物理(教科版必修2)第四章機(jī)械能和能源章末檢測

1、第四章機(jī)械能和能源（時間：90分鐘滿分：100分）一、選擇題（本題共10個小題，每小題 4分，共40分）1.關(guān)于功的下列幾種說法中，正確的是 （）A.人托著一個物體沿水平方向勻速前進(jìn)，人對物體沒有做功B.人托著一個物體沿水平方向加速前進(jìn)，人對物體做了功C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量D.因為功有正功和負(fù)功的區(qū)別，所以功是矢量2.關(guān)于重力勢能的說法，正確的是 （）A.重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功B.在地平面下方的物體，它具有的重力勢能一定小于零C.重力勢能減少，重力一定對物體做正功D.重力勢能增加，重力一定對物體做正功3.質(zhì)量為m的汽車發(fā)動機(jī)的功率恒為P,摩擦阻力恒力f,牽引力

2、為F,汽車由靜止開始，經(jīng)過時間t行駛了位移x時，速度達(dá)到最大值 Vm,則發(fā)動機(jī)所做的功為（）1 2A. PtB. fvmtCmvim+IXD. Fx4. 如圖1所示，圖1DO是水平面，AB是斜面，初速度為 V0的物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DBA滑動到頂點(diǎn)A時速 度剛好為零，如果斜面改為AC,讓該物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DCA滑動到A點(diǎn)且速度剛好為零， 則物體具有的初速度（已知物體與路面之間的動摩擦因數(shù)處處相同且不為零）（）A.大于V0B.等于V0C.小于V0D.取決于斜面的傾角圖25. 如圖2所示，ABCD是一個盆式容器，盆內(nèi)側(cè)與盆底BC的連接處都是一段與 BC相 切的圓弧.BC水平，其長度d=0.50 m,盆

3、邊緣的高度 h=0.30 m,在A處放一個質(zhì)量 為m的小物塊并讓其自由下滑.已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數(shù) 科=0.10,小物塊在盆內(nèi)來回滑動，最后停下來，則停下的地點(diǎn)到B的距離為（）A. 0.50 mB. 0.25 mC. 0.10 mD. 06. 我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時軌道”繞地球運(yùn)行（即繞地球一圈需要24小時）；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達(dá)“48小時軌道”和“ 72小時軌道”；最后奔向月球，如果按圓形軌道計算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，在每次變軌完成后與變軌前 相比（）A.衛(wèi)星動能增大，引力勢能減小B.衛(wèi)星動能增大，引力勢能增大C.衛(wèi)星動能減小

4、，引力勢能減小D.衛(wèi)星動能減小，引力勢能增大一 . 一.，一一，.一 .47. 質(zhì)量m的物體，由靜止開始下洛，由于阻力作用，下洛的加速度為-g,在物體下洛h的過程中，下列說法中正確的是 （）A.物體的動能增加了 mghB.物體的機(jī)械能減少了 *mgh55C.物體克服阻力所做的功為 1mghD.物體的重力勢能減少了 mgh58. 如圖3所示，電梯質(zhì)量為M,它的水平地板上放置一質(zhì)量為m的物體，電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運(yùn)動.當(dāng)上升高度為H時,下列說法中正確的是（）1 CA .電梯對物體的支持力所做的功等于2mv2mv2 1C.鋼索的拉力所做的功等于 2mv2+MgH電梯的速度達(dá)到

5、v,則在這段過程中,B.電梯對物體的支持力所做的功大于1 CD.鋼索的拉力所做的功小于 jmv2+MgH9. 如圖4所示,圖4一輕繩的一端系在固定的粗糙斜面上的O點(diǎn)，另一端系一小球.給小球一足夠大的初速度，使小球在斜面上做圓周運(yùn)動，在此過程中 （）A.小球的機(jī)械能守恒B.重力對小球不做功C.繩的張力對小球不做功D.在任何一段時間內(nèi)，小球克服摩擦力所做的功總是等于小球動能的減少10. 如圖5所示，圖5將小球a從地面以初速度 vo豎直上拋的同時，將另一相同質(zhì)量的小球b從距地面h處由靜止釋放，兩球恰在 2處相遇（不計空氣阻力）.則（）A.兩球同時落地B.相遇時兩球速度大小相等C.從開始運(yùn)動到相遇，球

6、 a動能的減少量等于球 b動能的增加量D.相遇后的任意時刻，重力對球a做功的功率和對球 b做功的功率相等題 號12345678910答 案、填空題（本題共2個小題，共16分）圖611. （6分）在用打點(diǎn)計時器驗證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗中，使質(zhì)量為m= 1.00 kg的重物自由下落，打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗要求的紙帶如圖6所示.O為第一個點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(diǎn) （其他點(diǎn)未畫出）.已 知打點(diǎn)計時器每隔0.02 s打一個點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?g=9.8 m/s2,那么：紙帶的 端（填“左”或“右”）與重物相連；（2）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中。點(diǎn)到

7、 點(diǎn)來驗證機(jī)械能守恒定律；從。點(diǎn)到（2）問中所取的點(diǎn)，重物重力勢能的減少量 AEp=J,動能增加量 AEk =J_ （結(jié)果取三位有效數(shù)字）圖712. （10分）某實(shí)驗小組采用圖 7所示的裝置探究“動能定理”，圖中小車中可放置祛碼.實(shí)驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計時器工作頻率為50 Hz.實(shí)驗的部分步驟如下：在小車中放入祛碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計時器， 連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；將小車停在打點(diǎn)計時器附近， , ，小車拖動紙帶，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一列點(diǎn)， ;改變鉤碼或小車中祛碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)的操作.（2）圖8是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg ,祛碼質(zhì)量為0.02 k

8、g時得到的一條紙帶， 在紙帶上選擇起 始點(diǎn)。及A、B、C、D和E五個計數(shù)點(diǎn)，可獲得各計數(shù)點(diǎn)到 O的距離x及對應(yīng)時刻小 車的瞬時速度v,請將C點(diǎn)的測量結(jié)果填在下表中的相應(yīng)位置.圖8紙帶的測量結(jié)果測量點(diǎn)x/cmv/(m s 1)O0.000.35A1.510.40B3.200.45CD7.150.54E9.410.60三、計算題(本題共4個小題，共44分)13. (10分)火車在運(yùn)行中保持額定功率2 500 kW不變，火車的總質(zhì)量是 1 000 t,所受阻力恒為1.56X 105 N.求：(1)火車的加速度是1 m/s2時的速度；(2)火車的速度是12 m/s時的加速度；(3)火車的最大速度.圖9

9、14. (10分)如圖9所示，mA=4 kg, mB=1 kg, A與桌面間的動摩擦因數(shù)尸0.2, B與地面間的距離 x=0.8 m, A、B原來靜止，求：(1)B落到地面時的速度為多大？(2)B落地后，A在桌面上能繼續(xù)滑行多遠(yuǎn)才能靜止下來？(g取10 m/s2)圖 1015. （12 分 ）如圖10所示，長度為l 的輕繩上端固定在O 點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為m 的小球（小球的大小可以忽略）（1）在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為“，小球保持靜止.畫出此時小球的受力示意圖，并求力F 的大?。?）由圖示位置靜止釋放小球，求當(dāng)小球通過最低點(diǎn)時的速度大小及輕繩對小球的拉力不計空氣阻力16. （1

10、2 分 ）如圖 11 所示，圖11光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在 B點(diǎn)銜接，導(dǎo)軌半徑為R, 一個質(zhì)量為m的 小球?qū)椈蓧嚎s至 A處.小球從A處由靜止釋放被彈開后，經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入軌道的瞬間對軌道的壓力為其重力的 8倍，之后向上運(yùn)動恰能沿軌道運(yùn)動到C點(diǎn)，求：釋放小球前彈簧的彈性勢能；(2)小球由B到C克服阻力做的功.第四章機(jī)械能和能源17. AB 人托著一個物體沿水平方向勻速前進(jìn)時，人對物體只有支持力，垂直于運(yùn)動 方向不做功，A正確；若加速前進(jìn)，則人對物體的摩擦力對物體做功，B正確；功雖有正功和負(fù)功之分，但功是標(biāo)量，C、D均錯.18. C 重力勢能的數(shù)值與參考平面的選取有關(guān)，重力勢能等于零不

11、能說物體不具有重 力勢能，故A、B錯.重力勢能減少，物體的高度一定下降，所以重力一定做正功，D錯,C正確.19. ABC 因為功率P恒定，所以功 W= Pt, A正確；汽車達(dá)到最大速度時 F = f,則P,C正確；因牽引力在整個過程中為變力，所以不能用D錯.L,斜面與水平面的夾角為 以高度為h,則物體由D1 C .= fvm,所以W= Pt=fvmt, B正確；從汽車靜止到速度達(dá)到最大值的過程中，由動能定理得 12112W fx = 2mvm 0,即 W= 2mvm + 僅公式W= Fx計算牽引力所做功的大小，20. B 設(shè)DO之間的水平距離為到A的過程，根據(jù)動能定理得：mgh pmgos 0

12、-mgLhcot = 02mv2,解得 vo = J2g h+L,可見要使物體能滑到A點(diǎn)且速度剛好為零，所具有的初速度與斜面傾角無關(guān)，故B正確.21. D 根據(jù)能量守恒定律：mgh= mgx,代入數(shù)據(jù)得x= 3.0 m ,又因為d= 0.50 m,所 以最后停在B點(diǎn)，故選D., GMmvf1 2 GMm22. D 由F= r2 =mr知，Ek = 2mv2= 2r , r越大，Ek越小.r增大，衛(wèi)星在升局過程中要克服萬有引力做功，引力勢能增大.綜上所述D對，A、B、C錯.23. ACD 物體下落過程，合力 F=ma = 4mg,由動能定理可知，合力的功等于動能的5增加量，即 AEk = W=

13、Fh =*mgh物體所受阻力為f,則mg f= ma,所以七：mg,機(jī)械能的 551 一 一減少量等于物體克服阻力所做的功，AE = fh = 1mgh.重力勢能的減少是重力做功引起的，故5AEp=WG=mgh,由此可知，A、C、D選項正確.24. B 物體m受重力和支持力向上做加速運(yùn)動，設(shè)支持力做的功為Wi,由動能定理一11得Wi-WG = 2mv2,所以支持力做的功大于 2mv2;鋼索的拉力所做的功設(shè)為W2,則由動能定理得 W2(M + m)gH =2(M + m)v2, W2= (M + m)gH+g(M + m)v2,故只有 B 正確.25. C 由于摩擦力做功，機(jī)械能不守恒，任一時間

14、內(nèi)小球克服摩擦力所做的功總是等 于小球機(jī)械能的減少.轉(zhuǎn)動過程中重力做功，繩的張力總與小球運(yùn)動方向垂直，不做功.26. C 對b球，由h = 2gt，IM= yh, vb=gt=，gh,以后以初速度 M勻加速下落.對 h 1hh.,a球，2= vot 2gt2得V0=4gh.在2處，Va= V0gt= 0,以后從5處自由下洛.故洛地時間tbPa,選項 D錯誤.27. 左 (2)B (3)1.89 1.70解析由題意知，。點(diǎn)為第一個點(diǎn)，所以紙帶的左端與重物相連，為了減小誤差和便于求重物動能的增加量，可取圖中O點(diǎn)到B點(diǎn)來驗證機(jī)械能守恒定律，此過程中重力勢能的減少量 AEp= mghOB= 1.00X

15、 9.8X 19.25X 10 2 J=1.89 J.打B點(diǎn)時重物的瞬時速度VB =OC OA2Tm/s22.93 15.55 X 10 22 X 0.02=1.845 m/s.所以動能增量_1 O 1Ek= 2mvB= 2 X 1.00 X 1.8452 J= 1.70 J.28. (1)接通電源釋放小車關(guān)閉電源(2)5.055.08 0.480.50(答案在此范圍內(nèi)都對 )7.15-3.20vc=x 10 2 m/s 0.49 m/0.08 P P所以V1=- =F f+ ma1解析(1)將小車停在打點(diǎn)計時器附近后，需先接通電源，再釋放小車，讓其拖動紙帶, 等打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列點(diǎn)

16、后，關(guān)閉打點(diǎn)計時器電源.(2)從紙帶上可知 C點(diǎn)的速度就是BD的平均速度，29. (1)2.16 m/s (2)5.2 1 )0 2 m/s2 (3)16 m/s解析 (1)由牛頓第二定律 F f=ma1，又P=Fw,2 500X 103uo m/s1.56X 105+ 1 000 x 103x 1= 2.16 m/s(2)由牛頓第二定律，有F f=ma2,又P=Fv2,F-f 出產(chǎn)1.56X105 所以 a2= -1 000 X103m/s2= 5.2X 10 2 m/s2m/s =16 m/ -3 P 2 500X 103當(dāng)F = f時，火車達(dá)到取大速度，由P=fvmax得Vmax= f

17、=5I 1.56 X 1UB物體所受重力 mBg做正功, v,由動能定理得A物體所受的30. (1)0.8 m/s (2)0.16 m解析(1)以A、B物體構(gòu)成的系統(tǒng)為對象,摩擦力對系統(tǒng)做負(fù)功，設(shè)B落到地面時的速度為1,.、2 cmBgx(inAgx= 2(mA+ mB)v2 0代入數(shù)據(jù)，解得 v= 0.8 m/s.(2)設(shè)B物體落地后A物體能滑行的距離為x,則根據(jù)動能定理得,c 1mAgx =0 2mAvA因xva= v = 0.8 m/s,故2vA 2X 0.8 2c c、/ d m m 0.16 m.a g 0.2 x 1015. (1)見解析圖(2) , 2gl 1 一cos amgtan amg(32cos a),方向豎直向上解析 (1)受力圖見右圖 根據(jù)平衡條件，應(yīng)滿足Tcos a= mg, Tsin a= F.聯(lián)立解得拉力大小 F = mgtan a.(2)小球運(yùn)動過程中只有重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有則通過最低點(diǎn)時，小球的速度大小V=、/2gl1