速上升的过程中，动能和重力势能均一直增大，故运动员的机械能一直增大。故选A。10.答案：C解析：A.物体沿斜面匀速滑下的过程中，动能不变，重力势能减小，则其机械能减少，故A错误；B.雨滴从高空下落过程，空气阻力做负功，机械能减小，故B错误；C.铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前的运动，相对于铅球的重力，空气阻力忽略不计，由于铅球只受到重力的作用，所以机械能守恒，故C正确；D.起重机吊着重物加速上升，拉力对重物做正功，机械能增加，故D错误。故选C。11.答案：C解析：根据动能的表达式可知列车在减速进站的过程中动能逐渐减小，故选C。12.答案：AB解析
12、：根据图像可知，汽车在前4s内受到牵引力恒定，故此阶段汽车做匀加速运动，412s内牵引力逐渐减小，此过程汽车做加速度减小的加速运动，根据汽车启动特点可知，4s末后汽车功率达到最大值并以此最大值做恒功率运动，12s后牵引力再次达到恒定值，说明此后汽车达到最大车速且做匀速直线运动，故可知C错误；由以上分析可知，汽车运动过程中所受到的阻力，则在匀加速阶段可由牛顿第二定律可得，汽车在匀加速阶段加速度为；则4s末时速度为，所以汽车的最大功率为，此过程汽车位移为，当汽车以最大速度运动时，由，得汽车的最大速度为，汽车在412s内以恒定功率运动，设此过程位移为，由动能定理得：，代入数据解得：，则在012s内位
13、移为，故D错误。13.答案：（1）0.978；1.36（2）0.230；0.223（3）重力势能的减小量和动能的增加量（4）小于解析：（1）根据B点的速度等于AC的平均速度，可得重锤下落到B点的速度：，同理，D点的速度等于CE段的平均速度，可得：。（2）从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能的减小量为：，那么重锤动能的增加量为：。（3）在误差允许的范围内，通过比较重力势能的减小和动能的增加，就可以验证重锤的机械能守恒。（4）实验中产生系统误差的主要原因是：纸带通过打点计时器的摩擦阻力，使重锤增加的动能往往小于重锤减少的重力势能。14.答案：（1）（2）解析：（1）小车从A点到B点的运动过程中，由动能定理可得其中解得（2）由于小车在竖直面内做匀速圆周运动，则在C点沿切线方向受合力是零，则有小车在C点处的摩擦力为C点处轨道的支持力提供向心力，则有其中小车在C点速度大小等于在B点的速度大小，解得15.答案：（1）360J（2）6m/s解析：（1）根据得，重力所做的功（2）从A点滑到B点的过程中，不计阻力，则机械能守恒学科网（北京）股份有限公司