2025高中物理《课时作业》教科版必修第二册课时素养评价15

2025高中物理《课时作业》教科版必修第二册课时素养评价15课时素养评价15势能A组合格性考试练1．质量为m＝500g，静止于地面1位置的足球被球员踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为h＝3m．如图所示，如果球员踢球过程中空气阻力不计，以地面为参考平面时，则足球在最高点2时的重力势能是()A．15JB．20JC．500JD．1500J2．如图所示，“天津之眼”摩天轮直径为110米，轮外装挂48个360度透明座舱，每个座舱可乘坐8个人，可同时供384个人观光．假设某一游客质量为m，游客到圆心的距离为R，重力加速度为g，摩天轮转动角速度为ω，游客从最低点开始计时，以最低点为重力势能的零点，则经过时间t，游客重力势能随时间的变化关系式为()A．Ep＝mgR(1－cosωt)B．Ep＝mgR(1＋cosωt)C．Ep＝mgR(1－sinωt)D．Ep＝mgR(1＋sinωt)3．一个质量为100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度．取g＝10m/s2，则整个过程中()A．重力做功为1.8JB．重力做功为－0.55JC．物体的重力势能一定减少了0.55JD．物体的重力势能一定增加了1.25J4．如今高层居民小区越来越多，家住高层，窗外“风光无限”，可电梯房虽好，就是怕停电，要是电梯停运了，给高层住户的生活带来很多不便．家住10楼的李同学某次停电时步行从一楼走楼梯回家，已知该同学质量为50kg，每层楼的高度为3m，g＝10m/s2，则该同学在这个过程中()A．重力做正功B．楼梯的支持力做负功C．重力势能增加1.35×104JD．重力势能增加1.5×105J5．如图所示，一条长为1m、质量为10kg的铁链放在水平地面上，现提起铁链的一端直到铁链的另一端刚好离开地面．重力加速度g＝10m/s2.则该过程中铁链重力势能的变化量为()A．100JB．－100JC．50JD．－50J6．2021年7月30日，东京奥运会女子蹦床决赛，朱雪莹以56.635分夺得金牌．在做蹦床运动时，由高处自由落下，从朱雪莹双脚接触蹦床开始到最低点的过程中，关于蹦床的弹性势能、运动员的重力势能的变化情况，下列说法正确的是()A．增大、增大B．增大、减小C．减小、增大D．减小、减小7．“神舟十二号”宇航员顺利返回地球后，又经过了两个星期左右的恢复锻炼，才逐渐适应地球的重力环境．如图所示，重物A质量为m，置于水平地面上．一根轻质弹簧，原长为L，劲度系数为k，下端与物体A相连接．宇航员恢复锻炼时现将弹簧(初始为原长)上端点P缓慢地竖直提起一段高度使重物A离开地面．已知上端点P向上移动的高度为h，则这时重物具有的重力势能为(以地面为零势能面)()A．mg(h－L－eq\f(mg,k))B．mg(L－k)C．mg(h－eq\f(mg,k))D．mg(h－L＋eq\f(mg,k))8．众所周知，游乐场中的滑滑梯是小朋友最喜欢的游戏之一．如图即为游乐场中滑梯的结构示意图，AB为固定在竖直平面内的eq\f(1,4)光滑圆弧滑道，其半径为R＝1.8m，轨道的B点与水平地面相切．质量为m＝20kg的小孩由A点静止滑下．(1)以地面为零势能面，小孩在A点的重力势能多大？(2)求小孩滑到最低点B时的速度v.B组选择性考试练9.如图所示，ACP和BDP是竖直平面内两个半径不同的半圆形光滑轨道，A、P、B三点位于同一水平面上，C和D分别为两轨道的最低点，将两个质量相同的小球分别从A和B两处同时无初速度释放，则()A．沿BDP光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值B．两小球到达C点和D点时，对轨道的压力相等C．两小球到达C点和D点时，动能相等D．两小球到达C点和D点时，重力做功相等10．如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，一端固定，另一端用力缓慢把它由原长拉长Δl，弹簧弹力做功的绝对值为W1；继续用力缓慢把它再拉长Δl(弹簧处于弹性限度内)，弹簧弹力做功的绝对值为W2，下列说法正确的是()A．W1＝W2B．W1<W2C．W1>W2D．无法确定11.魔方，又叫魔术方块或鲁比克方块，通常泛指三阶魔方，三阶魔方形状是正方体，由有弹性的硬塑料制成．要将一个质量为m、边长为a的水平放置的匀质三阶魔方翻倒，推力对它做功至少为()A．eq\r(2)mgaB．eq\f(\r(2)mga,2)C．eq\f(（\r(2)＋1）mga,2)D．eq\f(（\r(2)－1）mga,2)12．(多选)竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程中，它的速度、重力势能、位移、加速度随时间变化的函数图像(如图所示)中正确的是(不计空气阻力，以竖直向下为正方向，图中曲线为抛物线，抛出点为零势能点)()13.如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知OD＝eq\f(2,3)l，则小球由A点运动到C点的过程中，重力势能变化了多少？重力做功为多少？(重力加速度为g)课时素养评价16机械能守恒定律A组合格性考试练1．在下列所述实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的是()A．小球在竖直平面内做匀速圆周运动B．电梯加速上升的过程C．抛出的铅球在空中运动的过程D．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程2．(多选)关于机械能是否守恒，下列说法正确的是()A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B．做圆周运动的物体机械能可能守恒C．做变速运动的物体机械能可能守恒D．合外力对物体做功不为零，机械能一定不守恒3.质量为m的物体，以水平速度v0离开离地高为H的桌面，若以地面为参考面，不计空气阻力(g为重力加速度)，则当它经过离地高度为h的A点时，所具有的机械能是()A．eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＋mghB．eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))－mghC．eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＋mg(H＋h)D．eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＋mgH4．月球绕地球沿椭圆轨道运动的示意图如图所示．有关月球的运动，下列说法正确的是()A．月球从近地点向远地点运动的过程中做离心运动，速度逐渐增大B．月球从近地点向远地点运动的过程中加速度逐渐增大C．月球在近地点时受到的万有引力大于其做圆周运动所需要的向心力D．月球从近地点向远地点运动的过程中机械能不变5.如图所示，一个小环套在竖直放置的光滑圆形轨道上做圆周运动．小环从最高点A滑到最低点B的过程中，其线速度大小的二次方v2随下落高度h变化的图像可能是下列选项中的()6．(多选)物体做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图像中，能正确描述物体的重力势能与下落速度关系正确的图像是(图中曲线为二次函数的一部分)()7．一质量为m的物体从某一高处做自由落体运动，已知物体落地时的动能为Ek，则当物体动能为eq\f(2Ek,3)时，物体距离地面的高度为()A．eq\f(Ek,mg)B．eq\f(2Ek,mg)C．eq\f(Ek,3mg)D．eq\f(2Ek,3mg)8．如图所示，用内表面光滑的圆管弯成的曲线形轨道，固定在竖直平面内，中部为一个直径为1.6m的圆，左端口A距地面0.8m，右端口B距地面1.2m，质量为0.02kg、可视为质点的小球表面光滑，可以通过左端口A进入光滑轨道，经过C、D，到达右端口B.请通过计算回答：(1)若小球以2m/s的速度由A进入管中，则其到达轨道底部C时的动能为多大？(2)若使小球能从右端口B离开轨道，小球应至少以多大的速度进入左端口A?B组选择性考试练9.(多选)内径面积为S的U形圆筒竖直放在水平面上，筒内装水，底部阀门K关闭时两侧水面高度分别为h1和h2，如图所示．已知水的密度为ρ，不计水与筒壁的摩擦阻力．现把连接两筒的阀门K打开，到两筒水面高度相等的过程中()A．水柱的重力做正功B．大气压力对水柱做负功C．水柱的机械能守恒D．水柱动能的改变量是eq\f(1,4)ρgSeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h1－h2))210.(多选)如图所示，质量分别为2m、m的A、B小球固定在轻杆的两端，可绕水平轴O无摩擦转动．已知杆长为l，水平轴O在杆的中点，初始时A、O、B在同一竖直线上．现装置因轻微扰动而发生转动，在杆绕轴O转过90°的过程中()A.球B的机械能保持不变B．球A和球B的动能变化量之和为mglC．球A和球B的重力势能减少量之和为eq\f(1,2)mglD．杆对球A做负功，球A的机械能减少了eq\f(2,3)mgl11．(多选)如图所示，小球(可视为质点)沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面，不计一切阻力．下列说法正确的是()A.小球落地点离O点的水平距离为2RB．小球落地时的动能为eq\f(5mgR,2)C．小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为0D．若将半圆弧轨道上部的eq\f(1,4)圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高0.5R12．长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的eq\f(1,3)垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？13.如图所示，竖直平面内的eq\f(3,4)圆弧形光滑管道半径略大于小球半径，管道中心到圆心距离为R，A端与圆心O等高，AD为水平面，B点在圆心O的正下方，小球自A端正上方由静止释放，自由下落至A端进入管道，当小球到达B点时，管壁对小球的弹力大小为小球重力的9倍．求：(1)释放点距A端的竖直高度；(2)落点C与A端的水平距离．课时素养评价17实验：验证机械能守恒定律A组合格性考试练1．某同学用如图甲所示的实验装置，验证机械能守恒定律．(1)实验操作步骤如下：①按实验要求安装好实验装置；②使重锤靠近打点计时器，接着先释放重锤，再接通电源，打点计时器在纸带上打下一系列的点；③图乙为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点，分别测出若干连续打点A、B、C…与O点之间的距离h1、h2、h3…以上操作步骤中，有错误的操作步骤是________(选填“①”“②”或“③”).(2)已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，当地的重力加速度为g，结合实验中所测的h1、h2、h3，可得打B点时重锤的速度大小为________，重锤下落h2的过程中减小的重力势能为________，在误差允许范围内重锤动能增加量等于重力势能减少量，即验证了机械能守恒定律．实际上由于打点计时器与纸带间及其他阻力的作用，重锤动能增加量稍微________(选填“大于”或“小于”)重力势能减少量．2．某同学用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量mA＝150g，mB＝50g，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为T＝0.02s，则：(1)在打点5时的速度大小为________m/s，在打点0～5过程中系统动能的增量ΔEk＝________J，系统势能的减小量ΔEp＝________J，由此得出的结论是________________________________；(重力加速度g＝9.8m/s2，结果均保留三位有效数字)(2)用v表示物块A的速度，h表示物块A下落的高度．若某同学作出的eq\f(v2,2)­h图像如图丙所示，则可求出当地的重力加速度g＝________m/s2(结果保留三位有效数字).3．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，(1)学生在操作实验过程中有下列四种情况，其中正确操作的是________．(2)质量m＝2.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，0为第一个点，A、B、C…为从合适位置开始选取的连续点．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g＝9.80m/s2，则：纸带打下E点时的速度vE＝________m/s(结果保留3位有效数字).(3)从B点到E点，重物重力势能减少量ΔEp＝________J，动能增加量ΔEk＝________J；(以上两空均保留3位有效数字)(4)上问中，重物重力势能减少量大于动能增加量，发生此误差的原因是存在阻力，则重物在下落过程中所受阻力的大小约为________N(结果保留2位有效数字).4．某实验小组用图示装置验证机械能守恒定律．光电门1、光电门2固定在铁架台上，两光电门分别与数字计时器连接．当地的重力加速度为g.(1)实验前先测得小球的直径为d及两光电门之间的高度差为h；(2)让小球从光电门1正上方某位置由静止释放，小球通过光电门1和光电门2时，小球的挡光时间分别为t1、t2，则小球通过光电门1时的速度大小为________；若小球在下落过程中机械能守恒，则满足的表达式为________；(均用题中相应物理量符号表示)(3)某次实验计算结果表明，小球重力势能的减少量小于动能的增加量，可能的原因是________．A．由于空气阻力的影响B．小球经过光电门2时球心未经光电门中心，有偏差C．小球直径d的测量值偏大B组选择性考试练5.某同学用如图a所示的装置验证机械能守恒定律．一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上．钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方．在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条，将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间可由计时器测出，取v＝eq\f(d,t)作为钢球经过A点时的速度，记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒．(1)用ΔEp＝mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离．A．钢球在A点时的顶端B．钢球在A点时的球心C．钢球在A点时的底端(2)用ΔEk＝eq\f(1,2)mv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图2所示，其读数为________cm.某次测量中，计时器的示数为0.0100s，则钢球的速度为v＝________m/s.(结果保留3位有效数字)(3)下表为该同学的实验结果：ΔEp(×10－2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10－2J)5.0410.115.120.029.8他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，你认为这差异是否是由于空气阻力造成的________．(填“是”或“否”)6．某同学用如图所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，主要实验步骤如下：a．测出遮光条的宽度为d＝0.5cm，钩码的质量为m＝100g，滑块(含遮光条)的质量为M＝300g；b．将气垫导轨放在水平桌面上，调节旋钮将气垫导轨调至水平；c．撤去光电门2，将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门1的距离l.d．静止释放滑块，记录遮光条通过光电门1的时间Δt；e．改变滑块的释放位置，重复步骤c、d得到多组实验数据．f．……据此回答下列问题：(1)在步骤b中，该同学在光电门1的右侧向左轻推滑块，发现遮光条通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，他应调节左侧调节旋钮将轨道左端适当________(选填“调高”或“调低”)；(2)在某次实验中，测得遮光条到光电门1的距离l1＝50.0cm，遮光条通过光电门的时间Δt1＝3.2×10－3s，则滑块通过光电1时的速度