單元過關(guān)卷(五[考查范圍:機械能守恒定律]選擇題部分一、選擇題Ⅰ(本題共10小題,每小題3分,共30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.[2024·寧波模擬]一個小球甲在真空中做自由落體運動,相同的小球乙在黏性較大的液體中由靜止開始下落.它們都由高度為h1的地方下落到高度為h2的地方.在這兩種情況下兩個小球()A.重力做功不相等B.重力勢能變化不相等C.動能變化不相等D.機械能都守恒2.[2024·衢州模擬]共享電動單車深受市民歡迎,某一市民借用電動單車以恒定功率從靜止啟動,能夠達(dá)到的最大速度為v.g取10m/s2,已知所受阻力恒定為人和車總重力的18,則當(dāng)車速為v2時,電動單車的加速度為(A.1m/s2 B.1.25m/s2C.2m/s2 D.2.5m/s23.[2024·淳安中學(xué)模擬]如圖所示,某同學(xué)到超市購物時,用大小恒為40N、方向與水平面成60°角斜向上的拉力使購物籃以1m/s的速度在水平地面上做勻速直線運動,則()A.前進6s內(nèi)拉力所做的功240JB.前進6s內(nèi)重力所做的功為1203JC.前進6s內(nèi)摩擦力的平均功率為20WD.6s末拉力做功的瞬時功率為40W4.[2024·湖州模擬]如圖所示,電瓶車在水平路面上以功率P1勻速行駛.某時刻將電瓶車的功率增大為P2并保持不變.則功率變化前后電瓶車的速度v隨時間t變化的圖像可能是()ABCD5.[2024·臺州模擬]將一個質(zhì)量為m的小球斜向上拋出,拋出時小球動能為Ek,不計空氣阻力.當(dāng)小球到達(dá)最大高度h時,其動能為12Ek.則當(dāng)小球到達(dá)12h處時,其速度大小為(A.Ek2m B.Ekm C.36.[2024·諸暨中學(xué)模擬]靜止于水平地面的足球,被運動員從位置1以v0踢出后,沿如圖所示的軌跡運動到位置3,在最高點2時距地面高度為h且速度大小為v,已知足球質(zhì)量為m,重力加速度為g,下列說法正確的是()A.從位置1到位置3的過程,足球的機械能守恒B.從位置2到位置3的過程,足球的動能增加mghC.踢球時,運動員對足球做的功等于mgh+12mvD.從位置1到位置2的過程,阻力對足球做功mgh+12mv2-127.如圖,杭州地鐵3號線北延段部分車站使用了節(jié)能坡.假設(shè)某次列車以64.8km/h(18m/s)的速度沖上高度為4m的坡頂車站時,速度減為7.2km/h(2m/s),設(shè)該過程節(jié)能坡的轉(zhuǎn)化率為η(列車重力勢能的增加量與其動能減小量之比),g取10m/s2,則()A.該過程列車的機械能守恒 B.該過程列車的機械能增加C.η約為10% D.η約為25%8.[2024·溫州模擬]如圖甲所示,質(zhì)量為1kg的木塊(視為質(zhì)點)被水平向左的力F壓在豎直墻壁上,木塊初始位置離地面高度H=4m,木塊與墻面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,木塊距離地面的高度h與力F之間的關(guān)系如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2,則木塊下滑到地面前的瞬間速度大小為()A.4m/s B.6m/s C.8m/s D.10m/s9.如圖甲所示,有一固定的負(fù)點電荷N,其右側(cè)距離為L處豎直放置一內(nèi)壁光滑的絕緣圓筒,圓筒內(nèi)有一帶電小球.將小球從H0高處由靜止釋放,小球下落到與N在同一水平面的過程中,其動能Ek隨高度H(設(shè)小球與點電荷N的高度差為H)的變化曲線如圖乙所示.下列說法正確的是()A.小球可能帶負(fù)電,也可能帶正電B.在高度H1~H2之間的某點,庫侖力在豎直方向上的分力最大C.該過程中,小球所受合力先增大后減小再增大D.該過程中,小球的機械能先增大后減小10.[2024·慈溪模擬]如圖所示,光滑的直桿與豎直方向成60°固定放置,桿的下端固定一個輕彈簧,桿上穿有兩個小球A和B,開始時,兩球一起靜止在彈簧上端,某時刻起,對小球B施加一個方向與桿平行的拉力,使小球B以13g的恒定加速度沿直桿向上做勻加速運動,兩球分離時B的速度為v.已知A球質(zhì)量為m,B球質(zhì)量為2m,重力加速度為g,則()A.A、B分離時彈簧恰好恢復(fù)原長B.彈簧的勁度系數(shù)為mC.從B球開始運動到兩球分離時,B球上升的高度為9D.從B球開始運動到兩球分離的過程中拉力做的功為2mv2二、選擇題Ⅱ(本題共2小題,每小題3分,共6分.每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的.全部選對的得3分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)11.[2024·溫嶺模擬]如圖所示為速凍食品加工廠生產(chǎn)和包裝餃子的一道工序.將餃子輕放在以速度v0勻速運動的足夠長的水平傳送帶上,餃子與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.不考慮餃子之間的相互作用和空氣阻力.關(guān)于餃子在傳送帶上的運動,下列說法正確的是()A.餃子在傳送帶上始終受重力、彈力和摩擦力的作用B.傳送帶的速度越快,餃子的加速度越大C.餃子在傳送帶上留下的痕跡長度為vD.餃子在運動過程中,增加的動能與因摩擦產(chǎn)生的熱量相等12.如圖甲所示,質(zhì)量為4kg的木板B靜置于光滑的水平地面上,質(zhì)量為2kg的物塊A靜止于B的右端,A、B之間的動摩擦因數(shù)為0.4.t=0時刻對B施加一水平向右、大小為F的作用力,F與時間t的關(guān)系如圖乙所示,t=3s時撤去F.已知物塊A恰好未從B的左端滑落,g取10m/s2.則()A.1s時物塊A的動量大小為8kg·m/sB.物塊A的最大速度為12m/sC.0~2s內(nèi)F對木板B所做的功為288JD.木板B的長度為3m非選擇題部分三、非選擇題(本題共4小題,共64分)13.Ⅰ.(7分)[2024·杭州模擬]學(xué)校物理興趣小組驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖甲所示.甲乙(1)實驗室有質(zhì)量為50g的鋁錘A和質(zhì)量為200g的鉛錘B,本實驗應(yīng)選(填字母代號).

(2)實驗中得到的一條紙帶如圖乙所示,O為打出的第一個點,A、B、C、D為依次打下的點,則紙帶中C點對應(yīng)的刻度尺讀數(shù)為cm.

(3)要驗證O、C間機械能是否守恒,已知A點在刻度尺上對應(yīng)的讀數(shù)為12.20cm,B點對應(yīng)的讀數(shù)為15.45cm,D點對應(yīng)的讀數(shù)為23.15cm,根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)計算可知,打點計時器打C點時重物的速度大小為m/s,動能增加J,重力勢能減少J.(打點計時器的頻率為50Hz,重力加速度g取9.8m/s2,結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

Ⅱ.(7分)某物理小組利用如圖甲所示實驗裝置來“驗證機械能守恒定律”.所用器材包括:裝有聲音傳感器的智能手機、鐵球、刻度尺、鋼尺等.實驗操作步驟如下:a.在鋼尺的一端粘一層薄橡皮泥,將該端伸出水平桌面少許,用刻度尺測出橡皮泥上表面與地板間的高度差h=90cm;b.將質(zhì)量為m的鐵球放在鋼尺末端的橡皮泥上,保持靜止?fàn)顟B(tài);c.將手機置于桌面上方,運行手機中的聲音“振幅”(聲音傳感器)項目;d.迅速敲擊鋼尺側(cè)面,鐵球自由下落;e.傳感器記錄聲音振幅隨時間的變化曲線.(1)聲音振幅隨時間的變化曲線如圖乙所示,第一、第二個尖峰的橫坐標(biāo)分別對應(yīng)敲擊鋼尺和鐵球落地的時刻,則鐵球下落的時間間隔t=s.

(2)已知鐵球質(zhì)量為m=200g,某同學(xué)利用v=2ht求出了鐵球落地時的速度,則下落過程中,鐵球動能的增加量為ΔEk=J;重力加速度為9.8m/s2,鐵球重力勢能的減少量為ΔEp=J.據(jù)此可得出,在誤差允許的范圍內(nèi),鐵球在自由下落過程中機械能守恒.((3)若敲擊鋼尺側(cè)面時鐵球獲得一個較小的水平速度,對實驗測量結(jié)果(選填“有”或“沒有”)影響.

14.(13分)[2024·蒼南中學(xué)模擬]如圖所示,一拱形物塊豎直固定于水平地面上,ABC是一半徑R=0.5m的光滑半圓弧.質(zhì)量M=1.8kg的木板Q靜止在水平面上,木板長度L=2m,上表面與拱形物塊A點等高,右端距離拱形物塊x1=2m,左側(cè)固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧原長為L2,質(zhì)量m=0.2kg可視為質(zhì)點的小滑塊P將彈簧長度壓縮至L4并鎖定,現(xiàn)用一水平向右,大小F=16.5N的恒力作用在木板上,木板與拱形物塊碰撞瞬間小滑塊解除鎖定,木板與拱形物塊碰撞后與拱形物塊粘連在一起,小滑塊恰好能運動到C點.已知木板與水平面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.2,小滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.5.(重力加速度g取10m/s(1)求木板與拱形物塊碰前瞬間速度大小v1;(2)求鎖定時彈簧儲存的彈性勢能Ep;(3)保持小滑塊P鎖定的位置不變,木板Q右端與拱形物塊的距離改為x2=1m,改變水平恒力F的大小,使小滑塊能沖上圓弧ABC且在圓弧上運動時不脫離軌道,求F的范圍.15.(17分)如圖所示,這是某工廠設(shè)計的一種緩沖裝置,水平傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動的速度v=5m/s,左右兩邊端點A、B的間距為L.傳送帶左邊接傾斜直軌道AC,右邊接光滑半圓形軌道,半圓形軌道與傳送帶相切于B點,BD為豎直直徑,D為最高點,兩軌道與傳送帶連接處認(rèn)為緊密圓滑,物體通過連接點時無機械能損失.現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg(可視為質(zhì)點)的物塊從B點以初速度v0=4m/s向左運動,已知物塊與傳送帶、斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,半圓形軌道半徑R=0.7m,斜面AC足夠長,與水平面夾角為37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)若L=1m,當(dāng)傳送帶不轉(zhuǎn)動時,求物塊在斜面上上滑的最大高度h;(2)若L=1m,傳送帶勻速轉(zhuǎn)動的情況下,求物塊從B點向左出發(fā)后第一次返回B點時對B點的壓力大小;(3)要使物塊能返回半圓形軌道且不脫離圓軌道,求傳送帶長度L需滿足的條件.16.(20分)[2024·金華模擬]一游戲裝置豎直截面如圖所示,AB、EF為與水平面夾角θ=37°的直軌道,BCDE為螺旋圓形軌道(B與E間距可忽略),FG、TK、NP為水平直軌道,GT為可水平勻速轉(zhuǎn)動的傳送帶,KM軌道由兩段半徑相等且圓心角為37°的圓弧KL、LM拼接而成.裝置中N在M的正下方處且NP足夠長,螺旋圓形軌道與軌道AB、EF分別相切于B、E處.已知螺旋圓形軌道半徑R=0.4m,B點高度為0.5R,圓弧軌道所對應(yīng)的圓半徑為5R,將一質(zhì)量為m=0.1kg的滑塊從傾斜軌道AB上高度h=2.0m處靜止釋放,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,傳送帶的速度大小v可以在0~5m/s范圍內(nèi)調(diào)節(jié),且正反傳送方向也可以改變,