高中物理魯科版第二章能的轉(zhuǎn)化與守恒 章末綜合測評(píng)

章末綜合測評(píng)(第二章)(用時(shí)：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6～8題有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1．如圖1所示，質(zhì)量為m的物體P放在光滑的傾角為θ的斜面體上，同時(shí)用力F向右推斜面體，使P與斜面體保持相對(duì)靜止．在前進(jìn)水平位移為x的過程中，斜面體對(duì)P做功為()圖1A．Fx \f(1,2)mgsinθ·xC．mgcosθ·x D．mgtanθ·x【解析】斜面對(duì)P的作用力垂直于斜面，其豎直分量為mg，所以水平分量為mgtanθ，做功為水平分量的力乘以水平位移．【答案】D2．一小石子從高為10m處自由下落，不計(jì)空氣阻力，經(jīng)一段時(shí)間后小石子的動(dòng)能恰等于它的重力勢能(以地面為參考平面)，g取10m/s2，則該時(shí)刻小石子的速度大小為()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01360074】A．5m/s B．10m/sC．15m/s D．20m/s【解析】設(shè)小石子的動(dòng)能等于它的重力勢能時(shí)速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mgh＝mgh′＋eq\f(1,2)mv2由題意知mgh′＝eq\f(1,2)mv2，所以mgh＝mv2故v＝eq\r(gh)＝10m/s，B正確．【答案】B3．質(zhì)量為2t的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力功率為30kW，在水平公路上，能達(dá)到的最大速度為15m/s，當(dāng)汽車的速度為10m/s時(shí)的加速度大小為()A．0.5m/s2 B．1m/s2C．1.5m/s2 D．2m/s2【解析】當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時(shí)，即牽引力等于阻力時(shí)，則有P＝Fv＝fvmf＝eq\f(P,vm)＝eq\f(30×103,15)N＝2×103N當(dāng)v＝10m/s時(shí)，F(xiàn)＝eq\f(P,v)＝eq\f(30×103,10)N＝3×103N所以a＝eq\f(F－f,m)＝eq\f(3×103－2×103,2×103)m/s2＝m/s2.【答案】A4．在光滑的地板上，用水平拉力分別使兩個(gè)物塊由靜止獲得相同的動(dòng)能，那么可以肯定()A．水平拉力相等B．兩物塊質(zhì)量相等C．兩物塊速度變化相等D．水平拉力對(duì)兩物塊做功相等【解析】兩物塊動(dòng)能的改變量相等，根據(jù)動(dòng)能定理可知，水平力對(duì)兩物塊做的功相等，選項(xiàng)D正確，其他選項(xiàng)均不能肯定．【答案】D5．如圖2所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m(包括雪具在內(nèi))的滑雪運(yùn)動(dòng)員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為eq\f(1,3)g.在他從上向下滑到底端的過程中，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01360075】圖2A．運(yùn)動(dòng)員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B．運(yùn)動(dòng)員獲得的動(dòng)能為eq\f(1,3)mghC．運(yùn)動(dòng)員克服摩擦力做功為eq\f(2,3)mghD．下滑過程中系統(tǒng)減少的機(jī)械能為eq\f(1,3)mgh【解析】運(yùn)動(dòng)員的加速度為eq\f(1,3)g，沿斜面：eq\f(1,2)mg－f＝m·eq\f(1,3)g，f＝eq\f(1,6)mg，Wf＝eq\f(1,6)mg·2h＝eq\f(1,3)mgh，所以A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；Ek＝mgh－eq\f(1,3)mgh＝eq\f(2,3)mgh，B項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】D6．質(zhì)量為m的物體由固定在地面上的斜面頂端勻速滑到斜面底端，斜面傾角為θ，物體下滑速度為v，如圖3所示，以下說法中正確的是()圖3A．重力對(duì)物體做功的功率為mgvsinθB．重力對(duì)物體做功的功率為mgvC．物體克服摩擦力做功的功率為mgvsinθD．物體克服摩擦力做功的功率為mgv【解析】物體沿斜面勻速下滑，說明沿斜面方向的摩擦力f＝mgsinθ，根據(jù)功率公式P＝Fvcosα(式中α是F與v的夾角)，則重力的功率PG＝mgvcos(90°－θ)＝mgvsinθ，A對(duì)，B錯(cuò)；物體克服摩擦力做功的功率Pf＝f·v＝mgvsinθ，C對(duì)，D錯(cuò)．【答案】AC7．一輛汽車在平直公路上以速度v0開始加速行駛，經(jīng)時(shí)間t后，前進(jìn)了距離s，此時(shí)恰好達(dá)到其最大速度vm.設(shè)此過程中發(fā)動(dòng)機(jī)始終以額定功率P工作，汽車所受阻力為f，則在這段時(shí)間里，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01360076】A．fs B．Pt\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＋fs－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0) D．feq\f(v0＋vm,2)·t【解析】由功率定義有：W＝Pt.由動(dòng)能定理有：W－fs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，得W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＋fs－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).故選項(xiàng)B、C正確．【答案】BC8．(2023·寧德高一檢測)質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)水對(duì)他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降高度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?()A．他的動(dòng)能減少了FhB．他的重力勢能減少了mghC．他的機(jī)械能減少了(F－mg)hD．他的機(jī)械能減少了Fh【解析】W合＝－(F－mg)h，所以動(dòng)能減少(F－mg)h；WG＝mgh，重力勢能減少mgh，除重力以外其他力做功W＝－Fh，所以機(jī)械能減少Fh，故B、D正確．【答案】BD二、實(shí)驗(yàn)題(共2小題，18分)9．(8分)使用如圖4甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，打出一條紙帶如圖乙所示．圖乙中O是打出的第一個(gè)點(diǎn)跡，A、B、C、D、E、F、…是依次打出的點(diǎn)跡，量出OE間的距離為l，DF間的距離為s，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期是T＝s.圖4(1)上述物理量如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)滿足關(guān)系式________，即驗(yàn)證了重物下落過程中機(jī)械能是守恒的．(2)如果發(fā)現(xiàn)圖乙中OA距離大約是4mm，則出現(xiàn)這種情況的原因可能是________，如果出現(xiàn)這種情況，上述的各物理量間滿足的關(guān)系式可能是________．【解析】(1)由紙帶上數(shù)據(jù)vE＝eq\f(s,2T)，則Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,E)＝eq\f(1,2)meq\f(s2,4T2)Ep＝mgl，故關(guān)系式為gl＝eq\f(s2,8T2).(2)若OA＝4mm，則O點(diǎn)不是重物開始下落打出的點(diǎn)．說明是先釋放紙帶，后接通電源，故得到的關(guān)系式為mgl＜eq\f(1,2)mveq\o\al(2,E)，即gl＜eq\f(s2,8T2).【答案】(1)gl＝eq\f(s2,8T2)(2)先釋放紙帶，后接通電源gl＜eq\f(s2,8T2)10．(10分)(2023·陜西名校聯(lián)考)某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟是：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01360077】圖5①擺好實(shí)驗(yàn)裝置如圖5所示．②將質(zhì)量為200g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車．③在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個(gè)質(zhì)量為50g的鉤碼掛在拉線P上．④釋放小車，打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條紙帶．(1)在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出較為滿意的一條，經(jīng)測量、計(jì)算，得到如下數(shù)據(jù)：①第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的距離為cm.②打下第N點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為m/s.該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)作小車所受的拉力，算出拉力對(duì)小車做的功為________J，小車動(dòng)能的增量為________J.(2)此次實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，他沒能得到“恒力對(duì)物體做的功，等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大，顯然，在實(shí)驗(yàn)探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素．請(qǐng)你根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是(至少說出兩種可能)：________.【解析】(1)拉力對(duì)小車做的功W＝mg·s＝N.小車動(dòng)能的增量ΔEk＝eq\f(1,2)Mv2＝J.(2)①小車的質(zhì)量不是遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；②沒有平衡摩擦力；③操作錯(cuò)誤，實(shí)驗(yàn)時(shí)先放開小車，后接通電源．【答案】(1)(2)①小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；②沒有平衡摩擦力；③錯(cuò)誤操作：先放小車，后開電源三、計(jì)算題(共2小題，34分)11.(16分)在世界錦標(biāo)賽中，冰壺運(yùn)動(dòng)引起了人們的關(guān)注．冰壺在水平冰面上的一次滑行可簡化為如下過程：如圖6所示，運(yùn)動(dòng)員將靜止于O點(diǎn)的冰壺(視為質(zhì)點(diǎn))沿直線OO′推到A點(diǎn)放手，此后冰壺沿AO′滑行，最后停于C點(diǎn)．已知冰面與各冰壺間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，冰壺質(zhì)量為m，AC＝L，CO′＝r，重力加速度為g.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01360078】圖6(1)求冰壺在A點(diǎn)的速率；(2)若將BO′段冰面與冰壺間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小為μ，原只能滑到C點(diǎn)的冰壺能停于O′點(diǎn)，求A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的距離．【解析】(1)從A到C，由動(dòng)能定理有－μmgL＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)，得vA＝eq\r(2μgL).(2)從A到O′，由動(dòng)能定理有－μmgs－μmg(L＋r－s)＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)得s＝L－4r.【答案】(1)eq\r(2μgL)(2)L－4r12．(18分)如圖7所示，質(zhì)量為m的長木塊A靜止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放一質(zhì)量為m的滑塊B，已知木塊長為L，它與滑塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用水平向右的恒力F拉滑塊B.圖7(1)當(dāng)長木塊A的位移為多少時(shí)，B從A的右端滑出？(2)求上述過程中滑塊與木塊之間產(chǎn)生的內(nèi)能．【解析】(1)設(shè)B從A的右端滑出時(shí)，A的位移為l，A、B的速度分別為vA、vB，由動(dòng)能定理得μmgl＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)(F－μmg)·(l＋L)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)又由等時(shí)性可得eq