高中物理人教版必修2練習：第七章機械能守恒定律章末檢測word版含解析

PAGE章末檢測[時間：90分鐘滿分：100分]一、單項選擇題(共6小題，每小題4分，共24分)1．若物體在運動過程中受到的合外力不為零，則()A．物體的動能不可能總是不變的B．物體的加速度一定變化C．物體的速度方向一定變化D．物體所受合外力做的功可能為零2．一個人站在陽臺上，從陽臺邊緣以相同的速率v0分別把三個質量相同的球豎直上拋、豎直下拋、水平拋出，不計空氣阻力，則三球落地時的動能()A．上拋球最大 B．下拋球最大C．平拋球最大 D．一樣大3．某運動員臂長為L，將質量為m的鉛球推出，鉛球出手時的速度大小為v0，方向與水平方向成30°角，則該運動員對鉛球所做的功是()A.eq\f(mgL＋v\o\al(2,0),2)B．mgL＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)C.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)D．mgL＋mveq\o\al(2,0)4．一小石子從高為10m處自由下落，不計空氣阻力，經一段時間后小石子的動能恰等于它的重力勢能(以地面為參考平面)，g＝10m/s2，則該時刻小石子的速度大小為()A．5m/s B．10m/sC．15m/s D．20m/s5．自由下落的物體，其動能與位移的關系如圖1所示．則圖中直線的斜率表示該物體的()圖1A．質量 B．機械能C．重力大小 D．重力加速度大小6．(2015·新課標全國Ⅰ·17)如圖2，一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平．一質量為m的質點自P點上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點進入軌道．質點滑到軌道最低點N時，對軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大?。肳表示質點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功．則()圖2A．W＝eq\f(1,2)mgR，質點恰好可以到達Q點B．W＞eq\f(1,2)mgR，質點不能到達Q點C．W＝eq\f(1,2)mgR，質點到達Q點后，繼續(xù)上升一段距離D．W＜eq\f(1,2)mgR，質點到達Q點后，繼續(xù)上升一段距離二、多項選擇題(共4小題，每小題6分，共24分)7．提高物體(例如汽車)運動速率的有效途徑是增大發(fā)動機的功率和減小阻力因數(設阻力與物體運動速率的平方成正比，即Ff＝kv2，k是阻力因數)．當發(fā)動機的額定功率為P0時，物體運動的最大速率為vm，如果要使物體運動的速率增大到2vm，則下列辦法可行的是()A．阻力因數不變，使發(fā)動機額定功率增大到4P0B．發(fā)動機額定功率不變，使阻力因數減小到eq\f(k,4)C．阻力因數不變，使發(fā)動機額定功率增大到8P0D．發(fā)動機額定功率不變，使阻力因數減小到eq\f(k,8)8.如圖3所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質量為m(包括雪具在內)的滑雪運動員從距底端高為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()圖3A．運動員減少的重力勢能全部轉化為動能B．運動員獲得的動能為eq\f(2,3)mghC．運動員克服摩擦力做功為eq\f(2,3)mghD．下滑過程中系統(tǒng)減少的機械能為eq\f(1,3)mgh9．如圖4所示，現有兩個完全相同的可視為質點的物體都從靜止開始運動，一個自由下落，一個沿光滑的固定斜面下滑，最終它們都到達同一水平面上，空氣阻力忽略不計，則()圖4A．重力做的功相等，重力做功的平均功率相等B．它們到達水平面上時的動能相等C．重力做功的瞬時功率相等D．它們的機械能都是守恒的10.如圖5所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪．質量分別為M、m(M>m)的滑塊，通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行．兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運動．若不計滑輪的質量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運動的過程中()圖5A．兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能守恒B．重力對M做的功等于M動能的增加C．輕繩對m做的功等于m機械能的增加D．兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能損失等于M克服摩擦力做的功三、填空題(共2小題，共12分)11．(6分)使用如圖6甲所示的裝置驗證機械能守恒定律，打出一條紙帶如圖乙所示．圖乙中O是打出的第一個點跡，A、B、C、D、E、F……是依次打出的點跡，量出OE間的距離為l，DF間的距離為s，已知打點計時器打點的周期是T＝0.02s.圖6(1)上述物理量如果在實驗誤差允許的范圍內滿足關系式________，即驗證了重物下落過程中機械能是守恒的．(2)如果發(fā)現圖乙中OA距離大約是4mm，則出現這種情況的原因可能是__________，如果出現這種情況，上述的各物理量間滿足的關系式可能是__________．12．(6分)某同學為探究“恒力做功與物體動能改變的關系”，設計了如下實驗，他的操作步驟是：圖7①擺好實驗裝置如圖7.②將質量為200g的小車拉到打點計時器附近，并按住小車．③在質量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個質量為50g的鉤碼掛在拉線P上．④釋放小車，打開打點計時器的電源，打出一條紙帶．(1)在多次重復實驗得到的紙帶中取出較為滿意的一條，經測量、計算，得到如下數據：第一個點到第N個點的距離為40.0cm；打下第N點時小車的速度大小為1.00m/s.該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力，算出拉力對小車做的功為________J，小車動能的增量為________J．(g＝9.8m/s2)(2)此次實驗探究結果，他沒能得到“恒力對物體做的功，等于物體動能的增量”，且誤差很大，顯然，在實驗探究過程中忽視了各種產生誤差的因素．請你根據該同學的實驗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)：________________________________________________________________________________________.四、計算題(共4小題，共40分)13．(8分)如圖8所示，在豎直平面內，兩個半徑R＝0.8m的eq\f(1,4)光滑圓弧軌道AB和CD與水平軌道BC平滑連接，BC長L＝1.5m．一小物體從A點由靜止釋放，沿軌道運動一段時間后，最終停在水平軌道上．小物體與水平軌道的動摩擦因數μ＝0.1.求：圖8(1)小物體第一次滑到B點時的速度大??；(2)小物體最終停在距B點多遠處？14．(8分)小球自h＝2m的高度由靜止釋放，與地面碰撞后反彈的高度為eq\f(3,4)h.設碰撞時沒有動能的損失，且小球在運動過程中受到的空氣阻力大小不變，求：(1)小球受到的空氣阻力是重力的多少倍？(2)小球從開始到停止運動的過程中運動的總路程．15．(12分)一列車的質量是5.0×105kg，在平直的軌道上以額定功率3000kW加速行駛，當速度由10m/s加速到所能達到的最大速率30m/s時，共用了2min，則在這段時間內列車前進的距離是多少？16．(12分)(2015·重慶理綜·8)同學們參照伽利略時期演示平拋運動的方法制作了如圖9所示的實驗裝置，圖中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板．M板上部有一半徑為R的eq\f(1,4)圓弧形的粗糙軌道，P為最高點，Q為最低點，Q點處的切線水平，距底板高為H.N板上固定有三個圓環(huán)．將質量為m的小球從P處靜止釋放，小球運動至Q飛出后無阻礙地通過各圓環(huán)中心，落到底板上距Q水平距離為L處，不考慮空氣阻力，重力加速度為g.求：圖9(1)距Q水平距離為eq\f(L,2)的圓環(huán)中心到底板的高度；(2)小球運動到Q點時速度的大小以及對軌道壓力的大小和方向；(3)摩擦力對小球做的功．

答案精析章末檢測1．D[物體做勻速圓周運動時合外力不為零，但合外力做的功為零，動能不變，A錯，D對；合外力不為零，物體的加速度一定不為零，是否變化不能斷定，B錯；合外力不為零，物體的速度方向可能變化，也可能不變，C錯．]2．D3．A[設運動員對鉛球做功為W，由動能定理得W－mgLsin30°＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，所以W＝eq\f(1,2)mgL＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).]4．B[設小石子的動能等于它的重力勢能時速度為v，根據機械能守恒定律得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．]5．C[自由下落的物體，只受重力，根據動能定理得：Ek＝mgh則圖中斜率k＝mg，故選C]6．C[根據動能定理得P點動能EkP＝mgR，經過N點時，由牛頓第二定律和向心力公式即FN－mgcosθ＝ma＝meq\f(v2,R)，根據左右對稱，在同一高度處，由于摩擦力做功導致在右邊圓形軌道中的速度變小，軌道彈力變小，滑動摩擦力Ff＝μFN變小，所以摩擦力做功變小，那么從N到Q，根據動能定理，Q點動能EkQ＝eq\f(3mgR,2)－mgR－W′＝eq\f(1,2)mgR－W′，由于W′＜eq\f(mgR,2)，所以Q點速度仍然沒有減小到0，會繼續(xù)向上運動一段距離，對照選項，C正確．]7．CD[據題意，P0＝Ffvm＝kveq\o\al(2,m)·vm＝kveq\o\al(3,m)，如果阻力因數不變，當物體運動的速率增大到2vm時，阻力為Ff1＝k(2vm)2，發(fā)動機的額定功率需要增大到P＝Ff1·2vm＝8P0，選項A錯誤，C正確；若發(fā)動機額定功率不變，要使物體運動的速率增大到2vm，阻力應為Ff2＝eq\f(P0,2vm)＝eq\f(kv\o\al(3,m),2vm)＝eq\f(kv\o\al(2,m),2)，則有eq\f(kv\o\al(2,m),2)＝k1(2vm)2，可得k1＝eq\f(k,8)，即應使阻力因數減小到eq\f(k,8)，選項B錯誤，D正確．]8．BD[運動員的加速度為eq\f(1,3)g，沿斜面：mgsin30°－Ff＝m·eq\f(1,3)g，Ff＝eq\f(1,6)mg，Wf＝eq\f(1,6)mg·2h＝eq\f(1,3)mgh，所以A、C項錯誤，D項正確；Ek＝mgh－eq\f(1,3)mgh＝eq\f(2,3)mgh，B項正確．]9．BD[兩物體從同一高度下落，根據機械能守恒定律知，它們到達水平面上時的動能相等，自由下落的物體先著地，重力做功的平均功率大，而著地時重力做功的瞬時功率等于重力與重力方向上的速度的乘積，故重力做功的瞬時功率不相等，選B、D.]10．CD[對于M和m組成的系統(tǒng)，除了重力、輕繩彈力做功外，摩擦力對M做了功，系統(tǒng)機械能不守恒，選項A錯誤；對于M，合外力做的功等于其重力、輕繩拉力及摩擦力做功的代數和，根據動能定理可知，M動能的增加等于合外力做的功，選項B錯誤；對于m，只有其重力和輕繩拉力做了功，根據功能關系可知，除了重力之外的其他力對物體做的正功等于物體機械能的增加量，選項C正確；對于M和m組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)內輕繩上彈力做功的代數和等于零，只有兩滑塊的重力和M受到的摩擦力對系統(tǒng)做了功，根據功能關系得，M的摩擦力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)機械能的損失量，選項D正確．]11．(1)gl＝eq\f(s2,8T2)(2)先釋放紙帶，后接通電源gl<eq\f(s2,8T2)12．(1)0.1960.1(2)①小車質量沒有遠大于鉤碼質量；②沒有平衡摩擦力13．(1)4m/s(2)1m解析(1)由機械能守恒定律得mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得vB＝4m/s(2)設小物體在水平軌道上運動的總路程為s，根據能量守恒mgR＝μmgs，解得s＝8m，s＝5L＋0.5m最終物體距B點的距離為L－0.5m＝1m.14．(1)eq\f(1,7)(2)14m解析設小球的質量為m，所受阻力大小為Ff.(1)小球從h處釋放時速度為零，與地面碰撞反彈到eq\f(3,4)h時，速度也為零，由動能定理得mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h－\f(3,4)h))－Ffeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h＋\f(3,4)h))＝0解得Ff＝eq\f(1,7)mg(2)設小球運動的總路程為s，且最后小球靜止在地面上，對于整個過程，由動能定理得mgh－Ffs＝0，s＝eq\f(mg,Ff)h＝7×2m＝14m15．1.6km解析設列車在2min內前進的距離為l，已知m＝5.0×105kg，P＝3000kW，v＝10m/s，v′＝30m/s，t＝2min，由于P＝Fv列車速度最大時，a＝0，所以阻力Ff＝F，則Ff＝eq\f(P,v′)＝eq\f(3×106,30)N＝1.0×105N牽引力做功W＝Pt＝3×106×60×2J＝3.6×108J由動能定理知W－Ffl＝eq\f(1,2)mv′2－eq\f(1,2)mv2代入數據求得l＝1.6km16．(1)eq\f(3,4)H(2)Leq\r(\f(g,2H))mg(1＋eq\f(L2,2HR))，方向豎直向下(3)mg(eq\f(L2,4H)－R)解析L＝v0t①eq\f(L,2)＝v0t1②H＝eq\f(