江苏专版2023-2024学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律检测卷新人教版必修第二册

第八章检测卷（时间：75分钟满分：100分）一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.[2023江苏徐州期末]类比是一种常用的研究方法，教科书利用微元思想由图像推导出匀变速直线运动的位移公式。借鉴此方法，判断下列关于图线和横轴围成的面积（图中阴影部分）的说法，其中不正确的是()A.若纵坐标表示力，横坐标表示位移，则图像面积表示力做的功B.若纵坐标表示机器的功率，横坐标表示时间，则图像面积表示机器做的功C.若纵坐标表示加速度，横坐标表示时间，则图像面积表示速度变化量D.若纵坐标表示力，横坐标表示速度，则图像面积表示此力的功率2.[2023江苏镇江月考]如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）沿拱形路面上坡，空气阻力和摩擦阻力的大小不变。此过程中()A.汽车处于平衡状态B.汽车的牵引力逐渐增大C.汽车的输出功率逐渐减小D.汽车定速的速度越大，轮胎越容易爆胎3.[2022江苏南京月考]力对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是()A.甲图中若大小不变，物块从到过程中力做的功为B.乙图中，全过程中做的总功为C.丙图中，绳长为，若空气阻力大小为且不变，小球从运动到过程中空气阻力做的功D.丁图中，始终保持水平，无论是缓慢将小球从拉到，还是为恒力将小球从拉到，做的功都是4.[2022江苏泰州期末]如图甲，足够长的光滑斜面倾角为，时质量为的物块在沿斜面方向的力作用下由静止开始运动，设沿斜面向上为力的正方向，力随时间的变化关系如图乙。取，则物块()A.内合力的平均功率为 B.时重力势能最大C.内机械能增加了 D.时速度大小为5.[2022江苏苏州调研]如图所示为固定不动的四分之一光滑圆弧形轨道，小球1以从轨道顶端水平抛出，恰好到达轨道底端；小球2以从轨道顶端竖直下滑，沿轨道到达底端。两小球质量相同，下列说法正确的是()A.两球到达底端过程中重力做功的大小B.两球到达底端时速度的变化大小C.两球到达底端时重力的功率D.两球到达底端时的动能6.一足够长的粗糙斜面固定在水平地面上，可视为质点的物块从斜面底端以某一初速度冲上斜面。取地面为重力势能参考平面，不计空气阻力。图中可能反映物块从向上滑动到返回底端的过程中，其动能、机械能随物块滑动路程变化关系的是()A.B.C.D.7.[2022江苏无锡期末]如图所示，一劲度系数为的轻弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接置于粗糙水平面的物块。此时弹簧自然伸长，物块位于点。现用外力向左推动物块，当弹簧压缩量为时，使物块静止，然后由静止释放物块，物块到达点时速度刚好为0。已知此过程中向左推动木块的外力所做的功为。则此过程中弹簧的最大弹性势能为()A. B. C. D.8.[2022江苏无锡期中]如图所示为一倾角为的固定斜面，将斜面分成3等份，从下到上依次为、、。质量为的小球从点以初速度向上运动，斜面光滑时，刚好到达点。若只有间有摩擦（小球与间的动摩擦因数为一定值），小球仍以初速度上滑，刚好到达点，然后下滑到点，在此过程中，下列说法正确的是()A.整个过程中克服摩擦力做的功等于B.小球到达点后开始下滑，动能先增加后减小C.在上滑过程中重力、滑动摩擦力对小球做的总功为D.小球从运动到的过程中只有重力势能与内能之间的相互转化9.[2022江苏南通中学月考]如图所示，倾角为的足够长倾斜传送带沿逆时针方向以恒定速率运行。一物块无初速度地放在传送带上端，传送带与物块间的动摩擦因数，则物块的位移与时间及重力势能、动能、机械能与位移的关系图像可能正确的是()A. B.C. D.10.[2022江苏苏州八校月考]如图所示是质量为的滑块在大小为的水平恒力作用下，在光滑的水平面上运动的一段轨迹，滑块通过、两点时的速度大小均为，在点的速度方向与连线的夹角，则滑块从运动到的过程中()A.水平恒力与连线的夹角为 B.滑块从到的时间为C.滑块的最小速度为 D.滑块到直线的最大距离为二、非选择题（本题共5小题，共60分）11.[2023江苏模拟预测]（15分）以下是利用落体法验证机械能守恒定律的两种方案。（1）采用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示。①图乙中的纸带是实验过程中打点计时器打出的一条纸带。打点计时器频率为，打下点（图中未标出）时，重物开始下落，、、是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺的0刻线与点对齐，、、三个点所对刻度如图乙所示。打点计时器在打出点时钩码下落的速度为（结果保留三位有效数字）；②若打点计时器在打出点时的速度表示为，重物下落的高度表示为，当地的重力加速度为，若在误差允许范围内表达式（用题中所给的物理量表示）成立，则机械能守恒。（2）采用光电门验证机械能守恒定律，装置如图丙所示。切断电磁铁电源，让小钢球自由下落，下落过程中小钢球经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小钢球通过光电门1、2的时间、用刻度尺测出两光电门间距离，已知小钢球的直径为，当地的重力加速度为。①小钢球通过光电门1时的瞬时速度（用题中所给的物理量表示）；②保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出随变化的图像，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率（用题中所给的物理量表示），就可以验证小钢球下落过程中机械能守恒；③若考虑空气阻力的影响，则实验得出的随变化的图像的斜率一定（选填“大于”“小于”或“等于”）不考虑空气阻力时图线的斜率。12.[2022江苏苏州期末模拟]（8分）如图甲所示是高速公路出口的匝道，车辆为了防止在转弯时出现侧滑的危险，必须在匝道的直道上提前减速。现绘制出水平面简化图，如图乙所示，一辆质量为的汽车原来在水平直道上做匀速直线运动，行驶速度，恒定阻力。现将汽车的减速运动简化为两种方式：方式一为“不踩刹车减速”，司机松开油门使汽车失去牵引力，在水平方向上仅受匀速运动时的恒定阻力作用；方式二为“刹车减速”，汽车做匀减速直线运动的加速度大小。（1）求汽车原来匀速直线行驶时的功率；（2）司机在离弯道口距离为的地方开始减速，全程采取“不踩刹车减速”，汽车恰好能以的安全速度进入弯道，求汽车在上述减速直线运动过程中克服阻力做的功以及距离；（3）如图乙所示，在离弯道口距离为的位置，司机先采取“不踩刹车减速”滑行一段距离后，立即采取“刹车减速”，汽车仍恰好能以的安全速度进入弯道，求的大小。13.[2023江苏淮安练习]（8分）如图所示，倾角为的斜面上，点以上部分光滑，点以下部分粗糙且足够长。有若干个相同的小方块沿斜面靠在一起，但不粘接，总长为。将它们由静止释放，释放时它们下端距点的距离为。当小方块下端运动到点下面距点处时，小方块运动的速度达到最大。求：（1）小方块与粗糙斜面间的动摩擦因数；（2）小方块停止时下端与点的距离。14.[2022江苏南京检测]（13分）某科技小组制作的轨道如图所示，它由水平轨道和在竖直平面内的很多个光滑圆形轨道组成。滑块的质量为，滑块与第一个圆轨道最低点及相邻圆轨道最低点之间距离均为，圆轨道的半径分别为、、、（图中只画了三个轨道，滑块可视为质点），滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，开始时，滑块以初速度向右运动，滑块均恰好能在每个竖直轨道内做完整的圆周运动，取，求：（1）滑块运动到第一圆轨道最低点时对轨道的压力；（2）滑块总共经过几个圆轨道。15.[2022江苏苏州调研]（16分）如图所示，光滑竖直墙壁底端与四分之一光滑圆弧轨道连接，圆弧轨道半径为。水平轨道与圆弧轨道的最低点相切，右端固定一弹簧，段长度，动摩擦因数，其他摩擦不计。一质量为的小滑块（可视为质点）从墙壁点静止释放，、间的高度，重力加速度为。求：（1）小滑块第一次过点时对轨道的压力；（2）弹簧弹性势能的最大值；（3）若段动摩擦因数随距离而变化，满足（为滑块在段距点距离），则小滑块最终停下的位置距离点多远？第八章检测卷一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.D[解析]若纵坐标表示力，横坐标表示位移，则根据公式，结合微元法可知，图像面积表示力做的功，正确，不符合题意；若纵坐标表示机器的功率，横坐标表示时间，则根据公式，结合微元法可知，图像面积表示力做的功，正确，不符合题意；若纵坐标表示加速度，横坐标表示时间，则根据公式，结合微元法可知，图像面积表示速度变化量，正确，不符合题意；若纵坐标表示力，横坐标表示速度，则根据公式，可知瞬时功率是坐标点到横纵坐标围成的矩形面积，不是图像面积，错误，符合题意。2.C[解析]汽车做匀速圆周运动，所受合力指向圆心，提供做圆周运动的向心力，并不是处于平衡状态，错误；随着向上运动，重力的下滑分力逐渐减小，而空气阻力和摩擦阻力的大小不变，因此牵引力逐渐减小，错误；输出功率，由于牵引力逐渐减小，从而输出功率逐渐减小，正确；汽车定速的速度越大，所需要的向心力越大，对地面间的压力越小，也就是地面对轮胎的支持力越小，轮胎越不容易爆胎，错误。3.A[解析]甲图中物块从到过程中力做的功为，故正确；乙图图线与横轴的“面积”代表功，则全过程中做的总功为，故错误；丙图中，绳长为，若空气阻力大小为且不变，可用微元法求得小球从运动到过程中空气阻力做的功为，故错误；丁图中，始终保持水平，当为恒力时将小球从拉到，做的功是，而缓慢将小球从拉到，为水平方向的变力，做的功不能用力乘以位移计算，故错误。4.B[解析]斜面倾角为，在时间内，由于，故物块沿斜面上滑，由牛顿第二定律得，解得，物块内向上滑的位移，在时间内，合力做的功为，在时间内合力的功率为，故错误；时的速度，内，由牛顿第二定律有，解得,方向沿斜面向下，末物块的速度为，所以末物块的动能为0，时间内，由牛顿第二定律有，解得，方向沿斜面向下，在时速度大小为，故正确，错误；时间内，物块不受外力，只有重力对物块做功，所以该过程物块的机械能守恒，物块机械能增加了，所以内，机械能增加量为，故错误。5.C[解析]两小球从同一起点出发到达同一终点，且两小球质量相等，根据重力做功公式，可知两小球到达底端过程中重力做功相等，故错误；两小球到达底端过程中只有重力做功，根据选项的分析可知，两个小球受到的重力做功大小相等，因此根据动能定理可得，，解得，故两小球到达底端时的速度大小相等，因平抛物体速度变化方向竖直向下，速度变化大小为，而沿轨道滑下的物体的速度变化大小，方向指向右上方，则两小球的速度变化大小，故错误；小球1做平抛运动，到达最低点时竖直分速度不为0，所以对于重力的瞬时功率有，小球2沿圆弧轨道运动到最低点时，速度方向沿水平方向，与重力方向垂直，所以重力的瞬时功率为，所以，故正确；根据中分析可知，两小球只受到相同大小的重力，且两小球初速度与质量相等，根据动能定理可知，两小球到达底端时的动能相等，故错误。6.A[解析]在上升过程中，根据动能定理可得，解得，下滑过程，解得，由于，故上滑阶段斜率大于下滑阶段斜率，正确，错误；在上滑和下滑过程中，物块受到的摩擦力大小相等，都做负功，为，故机械能为，故上滑和下滑的斜率相同，、错误。7.B[解析]设弹簧的最大弹性势能为，木块向左运动时，根据动能定理，木块向右运动时，根据动能定理,联立解得。故、、错误，正确。8.D[解析]设将斜面分成3等份后每一份的长度为，斜面光滑时，上滑过程，根据机械能守恒定律有，只有间有摩擦时，上滑过程，根据动能定理有，解得，故错误；根据以上分析可知，故，因此小球在间下滑时做匀速运动，小球到达点后开始下滑，动能先增加后不变，故错误；在上滑过程中重力、滑动摩擦力对小球做的功为负功，应为，故错误；小球从运动到的过程中做匀速运动，动能不变，则只有重力势能与内能之间的相互转化，故正确。9.D[解析]物块开始放到传送带上后，速度小于传送带的速度，根据牛顿第二定律，当速度达到和传送带速度相等时，由于，物块继续加速下滑，此时根据牛顿第二定律，可知。在前后两个过程中，加速度都沿传送带向下，速度一直增加，因此在图像中，斜率逐渐增加，错误；物块在下滑的过程中，根据，可知在图像中，图像是一条倾斜直线，错误；在第一段下降的过程中，在第二段下降的过程中，因此在图像中，第一段的斜率比第二段的斜率大，错误；第一段下降的过程中，除重力以外，摩擦力对物块做正功，因此机械能的变化与位移之间的关系为，第二段下降的过程中，除重力以外，摩擦力对物块做负功，因此机械能的变化与位移之间的关系为，因此在图像为两段直线，斜率大小相等，第一段为正，第二段为负，正确。10.D[解析]滑块在水平恒力作用下由到，滑块过、两点时速度大小均为/s，即从到，水平恒力做功为0，可知水平恒力先做负功，后做正功，所以水平恒力与垂直，方向向下，故A错误；把速度分解到垂直于方向和平行于方向，垂直方向的初速度3m/，在这个方向上滑块先减速后反向加速，运动的加速度，运动具有对称性，得，故错误；当滑块垂直方向的速度为0时，滑块的速度最小为，故错误；当滑块垂直方向的速度为0时，滑块到直线的距离最大为，故正确。二、非选择题（本题共5小题，共60分）11.（1）①[解析]用、两点之间的平均速度，代表点的瞬时速度有。②[解析]若机械能守恒，则有，整理后有。（2）①[解析]小钢球通过光电门1时的瞬时速度为。②[解析]不考虑空气阻力，由，，，可得，由此可知若随变化图像的斜率为，就可以验证小钢球下落过程中机械能守恒。③小于[解析]考虑空气阻力的影响，则小钢球下落的加速度小于，由可知，实验得出的随变化的图像的斜率一定小于不考虑空气阻力时图线的斜率。12.（1）[解析]汽车匀速运动的速度为，汽车做匀速直线运动时牵引力，汽车的功率为，故。（2）;[解析]全程采取“不踩刹车减速”时，由动能定理得，解得克服阻力做的功为，又，解得。（3）[解析]汽车从行驶到的过程中，由动能定理得，又，解得。13.（1）[解析]根据题意可知，小方块