2023春新教材高中物理第8章機(jī)械能守恒定律達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷新人教版

第八章達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷(考試時(shí)間：60分鐘滿(mǎn)分：100分)一、選擇題：本題共20小題，每小題3分，共60分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．1．下列說(shuō)法中正確的是()A．如果合外力對(duì)物體所做的功為零，則合外力一定為零B．一定質(zhì)量的物體，動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化；但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化C．處于平衡狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)物體，其機(jī)械能一定不變D．動(dòng)能不變的物體，其機(jī)械能一定不變【答案】B【解析】合外力做功為零，有多種情況，比如合外力為零，做功位移為零，或合外力不為零、位移不為零，但合外力和位移垂直，A錯(cuò)誤；動(dòng)能是標(biāo)量，當(dāng)其大小發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)Ek＝eq\f(1,2)mv2，速度大小必然發(fā)生變化；而速度變化時(shí)，很可能只是速度方向的變化，大小不變，根據(jù)Ek＝eq\f(1,2)mv2，動(dòng)能不變，B正確；處于平衡狀態(tài)的物體，機(jī)械能可能是變化的，例如勻速上升或下降的電梯，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能變化，機(jī)械能變化，C錯(cuò)誤；動(dòng)能不變的物體，當(dāng)其勢(shì)能發(fā)生變化時(shí)，機(jī)械能就改變，D錯(cuò)誤．2．如圖，小亮用力拉著木箱水平向右勻速前進(jìn)，關(guān)于木箱所受各力做功的情況，下列說(shuō)法正確的是()A．重力做正功 B．拉力做正功C．支持力做負(fù)功 D．摩擦力不做功【答案】B【解析】重力的方向與位移方向垂直，重力不做功，A錯(cuò)誤；拉力的方向與位移方向成銳角，拉力做正功，B正確；支持力的方向與位移方向垂直，支持力不做功，C錯(cuò)誤；摩擦力的方向與位移的方向相反，摩擦力做負(fù)功，D錯(cuò)誤．3．如圖，“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器在發(fā)射的初始階段加速上升，此過(guò)程中探測(cè)器的()A．重力勢(shì)能減小 B．重力勢(shì)能增加C．動(dòng)能逐漸減小 D．動(dòng)能保持不變【答案】B【解析】“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器在發(fā)射的初始階段加速上升，“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器的位置升高，重力勢(shì)能增加，速度增大，則動(dòng)能增加，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．4．下列物理量中，屬于矢量的是()A．路程 B．時(shí)間C．位移 D．功率【答案】C5．如圖，足球運(yùn)動(dòng)員將足球從靜止開(kāi)始踢出，足球沿水平草地做直線運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程中對(duì)足球做正功的力是()A．踢球的力 B．草地的阻力C．足球的重力 D．草地的支持力【答案】A6．機(jī)器人將貨物從地面搬起，沿水平方向勻速移動(dòng)一段距離后放至貨架上，在此過(guò)程中，機(jī)器人對(duì)貨物的做功情況，下列說(shuō)法正確的是()A．將貨物向上搬起的過(guò)程中，機(jī)器人對(duì)貨物做正功B．將貨物向上搬起的過(guò)程中，機(jī)器人對(duì)貨物不做功C．將貨物水平勻速移動(dòng)的過(guò)程中，機(jī)器人對(duì)貨物做正功D．將貨物水平勻速移動(dòng)的過(guò)程中，機(jī)器人對(duì)貨物做負(fù)功【答案】A7．宋代詩(shī)人蘇軾的名句“會(huì)挽雕弓如滿(mǎn)月，西北望，射天狼”中蘊(yùn)含了一些物理知識(shí)．如圖所示，在人將弓拉開(kāi)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．人對(duì)弓的拉力做正功，弓的彈性勢(shì)能變大B．人對(duì)弓的拉力做正功，弓的彈性勢(shì)能變小C．人對(duì)弓的拉力做負(fù)功，弓的彈性勢(shì)能變大D．人對(duì)弓的拉力做負(fù)功，弓的彈性勢(shì)能變小【答案】A【解析】由于人的拉力與弓的形變方向相同，故人對(duì)弓做正功；在拉開(kāi)過(guò)程中由于弓的形變量增大，彈性勢(shì)能增大，故選A．8．運(yùn)輸物資的汽車(chē)以額定功率上坡時(shí)，為增大牽引力，司機(jī)應(yīng)使汽車(chē)的速度()A．減小 B．增大C．保持不變 D．先增大后保持不變【答案】A【解析】根據(jù)公式P＝Fv，由于以額定功率上坡時(shí)，為增大牽引力，則司機(jī)應(yīng)使汽車(chē)的速度減小，B、C、D錯(cuò)誤，A正確．9．如圖所示，木箱在與水平方向成α角斜向上的恒力F作用下，沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)，發(fā)生了一段位移x，在這個(gè)過(guò)程中，力F所做的功為()A．W＝Fx B．W＝FxsinαC．W＝Fxcosα D．W＝Fxtanα【答案】C【解析】F為恒力，x為位移，α為力與位移的夾角，故F做的功為W＝Fxcosα，C正確，A、B、D錯(cuò)誤．10．如圖所示為一輛新能源電動(dòng)汽車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為9.0×104W．當(dāng)汽車(chē)以10m/s的速度沿水平路面勻速行駛時(shí)，牽引力大小為3.0×103N，此時(shí)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率為()A．1.0×104W B．1.5×104WC．3.0×104W D．9.0×104W【答案】C【解析】汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率為P＝Fv＝3.0×103×10W＝3.0×104W，C正確，A、B、D錯(cuò)誤．11．把一個(gè)物體豎直向上拋出去，該物體上升的最大高度是h，若物體的質(zhì)量為m，所受的空氣阻力大小恒為Ff，則在從物體被拋出到落回拋出點(diǎn)的全過(guò)程中()A．重力所做的功為mgh B．空氣阻力所做的功為零C．空氣阻力做的功為2Ffh D．物體克服空氣阻力做的功為2Ffh【答案】D【解析】物體被拋出到落回拋出點(diǎn)的全過(guò)程中，初、末位置相同，高度差為零，所以重力做功為零，A錯(cuò)誤；在上升的過(guò)程中，空氣阻力做功為－Ffh，在下降的過(guò)程中，空氣阻力做功為－Ffh，則整個(gè)過(guò)程中空氣阻力做功為－2Ffh，即物體克服空氣阻力做的功為2Ffh，B、C錯(cuò)誤，D正確．12．如圖為用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置．關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是()A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩個(gè)限位孔可以不在同一豎直線上B．應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源打點(diǎn)C．需使用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間D．測(cè)出紙帶上兩點(diǎn)之間的距離，可知重物相應(yīng)的下落高度【答案】D【解析】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔必須在同一豎直線上，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重物，讓它帶著紙帶一同落下，B錯(cuò)誤；可以通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間，不需要秒表，C錯(cuò)誤；測(cè)出紙帶上兩點(diǎn)間的距離，可以知道重物相應(yīng)的下落高度，D正確．13．如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速度釋放，讓它自由擺下．不計(jì)空氣阻力，則在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過(guò)程中()A．彈簧與重物的總機(jī)械能不守恒 B．彈簧的彈性勢(shì)能增加C．重物的機(jī)械能不變 D．重物的機(jī)械能增加【答案】B【解析】由A到B的過(guò)程中，只有重力和彈簧彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即彈簧與重物系統(tǒng)的總機(jī)械能守恒，A錯(cuò)誤；在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，彈簧的形變量增大，則彈簧的彈性勢(shì)能增加，B正確；根據(jù)能量守恒定律知，系統(tǒng)機(jī)械能不變，彈簧的彈性勢(shì)能增加，則重物的機(jī)械能減小，C、D錯(cuò)誤．14．如圖所示，將小球m分別從A點(diǎn)和B點(diǎn)無(wú)初速度地釋放，則經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)，小球的速率之比v1∶v2為(空氣阻力不計(jì))()A．1∶eq\r(2) B．eq\r(2)∶1C．2∶1 D．1∶2【答案】B【解析】設(shè)球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的速度為v，繩長(zhǎng)為l.根據(jù)動(dòng)能定理，有mgh＝eq\f(1,2)mv2－0，故v＝eq\r(2gh).所以v1＝eq\r(2ghAC)＝eq\r(2gl)，v2＝eq\r(2ghBC)＝eq\r(2gl1－cos60°)＝eq\r(gl)，則v1∶v2＝eq\r(2)∶1，B正確．15．如圖所示，兩根輕質(zhì)桿組成直角支架，O點(diǎn)為水平轉(zhuǎn)軸，OA桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，A端固定一質(zhì)量為2m的小球a，OB桿長(zhǎng)為2L，B端固定一質(zhì)量為m的小球b，用手抬著B(niǎo)端使OB桿處于水平狀態(tài)，撒手后支架在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，則以下說(shuō)法正確的是()A．小球a不可能轉(zhuǎn)到與O點(diǎn)等高處B．小球b轉(zhuǎn)動(dòng)的最大速度為eq\r(\f(8\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2)－1))Lg,3))C．轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中桿受力一定沿桿方向D．小球a從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，桿對(duì)小球a做的功為mgL【答案】B【解析】假設(shè)小球a恰好轉(zhuǎn)到與O點(diǎn)等高處，設(shè)O點(diǎn)所在水平面為零勢(shì)能面，小球a和b組成的系統(tǒng)初始位置機(jī)械能為E1＝－2mgL，當(dāng)小球a轉(zhuǎn)到與O點(diǎn)等高處時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能為E2＝－2mgL，即E1＝E2，假設(shè)成立，故小球a一定能轉(zhuǎn)到與O點(diǎn)等高處，A錯(cuò)誤；設(shè)OB桿與水平方向夾角為θ時(shí)，小球b速度為v，則小球a的速度va＝eq\f(v,2)，由系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有2mgLsinθ－2mgL(1－cosθ)＝2eq\r(2)mgLsin(θ＋45°)－2mgL＝eq\f(1,2)mv2＋eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,a)，可知θ＝45°時(shí)速度最大，得v＝eq\r(\f(8\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2)－1))Lg,3))，B正確；在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中小球a的機(jī)械能增加，小球b的機(jī)械能減少，所以桿對(duì)a和b均做功，存在桿對(duì)a和b的力與速度不垂直位置，即存在桿對(duì)a和b的力不沿桿的位置，根據(jù)牛頓第三定律，C錯(cuò)誤；設(shè)桿對(duì)小球a做的功為W，由動(dòng)能定理，有W－2mgL＝0，得W＝2mgL，D錯(cuò)誤．16．如圖所示，木塊A、B并排且固定在水平桌面上，A的長(zhǎng)度是L，B的長(zhǎng)度是2L，一顆子彈沿水平方向以速度v1射入A，以速度v2穿出B，子彈可視為質(zhì)點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則子彈穿出A時(shí)的速度為()A．eq\f(2v1＋v2,3) B．eq\f(2v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2),3)C．eq\r(\f(2v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2),3)) D．eq\f(v\o\al(2,1)＋2v\o\al(2,2),3)【答案】C【解析】設(shè)子彈的質(zhì)量為m，對(duì)子彈穿過(guò)A、B的整個(gè)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝Wf，因?yàn)樽訌椝苣Σ亮Ρ３植蛔儯忠驗(yàn)锳的長(zhǎng)度是L，B的長(zhǎng)度是2L，所以子彈穿過(guò)A的過(guò)程中摩擦力做的功為eq\f(1,3)Wf，對(duì)子彈穿過(guò)A的過(guò)程，由動(dòng)能定理得eq\f(1,3)Wf＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，解得v＝eq\r(\f(2v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2),3))，C正確．17．質(zhì)量相等的A、B兩物體(當(dāng)作質(zhì)點(diǎn))．從同一高度h同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，A做平拋運(yùn)動(dòng)，B做自由落體運(yùn)動(dòng)．已知兩物體質(zhì)量均為m，重力加速度為g.則()A．兩球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同B．兩球落地時(shí)動(dòng)能相等C．從開(kāi)始到剛落地的過(guò)程中，兩球的動(dòng)能增量相同D．若落地后速度均變?yōu)榱?，則落地過(guò)程中兩球機(jī)械能的減少量均為mgh【答案】C【解析】平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，所以?xún)蓚€(gè)物體同時(shí)落地，所需時(shí)間相同，故A錯(cuò)誤；兩物體落地時(shí)在豎直方向的分速度相等，但平拋運(yùn)動(dòng)有水平分速度，根據(jù)速度的合成，知兩個(gè)物體落地時(shí)的速度、速率都不同，故動(dòng)能不同，故B錯(cuò)誤；動(dòng)能的增量等于物體重力做的功，而重力做功相等，故動(dòng)能增量相等，故C正確；機(jī)械能的減少量等于初態(tài)的機(jī)械能，故A球?yàn)閙gh＋eq\f(1,2)mv2，B球?yàn)閙gh，故D錯(cuò)誤．18．如圖是農(nóng)田自動(dòng)灌溉噴射裝置截面示意圖，噴嘴的橫截面積為3.0cm2，離地的高度為0.8m．水泵啟動(dòng)后，水從噴嘴沿水平方向噴出，水平射程可達(dá)4.0m．忽略水池中水泵與地面的高度差、水進(jìn)入水泵時(shí)的速度以及空氣阻力，水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg.下列說(shuō)法正確的是()A．水從噴嘴噴出時(shí)的速度為5m/s B．每秒噴嘴噴出水的質(zhì)量為2.4kgC．每秒水泵對(duì)水做的功為150J D．每秒水泵對(duì)水做的功為174J【答案】D【解析】由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知，水從噴嘴噴出時(shí)的速度為v＝xeq\r(\f(g,2h))＝4×eq\r(\f(10,2×0.8))m/s＝10m/s，A錯(cuò)誤；每秒噴嘴噴出水的質(zhì)量為m＝ρSv＝103×3.0×10－4×10kg＝3.0kg，B錯(cuò)誤；每秒水泵對(duì)水做的功為W＝mgh＋eq\f(1,2)mv2＝(3×10×0.8＋eq\f(1,2)×3×102)J＝174J，C錯(cuò)誤，D正確．19．如圖所示，小李站上緩慢運(yùn)行的扶梯后，隨扶梯先加速運(yùn)動(dòng)再勻速運(yùn)動(dòng)至頂端平臺(tái)，整個(gè)過(guò)程中扶梯對(duì)小李做功為3.3×103J，小李克服重力做功為3.2×103J，則小李的動(dòng)能增加了()A．6.5×103J B．3.2×103JC．3.3×103J D．1.0×102J【答案】D【解析】根據(jù)動(dòng)能定理得ΔEk＝W－WG＝1×102J，D正確，A、B、C錯(cuò)誤．20．有一輛質(zhì)量為170kg、輸出功率為1440W的太陽(yáng)能試驗(yàn)汽車(chē)，安裝有約6m2的太陽(yáng)能電池板和蓄能電池，該電池板在有效光照條件下單位面積輸出的電功率為30W/m2.駕駛員的質(zhì)量為70kg，汽車(chē)最大行駛速度為90km/h.假設(shè)汽車(chē)行駛時(shí)受到的阻力與其速度成正比，則汽車(chē)()A．以最大速度行駛時(shí)牽引力大小為60NB．以額定功率啟動(dòng)時(shí)的加速度大小為0.24m/s2C．保持最大速度行駛1h至少需要有效光照8hD．直接用太陽(yáng)能電池板輸出的功率可獲得6m/s的最大行駛速度【答案】C【解析】根據(jù)P額＝Fvmax，可得F＝eq\f(P額,vmax)＝eq\f(\f(1440,90),3.6)N＝57.6N，A錯(cuò)誤；以額定功率啟動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律有eq\f(P,v)－f＝ma，而剛啟動(dòng)時(shí)速度v為零，則阻力f也為零，故剛啟動(dòng)時(shí)加速度趨近于無(wú)窮大，B錯(cuò)誤；由能量守恒得W＝Pt＝1440W×1h＝30×6W×t，解得t＝8h，即保持最大速度行駛1h至少需要有效光照8h，C正確；由題意，汽車(chē)行駛時(shí)受到的阻力與其速度成正比，設(shè)f＝kv，達(dá)到最大速度時(shí)有57.6＝k×eq\f(90,3.6)，解得k＝2.304.當(dāng)直接用太陽(yáng)能電池板輸出的功率行駛且有最大速度時(shí)，則有eq\f(30×6,v′)＝kv′，解得v′≈8.84m/s，D錯(cuò)誤．二、非選擇題：本題共3小題，共40分．21．(12分)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，小紅同學(xué)利用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正確完成操作后，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖乙所示，其中O點(diǎn)為紙帶起始點(diǎn)，兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為T(mén).(1)實(shí)驗(yàn)裝置中，電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)選用________(填“直流”或“交流”)電源；觀察紙帶，可知連接重物的夾子應(yīng)夾在紙帶的________(填“左”或“右”)端．(2)若重物質(zhì)量為m，重力加速度為g，利用紙帶所測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出C點(diǎn)的速度vC＝________，在誤差允許范圍內(nèi)，根據(jù)eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝________來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．(用字母表示)(3)在實(shí)驗(yàn)中，小紅同學(xué)發(fā)現(xiàn)小球重力勢(shì)能的減少量總是略大于小球動(dòng)能的增加量，分析原因可能是________________________________.(只需說(shuō)明一種即可)【答案】(1)交流左(2)eq\f(h1＋h2,2T)mgh(3)受空氣阻力影響或紙帶與限位孔摩擦影響(其他合理答案均給分)【解析】(1)實(shí)驗(yàn)所用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接交流電源上；重物應(yīng)該靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，可知連接重物的夾子應(yīng)夾在紙帶的左端．(2)利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可知打C點(diǎn)時(shí)紙帶的速度為vC＝eq\f(h1＋h2,2T).根據(jù)機(jī)械能守恒定律知重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，則有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝mgh.(3)小球重力勢(shì)能的減少量總是略大于小球動(dòng)能的增加量，分析原因可能是受空氣阻力影響或紙帶與限位孔摩擦影響，有能量損失．22．(14分)如圖所示，傾角為30°的光滑斜劈AB長(zhǎng)L1＝0.4m，放在離地高h(yuǎn)＝0.8m的水平桌面上，B點(diǎn)右端接一光滑小圓弧(圖上未畫(huà)出)，圓弧右端切線水平，與桌面邊緣的距離為L(zhǎng)2.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小滑塊從A端由靜止釋放，通過(guò)B點(diǎn)后恰好停在桌面邊緣的C點(diǎn)，已知滑塊與桌面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，g取10m/s2.(1)求滑塊到達(dá)B點(diǎn)速度vB的大??；(2)求B點(diǎn)到桌面邊緣C點(diǎn)的距離L2；(3)若將斜劈向右平移一段距離ΔL＝0.64m，滑塊仍從斜劈上的A點(diǎn)靜止釋放，最后滑塊落在水平地面上的P點(diǎn)．求落地點(diǎn)P距C點(diǎn)正下方的O點(diǎn)的距離x.【答案】(1)2m/s(2)1m(3)0.64m【解析】(1)沿光滑斜劈AB下滑的過(guò)程機(jī)械能守恒，gmL1sin30°＝eq\f(1