高中物理教科版第四章機械能和能源學業(yè)分層測評14

學業(yè)分層測評(十四)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．(多選)質量一定的物體()A．速度發(fā)生變化時其動能一定變化B．速度發(fā)生變化時其動能不一定變化C．速度不變時其動能一定不變D．動能不變時其速度一定不變【解析】速度是矢量，速度變化時可能只有方向變化，而大小不變，動能是標量，所以速度只有方向變化時，動能可以不變；動能不變時，只能說明速度大小不變，但速度方向不一定不變，故只有B、C正確．【答案】BC2．改變物體的質量和速度都可改變物體的動能，在下列情況下，物體的動能變化最大的是()A．物體的質量不變，運動速度增大到原來的2倍B．物體的速度不變，質量增大到原來的2倍C．物體的質量變?yōu)樵瓉淼?倍，運動速度減為原來的一半D．物體的質量變?yōu)樵瓉淼囊话?，速度增加為原來?倍【解析】由動能的計算式Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，D正確．【答案】D3．一質量為m的滑塊，以速度v在光滑水平面上向左滑行，從某一時刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經過一段時間后，滑塊的速度變?yōu)椋?v，在這段時間內，水平力所做的功為()\f(3,2)mv2 B．－eq\f(3,2)mv2\f(5,2)mv2 D．－eq\f(5,2)mv2【解析】由動能定理得W＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,2)mv2.【答案】A4．某消防隊員從一平臺上跳下，下落2m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身的重心又下降了0.5m，在著地過程中地面對他雙腳的平均作用力估計為()A．自身所受重力的2倍B．自身所受重力的5倍C．自身所受重力的8倍D．自身所受重力的10倍【解析】設地面對雙腳的平均作用力為F，在全過程中，由動能定理得mg(H＋h)－Fh＝0F＝eq\f(mgH＋h,h)＝eq\f(2＋,mg＝5mg，B正確．【答案】B5．(多選)甲、乙兩個質量相同的物體，用大小相等的力F分別拉它們在水平面上從靜止開始運動相同的距離s.如圖4-4-7所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，則下列關于力F對甲、乙兩物體做的功和甲、乙兩物體獲得的動能的說法中正確的是()圖4-4-7A．力F對甲物體做功多B．力F對甲、乙兩個物體做的功一樣多C．甲物體獲得的動能比乙大D．甲、乙兩個物體獲得的動能相同【解析】由功的公式W＝Fscosα＝F·s可知，兩種情況下力F對甲、乙兩個物體做的功一樣多，A錯誤，B正確；根據動能定理，對甲有Fs＝Ek1，對乙有Fs－fs＝Ek2，可知Ek1＞Ek2，即甲物體獲得的動能比乙大，C正確，D錯誤．【答案】BC6．一空盒以某一初速度在水平面上滑行，滑行的最遠距離為L.現(xiàn)往空盒中倒入砂子，使空盒與砂子的總質量為原來空盒的3倍，仍以原來的初速度在水平面上滑行，此時滑行的最遠距離為()\f(1,9)L B．eq\f(1,3)LC．L D．3【解析】盒子與水平面動摩擦因數一定，據動能定理得－μmgs＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得s＝eq\f(v\o\al(2,0),2μg)，位移s與物體質量無關，正確選項為C.【答案】C7．甲、乙兩輛汽車的質量之比m1∶m2＝2∶1，它們剎車時的初動能相同，若它們與水平地面之間的動摩擦因數相同，則它們滑行的距離之比s1∶s2等于()【導學號：67120232】A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶1【解析】對兩輛汽車由動能定理得：－μm1gs1＝0－Ek，－μm2gs2＝0－Ek，s1∶s2＝m2∶m1＝1∶2，B正確．【答案】B8．將質量為m的物體，以初速度v0豎直向上拋出．已知拋出過程中阻力大小恒為重力的倍．求(1)物體上升的最大高度；(2)物體落回拋出點時的速度大?。窘馕觥?1)上升過程，由動能定理－mgh－fh＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)①將f＝②聯(lián)立①②可得：h＝eq\f(5v\o\al(2,0),12g).③(2)全過程，由動能定理：－2fh＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)④聯(lián)立②③④可得：v＝eq\f(\r(6),3)v0.【答案】(1)eq\f(5v\o\al(2,0),12g)(2)eq\f(\r(6),3)v0[能力提升]9．(多選)在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速直線運動，當速度達到vmax后，立即關閉發(fā)動機直至靜止，v-t圖象如圖4-4-8所示，設汽車的牽引力為F，受到的摩擦力為f，全程中牽引力做功為W1，克服摩擦力做功為W2，則()圖4-4-8A．F∶f＝1∶3 B．W1∶W2＝1∶1C．F∶f＝4∶1 D．W1∶W2＝1∶3【解析】對汽車運動的全過程，由動能定理得：W1－W2＝ΔEk＝0，所以W1＝W2，選項B正確，選項D錯誤；由圖象知s1∶s2＝1∶4，由動能定理得Fs1－fs2＝0，所以F∶f＝4∶1，選項A錯誤，選項C正確．【答案】BC圖4-4-910．(2023·浙江高考)如圖4-4-9所示為一滑草場．某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數為μ.質量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin37°＝，cos37°＝．則()A．動摩擦因數μ＝eq\f(6,7)B．載人滑草車最大速度為eq\r(\f(2gh,7))C．載人滑草車克服摩擦力做功為mghD．載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為eq\f(3,5)g【解析】由題意知，上、下兩段斜坡的長分別為s1＝eq\f(h,sin45°)、s2＝eq\f(h,sin37°)由動能定理知：2mgh＝μmgs1cos45°＋μmgs2cos37°解得動摩擦因數μ＝eq\f(6,7)，選項A正確；下落h時的速度最大，由動能定理知：mgh－μmgs1cos45°＝eq\f(1,2)mv2解得v＝eq\r(\f(2gh,7))，選項B正確；載人滑草車克服摩擦力做的功與重力做功相等，即W＝2mgh，選項C錯誤；滑草車在下段滑道上的加速度大小為a＝μgcos37°－gsin37°＝eq\f(3,35)g，選項D錯誤．【答案】AB11．某同學為探究“合力做功與物體速度變化的關系”，設計了如下實驗，他的操作步驟是：①按圖4-4-10擺好實驗裝置，其中小車質量M＝kg，鉤碼總質量m＝kg.②釋放小車，然后接通打點計時器的電源(電源頻率為f＝50Hz)，打出一條紙帶．圖4-4-10(1)他在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，如圖4-4-11所示．把打下的第一點記作0，然后依次取若干個計數點，相鄰計數點間還有4個點未畫出，用厘米刻度尺測得各計數點到0點距離分別為d1＝0.004m，d2＝0.055m，d3＝0.167m，d4＝0.256m，d5＝0.360m，d6＝0.480m…，他把鉤碼重力(當地重力加速度g取9.8m/s2)作為小車所受合力算出打下0點到打下第5點合力做功W＝________J(結果保留三位有效數字)，打下第5點時小車的速度v5＝________m/s(結果保留三位有效數字)．圖4-4-11(2)此次實驗探究的結果，他沒能得到“合力對物體做的功W∝v2”A．鉤碼質量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多B．沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實值偏小D．沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產生此誤差的重要原因【解析】(1)根據題意物體所受合外力為：F＝mg＝×N＝N，根據功的定義可知：W＝Fd5＝J；根據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，可以求出第5個點的速度大小為：v5＝eq\f(d6－d4,2T)＝eq\f－,2×5×)m/s＝1.12m/s.(2)設繩子上拉力為F，根據牛頓第二定律有：對小車：F＝Ma①對鉤碼：mg－F＝ma②聯(lián)立①②可得F＝eq\f(mgM,M＋m)＝eq\f(mg,1＋\f(m,M))，由此可知當M?m時，鉤碼的重力等于繩子的拉力，因此當鉤碼質量太大時，會造成較大誤差，故A正確；實驗中要進行平衡摩擦力操作，若沒有平衡摩擦力直接將鉤碼重力做的功當做小車合外力做的功，會造成較大誤差，故B正確；釋放小車和接通電源的順序有誤，影響打點多少，不一定會使動能的測量值偏小，故C錯誤；距離的測量產生的誤差不是該實驗產生的主要誤差，故D錯誤．【答案】(1)(2)AB12．如圖4-4-12所示，粗糙水平軌道AB與半徑為R的光滑半圓形軌道BC相切于B點，現(xiàn)有質量為m的小球(可看作質點)以初速度v0＝eq\r(6gR)，從A點開始向右運動，并進入半圓形軌道，若小球恰好能到達半圓形軌道的最高點C，最終又落于水平軌道上的A處，重力加速度為g，求：圖4-4-12(1)小球落到水平軌道上的A點時速度的大小vA；(2)水平軌道與小球間的動摩擦因數μ.【導學號：67120233】【解析】(1)mg＝meq\f(v\o\al(2,C),R)，得vC＝eq\r(gR)，從C到A由動能定理得：mg2R＝eq\f(1,