高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律 學(xué)業(yè)分層測評(píng)16

學(xué)業(yè)分層測評(píng)(十六)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．(多選)(2023·銅仁高一檢測)關(guān)于彈性勢能，下列說法正確的是()A．發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能B．只有彈簧在發(fā)生彈性形變時(shí)才具有彈性勢能C．彈性勢能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化D．在彈性限度內(nèi)，彈簧伸長時(shí)彈性勢能增大，彈簧壓縮時(shí)，彈性勢能減小【解析】只要發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能，A正確，B錯(cuò)誤；彈性勢能可以通過彈力做功與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化，C正確；在彈性限度內(nèi)，彈簧無論伸長還是壓縮，若形變量增加，彈力均做負(fù)功，彈性勢能都增大，故D錯(cuò)誤．【答案】AC2．如圖7-5-12所示，射箭時(shí)人通過拉弓引起彈性勢能的增加，此時(shí)的彈性勢能主要()發(fā)生形變的物體具有彈性勢能圖7-5-12A．存儲(chǔ)在箭上 B．存儲(chǔ)在弓上C．存儲(chǔ)在弦上 D．存儲(chǔ)于拉弓人的手上【解析】人拉弓時(shí)，弓發(fā)生了明顯的彈性形變，彈性勢能主要存儲(chǔ)在弓上，故B正確．【答案】B3．如圖7-5-13所示，某同學(xué)利用橡皮條將模型飛機(jī)彈出，在彈出過程中，下述說法錯(cuò)誤的是()圖7-5-13A．橡皮條收縮，彈力對(duì)飛機(jī)做功B．飛機(jī)的速度增加C．橡皮條的彈性勢能減小D．飛機(jī)的重力勢能減小，轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動(dòng)能【解析】橡皮條收縮，彈力對(duì)飛機(jī)做功，橡皮條的彈性勢能減小，飛機(jī)的重力勢能和動(dòng)能都增加，選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤．【答案】D4．如圖7-5-14所示，質(zhì)量為m的物體靜止在地面上，物體上面連著一個(gè)輕彈簧，用手拉住彈簧上端上移H，將物體緩緩提高h(yuǎn).拉力F做功WF，不計(jì)彈簧的質(zhì)量，則下列說法正確的是()圖7-5-14A．重力做功－mgh，重力勢能減少mghB．彈力做功－WF，彈性勢能增加WFC．重力勢能增加mgh，彈性勢能增加FHD．重力勢能增加mgh，彈性勢能增加WF－mgh【解析】可將整個(gè)過程分為兩個(gè)階段：一是彈簧伸長到m剛要離開地面階段，拉力克服彈力做功WF1＝－W彈，等于彈性勢能的增加；二是彈簧長度不變，物體上升h，拉力克服重力做功WF2＝－WG＝mgh，等于重力勢能的增加，又由WF＝WF1＋WF2，可知A、B、C錯(cuò)，D對(duì)．【答案】D5．(2023·江陰高一檢測)如圖7-5-15所示，小明玩蹦蹦桿，在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過程中，小明的重力勢能、彈簧的彈性勢能的變化是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69390093】圖7-5-15A．重力勢能減少，彈性勢能增大B．重力勢能增大，彈性勢能減少C．重力勢能減少，彈性勢能減少D．重力勢能不變，彈性勢能增大【解析】將彈簧向下壓縮的過程中，彈簧壓縮量增大，彈性勢能增大，重力做正功，重力勢能減少，故A正確．【答案】A6．(多選)如圖7-5-16所示的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，物體的彈性勢能減小的是()甲乙丙丁圖7-5-16A．如圖甲，撐桿跳高的運(yùn)動(dòng)員上升過程中，桿的彈性勢能B．如圖乙，人拉長彈簧過程中，彈簧的彈性勢能C．如圖丙，模型飛機(jī)用橡皮筋發(fā)射出去的過程中，橡皮筋的彈性勢能D．如圖丁，小球被彈簧向上彈起的過程中，彈簧的彈性勢能【解析】選項(xiàng)A、C、D中物體的形變量均減小，所以彈性勢能減小，選項(xiàng)B中物體的形變量增大，所以彈性勢能增加，所以A、C、D正確．【答案】ACD7.(多選)某緩沖裝置可抽象成圖7-5-17所示的簡單模型，圖中k1、k2為原長相等、勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧．下列表述正確的是()圖7-5-17A．緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)B．墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等C．墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧的長度保持相等D．墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧的彈性勢能發(fā)生改變【解析】彈簧勁度系數(shù)k越大，向右壓縮單位長度彈力越大，物體減速越快，緩沖效果越好，A錯(cuò)；由牛頓第三定律可知兩彈簧彈力總是大小相等，B對(duì)；由于k1x1＝k2x2，k1≠k2，所以x1≠x2，又因原長相等，故壓縮后兩彈簧的長度不相等，C錯(cuò)；彈簧形變量越來越大，彈性勢能越來越大，D對(duì)．【答案】BD8．如圖7-5-18所示，水平彈簧的勁度系數(shù)是k＝500N/m，現(xiàn)用一外力推處于光滑水平面上的物塊，使彈簧壓縮10cm時(shí)物塊靜止．彈簧與物塊未連接，突然撤去外力F，物塊被彈開，那么彈簧對(duì)物塊做了多少功？圖7-5-18【解析】物塊被彈開的過程中，彈力做功，做功的多少等于彈性勢能的減少量W彈＝－ΔEp＝eq\f(1,2)kx2＝eq\f(1,2)×500×J＝J.【答案】J[能力提升]9．在一次演示實(shí)驗(yàn)中，一壓緊的彈簧沿一粗糙水平面射出一小球，測得彈簧壓縮的距離d和小球在粗糙水平面上滾動(dòng)的距離s如下表所示．由此表可以歸納出小球滾動(dòng)的距離s跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系，并猜測彈簧的彈性勢能Ep跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系分別是(選項(xiàng)中k1、k2是常量)()實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234d/cms/cm＝k1dEp＝k2d B．s＝k1dEp＝k2d2C．s＝k1d2Ep＝k2d D．s＝k1d2Ep＝k2d2【解析】分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可看出在誤差允許的范圍內(nèi)eq\f(s,d2)＝20，即s＝k1d2.由生活常識(shí)可猜測，彈性勢能越大，小球滾動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，Ep∝s，則Ep∝d2，Ep＝k2d2.【答案】D10．(多選)一升降機(jī)箱底部裝有若干個(gè)彈簧，設(shè)在某次事故中，升降機(jī)吊索在空中斷裂，忽略摩擦和空氣阻力的影響，則升降機(jī)在從彈簧下端觸地直到最低點(diǎn)的一段運(yùn)動(dòng)過程中()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69390094】圖7-5-19A．升降機(jī)的速度不斷減小B．升降機(jī)的加速度不斷變大C．先是彈力做的負(fù)功小于重力做的正功，然后是彈力做的負(fù)功大于重力做的正功D．重力勢能減小，彈性勢能增大【解析】從彈簧下端觸地直到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧的彈力不斷變大．當(dāng)彈力小于重力大小時(shí)，升降機(jī)加速度方向向下，升降機(jī)做加速運(yùn)動(dòng)，由a＝eq\f(mg－F,m)可知，加速度減小，重力做的功要大于彈力做的負(fù)功；當(dāng)彈力大于重力大小時(shí)，升降機(jī)加速度方向向上，升降機(jī)做減速運(yùn)動(dòng)，由a＝eq\f(F－mg,m)可知，加速度變大，重力做的功要小于彈力做的負(fù)功．重力勢能一直減小，彈性勢能一直增大．綜上所述，C、D正確．【答案】CD11．北京奧運(yùn)會(huì)女子蹦床決賽中，中國小將何雯娜表現(xiàn)突出，以總分分的成績?yōu)橹袊拇碴?duì)奪得首枚奧運(yùn)會(huì)金牌．在比賽中，如果她受到蹦床對(duì)她的彈力的變化規(guī)律如圖7-5-20所示．圖7-5-20試分析她在t4～t5段時(shí)間內(nèi)彈性勢能、重力勢能怎樣變化？t5～t6段時(shí)間內(nèi)又如何變化？【解析】t4～t5段時(shí)間內(nèi)在空中，不受彈力作用，t5～t6段時(shí)間內(nèi)與蹦床接觸，是先下落又上升的過程．【答案】t4～t5段時(shí)間內(nèi)彈性勢能為零、重力勢能先變大再變??；t5～t6段時(shí)間內(nèi)彈性勢能先變大再變小、重力勢能先變小再變大．12．(2023·泰州高一檢測)通過探究得到彈性勢能的表達(dá)式為Ep＝eq\f(1,2)kx2，式中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧伸長(或縮短)的長度，請(qǐng)利用彈性勢能表達(dá)式計(jì)算下列問題．放在地面上的物體上端系在勁度系數(shù)k＝400N/m的彈簧上，彈簧的另一端拴在跨過定滑輪的繩子上，如圖7-5-21所示．手拉繩子的另一端，從輕繩處于張緊狀態(tài)開始，當(dāng)往下拉m物體開始離開地面時(shí)，繼續(xù)拉繩，使物體緩慢升高到離地h＝m高處．如果不計(jì)彈簧重和滑輪跟繩的摩擦，求整個(gè)過程拉力所做的功以及彈性勢能的最大值．圖7-5-21【解析】由題意知彈簧的最大伸長量x＝m，彈性勢能Ep＝eq\f(1,2)kx2＝eq\f(1,