人教版（2019）必修第二册《第8章 机械能守恒定律》2024年单元测试卷（30）（含解析）

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人教版（2019）必修第二册《第8章机械能守恒定律》 2024年单元测试卷（30）第I卷（选择题）一、单选题：本大题共10小题，共40分。1.一个物体在力F的作用下沿着力的方向前进一段距离L，这个力对物体做功W=FL。在国际单位制(简称SI)中，功的单位J可表示为(    )A. kg⋅m2⋅s2 B. kg⋅m⋅s C. kg⋅m⋅s−2 D. kg⋅m2⋅s−22.起重机将质量为100kg的物体从地面提升到10m高处，取g=10m/s2，在这个过程中，下列说法中正确的是(    )A. 重力做正功，重力势能增加1.0×104J B. 重力做正功，重力势能减少1.0×104JC. 重力做负功，重力势能增加1.0×104J D. 重力做负功，重力势能减少1.0×104J3.一个小孩站在船头，按图两种情况用同样大小的力拉绳，经过相同的时间t(船未碰撞)，小孩所做的功W1、W2及在时间t内小孩拉绳的功率P1、P2的关系为(    )A. W1W2，P1=P2C. W1=W2，P1=P2D. W1P2>P3，故ABC错误，D正确。故选：D。根据上坡和下坡受力情况分析求出汽车的牵引力的大小，根据P=Fv分析汽车的功率的变化情况。此题考查了功率的计算，解题的关键是明确汽车匀速运动时，受力平衡，分析不同情况下牵引力的大小。11.【答案】0.1  1  1.47 gh=12vb2−12v02 【解析】解：(1)设频闪仪每隔时间T发出一次闪光，根据题意，在竖直方向上有Δy=gT2=19.6cm−9.8cm=9.8cm=0.098m得T=0.1s由x=v0T=2×5cm=10cm=0.1m得v0=1m/s小球运动到位置b时速度的竖直分量大小为vby=(19.6+9.8)×10−22×0.1m/s=1.47m/s(2)位置b到抛出点O小球的重力势能减少量为ΔEP=mgh动能增加量为ΔEk=12mvb2−12mv02若有mgh=12mvb2−12mv02即gh=12vb2−12v02即验证机械能守恒。故答案为：(1)0.1，1，1.47；(2)gh=12vb2−12v02。(1)根据公式Δy=gT2，匀速直线运动位移—时间公式和匀变速直线运动速度公式列式代入数据解答；(2)根据机械能守恒定律的条件列出表达式。考查平抛运动的规律和机械能守恒定律，会根据题意根据相关规律列式求解相应物理量。12.【答案】A  D  mgx2 12M(x3−x12T)2  AD 【解析】解：(1)打点计时器使用的电源是交流电源，故A正确。(2)实验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，正确操作应是不挂重物，把长木板右端逐渐垫高，打开电源，轻推小车，通过观察小车运动后打点计时器打点是否均匀，如果均匀，则认为平衡了摩擦力和其它阻力，故D正确。(3)从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=mgx2打B点时小车的速度为：vB=x3−x12T则打B点时小车的动能为：EkB=12MvB2=12M(x3−x12T)2(4)该装置不是曲线运动，故无法验证平抛运动规律，由于无法精确测量钩码下隆的高度，所以不能用于验证机械能守恒。可以探究速度随时间变化的规律的实验，以及可以探究“加速度与力、质量的关系”实验。故选AD。故答案为：(1)A，(2)D，(3)mgx2，12M(x3−x12T)2，(4)AD。(1)打点计时器使用的电源是交流电源；(2)实验需要平衡摩擦力和其它阻力，正确操作应是不挂重物，把长木板右端逐渐垫高，打开电源，轻推小车，通过观察小车运动后打点计时器打点均匀即可；(3)根据W=mgx2求解拉力对小车做的功，求出B点的瞬时速度，然后根据动能的表达式求解小车在B点的动能；(4)该装置无法验证平抛运动规律。由于无法精确测量钩码下隆的高度，也不能用于验证机械能守恒。解决该题的关键是掌握实验的实验原理，知道平衡摩擦力的过程，知道匀变速直线运动的瞬时速度的求解方法，知道与验证平抛运动与机械能守恒实验的不同。13.【答案】解：(1)由图知，匀加速运动的加速度大小为a1=ΔvΔt=10−01−0m/s2=10m/s2 匀减速运动的加速度大小为a2=ΔvΔt=102m/s2=5m/s2 根据牛顿第二定律，得f=ma2 F−f=ma1 解得f=10N，F=30N 根据图像可知，当t=0.5s时，物体的速度为v=5m/s 则恒力F的瞬时功率为P=Fv=30×5W=150W (2)在v−t图像中，图像和横轴围成的面积表示位移x=12×3×10m=15m 则克服摩擦力做功为W=fx=10×15J=150J 答：(1)在0.5s时，恒力F的瞬时功率为150W；(2)在0～3s内，物体克服摩擦力所做的功为150J。 【解析】(1)根据图像的斜率计算出物体的加速度，结合牛顿第二定律得出恒力和摩擦力的大小，利用功率的计算公式完成分析；(2)利用图像的物理意义计算出物体的位移，结合功的计算公式完成分析。本题主要考查了动能定理的相关应用，熟悉图像的物理意义，结合功率和功的计算公式完成分析。14.【答案】解：(1)AO段，由动能定理有：mgh=12mv2解得：v= 2gh(2)从O点飞出后，做平抛运动。水平方向x=vt竖直方向y=12gt2落到斜面上，yx=tanθ联立以上各式解得：t=2tanθ 2hg(3)运动员做平抛运动时水平位移为：x=vt=4htanθ由于cosθ=xs联立解得：s=4htanθcosθ答：(1)运动员经过O点时的速度大小v为 2gh；(2)运动员从飞出到着陆的时间t为2tanθ 2hg；(3)运动员的着陆点到O点的距离s为4htanθcosθ。 【解析】(1)运动员从A到O只有重力做功，根据动能定理求得到达O点的速度；(2)运动员从O开始做平抛运动，水平方向匀速，竖直方向自由落体运动，即可求得运动时间；(3)由于水平方向匀速运动，即可求得沿斜面通过的位移。本题考查了动能定理与平抛运动的综合运用，掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律是解决本题的关键。