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doc 2019-2020年高中物理阶段验收评估二能的转化与守恒鲁科版 一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 1.自由摆动的秋千,摆动的幅度越来越小,下列说法中正确的是(  ) A.机械能守恒 B.能量正在消失 C.总能量守恒,正在减少的机械能转化为内能 D.只有动能和势能的相互转化 解析:选C 秋千摆动的幅度越来越小,即重力势能的最大值越来越小,机械能减小,减小的机械能转化为内能,C正确。 2.一辆汽车以v1=6 m/s的速度沿水平面行驶,急刹车后能滑行l1=3.6 m。如果汽车以v2=8 m/s的速度行驶,在同样的路面上急刹车后滑行的距离l2应为(  ) A.6.4 m        B.5.6 m C.7.2 m D.10.8 m 解析:选A 设摩擦力为f,由动能定理得-fs1=0-mv12① -fs2=0-mv22② 由①②两式得=,故汽车滑行距离s2=·s1=2×3.6 m=6.4 m。 3.如图1所示在足球赛中,红队球员在白队禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角贴着球门射入,球门高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球质量为m,则红队球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力、足球可视为质点)(  ) 图1 A.mv2 B.mgh C.mv2+mgh D.mv2-mgh 解析:选C 根据动能定理可得:W-mgh=mv2-0,所以W=mv2+mgh,C正确。 4.如图2所示,AB为圆弧轨道,BC为水平直轨道,圆弧的半径为R,BC的长度也是R。一质量为m的物体,与两个轨道间的动摩擦因数都为μ,当它由轨道顶端A从静止开始下落时,恰好运动到C处停止,那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为(  ) 图2 A. B. C.mgR D.(1-μ)mgR 解析:选D 设物体在AB段克服摩擦力所做的功为WAB,BC段摩擦力做功-μmgR。故物体从A运动到C的全过程,由动能定理得:mgR-WAB-μmgR=0解得:WAB=mgR-μmgR=(1-μ)mgR,故D正确。 5.物体做自由落体运动,Ek表示动能,Ep表示势能,h表示下落的距离,以水平地面为零势能面。下列所示图像中能正确反映各物理量之间的关系的是(  ) 解析:选B 设物体的质量为m,初态势能为E0,则有Ep=E0-mg2t2=E0-mv2=E0-Ek=E0-mgh。综上可知只有B正确。 6.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是(  ) A.运动员到达最低点前重力势能始终减小 B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹性力做负功,弹性势能增加 C.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D.蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 解析:选ABC 重力做功决定重力势能的变化,随着高度的降低,重力一直做正功,重力势能一直减小,故A正确;弹性势能的变化取决于弹力做功,当弹性绳张紧后,随着运动员的下落弹力一直做负功,弹性势能一直增大,故B正确;在蹦极过程中,由于只有重力和弹性绳的弹力做功,故由运动员、地球及弹性绳组成的系统机械能守恒,故C正确;重力势能的大小与势能零点的选取有关,而势能的改变与势能零点选取无关,故选项D错误。 7.一质量为1 kg的物体被人用手由静止向上提升1 m,这时物体的速度为2 m/s。则下列说法正确的是(  ) A.手对物体做功12 J B.合外力对物体做功12 J C.合外力对物体做功2 J D.物体克服重力做功10 J 解析:选ACD 重力做功-mgh等于-10 J,合外力对物体做功(即重力和拉力对物体做的总功)等于物体动能的变化,为2 J,拉力做功为12 J。 8.如图3所示,某人以平行斜面的拉力将物体沿斜面拉下,拉力大小等于摩擦力大小,则下列说法正确的是(  ) 图3 A.物体加速下滑 B.合外力对物体做的功等于零 C.物体的机械能减少 D.物体的机械能保持不变 解析:选AD 物体沿斜面下滑,受到重力G,斜面支持力N,滑动摩擦力f和拉力F作用。因拉力F大小与摩擦力f大小相等,则物体所受合力将沿斜面向下,做加速运动,且合力做功不为零,故A正确、B错误。物体下滑时,支持力N方向总与运动方向垂直,因此不做功,拉力F和摩擦力f做的功的代数和为零,只有重力对物体做功,因此物体的机械能守恒,C错误,D正确。 二、实验题(本题共2小题,共18分) 9.(8分)在探究动能定理的实验中,实验装置已安装完毕,请完成如下实验操作: ①将纸带穿过打点计时器的_________________________________________________, 纸带下端固定在重锤上,上端用手提住,纸带不与限位孔接触。 ②接通打点计时器的电源使它工作,让纸带从 ________状态开始释放,计时器在纸带上打出一系列的点。 ③取纸带上的第1个点记为O,在第1个点后距离较远处任意选取一点P,记P点为n,用刻度尺测出________的距离h。 ④打点计时器工作电源频率为50 Hz,则打点间隔时间为________s。根据公式________计算出P点的速度v。 ⑤由上面的h和v分别计算_________________________________________ 和____________________,看两者__________________________________。 ⑥在其他纸带上再另选几个点,重复步骤③④⑤。 答案: ①限位孔并在复写纸下面经过 ②静止 ③O点到P点 ④0.02 vn= ⑤重锤重力做的功WG=mgh 重锤动能增加量ΔEk=mv2 是否近似相等 10.(10分)在“验证机械能守恒定律”的实验中,质量m=1 kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图4所示(相邻两计数点时间间隔为0.02 s),单位cm,那么: 图4 (1)纸带的________端与重物相连; (2)打点计时器打下计数点B时,重物的速度vB=____________; (3)从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能减少量ΔEp=________J,此过程中重物动能的增加量ΔEk=________J(g取9.8 m/s2); (4)通过计算,数值上ΔEp________ΔEk(填“>”“=”或“<”),这是因为___________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)重物下落的过程中,重物的速度越来越大,打的点间距应当越来越大,故O端与重物相连。 (2)B点瞬时速度等于AC段的平均速度 vB== m/s=0.98 m/s。 (3)重力势能减少量 ΔEp=mgh=1×9.8×0.050 1 J=0.491 J 动能的增加量 ΔEk=mvB2=×1×0.982 J=0.480 J。 (4)计算得出ΔEp>ΔEk。这是因为重物在下落过程中还需克服摩擦阻力做功。 答案:(1)O (2)0.98 m/s (3)0.491 0.480 (4)> 重物在下落过程中还需克服摩擦阻力做功 三、计算题(本题共2小题,共34分) 11.(14分)xx冰壶世界青年锦标赛于3月5日~13日在土耳其埃尔祖鲁姆举行。冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程:如图5所示,运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手,此后冰壶沿AO′滑行,最后停于C点。已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为μ,冰壶质量为m,AC=L,CO′=r,重力加速度为g。 图5 (1)求冰壶在A点的速率; (2)若将BO′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8 μ,原只能滑到C点的冰壶能停于O′点,求A点与B点之间的距离。 解析:(1)从A到C,由动能定理有 -μmgL=0-mvA2 得vA= 。 (2)从A到O′,由动能定理有 -μmgs-0.8μmg(L+r-s)=0-mvA2 得s=L-4r。 答案:(1) (2)L-4r 12.(20分)如图6所示,一质量为m的滑块从高为h的光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下,槽的底端B与水平传送带相接,传送带的运行速度恒为v0,两轮轴心间距为l,滑块滑到传送带上后做匀加速运动,滑到传送带右端C时,恰好加速到与传送带的速度相同,求: 图6 (1)滑块到达底端B时的速度大小vB; (2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ; (3)此过程中,由于克服摩擦力做功而产生的热量Q。 解析:(1)滑块在由A到B的过程中机械能守恒,可得mgh=mvB2,解得vB=。 (2)滑块在由B到C的过程中,应用动能定理得μmgl=mv02-mvB2 解得μ=。 (3)Q=f·l相对=μmgl相对 又v0=vB+μgt 得l相对=v0t-t== 故Q=。 答案:(1)vB= (2)μ= (3)Q=