章末素养测评(四)
1.B [解析] 乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动,动能保持不变,而重力势能时刻改变,故乘客的机械能一直改变,A错误;在最高点合外力提供向心力,向心力方向向下,所以在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力,B正确;摩天轮转动一周时,乘客重力做的功为零,C错误;乘客竖直方向的瞬时速度分量时刻在改变,所以重力的瞬时功率也时刻在变化,D错误.
2.B [解析] 根据动能定理得-Ffx=0-mv2,其中v=1600 m/s-(80×2) m/s=1440 m/s,代入数据得Ff≈6.22×107 N,所以选项B正确,A、C、D错误.
3.B [解析] 电动车从静止出发,在平直公路上加速前进,由于发动机的功率一定,由P=Fv,可知电动车的牵引力不断减小,故A错误;由牛顿第二定律可得F-Ff=ma,由于牵引力减小、阻力不变,所以电动车的加速度不断减小,故B正确;由a==-,可知该电动车做初速度为零的变加速直线运动,且加速度大小随速度增大而减小,加速度与速度不成正比也不成反比,故C错误;电动车合力的功率为P'=F合v=mav=v=P-Ffv,由于发动机的功率一定,阻力大小不变,速度增大,所以电动车合力的功率不断减小,故D错误.
4.D [解析] 两小球组成的系统机械能守恒,杆竖直时A在最高点,B在最低点,A球的动能增大,重力势能增加,A的机械能增加,即W>0,而B的机械能减少,即ΔE<0,选项D正确.
5.B [解析] 滑块相对平板运动到右端的过程中,所受的摩擦力方向水平向左,与位移方向反,相对于地的位移大小为x+L,所以摩擦力对滑块做的功为W1=-Ff(L+x),故A错误;平板向右运动,所受的摩擦力方向水平向右,摩擦力对平板做正功,平板的对地位移为x,摩擦力对平板做的功为W2=Ffx,故B正确;摩擦力对系统做的总功为W=W1+W2=-FfL,故C错误;由功能关系可知,系统产生的热量等于摩擦力对系统做的总功的绝对值,即Q=FfL,故D错误.
6.D [解析] 拉力对重物做的功,等于重物的机械能变化量,则有E=Fh,结合图像可知,图像的斜率为拉力F,由图可知,钢索拉重物的力先减小后不变,故A、B错误;第二阶段,斜率保持不变,钢索对重物的拉力F不变,但F与mg大小关系不能确定,可能F>mg,做匀加速直线运动,可能F=mg,做匀速直线运动,故C错误,D正确.
7.D [解析] 建立以太阳为中心,太阳与地球间距为半径的球体模型,则球面面积S=4πr2≈2.8×1023 m2,已知太阳每秒辐射的能量约为E=3.86×1026 J,太阳能发电板的面积为S0=120 m2,太阳能转化为电能的效率为5%,则每秒产生的电能为E0=×S0×5%≈8.27×103 J,根据焦耳与千瓦时的公式换算可知,这家用户一天的太阳能发电约为E总=6×3600E0= kW·h≈49.6 kW·h,故A、B错误;发电一小时的能量E1=3600E0,可供22 W的灯泡正常工作时间t== h≈376 h,故C错误,D正确.
8.AC [解析] 抛体运动的加速度恒为g,故小球飞行过程中单位时间内速度的变化量相同,选项A正确;小球落地时,竖直方向的速度大小不同,故重力做功的瞬时功率不同,选项B错误;由WG=mgh知,从开始运动到落地,重力对小球做功相同,但所用时间不同,所以重力对小球做功的平均功率不同,选项C正确,D错误.
9.CD [解析] 由小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力可得mg=m,则在B点时小球速度为vB=,小球从B点飞出后做平抛运动有R=gt2,得t=,则水平距离x=vBt=×=R,故A错误;若整个过程小球机械能守恒,则从P点释放到B点有mgR=mvB'2,则在B点的速度应该是,可见机械能减小,故B错误;从P到B的运动过程中,合外力做功等于物体动能的变化量,即v合=ΔEk=m=mgR,故C正确;克服摩擦力做功等于系统机械能的减少量ΔE=mgR-m=mgR,故D正确.
10.BD [解析] 对煤屑,由牛顿第二定律有a==0.4 m/s2,煤屑从落到传送带开始,运动到与传送带速度相等时前进的位移x==1.25 m,故A错误;煤屑从落到传送带开始,运动到与传送带速度相等时所用的时间t==2.5 s,故B正确;设经过Δt时间,煤屑动能增加量ΔEk=mΔtv2,重力势能增加量ΔEp=mΔtgh,摩擦产生的热量Q=μmΔtgcos θ·(vt-x),传送带电机因输送煤屑而增加的输出功率P==mv2+mgh+μmgcos θ·(vt-x)=154 W,故C错误,D正确.
11.(1)ABD (2)①Δt1 ② ③-mgL ④存在较大空气阻力
[解析] (1)探究平抛运动规律时,斜槽轨道不必是光滑的,只需要每次都从同一位置由静止释放即可,故C错误,A、B、D正确.
(2)①钢球弹起后先经过光电门2,后经过光电门1,所以经过光电门2时的速度较大,时间短,因此光电门1的遮光时间是Δt1;②经过光电门2的瞬时速度为;③从光电门2运动到光电门1的过程,小钢球向上运动,重力做负功,重力做功为-mgL;④若发现重力势能增加量与动能减少量始终有较大差距,说明存在较大空气阻力,运动过程中要克服空气阻力做功.
12.(1)2.40 4.80 (2)1.176 1.152 (3)0.04
[解析] (1)打B点时,纸带的速度vB== m/s=2.40 m/s,加速度a== m/s2=4.80 m/s2.
(2)减少的重力势能ΔEp=(m1-m2)gh=(0.3-0.1)×9.8×(0.384 0+0.216 0) J=1.176 J,系统增加的动能ΔEk==×2.402 J=1.152 J.
(3)由动能定理得WG-F阻h=ΔEk,又WG=1.176 J,代入数据得F阻=0.04 N.
13.(1)2 N (2)2 m/s
[解析] (1)由P到A,由动能定理得-(mgsin α+Ff)x1=EkA-Ek0
而-Ffx1=ΔE机
联立解得Ff=2 N
(2)由P到最高点,由动能定理得-(mgsin α+Ff)x2=0-Ek0
解得x2=2.5 m
滑块从最高点到P点,由动能定理得(mgsin α-Ff)x2=mv2-0
解得v=2 m/s
14.(1)2 m/s (2)1 m/s (3)0.05 m
[解析] (1)由于竖直平面内轨道光滑,则从P到A机械能守恒,即
mgR(1-cos θ)=m
vA==2 m/s
(2)从A到C,根据动能定理得-μmgLBC=m-m
则vC=1 m/s
(3)从C到D,小球机械能守恒,则mgh+m=m
从D点平抛,落点到D点的水平距离x=vDt
其中t=
联立以上各式得x==
当h= m时,水平位移最大,最大值为0.05 m.
15.(1)6.25×1010 kW (2)5×1010 kW (3)420 W
[解析] (1)由题可知=
则P2===6.25×1010 kW
(2)由η=×100%
可知P实=ηP2=6.25×1010 kW×80%=5×1010 kW
(3)太阳灶的功率
P3===420 W章末素养测评(四)
第八章 机械能守恒定律
一、单项选择题
1.[2024·北京四中月考] “天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是 ( )
A.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
B.在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力
C.摩天轮转动一周时,乘客重力做的功不为零
D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
2.我军装备的125 mm钨合金尾翼稳定脱壳穿甲弹,能够在2000 m开外直接刺穿200 mm装甲.某次极限性能测试时,测得质量为12 kg的穿甲弹在距离目标2 km,以1600 m/s的水平初速度发射,恰好击穿200 mm装甲.已知穿甲弹飞行时每千米速度损失80 m/s,则击穿装甲过程中,穿甲弹受到的平均阻力约为 ( )
A.1.44×105 N B.6.22×107 N
C.6.22×105 N D.1.44×107 N
3.[2024·山东青岛二中月考] 一辆新能源电动车从静止出发,在平直公路上加速前进,如果发动机的功率一定,阻力大小不变,那么,下面说法是正确的 ( )
A.电动车的牵引力不变
B.电动车的加速度不断减小
C.电动车的加速度与速度成反比
D.电动车合力的功率不断增大
4.如图所示,A、B两个质量相同的小球固定在一轻杆的两端,杆可绕一水平放置的固定转轴O转动,将杆从水平位置由静止释放,当杆到达竖直位置时,设杆对A做功为W,B球机械能的变化量为ΔE,则 ( )
A.W=0,ΔE=0 B.W<0,ΔE>0
C.W>0,ΔE>0 D.W>0,ΔE<0
5.[2024·四川成都七中月考] 如图所示,长为L的平板静置于光滑的水平面上.一小滑块以某一初速度冲上平板的左端,当平板向右运动x距离时,小滑块刚好滑到平板最右端.已知小滑块与平板之间的摩擦力大小为Ff,在此过程中 ( )
A.摩擦力对滑块做的功为Ff(x+L)
B.摩擦力对平板做的功为Ffx
C.摩擦力对系统做的总功为零
D.系统产生的热量Q=Ff(x+L)
6.[2024·北京人大附中月考] 转运码头上起吊机正在工作,启动电动机收紧钢索,将原来静止的重物竖直向上提升.提升的前两个阶段,重物的机械能E与上升距离h的关系如图所示,第二阶段图像为一直线.若全过程各种摩擦忽略不计,下列判断正确的是( )
A.钢索拉重物的力一直增大
B.钢索拉重物的力先增大后不变
C.在第二阶段,钢索拉重物的力一定大于重物的重力
D.在第二阶段,重物可能做匀速直线运动
7.[2024·广西南宁二中月考] 利用太阳能发电系统发电是我国近几年重点发展的新型发电方式,人们利用太阳能发电系统进行发电,该系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池组组成.已知太阳与地球之间的平均距离约为1.5×1011 m,太阳每秒辐射的能量约为3.86×1026 J,现有一太阳能发电用户在自家楼顶装了面积为120 m2的太阳能发电板,且太阳能转化为电能的效率为5%,如果每天的平均日照时间为6 h,以下说法正确的是 ( )
A.该用户一天的太阳能发电约为5 kW·h
B.太阳每秒照到太阳能发电板上的能量约为136.6 J
C.发电一小时可供22 W的灯泡正常工作约410 h
D.以上说法都不正确
二、多项选择题
8.如图所示,四个相同的小球在距地面相同的高度以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛,不计空气阻力,则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的是 ( )
A.小球飞行过程中单位时间内速度的变化量相同
B.小球落地时,重力的瞬时功率均相同
C.从开始运动至落地,重力对小球做功相同
D.从开始运动至落地,重力对小球做功的平均功率相同
9.[2024·福建福州一中月考] 如图所示,在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道.半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,已知PA=2R,重力加速度为g,则小球( )
A.从B点飞出后恰能落到A点
B.从P到B的运动过程中机械能守恒
C.从P到B的运动过程中合外力做功为mgR
D.从P到B的运动过程中克服摩擦力做功为mgR
10.[2024·山东日照一中月考] 倾角θ=37°的传送带以速度v=1.0 m/s顺时针转动,位于其底部的煤斗每秒向其输送m=4.0 kg的煤屑,煤屑刚落到传送带上的速度为零,传送带将煤屑送到h=3.0 m的高处,煤屑与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,且煤屑在到达最高点前已经和传送带的速度相等.(重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,传送带直径大小可忽略),则下列说法中正确的是( )
A.煤屑从落到传送带开始,运动到与传送带速度相等时前进的位移是2.5 m
B.煤屑从落到传送带开始,运动到与传送带速度相等时所用的时间是2.5 s
C.传送带电机因输送煤屑而增加的输出功率是122 W
D.传送带电机因输送煤屑而增加的输出功率是154 W
三、实验题
11.(1)下列说法正确的是 .
A.该装置可用于探究小车速度随时间变化的关系
B.该装置可用于探究加速度与合力、质量之间的关系
C.用该装置探究平抛运动规律时,斜槽轨道必须是光滑的
D.验证机械能守恒定律时,应选择质量大一些的重物
(2)某课外兴趣小组拟通过下面的实验装置验证机械能是否守恒.压缩弹簧后将小钢球由静止释放,先后通过两个光电门,通过之后兴趣小组的同学接住小钢球.两个光电门分别接入多通道计时装置,
计时装置将会分别自动记录遮光时间.某次实验时计时装置测得遮光时间分别是Δt1、Δt2,小钢球的直径为d,两光电门相距L,Δt1>Δt2,小钢球质量为m,重力加速度为g,回答下列问题:
①光电门1的遮光时间应该是 (填“Δt1”或“Δt2”);
②通过光电门2时,小钢球的瞬时速度为 ;
③小钢球从光电门2运动到光电门1的过程,重力做功为 ;
④小钢球通过光电门的过程,若发现重力势能增加量与动能减少量始终有较大差距,可能原因是 .
12.小浩同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律,物块1的质量m1=0.3 kg,物块2的质量m2=0.1 kg.初始时刻两细线均绷直且处于竖直状态,由静止开始释放物块1后,打点计时器在物块2所连接的纸带(不计质量)上打出的点如图乙所示,已知AB、BC段都还有四个点未画出,O点为打出的第一个点,xOA=38.40 cm,xAB=21.60 cm,xBC=26.40 cm,重力加速度g取9.80 m/s2,打点计时器接在频率为50 Hz的低压交流电源上.请回答下列问题:
(1)打点计时器在打B点时,纸带的速度大小vB= m/s,系统运动的加速度大小a= m/s2.
(2)该同学分析了纸带的OB段,则从O点到B点,系统减少的重力势能ΔEp= J,系统增加的动能ΔEk= J.
(3)虽然在误差范围内系统的机械能守恒,但多次计算得出的结果都是ΔEk<ΔEp,小浩同学分析可能是由于空气阻力、打点计时器与纸带的阻力、细线与滑轮的阻力等的影响.他又利用上面的数据计算出系统运动所受的平均阻力F阻= N.
四、计算题
13.[2024·河北石家庄二中月考] 如图所示,倾角α=37°的斜面体固定在水平地面上,质量为m=1 kg的滑块(可视为质点)从斜面的最低点P以初动能Ek0=20 J沿斜面向上运动,当其向上经过A点时,动能EkA=8 J,机械能的变化量ΔE机=-3 J.重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)滑块所受的摩擦力大小;
(2)滑块回到P点时的速度大小.
14.某款儿童玩具可以简化为如图所示模型,小球从P点由静止沿竖直平面内圆弧形轨道下滑,经固定在水平桌面上的半圆形管道AB,进入直管道BC,最后经竖直平面内管道CD后水平飞出,除管道BC外,其余轨道均光滑且平滑连接,已知竖直圆轨道半径R=2 m,水平半圆管道半径r=1.6 m,直管道BC段长度LBC=2 m,动摩擦因数μ=0.175,OP与竖直方向OA间夹角θ=37°,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.
(1)求小球经过A点时的速度大小;
(2)求小球经过C点时的速度大小;
(3)若D点离水平桌面高度h可以调节,则小球从D飞出落回水平桌面时,距离D点的水平距离最远是多少
15.[2024·安徽合肥一中月考] 空间电站的设想是将太空站建在与地球同步轨道的一个固定位置上,向地球上的固定区域供电.其发电原理如图所示.在太阳能收集板上铺设太阳能电站,通过光电转换把太阳能转变成电能,再经微波转换器将电流转换为微波,并通过天线将电能以微波形式向地面发送,地面接收站通过天线把微波能还原成电能.
(1)如果太阳能电池的硅片面积为4 m2,可提供电功率为50 kW,巨大的太阳能收集板系统的总面积可达5000 km2,其发电功率是多少千瓦
(2)利用微波传输电能,输电效率可达80%,试计算在(1)情况下到达地面接收站时的实际功率是多少千瓦.
(3)一个太阳灶每平方米平均每分钟吸收太阳能8.4×104 J,若其效率为15%,那么表面积为2 m2的太阳灶的功率为多少 (共40张PPT)
章末素养测评(四)
◆ 测评卷
一、单项选择题
二、多项选择题
三、实验题
四、计算题
一、单项选择题
1.[2024·北京四中月考] “天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是( )
B
A.摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变
B.在最高点时，乘客重力大于座椅对他的支持力
C.摩天轮转动一周时，乘客重力做的功不为零
D.摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变
[解析] 乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，动能保持不变，而重力势能时刻改变，故乘客的机械能一直改变，A错误；在最高点合外力提供向心力，向心力方向向下，所以在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力，B正确；摩天轮转动一周时，乘客重力做的功为零，C错误；乘客竖直方向的瞬时速度分量时刻在改变，所以重力的瞬时功率也时刻在变化，D错误.
2.我军装备的钨合金尾翼稳定脱壳穿甲弹，能够在开外直接刺穿装甲.某次极限性能测试时，测得质量为的穿甲弹在距离目标，以的水平初速度发射，恰好击穿装甲.已知穿甲弹飞行时每千米速度损失，则击穿装甲过程中，穿甲弹受到的平均阻力约为( )
B
A. B. C. D.
[解析] 根据动能定理得，其中
，代入数据得，所以选项B正确，A、C、D错误.
3.[2024·山东青岛二中月考] 一辆新能源电动车从静止出发，在平直公路上加速前进，如果发动机的功率一定，阻力大小不变，那么，下面说法是正确的( )
B
A.电动车的牵引力不变 B.电动车的加速度不断减小
C.电动车的加速度与速度成反比 D.电动车合力的功率不断增大
[解析] 电动车从静止出发，在平直公路上加速前进，由于发动机的功率一定，由，可知电动车的牵引力不断减小，故A错误；由牛顿第二定律可得，由于牵引力减小、阻力不变，
所以电动车的加速度不断减小，故B正确；由，可知该电动车做初速度为零的变加速直线运动，且加速度大小随速度增大而减小，加速度与速度不成正比也不成反比，故C错误；电动车合力的功率为，由于发动机的功率一定，阻力大小不变，速度增大，所以电动车合力的功率不断减小，故D错误.
4.如图所示，、两个质量相同的小球固定在一轻杆的两端，杆可绕一水平放置的固定转轴转动，将杆从水平位置由静止释放，当杆到达竖直位置时，设杆对做功为，球机械能的变化量为，则( )
D
A.， B.， C.， D.，
[解析] 两小球组成的系统机械能守恒，杆竖直时A在最高点，B在最低点，A球的动能增大，重力势能增加，A的机械能增加，即，而B的机械能减少，即，选项D正确.
5.[2024·四川成都七中月考] 如图所示，长为的平板静置于光滑的水平面上.一小滑块以某一初速度冲上平板的左端，当
B
A.摩擦力对滑块做的功为 B.摩擦力对平板做的功为
C.摩擦力对系统做的总功为零 D.系统产生的热量
平板向右运动距离时，小滑块刚好滑到平板最右端.已知小滑块与平板之间的摩擦力大小为，在此过程中( )
[解析] 滑块相对平板运动到右端的过程中，所受的摩擦力方向水平向左，与位移方向反，相对于地的位移大小为，所以摩擦力对滑块做的功为，故A错误；平
板向右运动，所受的摩擦力方向水平向右，摩擦力对平板做正功，平板的对地位移为，摩擦力对平板做的功为，故B正确；摩擦力对系统做的总功为，故C错误；由功能关系可知，系统产生的热量等于摩擦力对系统做的总功的绝对值，即，故D错误.
6.[2024·北京人大附中月考] 转运码头上起吊机正在工作，启动电动机收紧钢索，将原来静止的重物竖直向上提升.提升的前两个阶段，重物的机械能与上升距离的关系如图所示，第二阶段图像为一直线.若全过程各种摩擦忽略不计，下列判断正确的是( )
D
A.钢索拉重物的力一直增大
B.钢索拉重物的力先增大后不变
C.在第二阶段，钢索拉重物的力一定大于重物的重力
D.在第二阶段，重物可能做匀速直线运动
[解析] 拉力对重物做的功，等于重物的机械能变化量，则有，结合图像可知，图像的斜率为拉力，由图可知，钢索拉重物的力先减小后不变，故A、B错误；第二阶段，斜率保持不变，钢索对重物的拉力不变，但与大小关系不能确定，可能，做匀加速直线运动，可能，做匀速直线运动，故C错误，D正确.
7.[2024·广西南宁二中月考] 利用太阳能发电系统发电是我国近几年重点发展的新型发电方式，人们利用太阳能发电系统进行发电，该系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池组组成.已知太阳与地球之间的平均距离约为，太阳每秒辐射的能量约为，现有一太阳能发电用户在自家楼顶装了面积为的太阳能发电板，且太阳能转化为电能的效率为，如果每天的平均日照时间为，以下说法正确的是( )
D
A.该用户一天的太阳能发电约为
B.太阳每秒照到太阳能发电板上的能量约为
C.发电一小时可供的灯泡正常工作约
D.以上说法都不正确
[解析] 建立以太阳为中心，太阳与地球间距为半径的球体模型，则球面面积，已知太阳每秒辐射的能量约为，太阳能发电板的面积为，太阳能转化为电能的效率为，则每秒产生的电能为，根据焦耳与千瓦时的公式换算可知，这家用户一天的太阳能发电约为，故A、B错误；发电一小时的能量，可供的灯泡正常工作时间，故C错误，D正确.
二、多项选择题
8.如图所示,四个相同的小球在距地面相同的高度以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛,不计空气阻力,则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的是( )
AC
A.小球飞行过程中单位时间内速度的变化量相同
B.小球落地时,重力的瞬时功率均相同
C.从开始运动至落地,重力对小球做功相同
D.从开始运动至落地,重力对小球做功的平均功率相同
[解析] 抛体运动的加速度恒为,故小球飞行过程中单位时间内速度的变化量相同，选项A正确;小球落地时，竖直方向的速度大小不同,故重力做功的瞬时功率不同，选项B错误;由知,从
开始运动到落地，重力对小球做功相同，但所用时间不同，所以重力对小球做功的平均功率不同，选项C正确,D错误.
9.[2024·福建福州一中月考] 如图所示，在竖直平面内有一个半径为的圆弧轨道.半径水平、竖直，一个质量为的小球自正上方点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点时恰好对轨道没有压力，已知，重力加速度为，则小球( )
CD
A.从点飞出后恰能落到点
B.从到的运动过程中机械能守恒
C.从到的运动过程中合外力做功为
D.从到的运动过程中克服摩擦力做功为
[解析] 由小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力可得，则在B点时小球速度为，小球从B点飞出后做平抛运动有，得，则水平距离，故A错误；若整个过程小球机械能守恒，则从点释放到B点有，则在B点的速度应该是，可见机械能减小，故B错误；
从到B的运动过程中，合外力做功等于物体动能的变化量，即，故C正确；克服摩擦力做功等于系统机械能的减少量，故D正确.
10.[2024·山东日照一中月考] 倾角 的传送带以速度
顺时针转动，位于其底部的煤斗每秒向其输送的煤屑，煤屑刚落到传送带上的速度为零，传送带将煤屑送到的
BD
A.煤屑从落到传送带开始，运动到与传送带速度相等时前进的位移是
B.煤屑从落到传送带开始，运动到与传送带速度相等时所用的时间是
C.传送带电机因输送煤屑而增加的输出功率是
D.传送带电机因输送煤屑而增加的输出功率是
高处，煤屑与传送带间的动摩擦因数，且煤屑在到达最高点前已经和传送带的速度相等.(重力加速度取，，，传送带直径大小可忽略)，则下列说法中正确的是( )
[解析] 对煤屑，由牛顿第二定律有，煤屑从落到传送带开始，运动到与传送带速度相等时前进的位移，故A错误；煤屑从落到传送带开始，运动到与传送带速
度相等时所用的时间，故B正确；设经过时间，煤屑动能增加量，重力势能增加量，摩擦产生的热量，传送带电机因输送煤屑而增加的输出功率，故C错误，D正确.
三、实验题
11.(1) 下列说法正确的是_____.
A.该装置可用于探究小车速度随时间变化的关系
B.该装置可用于探究加速度与合力、质量之间的关系
C.用该装置探究平抛运动规律时，斜槽轨道必须是光滑的
D.验证机械能守恒定律时，应选择质量大一些的重物
[解析] 探究平抛运动规律时，斜槽轨道不必是光滑的，只需要每次都从同一位置由静止释放即可，故C错误，A、B、D正确.
(2) 某课外兴趣小组拟通过下面的实验装置验证机械能是否守恒.压缩弹簧后将小钢球由静止释放，先后通过两个光电门，通过之后兴趣小组的同学接住小钢球.两个光电门分别接入多通道计时装置，计时装置将会分别自动记录遮光时间.某次实验时计时装置测得遮光时间分别是、，小钢球的直径为，两光电门相距，，小钢球质量为，重力加速度为，回答下列问题：
① 光电门1的遮光时间应该是____(填“”或“”)；
② 通过光电门2时，小钢球的瞬时速度为____；
③ 小钢球从光电门2运动到光电门1的过程，重力做功为
_______；
④ 小钢球通过光电门的过程，若发现重力势能增加量与动能减少量始终有较大差距，可能原因是_________________.
存在较大空气阻力
[解析] ①钢球弹起后先经过光电门2，后经过光电门1，所以经过光电门2时的速度较大，时间短，因此光电门1的遮光时间是；②经过光电门2的瞬时速度为；③从光电门2运动到光电门1的过程，小钢球向上运动,重力做负功,重力做功为；④若发现重力势能增加量与动能减少量始终有较大差距，说明存在较大空气阻力，运动过程中要克服空气阻力做功.
12.小浩同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，物块1的质量，物块2的质量.初始时刻两细线均绷直且处于竖直状态，由静止开始释放物块1后，打点计时器在物块2所连接的纸带(不计质量)上打出的点如图乙所示，已知、段都还有四个点未画出，点为打出的第一个点，,,，重力加速度取，打点计时器接在频率为的低压交流电源上.请回答下列问题：
甲
乙
甲
乙
(1) 打点计时器在打点时，纸带的速度大小_____,系统运动的加速度大小
_____.
2.40
4.80
[解析] 打点时，纸带的速度,加速度.
(2) 该同学分析了纸带的段，则从点到点，系统减少的重力势能______，系统增加的动能______.
1.176
1.152
[解析] 减少的重力势能,系统增加的动能.
甲
乙
(3) 虽然在误差范围内系统的机械能守恒，但多次计算得出的结果都是，小浩同学分析可能是由于空气阻力、打点计时器与纸带的阻力、细线与滑轮的阻力等的影响.他又利用上面的数据计算出系统运动所受的平均阻力_____.
0.04
[解析] 由动能定理得，又,代入数据得.
甲
乙
四、计算题
13.[2024·河北石家庄二中月考] 如图所示,倾角 的斜面体固定在水平地面上,质量为的滑块(可视为质点)从斜面的最低点以初动能沿斜面向上运动,当其向上经过点时，动能,机械能的变化量.重力加速度取,,,求:
(1) 滑块所受的摩擦力大小;
[答案]
[解析] 由到,由动能定理得
而
联立解得
(2) 滑块回到点时的速度大小.
[答案]
[解析] 由到最高点,由动能定理得
解得
滑块从最高点到点,由动能定理得
解得
14.某款儿童玩具可以简化为如图所示模型，小球从点由静止沿竖直平面内圆弧形轨道下滑，经固定在水平桌面上的半圆形管道，进入直管道，最后经竖直平面内管道后水平飞出，除管道外，其余轨道均光滑且平滑连接，已知竖直圆轨道半径，水平半圆管道半径，直管道段长
度，动摩擦因数，与竖直方向间夹角 ，重力加速度取，，.
(1) 求小球经过点时的速度大小；
[答案]
[解析] 由于竖直平面内轨道光滑，则从到机械能守恒，即
(2) 求小球经过点时的速度大小；
[答案]
[解析] 从到，根据动能定理得
则
(3) 若点离水平桌面高度可以调节，则小球从飞出落回水平桌面时，距离点的水平距离最远是多少？
[答案]
[解析] 从到，小球机械能守恒，则
从点平抛，落点到点的水平距离
其中
联立以上各式得
当时，水平位移最大，最大值为.
15.[2024·安徽合肥一中月考] 空间电站的设想是将太空站建在与地球同步轨道的一个固定位置上，向地球上的固定区域供电.其发电原理如图所示.在太阳能收集板上铺设太阳能电站，通过光电转换把太阳能转变成电能，再经微波转换器将电流转换为微波，并通过天线将电能以微波形式向地面发送，地面接收站通过天线把微波能还原成电能.
(1) 如果太阳能电池的硅片面积为，可提供电功率为，巨大的太阳能收集板系统的总面积可达，其发电功率是多少千瓦？
[答案]
[解析] 由题可知
则
(2) 利用微波传输电能，输电效率可达，试计算在(1)情况下到达地面接收站时的实际功率是多少千瓦.
[答案]
[解析] 由
可知
(3) 一个太阳灶每平方米平均每分钟吸收太阳能，若其效率为，那么表面积为的太阳灶的功率为多少？
[答案]
[解析] 太阳灶的功率
