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    第八章 机械能守恒定律(B卷·能力提升练)-2023-2024学年高一下学期物理分层训练单元检测卷(人教版必修2)
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    第八章 机械能守恒定律(B卷·能力提升练)-2023-2024学年高一下学期物理分层训练单元检测卷(人教版必修2)

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    这是一份第八章 机械能守恒定律(B卷·能力提升练)-2023-2024学年高一下学期物理分层训练单元检测卷(人教版必修2),文件包含第八章机械能守恒定律B卷·能力提升练原卷版-高一下物理分层训练AB卷人教版必修2docx、第八章机械能守恒定律B卷·能力提升练解析版-高一下物理分层训练AB卷人教版必修2docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共39页, 欢迎下载使用。

    核心知识1 功和功率
    1.(2022·湖北宜昌模拟)一端固定的轻质弹簧处于原长,现用互成直角的两个力F1、F2拉弹簧的另一端至O点,如图所示,在此过程中力F1、F2分别做了3J、4J的功;换用另一个力F仍使弹簧重复上述过程,则该过程中F所做的功是( )
    A.10JB.5JC.7JD.1J
    2.(2022·湖南岳阳模拟)如图所示,质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点,其垂线与脚、两手连线中点间的距离Oa、Ob分别为0.9m和0.6m。若她在1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4m,则1min内克服重力做的功和相应的功率约为(g取10m/s2)( )
    A.430J,7WB.4320J,72WC.720J,12WD.7200J,120W
    确。
    3.(2022·福建泉州市高三下学期三检)如图,工人在斜坡上用一绳跨过肩膀把货物从A点缓慢拉到B点,轻绳与斜坡的夹角恒为θ。若工人采用身体前倾的姿势使θ变小且保持恒定,仍把货物从A点缓慢拉到B点,则用身体前倾的姿势拉货物( )
    A. 一定更省力,对货物做的功也一定更少
    B. 一定更省力,但对货物做的功一定更多
    C. 不一定更省力,但对货物做的功一定更多
    D. 不一定更省力,但对货物做的功一定更少
    4.图甲所示的救生缓降器由挂钩(或吊环)、吊带、绳索及速度控制装置等组成,是一种可使人沿(随)绳(带)缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示,高层建筑工人在一次险情中,将安全带系于腰部,从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆,图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量m=70kg,,则下列说法中错误的是( )
    A.发生险情处离地面的高度为
    B.加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为
    C.整个过程中工人所受重力做功为31500J
    D.时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为630W
    核心知识2. 重力势能
    5.(2022湛江市高三(下)普通高考测试(二))26.悬崖速降是选择崖面平坦、高度适合的崖壁,用专业的登山绳作保护,由崖壁主体缘绳下滑,从崖顶下降到崖底的一种运动。如图所示,某次速降可视为竖直方向的直线运动,速降者先从静止开始匀加速运动(加速度小于重力加速度),之后做匀减速运动,到达地面时速度恰好减为零。则下列说法正确的是( )
    A.在加速下降阶段,速降者处于失重状态
    B.在加速下降阶段,速降者的机械能增大,在减速下降阶段,速降者的机械能减小
    C.在整个下降过程中,速降者的重力势能一直减小
    D.在整个下降过程中,绳对速降者先做正功后做负功
    .6.(2022·北京房山·高一期末)如图所示,质量为的小球,从A点下落到地面上的B点,为,桌面高为(下落过程中忽略空气阻力影响)
    根据表中数据分析,下列说法不正确的是( )
    A.重力势能与参考面的选取有关
    B.重力做功与参考面的选取无关
    C.重力做功和重力势能变化量的关系总是满足:
    D.如果下落过程中空气阻力不可忽略,则表中的数据会发生变化
    7.(2022·福建·清流县第一中学高一阶段练习)如图所示,一质量为m、边长为a的正方体置于水平地面上,其与水平地面之间的动摩擦因数μ=0.1,为使它水平移动距离a,可采用将它翻倒或向前匀速平推两种方法,则( )
    A.将它翻倒比平推前进做的功少
    B.将它翻倒比平推前进做的功多
    C.两种情况做的功一样多
    D.两种情况做功的多少无法比较
    【答案】D
    【解析】
    【分析】
    【详解】
    A.重力势能与参考面的选取有关,选项A正确,不符合题意;
    B.重力做功与参考面的选取无关,选项B正确,不符合题意;
    C.重力做功和重力势能变化量的关系总是满足
    选项C正确,不符合题意;
    8.(2021·福建宁德·高一期中)如图所示,同一质量为m物块分别沿三条不同的轨道由A点滑到同一水平面上,其中轨道1是粗糙的,轨道2、3是光滑的,A离地面的高度为H,则( )
    A.沿轨道1下滑重力做功最多
    B.沿轨道2下滑重力做功等于mgH
    C.沿轨道3下滑重力势能改变量为mgH
    D.沿三条轨道下滑重力势能改变量都为
    核心知识3. 动能定理
    9.(2022·全国·高三课时练习)改变汽车的质量和速度,都可能使汽车的动能发生改变,下列几种情形中,汽车的动能不变的是( )
    A.质量不变,速度增大到原来的2倍B.速度不变,质量增大到原来的2倍
    C.质量减半,速度增大到原来的2倍D.速度减半,质量增大到原来的4倍
    10.(2022·河南·濮阳外国语学校月考)一人用力踢质量为0.1kg的静止皮球,使球以20m/s的速度水平飞出。假设人踢球瞬间对球的平均作用力是200N,球在水平方向运动了20m停止。那么人对球所做的功为( )
    A.5JB.20JC.50JD.400J
    11.如图所示甲为一倾角为θ的斜面固定于水平面上,一可视为质点的小物块从斜面的顶端静止滑下,物块与斜面之间的动摩擦因数为μ1,物块运动到斜面底端时无能量损失地进入水平面继续运动,其和水平面之间的动摩擦因数为μ2。图乙为物块运动的动能Ek与水平位移x的关系图像,则下列判断正确的是( )
    A.μ1>tanθB.μ1<tanθ
    C.μ1+2μ2=tanθD.2μ1+μ2=tanθ
    12.(2022北京朝阳二模)如图所示,某一斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h,斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下,滑到水平面上的A点停止。已知斜面倾角为,小木块质量为m,小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为,A、O两点的距离为x。在小木块从斜面顶端滑到A点的过程中,下列说法正确的是( )
    A. 如果h和一定,越大,x越大
    B. 如果h和一定,越大,x越小
    C. 摩擦力对木块做功为
    D. 重力对木块做功为
    13.(2022·浙江杭州市高三下学期二模)小明制做了一个“20”字样的轨道玩具模型。该模型的“2”字是由圆弧型的管道(圆心为)和半圆型的管道(圆心为)以及直管道组成,管道和管道对应的圆半径均为cm,A点与等高,B为“2”字最高点,为最低点,为管道的出口;“0”字是长轴垂直于水平地面的椭圆型管道,其最高点与点等高,点附近的一小段管道可看作半径为cm的圆弧;最低点和(一进一出)位于水平地面上;整个装置处于坚直平面内,所有管道的粗细忽略不计。为一个倾角可调节的足够长的斜面,且D、E、、H位于同一条水平直线上,和平滑连接。质量kg(可视为质点)的小滑块与水平地面段和斜面的动摩擦因数均为,其余所有摩擦均不计。现让滑块从点以m/s的速率平滑进入管道,滑块运动到点时恰与管道间无相互作用,求:
    (1)滑块运动到点时对管道的作用力;
    (2)段的长度;
    (3)要使得滑块不会二次进入段且最后停在段,的正切值应满足的条件。
    核心知识4.机械能守恒定律
    14. (2022广东华南师大附中高三综合测试)简易儿童蹦极装置如图所示。活动开始前,先给小朋友绑上安全带,然后将弹性绳拉长后固定在小朋友身上,并通过其它力作用使小朋友停留在蹦床上。当撤去其它力后,小朋友被“发射”出去冲向高空,小朋友到达最高点,然后下落到B点时,弹性绳恰好为原长,然后继续下落至最低点A。若小朋友可视为质点,并始终沿竖直方向运动,忽略弹性绳质量与空气阻力,则小朋友( )
    A. 在C点时的加速度大小为0
    B. 在A点时处于平衡状态
    C. 在B点时处于失重状态
    D. 在下落过程中机械能守恒
    15.(2022云南省昆明市第一中学模拟)如图,轻弹簧的一端固定在O点,另一端与质量为m的小球连接,小球套在光滑的斜杆上,初始时小球位于A点,弹簧竖直且长度为原长L。现由静止释放小球,当小球运动至B点时弹簧水平,且长度再次变为原长。关于小球从A点运动到B的过程,以下说法正确的是( )
    A. 小球的机械能守恒B. 小球运动到B点时的速度最大
    C. 小球运动到B点时的速度为0D. 小球运动到B点时的速度为
    16.如图所示,一条轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球a和b,用手托住球b,当绳刚好被拉紧时,球a静止于地面,球b离地面的高度为h,h为绳长度的,已知球a的质量为m,球b的质量为,重力加速度为g。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计。现无初速度释放球b,假设球b碰到地面以后速度立刻减小到零,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
    A.在球b下落过程中,球a所受拉力大小为
    B.球a可达到的离地最大高度为
    C.在球b下落过程中,球a的机械能在减小
    D.球b落地前瞬间速度大小为
    17.2022年第24届冬奥会在北京-张家口成功举办,图甲为在张家口的国家跳台滑雪中心“雪如意”, 图乙为跳台滑雪的示意图。质量为m的运动员从长直倾斜的助滑道AB的A处由静止滑下,为了改变运动员的速度方向,在助滑道AB与起跳台D之间用一段弯曲滑道相切衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧,圆弧轨道半径为R。A与C的竖直高度差为H,弯曲滑道末端即起跳台D与滑道最低点C的高度差为h,重力加速度为g。不计空气阻力及摩擦,则运动员( )
    A.到达C点时的动能为mgH
    B.到达C点对轨道的压力大小为
    C.到起跳台D点的速度大小为
    D.从C点到D点重力势能增加了mg(H-h)
    核心知识5. 验证机械能守恒定律
    18.(2022·天津高三模拟)打点验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。
    ①除图示器材外,下列器材中,必需的一组是__________
    A.直流电源及导线、天平及砝码
    B.直流电源及导线、刻度尺
    C.交流电源(,)及导线、天平及砝码
    D.交流电源(,)及导线、刻度尺
    ②下图中的纸带是实验过程中打点计时器打出的一条纸带。打点计时器打下O点(中未标出)时,重锤开始下落,a、b、c是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺的刻线与O点对齐,a、b、c三个点所对刻度如图所示。打点计时器在打出b点时锤下落的高度=__________,下落的速度为vb=__________(计算结果保留3位效数字)。
    ③某同学用上述方法测出各计数点到O点的距离h,算出对应的速度平方,并作出-h图像,设当地重力加速度为g。下列说法正确的是__________。
    A.图像一定过原点
    B.若图像是一条过原点的直线,则机械能一定守恒
    C.若图像是一条过原点的直线,则斜率等于g
    D.若图像是一条过原点的直线,则斜率略小于
    19. (2022河南洛阳一模)用如图甲所示实验装置验证质量分别为、的物体组成的系统机械能守恒,物体从高处由静止开始下落,打点计时器在拖着的纸带上打下一系列的点,如图乙所示,0点是打下的第一个点,每相邻两计数点问还有4个点未画出,计数点问的距离如图乙所示,已知,,打点计时器所用电源的频率为50Hz(g取)(计算结果均保留三位有效数字)。
    (1)在纸带上打“5”点时的速度___________m/s。
    (2)在从打“0”点至打“5”点的过程中系统动能的增加量___________J,系统重力势能的减少量___________J。
    20.(2022北京朝阳区高三下质量检测)为了验证机械能守恒定律,某学习小组用如图1所示的气垫导轨装置(包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条)进行实验。在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ,并连接数字计时器;用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度h1、h2。
    (1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d时,游标卡尺的示数如图2所示,则___________mm。
    (2)某次实验中,测得滑块通过光电门Ⅰ的时间s,则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度___________m/s(保留两位有效数字)。
    (3)将滑块从光电门Ⅰ左侧某处由静止开始释放,测出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间分别为和。在误差允许范围内,若___________(用d、、以及重力加速度g表示),则可认为滑块下滑过程中机械能守恒。
    (4)另一小组的同学想用如图3所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力。该小组同学认为,平衡阻力后小车和砂桶系统的机械能是守恒的,你是否同意?并说明理由___________。
    21.(2022·广东汕头市第一中学模拟)某同学根据机械能守恒定律,探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系,实验过程如下:
    ① 用游标卡尺测出挡光片的宽度d与弹簧秤测出滑块和遮光条的总质量M;
    ② 将轻弹簧一端固定在气垫导轨左侧,如图甲,调整导轨至水平;
    ③ 用带有挡光片的滑块压缩弹簧(不栓接),记录弹簧的压缩量x;用计算机记录滑块通过光电门的挡光时间;
    ④ 重复③的操作,得到与x的关系如图乙。
    甲 乙 丙
    (1)该实验可以用(用M、、d)表示弹簧弹性势能__________。
    (2)用游标卡尺测出遮光条的宽度d,示数如图丙,则d=__________cm。
    (3)由图乙知,滑块速度v与位移x成__________比;由上述实验可得结论,对同一根弹簧,弹性势能Ep与弹簧的__________成正比。
    22. (2022辽宁沈阳二模)如图(a)所示是某物理兴趣小组设计的实验装置,能够测量当地的重力加速度并验证机械能守恒定律。先将力传感器固定在天花板上,再用一条细线一端系在传感器上,另一端系住一个小球,传感器可以显示出拉力的大小。
    (1)实验开始前,用游标卡尺测出小球的直径,示数如图(b)所示,则小球的直径D=___________mm。让小球处于自然悬挂状态,此时传感器显示的拉力大小为,测出悬线的长为;
    (2)将小球拉离平衡位置使细线与竖直方向成一定的张角(未知但很小),由静止释放小球,使小球在竖直面内做往复运动,力传感器测出悬线的拉力随时间变化的关系如图(c)所示,其中拉力的最小值与最大值分别为、,拉力变化周期为,则当地的重力加速度g=___________(用已知和测量的物理量符号表示);
    (3)验证机械能守恒定律成立的表达式___________(用、、表示)。
    所选择的参考平面
    小球在A点的重力势能
    小球在B点的重力势能
    整个下落过程中重力做的功
    整个下落过程中小球重力势能的变化量
    桌面
    12
    20
    地面
    20
    0
    20
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