18學(xué)年高中物理階段驗收評估四機械能和能源粵教版21801233111

PAGEPAGE1。。。內(nèi)部文件，版權(quán)追溯內(nèi)部文件，版權(quán)追溯內(nèi)部文件，版權(quán)追溯階段驗收評估（四）機械能和能源(時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～5題只有一項符合題目要求，第6～8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1．人們有在房前種樹的習(xí)慣，夏天大樹長出茂密的葉子，為人們擋住炎炎烈日，冬天葉子又會全部掉光，使溫暖的陽光照入屋內(nèi)，可以起到冬暖夏涼的作用。炎熱的夏天，我們在經(jīng)過有樹的地方時，也會感到明顯的涼意，關(guān)于樹木周圍比較涼爽的現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．樹木把大部分太陽光反射出去，使地面溫度降低B．樹木吸收陽光，使自己溫度升高，周圍溫度降低C．樹木吸收陽光，將陽光的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，使環(huán)境溫度變低D．白天大樹將熱量存起來，晚上再將熱量放出來，所以白天在樹林里感覺涼爽而晚上感覺到熱解析：選C植物發(fā)生光合作用，消耗掉太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，根據(jù)能量守恒，陽光的能量轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，所以樹木下會比較涼爽，故C正確。2.同一個物體，分別沿兩個光滑斜面由B、C勻速提升到A。如圖1所示，若沿兩個斜面的拉力分別為FB、FC。兩個過程中拉力做的功分別為WB、WC。則()圖1A．WB>WCFB<FCB．WB＝WCFB<FCC．WB>WCFB＝FCD．WB＝WCFB＝FC解析：選B設(shè)斜面高度為h，傾角為θ，物體的質(zhì)量為m。則根據(jù)平衡條件拉力F＝mgsinθ，由題圖知斜面AC的傾角θ較大，對應(yīng)的拉力FC較大；根據(jù)動能定理W－mgh＝0，即沿斜面勻速上升過程拉力做的功W＝mgh，故WB＝WC。所以選項B正確。3.如圖2所示，在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上。若以海平面為零勢能面，不計空氣阻力，則下列說法中正確的是()圖2A．物體到海平面時的重力勢能為mghB．重力對物體做的功為－mghC．物體在海平面上的動能為eq\f(1,2)mv02＋mghD．物體在海平面上的機械能為eq\f(1,2)mv02解析：選C物體到達海平面時位于參考平面上，重力勢能為零，A錯；物體運動過程下落了h高度，重力做功mgh，B錯；根據(jù)機械能守恒定律mgh＋eq\f(1,2)mv02＝eq\f(1,2)mv2，即物體在海平面上的機械能E2＝eq\f(1,2)mv2＝mgh＋eq\f(1,2)mv02，C對，D錯。4．一木塊靜止在光滑的水平面上，將一個大小恒為F的水平拉力作用在該木塊上，經(jīng)過位移x時，拉力的瞬時功率為P；若將一個大小恒為2F的水平拉力作用在該木塊上，使該木塊由靜止開始運動，經(jīng)過位移x時，拉力的瞬時功率是()A.eq\r(2)P B．2PC．2eq\r(2)P D．4P解析：選C在光滑水平面上，大小為F和大小為2F的水平恒力分別作用在同一物體上時，產(chǎn)生的加速度大小之比為1∶2，從靜止開始經(jīng)過相同的位移x，速度之比應(yīng)該是1∶eq\r(2)，根據(jù)P＝Fv，可求出拉力的瞬時功率之比應(yīng)為1∶2eq\r(2)，C正確。5．如圖3甲所示，物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運動。通過力傳感器和速度傳感器監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示。取g＝10m/s2，則()圖3A．物體的質(zhì)量m＝1.0kgB．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.20C．第2s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W＝4.0JD．前2s內(nèi)推力F做功的平均功率P＝1.5W解析：選D物體在第3s內(nèi)做勻速直線運動，因此有F3＝μmg＝2N；第2s內(nèi)物體做勻加速運動，有F2－μmg＝ma，其中加速度a＝2m/s2，解得m＝0.5kg，μ＝0.4，A、B錯誤。第2s內(nèi)的位移為1m，物體克服摩擦力做的功W＝μmgx＝2.0J，C錯誤。前2s內(nèi)拉力做功為3J，故平均功率為1.5W，D正確。6.如圖4所示，滑塊A和B疊放在固定的斜面體上，從靜止開始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑。已知B與斜面體間光滑接觸，則在A、B下滑的過程中，下列說法正確的是()圖4A．B對A的支持力不做功B．B對A的作用力不做功C．B對A的摩擦力做正功D．B對A的摩擦力做負功解析：選BCB對A的支持力豎直向上，A和B是一起沿著斜面下滑的，所以B對A的支持力與運動方向之間的夾角大于90°，所以B對A的支持力做負功，所以A錯誤；B對A的作用力包括B對A的支持力和摩擦力的作用，它們的合力的方向垂直斜面向上，與運動的方向垂直，所以B對A的作用力不做功，故B正確；B對A的摩擦力是沿著水平面向左的，與運動方向之間的夾角小于90°，所以B對A的摩擦力做正功，故C正確，D錯誤。7.由光滑細管組成的軌道如圖5所示，其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面高為H的管口D處靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上。下列說法正確的是()圖5A．小球能從細管A端水平拋出的條件是H>2RB．小球能從細管A端水平拋出的最小高度Hmin＝eq\f(5R,2)C．小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2eq\r(RH－4R2)D．小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2eq\r(2RH－4R2)解析：選AD小球經(jīng)過A點的最小速度為0，由機械能守恒得mg(Hmin－2R)＝0，故D點的最小高度Hmin＝2R，要使小球能從A點水平拋出，需H>2R，A對，B錯；由機械能守恒定律，mg(H－2R)＝eq\f(1,2)mvA2，解得vA＝eq\r(2gH－2R)。而2R＝eq\f(1,2)gt2，x＝vAt，故x＝2eq\r(2RH－4R2)，C錯，D對。8.如圖6所示，質(zhì)量為m的木塊沿粗糙斜面勻加速下滑h高度，速度由v1增大到v2，所用時間為t。在此過程中()圖6A．木塊的重力勢能減少mghB．木塊的重力勢能減少eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12C．木塊與斜面增加的內(nèi)能為mgh－eq\f(1,2)mv22＋eq\f(1,2)mv12D．木塊沿斜面下滑的距離為eq\f(v1＋v2,2)t解析：選ABD木塊重力勢能的減少量ΔEp＝mgh，故A正確；由動能定理可知，木塊動能的變化量等于重力勢能減少量與摩擦力做的功之和，重力勢能的減少量大于動能的變化量，故B錯誤；由能量守恒定律得：mgh－Q＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12，則木塊與斜面增加的內(nèi)能：Q＝mgh－eq\f(1,2)mv22＋eq\f(1,2)mv12，故C正確；木塊沿斜面下滑的距離s＝eq\x\to(v)t＝eq\f(v1＋v2,2)t，故D正確。二、實驗題(本大題共2小題，共16分)9.(6分)為了測定一根輕彈簧壓縮最短時能儲存的彈性勢能的大小，可以將彈簧固定在一帶有凹槽軌道的一端，并將軌道固定在水平桌面邊緣上，如圖7所示，用鋼球?qū)椈蓧嚎s至最短，最后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實驗時：圖7(1)需要測定的物理量為____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)計算彈簧最短時彈性勢能的關(guān)系式是Ep＝_____________________________。解析：(1)需要測定的物理量有：鋼球質(zhì)量m、桌面高度h、鋼球落點與飛出點的水平距離s。(2)彈簧最短時的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為鋼球平拋時的初動能，Ep＝eq\f(1,2)mv02，而根據(jù)平拋運動規(guī)律有h＝eq\f(1,2)gt2，s＝v0t得，v0＝eq\f(s,\r(\f(2h,g)))，故Ep＝eq\f(1,2)mv02＝eq\f(mgs2,4h)。答案：(1)鋼球質(zhì)量m、桌面高度h、鋼球落點與飛出點的水平距離s(2)eq\f(mgs2,4h)10．(10分)某同學(xué)做驗證機械能守恒定律實驗時，不慎將一條挑選出的紙帶的一部分損壞，損壞的是前端部分。剩下的一段紙帶上各相鄰點間的距離已測出標(biāo)在圖8中，單位是cm。打點計時器工作頻率為50Hz，重力加速度g取9.8m/s2，重物質(zhì)量為m。圖8(1)重物在2點時的速度v2＝________，在5點時的速度v5＝________，此過程中動能增加量ΔEk＝________，重力勢能減少量ΔEp＝________。由以上可得出實驗結(jié)論：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)根據(jù)實驗判斷下列圖像正確的是(其中ΔEk表示重物動能的變化量，Δh表示重物下落的高度)()解析：(1)根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，可以求出重物在2點時的速度v2＝eq\f(2.8＋3.2×10－2,2×0.02)m/s＝1.50m/s和重物在5點時的速度v5＝eq\f(4.0＋4.3×10－2,2×0.02)m/s＝2.075m/s，所以動能增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)mv52－eq\f(1,2)mv22＝1.03mJ，重物從2點到5點，重力勢能減少量為ΔEp＝mgh25＝m×9.8×(3.2＋3.6＋4.0)×10－2J＝1.06mJ，由以上可得出實驗結(jié)論為：在誤差允許的范圍內(nèi)，機械能守恒。(2)重物機械能守恒，應(yīng)有重物減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為增加的動能，即ΔEk＝mgΔh，可見重物增加的動能與下落的距離成正比，選項C正確。答案：(1)1.50m/s2.075m/s1.03mJ1.06mJ在誤差允許的范圍內(nèi)，機械能守恒(2)C三、計算題(本題共2小題，共36分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11．(16分)如圖9甲所示，質(zhì)量m＝1kg的物體靜止在光滑水平面上，t＝0時刻，物體受到一個變力F作用，t＝1s時，撤去力F，某時刻物體滑上傾角為37°的粗糙斜面；已知物體從開始運動到斜面最高點的v-t圖像如圖乙所示，不計其他阻力，求：圖9(1)變力F做的功。(2)物體從斜面底端滑到最高點過程中克服摩擦力做功的平均功率。(3)物體回到出發(fā)點的速度。解析：(1)物體1s末的速度v1＝10m/s，根據(jù)動能定理得：WF＝eq\f(1,2)mv12＝50J。(2)物體在斜面上升的最大距離：x＝eq\f(1,2)×1×10m＝5m物體到達斜面時的速度v2＝10m/s，到達斜面最高點的速度為零，根據(jù)動能定理：－mgxsin37°－Wf＝0－eq\f(1,2)mv22解得：Wf＝20J，eq\x\to(P)＝eq\f(Wf,t)＝20W。(3)設(shè)物體重新到達斜面底端時的速度為v3，則根據(jù)動能定理：－2Wf＝eq\f(1,2)mv32－eq\f(1,2)mv22解得：v3＝2eq\r(5)m/s此后物體做勻速直線運動，到達原出發(fā)點的速度為2eq\r(5)m/s。答案：(1)50J(2)20W(3)2eq\r(5)m/s12.(20分)如圖10所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的半球形容器，用輕質(zhì)不可伸長的細繩連接A、B兩球，懸掛在容器邊緣兩側(cè)，A球質(zhì)量為B球質(zhì)量的2倍，現(xiàn)將A球從容器邊緣處由靜止釋放，已知A球始終不離開球面，且細繩足夠長，容器固定。若不計一切摩擦。求：圖10(1)A球沿球面滑至最低點時的速度大??；(2)A球沿球面運動的最大位移大小。解析：(1)當(dāng)A球經(jīng)過軌道最低點時，速度沿切線方向水平向左，這是A球的實際速度，也是合速度，將其分解為沿繩子方向和垂直繩子方向的兩個速度，如圖所示，則v2＝v1sin45°＝eq\f(\r(2),2)v1A球到達最低點時在豎直方向上下落R，