高一物理必修第二册第八章机械能守恒定律提升培优检测含答案解析56.docx
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高一物理必修第二册第八章机械能守恒定律提升培优检测含答案解析56
高一物理必修第二册第八章机械能守恒定律提升培优检测含答案解析
在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为
,当它落到地面时速度为v,用g表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】
选取物体从刚抛出到正好落地为研究过程,由动能定理可得
解得
即克服摩擦力做功为
,故D正确,ABC错误。
故选D。
52.一质量为2kg的物体,在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动,当运动一段时间后拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动。
如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像,取g=10m/s2,则据此可以求得( )
A.物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25
B.拉力在减速过程中做的功为16J
C.物体匀速运动时的速度大小为v=4
m/s
D.在整个过程中合外力对物体所做的功为W合=32J
【答案】B
【详解】
A.物体做匀速运动时,受力平衡,则Ff=8N
故A错误;
B.F-x图线与x轴围成的面积表示拉力做的功,则由题图可知,在减速过程中拉力做功
WF=
×4×8J=16J
故选项B正确;
C.在减速过程中
Wf=-8×4=-32J
由动能定理得
WF+Wf=0-
mv02
解得
v0=4m/s
选项C错误;
D.在整个过程
W合=ΔEk=0-
mv02=-16J
选项D错误。
故选B。
二、多选题
53.下面列举的各个实例中,机械能守恒的是( )
A.一小球在粘滞性较大的液体中匀速下落
B.水平抛出的物体(不计空气阻力)
C.拉住一个物体沿光滑斜面匀速上升
D.物体在光滑斜面上自由下滑
【答案】BD
【详解】
A.一小球在粘滞性较大的液体中匀速下落,动能不变,势能减小,机械能减小,选项A错误;
B.水平抛出的物体(不计空气阻力)只有重力做功,机械能守恒,选项B正确;
C.拉住一个物体沿光滑斜面匀速上升,动能不变,势能增加,故机械能变大,选项C错误;
D.物体在光滑斜面上自由下滑,只有重力做功,机械能守恒,选项D正确。
故选BD。
54.如图所示,光滑细杆AB、AC在A点连接,AB竖直放置,AC水平放置,两相同的中心有孔的小球M、N,分别套在AB和AC上,并用一不可伸长的细绳相连,细绳恰好被拉直,现由静止释放M、N,在N球碰到A点前的运动过程中,下列说法中正确的是( )
A.M球的机械能守恒
B.M球的机械能减小
C.M和N组成的系统的机械能守恒
D.绳的拉力对N做负功
【答案】BC
【详解】
因M下落的过程中细绳的拉力对M球做负功,对N球做正功,故M球的机械能减小,N球的机械能增加,但M和N组成的系统只有重力做功,则机械能守恒,则BC正确,AD错误。
故选BC。
55.如图所示,一斜面放在光滑的水平面上,一个小物体从斜面顶端无摩擦地自由滑下,则在下滑的过程中( )
A.斜面对小物体的弹力做的功为零
B.小物体的重力势能完全转化为小物体的动能
C.小物体的机械能不守恒
D.小物体、斜面和地球组成的系统机械能守恒
【答案】CD
【详解】
ABC.小物体的重力势能转化为它和斜面的动能,斜面的重力势能不变,动能增加,则其机械能增加,斜面对小物体的弹力做负功,小物体的机械能减少,AB错误,C正确。
D.小物体、斜面和地球组成的系统机械能守恒,D正确。
故选CD。
56.如图所示,质量为m的物体在地面上沿斜向上方向以初速度v0抛出后,能达到的最大高度为H,当它将要落到离地面高度为h的平台上时,下列判断正确的是(不计空气阻力,取地面为参考平面)( )
A.它的总机械能为
mv02
B.它的总机械能为mgh
C.它的动能为mg(H-h)
D.它的动能为
mv02-mgh
【答案】AD
【详解】
AB.整个过程中,只有重力对小球做功,故小球的机械能守恒,且以地面为参考平面,物体刚抛出时物体的重力势能为0,它的总机械能为
B错误,A正确;
CD.小球从抛出到平台机械能守恒,有
故
物体的总的机械能不等于mgH,则到平台的动能不等于mg(H-h),C错误,D正确。
故选AD。
57.某娱乐项目中,参与者抛出一小球去撞击触发器,从而进入下一关.现在将这个娱乐项目进行简化,假设参与者从触发器的正下方以速率v竖直上抛一小球,小球恰好击中触发器.若参与者仍在刚才的抛出点,沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球,如图所示.则小球能够击中触发器的可能是)
A.
B.
C.
D.
【答案】CD
【详解】
竖直上抛时小球恰好击中触发器,则到达最高点的速度为零;
A.沿图A中轨道以速率v抛出小球,小球沿光滑圆弧内表面做圆周运动,到达最高点的速率应大于或等于
,所以不能到达圆弧最高点,即不能击中触发器,选项A错误.
B.沿图B中轨道以速率v抛出小球,小球沿光滑斜面上滑一段后做斜抛运动,最高点具有水平方向的速度,所以也不能到达触发器的高度,即不能击中触发器,选项B错误.
CD.图C及图D中小球在轨道最高点速度均可以为零,由机械能守恒定律可知小球能够击中触发器,选项CD正确.
58.“新冠”疫情期间,有人利用无人机空投药品。
假设无人机在离地面高度为8m处悬停后将药品自由释放,药品竖直下落。
取地面为重力势能零点,重力加速度g=10m/s2,药品下落过程中其机械能E与下落高度h满足:
E=40-h,则( )
A.药品质量为0.2kg
B.药品所受阻力为1N
C.药品落地时速度为8
m/s
D.药品下落4m时重力势能与动能相等
【答案】BC
【详解】
A.药品开始下落时,由E=40-h可知,当h=0时,E=40J,则
mgH=40J
其中H=8m,则
m=0.5kg
选项A错误;
B.落地时的机械能为
E′=40J-8J=32J
可知整个过程中空气阻力做功为8J,即
fH=8J
则
f=1N
选项B正确;
C.落地时
解得
选项C正确;
D.药品下落4m时总的机械能为36J,重力势能为
mgh′=20J
此时的动能为16J,则重力势能与动能不相等,选项D错误。
故选BC。
59.质量为m的汽车在平直路面上匀加速启动,启动过程的速度变化规律如图所示,其中OA为过原点的一条直线,整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff,则
A.0~t1时间内,汽车的牵引力等于m
B.t1~t2时间内,汽车的功率等于Ffv2
C.t1~t2时间内汽车的功率等于t2以后汽车的功率
D.t1~t2时间内,汽车的平均速度等于
【答案】BC
【详解】
A.0~t1时间内,汽车做匀加速直线运动,加速度
,根据牛顿第二定律得,F-Ff=ma,解得牵引力F=Ff+m
,故A错误.
B.从t1时刻起汽车的功率保持不变,t2时刻达到最大速度,则功率为P=Ffv2,选项B正确;
C.从t1时刻起汽车的功率保持不变,可知汽车在t1~t2时间内的功率等于t2以后的功率,故C正确.
D.t1~t2时间内,汽车做变加速直线运动,平均速度不等于
,故D错误.
60.运动员以一定的初速度将冰壶沿水平面推出,由于摩擦阻力的作用,其动能随位移变化的图线如图所示。
已知冰壶质量为19kg,g取10m/s2,则以下说法正确的是( )
A.μ=0.05B.μ=0.01
C.滑行时间t=5sD.滑行时间t=10s
【答案】BD
【详解】
AB.由动能定理得
由图知x=5m,EK0=9.5J,代入得
解得
故A错误,B正确;
CD.设冰壶的初速度为v,则有
得
由
得
滑行时间
故C错误,D正确。
故选BD。
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