2022年高考物理基礎(chǔ)知識綜合復(fù)習(xí)階段檢測卷五機械能守恒定律

1、PAGE 12PAGE 階段檢測卷(五)機械能守恒定律(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共15小題,每小題3分,共45分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的,不選、多選、錯選均不得分)1.物質(zhì)、能量、信息是構(gòu)成世界的基本要素,下面關(guān)于能量的認(rèn)識中錯誤的是()A.能量是一個守恒量B.同一個物體可能同時具有多種形式的能量C.不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化D.地面上滾動的足球最終停下來,說明能量消失了2.下列情況中,運動物體機械能一定守恒的是()A.物體所受的合外力為零B.物體不受摩擦力C.物體只有重力做功D.物體做勻速直線運動3.如圖所示,木板可繞固定水平軸O轉(zhuǎn)動。木板從水

2、平位置OA緩慢轉(zhuǎn)到OB位置,木板上的物塊始終相對于木板靜止。在這一過程中,物塊的重力勢能增加了2 J。用FN表示物塊受到的支持力,用Ff表示物塊受到的摩擦力。在此過程中,以下判斷正確的是()A.FN和Ff對物塊都不做功B.FN對物塊做功為2 J,Ff對物塊不做功C.FN對物塊不做功,Ff對物塊做功為2 JD.FN和Ff對物塊所做功的代數(shù)和為04.很多地下車位設(shè)計了雙層停車位,如圖所示的一輛車正在從一層車位被運送至二層車位,在運送過程中,該車經(jīng)歷了先向上加速,然后勻速上升,最后向上減速到零的過程。下列說法正確的是()A.該車在向上加速的過程中處于失重狀態(tài)B.該車在勻速上升過程中機械能守恒C.該車

3、在向上減速過程中處于失重狀態(tài)D.該車在整個過程中合力所做的功等于機械能的增加量5.高二某同學(xué)參加引體向上體能測試,在20 s內(nèi)完成10次標(biāo)準(zhǔn)動作,每次引體向上的高度約為50 cm,則此過程中該同學(xué)克服重力做功的平均功率最接近于(g取10 m/s2)()A.0B.150 WC.300 WD.450 W6.某人用手將質(zhì)量為1 kg的物體由靜止向上提起1 m,這時物體的速度為2 m/s,g取10 m/s2,則下列說法正確的是()A.物體的機械能增加10 JB.合外力做功12 JC.合外力做功2 JD.物體重力勢能增加2 J7.摩天輪是最受游客歡迎的游樂項目之一,摩天輪懸掛透明艙,乘客隨座艙在豎直面內(nèi)

4、做勻速圓周運動,下列敘述正確的是()A.在最高點,乘客處于失重狀態(tài)B.乘客對座椅的壓力始終不變C.摩天輪轉(zhuǎn)動過程中,乘客的機械能保持不變D.乘客的加速度始終恒定不變8.用起重機提升貨物,貨物上升過程中的v-t圖像如圖所示,在t=3 s到t=5 s內(nèi),重力對貨物做的功為W1,繩索拉力對貨物做的功為W2,貨物所受合力做的功為W3,則()A.W10B.W20D.W3=09.如圖所示,運動員在粗糙塑膠跑道上做負(fù)重起跑訓(xùn)練,輕質(zhì)彈性橡皮條一端套在運動員的腰上,另一端系在一個大輪胎上,起跑過程可簡化如下:運動員起跑初期拉動橡皮條使其變長,稍后輪胎在橡皮條牽引下開始運動,最后輪胎與運動員一起勻速運動。則起跑

5、過程中,下列說法正確的是()A.起跑初期,輪胎未動時,人對橡皮條做的功等于橡皮條彈性勢能的增加量B.一起勻速運動時,輪胎受到的外力的合力對輪胎做正功C.輪胎加速運動時,橡皮條對輪胎做的正功等于輪胎動能的增加量D.整個過程中,摩擦力對輪胎做正功10.如圖所示,消防隊員在水平地面上進(jìn)行消防演練,設(shè)消防水龍帶的噴嘴噴出的水流量是300 L/min,水離開噴嘴的速度為20 m/s,不計空氣阻力,g取10 m/s2。則下列說法正確的是()A.若水沿水平方向噴射,水流射程約18 mB.若水沿豎直方向向上噴射,水流上升的最大高度約40 mC.若水沿水平方向噴射,穩(wěn)定后任一瞬間空中水量約5 LD.若水沿豎直方

6、向向上噴射,10 s內(nèi)消防車對水做的功約1104 J(第7題圖)(第8題圖)(第9題圖)(第10題圖)11.如圖所示,擺球質(zhì)量為m,懸線長度為L,把懸線拉到水平位置后放手。設(shè)在擺球從A點運動到B點的過程中空氣阻力的大小F阻不變,則下列說法錯誤的是()A.重力做功為mgLB.懸線的拉力做功為0C.空氣阻力做功為-mgLD.空氣阻力做功為-12F阻12.如圖所示,一種清洗車輛用的手持式噴水槍,槍口橫截面積為0.6 cm2,噴出水的速度為10 m/s。當(dāng)它工作時,估算水槍的平均功率約為(水的密度為1103 kg/m3)()A.3 WB.30 WC.60 WD.300 W13.如圖所示為轎車中的手動變

7、速桿,若保持發(fā)動機輸出功率不變,將變速桿推至不同擋位,可獲得不同的運行速度,從“1”“5”擋速度逐漸增大,R是倒車擋。某型號轎車發(fā)動機的額定功率為96 kW,在水平路面上行駛的最大速度可達(dá)288 km/h。假設(shè)該轎車在水平路面上行駛時所受阻力恒定,則該轎車()A.以最大牽引力爬坡,變速桿應(yīng)推至“5”擋B.該車在水平路面上行駛時受所阻力大小為800 NC.以額定功率在水平路面上以最大速度行駛時,其牽引力為1 200 ND.以54 km/h的速度在水平路面上勻速行駛時,發(fā)動機的輸出功率為96 kW14.如圖所示,運動員把質(zhì)量為m的足球從水平地面踢出,足球在空中達(dá)到的最高點的高度為h,在最高點時的速

8、度為v,不計空氣阻力,重力加速度為g,下列說法正確的是()A.運動員踢球時對足球做功12mv2B.足球上升過程重力做功C.運動員踢球時對足球做功mgh+12mv2D.足球上升過程克服重力做功mgh+1215.如圖所示,小球在豎直向下的力F作用下,將豎直輕彈簧壓縮,若將力F撤去,小球?qū)⑾蛏蠌椘鸩㈦x開彈簧,直到速度為零。在小球上升的過程中,以下說法錯誤的是()A.小球的動能先增大后減小B.小球在離開彈簧時動能最大C.小球運動的加速度先變小后變大最后不變D.小球動能減為零時,重力勢能最大(第11題圖)(第12題圖)(第13題圖)(第14題圖)(第15題圖)二、非選擇題(共5小題,共55分)16.(8

9、分)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,回答下列問題:(1)用打點計時器打出一條紙帶,前后要連續(xù)進(jìn)行一系列的操作,下列各步驟的合理順序是。A.釋放紙帶B.接通電源C.取下紙帶D.切斷電源(2)如下圖,某同學(xué)用正確的方法獲得了一條紙帶,并以起點為記數(shù)點O,后隔一段距離,取連續(xù)點為記數(shù)點A、B、C、D、E、F,如圖所示。已知重錘的質(zhì)量為0.5 kg,則電磁打點計時器打下E點時,重錘減少的重力勢能Ep=J,重錘增加的動能Ek=J。(g取9.8 m/s2,計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(3)比較Ep與Ek的大小,發(fā)現(xiàn)并不相等,造成這個結(jié)果的原因可能是。17.(10分)如圖甲所示,在驗證機械能守恒定律的實驗

10、中,質(zhì)量m=1 kg的重錘自由下落,在紙帶上打出了一系列的點,如圖乙所示。相鄰記數(shù)點時間間隔為0.02 s,長度單位是cm,g取9.8 m/s2。(1)下列做法正確的有。A.圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線上B.實驗前,手應(yīng)提住紙帶上端,并使紙帶豎直C.實驗時,先放手松開紙帶再接通打點計時器電源D.數(shù)據(jù)處理時,應(yīng)選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置(2)某同學(xué)在計算與B點對應(yīng)的重錘的瞬時速度時,他采用了公式vB=2g(h表示OB距離),這種做法(3)從起始點O到打下記數(shù)點B的過程中,物體重力勢能的減小量Ep= J,動能的增加量Ek=J。(均保留兩位有效數(shù)字)(4)即使在操作規(guī)范,數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)

11、處理很準(zhǔn)確的前提下,該實驗測得的Ep也一定略大于Ek,這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果,試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因:。18.(10分)我國科學(xué)家正在研制航母艦載機使用的電磁彈射器。設(shè)彈射過程中,艦載機所受總推力恒為1.2106 N,水平彈射2.5 s后,速度達(dá)到80 m/s。已知艦載機總質(zhì)量為3104 kg,所受阻力視為不變,求艦載機在彈射過程中:(1)加速度大小;(2)阻力大小;(3)總推力做的功。19.(12分)如圖為新型戶外活動滑沖式跳水的滑道模型,該滑道由一段長L=4 m,傾角=37傾斜直軌道和一小段水平直軌道(長度可忽略)組成,兩段軌道之間由一小段圓弧軌道平滑連接。水平軌道距水面高

12、h=2.45 m,一質(zhì)量M=80 kg的人從軌道上某處無初速度滑下,經(jīng)水平末端沖入水池中,落水點為水池中一個泳圈,距末端水平距離2.8 m。空氣阻力不計,已知:sin 37=0.6,cos 37=0.8。求:(1)人滑至水平軌道末端時的速度大小;(2)求人與斜面的動摩擦因數(shù);(3)若h和滑道長度L可以調(diào)節(jié),其他條件不變,若落水者都能落在水池中泳圈里,求人開始下滑的高度H與h的關(guān)系。20.(15分)如圖甲是某游樂場中水上過山車的實物圖片,圖乙是其原理示意圖。在原理圖中,半徑為R=8.0 m的圓形軌道固定在離水面高h(yuǎn)=3.2 m的水平平臺上,圓軌道與水平平臺相切于A點,A,B分別為圓形軌道的最低點

13、和最高點,車(實際是一艘?guī)л喿拥臍鈮|小船,可視作質(zhì)點)高速行駛,先后會通過多個圓形軌道,然后從A點離開圓軌道而進(jìn)入摩擦因數(shù)為0.5、長5 m的水平軌道AC,最后從C點水平飛出落入水中。已知水面寬度為s=12 m,假設(shè)運動中不計空氣阻力,結(jié)果可保留根號。(1)若氣墊船恰好能通過圓形軌道的最高點B,則其在B點的速度為多少?(2)為使氣墊船安全落入水中,則其在A點的最大速度為多少?(3)某次運動過程中乘客在圓軌道最低點A對座椅的壓力為自身重力的3倍,則氣墊船落入水中時的速度大小是多少?參考答案階段檢測卷(五)機械能守恒定律1.D2.C解析物體所受的合外力為零,物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài),若在豎直

14、方向做勻速直線運動,則機械能不守恒,故A錯誤;物體機械能守恒的條件是只有重力或者是彈力做功,與受不受摩擦力無關(guān),故B錯誤;若只有重力做功,符合機械能守恒的條件,故機械能守恒,故C正確;做勻速直線運動的物體,機械能不一定守恒,如在空中勻速下降的雨滴動能不變,重力勢能減小,機械能不守恒,故D錯誤。3.B4.C解析該車在向上加速的過程中處于超重狀態(tài),選項A錯誤;該車在勻速上升過程中動能不變,重力勢能增加,則機械能增加,選項B錯誤;該車在向上減速過程中加速度向下,處于失重狀態(tài),選項C正確;該車在整個過程中動能變化為零,則合力所做的功為零,車的機械能的增加量等于除重力以外的力做的功,選項D錯誤。5.B6

15、.B解析物體的機械能增加E=Ek+Ep=mgh+12mv2=12J,故A錯誤;根據(jù)動能定理得W合=Ek=1214J=2J,故B正確,C錯誤;重力做的功為WG=-mgh=-101J=-10J,所以物體克服重力做功10J,根據(jù)功能關(guān)系可知物體重力勢能增加10J,故7.A8.C9.A10.D11.C12.B13.C解析288km/h=80m/s,54km/h=15m/s。根據(jù)P=Fv可知,以最大牽引力爬坡,速度應(yīng)最小,因此變速桿應(yīng)推至“1”擋,A錯誤;最大速度行駛時F=Ff,此時F=Ff=PvM=9610380N=1200N,B錯誤,C正確;以54km/h的速度在水平路面上勻速行駛時,發(fā)動機的輸出功

16、率P=Ffv=120015W=1.814.C解析足球被踢起后在運動過程中,只受到重力作用,只有重力做功,足球的機械能守恒,足球到達(dá)最高點時,機械能為mgh+12mv2,由于足球的機械能守恒,則足球剛被踢起時的機械能為mgh+12mv2。足球獲得的機械能等于運動員踢球時對足球所做的功,因此運動員踢球時對足球做功mgh+12mv2,故A錯誤,C正確;足球上升過程重力做功WG=-mgh,克服重力做功W克G=mgh,故B15.B解析小球上升過程中,離開彈簧前受到重力和彈簧的彈力,當(dāng)彈力大于重力時,小球向上加速,當(dāng)彈力小于重力后,小球開始減速,離開彈簧后做豎直上拋運動,速度繼續(xù)減小,所以小球的動能先增大

17、后減小,A正確,不符合題意;由A項的分析可知,當(dāng)彈簧彈力等于重力時,速度最大,此時動能最大,故B錯誤,符合題意;根據(jù)受力分析結(jié)合牛頓第二定律可知,小球運動的加速度先變小后變大,當(dāng)小球脫離彈簧后加速度為重力加速度,不再發(fā)生變化,故C正確,不符合題意;小球動能減為零時,速度為零,上升到最高點,此時重力勢能最大,故D正確,不符合題意。16.答案(1)BADC(2)0.350.33(3)下落中存在空氣阻力和摩擦阻力解析(1)根據(jù)實驗原理和要求,實驗中先接通電源,再釋放紙帶,然后切斷電源,最后取下紙帶,所以實驗的步驟順序為BADC;(2)由圖可知,E點時下落的高度為h=7.1cm=0.071m,故重力勢

18、能的減小量為Ep=mgh=0.59.80.071J=0.35J;根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出vE=xDF2T=4.6010-220.02m/s=1.05m/s,重錘增加的動能Ek=12(3)由于下落中存在空氣阻力和摩擦阻力,因此減小的重力勢能一定大于增加的動能。17.答案(1)AB(2)不對(3)0.480.47(4)紙帶與打點計時器間有摩擦阻力,或存在空氣阻力,機械能損失解析(1)為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦,圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線,故A正確。為了保證紙帶在豎直方向做自由落體,實驗前,手應(yīng)提住紙帶上端,并使紙帶豎直,故B正確。實驗時,先接通打點計時器電源再放手松開紙帶,故C錯誤。為了減小測量數(shù)據(jù)h的相對誤差,數(shù)據(jù)處理時,應(yīng)選擇紙帶上距離較遠(yuǎn)的兩點作為初、末位置,故D錯誤。(2)在驗證機械能守恒的實驗中,由于存在阻力,物體實際下落的加速度小于重力加速度,所以不應(yīng)當(dāng)用重力加速度g來表示某位置的速度。(3)利用勻變速直線運動的推論vB=xAC2t=重物由O點運動到B點時,重物的重力勢能的減少量Ep=mgh=1.09.80.