2012017學(xué)年高中物理人教版必修2機(jī)械能守恒定律章末檢測卷版含解析正式版

章末檢測卷三（時間：90分鐘滿分：100分）一、單項(xiàng)選擇題（本題共8小題，每小題4分.在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求）如圖1所示，人站在電動扶梯的水平臺階上，假定人與扶梯一起沿斜面加速上升，在這個過程中，人腳所受的靜摩擦力 （）A.等于零，對人不做功B.水平向左，對人做負(fù)功C.水平向右，對人做正功D.沿斜面向上，對人做正功答案C解析人向右上方加速，則摩擦力水平向右，對人做正功.某運(yùn)動員臂長為L,將質(zhì)量為m的鉛球推出，鉛球出手時的速度大小為 v。，方向與水平方向成30°角，則該運(yùn)動員對鉛球所做的功是 （）++L

(9

[m12B.mgL+?mvo12C^mvo2D.mgL+mvo答案A一12112解析設(shè)運(yùn)動員對鉛球做功為W,由動能定理得W—mgLsin30°=imvo,所以W=2mgL+1mvo.如圖2是“神舟”系列航天飛船返回艙返回地面的示意圖，假定其過程可簡化為打開降落傘一段時間后，整個裝置勻速下降，為確保安全著陸，需點(diǎn)燃返回艙的緩沖火箭，在火箭噴氣過程中返回艙做減速直線運(yùn)動，則 （）

A?火箭開始噴氣瞬間傘繩對返回艙的拉力變小B?返回艙在噴氣過程中減速的主要原因是空氣阻力C?返回艙在噴氣過程中所受合外力可能做正功D.返回艙在噴氣過程中處于失重狀態(tài)答案A解析由整體法、隔離法結(jié)合牛頓第二定律，可知A解析由整體法、隔離法結(jié)合牛頓第二定律，可知A正確，B錯；由動能定理可知C錯；因返回艙具有豎直向上的加速度，因此處于超重狀態(tài),D錯.4回艙具有豎直向上的加速度，因此處于超重狀態(tài),D錯.4.汽車的額定功率為90kW，路面的阻力恒為汽車行駛的最大速度為 v.則（）2vA.如果阻力恒為2F,汽車的最大速度為22vB.如果汽車牽引力為原來的二倍，汽車的最大速度為1C.如果汽車的牽引力變?yōu)樵瓉淼?汽車的額定功率就變?yōu)?45kWD.如果汽車做勻速直線運(yùn)動，汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率就是 90kW答案A解析汽車速度達(dá)到最大時，做勻速運(yùn)動，此時汽車的牽引力等于阻力，根據(jù) P=FfV，當(dāng)阻力加倍時，最大速度減半，選項(xiàng) A正確；牽引力加倍，只要阻力不變，最大速度也不變，選項(xiàng)B錯誤；汽車的額定功率是不變的，選項(xiàng) C錯誤；汽車可以以某一恒定功率做勻速運(yùn)動，不一定以額定功率，選項(xiàng)D錯誤.5.一個人站在陽臺上，從陽臺邊緣以相同的速率 vo分別把三個質(zhì)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.一樣大答案D解析由動能定理得mgh=Ek—1mvo.Ek=mgh+2mvo,D正確.6.汽車關(guān)閉發(fā)動機(jī)后恰能沿斜坡勻速下滑，在這個過程中 （）A.汽車的機(jī)械能守恒B.汽車的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化C?機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量守恒D.機(jī)械能和內(nèi)能之間沒有轉(zhuǎn)化答案C解析汽車關(guān)閉發(fā)動機(jī)后，勻速下滑，重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡，摩擦力做功，汽車摩擦生熱，溫度升高，有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減少，但總能量守恒?因此，選項(xiàng)C正確，其他選項(xiàng)均錯.7?如圖3所示，質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）以某一初速度由底端沖上傾角為30。的固定斜面，上升的最大高度為h,其加速度大小為g,在這個過程中有關(guān)該物體的說法中正確的是（）A.重力勢能增加了mghB.動能損失了mgh1C.動能損失了2mgh1D.機(jī)械能損失了2mgh答案A解析物體重力勢能的增加量等于克服重力做的功，選項(xiàng) A正確；物體的合力做的功等于動能的減少量^Ek=max=ma?h亍2mgh,選項(xiàng)B、C錯誤；物體機(jī)械能的損失量等于克服摩擦sin3011力做的功，因mgsin30+Ff=ma,所以Ff=2mg，故物體克服摩擦力做的功為 Ffx'=?mg2h=mgh，選項(xiàng)D錯誤.&質(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為 R的圓周運(yùn)動，如圖4所示，運(yùn)動過程中小球受到空氣阻力的作用.設(shè)某一時刻小球通過軌道的最低點(diǎn)，此時繩子所受拉力為7mg,此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動， 經(jīng)過半個圓周恰能通過最高點(diǎn)， 則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為（）mgRC.2D.mgR答案C解析在最低點(diǎn)有7mg—mg解析在最低點(diǎn)有7mg—mg=罟，在最高點(diǎn)有Rmv2mg=R11由最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程，根據(jù)動能定理得一 2mgR—Wf=imv2—qmv?1由以上三個方程解得Wf=imgR,故C正確.二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)9.如圖5所示，某人坐在滑沙板上從沙坡斜面的頂端由靜止沿直線下滑到斜面底端時速度為2vo,設(shè)人下滑時所受阻力恒定不變，沙坡長度為 L,斜面傾角為a,人的質(zhì)量為m,滑沙板質(zhì)量不計，重力加速度為g.則()圖5A.若人在斜面頂端被其他人推了一把， 沿斜面以vo的初速度下滑，則人到達(dá)斜面底端時的速度大小為3voB.若人在斜面頂端被其他人推了一把， 沿斜面以vo的初速度下滑，則人到達(dá)斜面底端時的速度大小為.5vo2C.人沿沙坡下滑時所受阻力 Ff=mgsina—2°^D.人在下滑過程中重力功率的最大值為 2mgvo答案BC解析對人進(jìn)行受力分析，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律有 (2v。)2—0=2aL,v2—v2=2aL,可解得V1=i5vo,所以選項(xiàng)A錯誤，B正確；根據(jù)動能定理有 mgLsina—FfL=1m(2vo)2,可解得Ff2=mgsina—2晉，選項(xiàng)C正確；重力功率的最大值為 Pm=2mgv°sina,選項(xiàng)D錯誤.10.如圖6所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上， 另一端與置于水平面上的質(zhì)量為m的物體接觸(未連接)，彈簧水平且無形變.用水平力 F緩慢推動物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了Xo,此時物體靜止.撤去F后，物體開始向左運(yùn)動，運(yùn)動的最大距離為 4xo.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為仏重力加速度為g.則()A~~￡

A.撤去F后，物體先做勻加速運(yùn)動，再做勻減速運(yùn)動B.撤去F后，物體剛運(yùn)動時的加速度為 —―進(jìn)WWf=3mgxo—x)=3D?物體開始向左運(yùn)動到速度最大的過程中克服摩擦力做的功為答案BD解析撤去F后，在物體離開彈簧的過程中，彈簧彈力是變力，物體先做變加速運(yùn)動，離開彈簧之后做勻減速運(yùn)動，故A錯；剛開始時，由kxo-卩m扌ma可知B正確；離開彈簧之后做勻減速運(yùn)動，減速時間滿足3xo=lait2,ai=則t=“，6X°,c錯；速度最大時合力為零，此2 V^g時彈簧彈力F=卩mg=kx,x=^mg所以物體開始向左運(yùn)動到速度最大的過程中克服摩擦力做k的功為11?如圖所示，A、B、C、D四圖中的小球以及小球所在的左側(cè)斜面完全相同，現(xiàn)從同一高度h處由靜止釋放小球，使之進(jìn)入右側(cè)不同的豎直軌道：除去底部一小圓弧， A圖中的軌道是一段斜面，高度大于h;B圖中的軌道與A圖中軌道相比只是短了一些，且斜面高度小于 h;C圖中的軌道是一個內(nèi)徑略大于小球直徑的管道，其上部為直管，下部為圓弧形，與斜面相連,管的高度大于h;D圖中的軌道是個半圓形軌道，其直徑等于 h?如果不計任何摩擦阻力和拐彎處的能量損失，小球進(jìn)入右側(cè)軌道后能到達(dá)h處的能量損失，小球進(jìn)入右側(cè)軌道后能到達(dá)h高度的是（）答案AC解析小球在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒， A、C圖中小球不能脫離軌道，在最高點(diǎn)速度為零，因而可以達(dá)到h高度.但B、D圖中小球都會脫離軌道而做斜拋運(yùn)動，在最高點(diǎn)具有水平速度，所以在最高點(diǎn)的重力勢能要小于 mgh（以最低點(diǎn)為零勢能面）,即最高點(diǎn)的高度要小于h,選項(xiàng)A、C正確.12?如圖7所示，卷揚(yáng)機(jī)的繩索通過定滑輪用力 F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動.在移動過程中，下列說法正確的是 （）A?F對木箱做的功等于木箱增加的動能與木箱克服摩擦力所做的功之和B?F對木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C?木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢能D?F對木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能與木箱克服摩擦力做的功之和答案CD解析木箱加速上移的過程中，拉力 F做正功，重力和摩擦力做負(fù)功，支持力不做功，由動能定理得：12Wf_Wg—Wf=，mv—0.12即Wf=Wg+Wf+2mv2.A、B錯誤，D正確，又因木箱克服重力做功 Wg等于木箱重力勢能的增加量，故 C正確.三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共12分）13.（4分）圖8為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.現(xiàn)有的器材為帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點(diǎn)計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平?回答下列問題：（1）為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有 ?（填入正確選項(xiàng)前的字母）A.米尺B.秒表C?0?12V的直流電源D.0?12V的交流電源⑵實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有 .（寫出兩個原因）答案（1）AD（2）①紙帶與打點(diǎn)計時器之間有摩擦②用米尺測量紙帶上點(diǎn)的位置時讀數(shù)有誤差③計算勢能變化時，選取初末兩點(diǎn)距離過近④交流電頻率不穩(wěn)定解析打點(diǎn)計時器需接交流電源；需要用米尺測量紙帶上打出的點(diǎn)之間的距離?14.（8分）如圖9所示是某同學(xué)探究動能定理的實(shí)驗(yàn)裝置.已知重力加速度為 g,不計滑輪摩擦阻力，該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：將長木板傾斜放置，小車放在長木板上，長木板旁放置兩個光電門 A和B，砂桶通過滑輪與小車相連.調(diào)整長木板傾角，使得小車恰好能在細(xì)繩的拉力作用下勻速下滑，測得砂和砂桶的總質(zhì)量為m.某時刻剪斷細(xì)繩，小車由靜止開始加速運(yùn)動.測得擋光片通過光電門 A的時間為Ati，通過光電門B的時間為蟲2,擋光片寬度為d，小車質(zhì)量為M，兩個光電門A和B之間的距離為L.依據(jù)以上數(shù)據(jù)探究動能定理.(1)根據(jù)以上步驟，你認(rèn)為以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)過程的表述正確的是 .A.實(shí)驗(yàn)時，先接通光電門，后剪斷細(xì)繩B.實(shí)驗(yàn)時，小車加速運(yùn)動的合外力為 F=MgC.實(shí)驗(yàn)過程不需要測出斜面的傾角D.實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)滿足砂和砂桶的總質(zhì)量 m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M⑵小車經(jīng)過光電門A、B的瞬時速度為va= 、vB= .如果關(guān)系式 在誤差允許范圍內(nèi)成立，就驗(yàn)證了動能定理.答案(1)AC⑵鵲皿=2M(Ab2-2m(Ab2四、計算題(本題共4小題，共36分，解答應(yīng)寫出必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)(6分)用200N豎直向上的拉力將地面上一個質(zhì)量為 10kg的物體提起5m高的位移，空氣阻力不計，g取10m/s2，求：拉力對物體所做的功；物體被提高后具有的動能.答案(1)1000J(2)500J解析(1)W=Fx=200X5J=1000J⑵由動能定理得Ek=W—mgx=1000J—10X10X5J=500J(8分)在地面處，以30m/s的初速度豎直向上拋出一個球，不計空氣阻力，取地面為零勢能面.問：(g取10m/s2)(1)球距地面多高處，它的重力勢能是動能的 2倍？⑵若小球在運(yùn)動過程中，動能是重力勢能的 2倍時，它的速度大小為多少?答案(1)30m(2)24.5m/s解析⑴設(shè)距地面為h時，Ep=2Ek由機(jī)械能守恒定律知Ep+Ek=*mv 恒力F的大小.答案(1)3g(2)卩mgF警只解析⑴由牛頓第三定律知在C點(diǎn)，軌道對小球的彈力為Fn=2mg小球在C點(diǎn)時，受到重力和軌道對球向下的彈力，由牛頓第二定律得 Fn+mg=ma,解得a=3g.2⑵設(shè)小球在B、C兩點(diǎn)的速度分別為V1、v2,在C點(diǎn)由a=￥?得V2=,3gR.R從B到C過程中，由機(jī)械能守恒定律得1212?mv1=§mv2+mg2R.解得Vj=”拓7gR.從A到B過程中，由動能定理得匚 1 2 0Fs—mg=2mv〔一0.在地面h處物體的重力勢能Ep=mgh由以上三個方程解得h=30m12⑵設(shè)當(dāng)速度為v時，Ek=2Ep，Ek=qmv21由機(jī)械能守恒定律知Ek+Ep=~mv()以上三個方程式代數(shù)解得v~24.5m/s.(10分)如圖10所示，豎直平面內(nèi)半徑為 R的光滑半圓形軌道，與水平軌道 AB相連接,AB的長度為s?—質(zhì)量為m的小滑塊，在水平恒力F作用下由靜止開始從A向B運(yùn)動，小滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為卩，到B點(diǎn)時撤去力F,小滑塊沿圓軌道運(yùn)動到最高點(diǎn)C時對軌解得F=也mgF7mgR.(12分)如圖11所示，質(zhì)量為M=0.2kg的木塊放在水平臺面上， 水平臺面比水平地面高出h=0.2m，木塊距水平臺面的右端 L=1.7m.質(zhì)量為m=0.1M的子彈以vo=180m/s的速度水平射向木塊，當(dāng)子彈以v=90m/s的速度水平射出時，木塊的速度為 V1=9m/s(此過程作用時間極短，可認(rèn)為木塊的位移為零 )?若木塊落到水平地面時的落地點(diǎn)到水平臺面右端的水平距離為I=1.6m，求:(g取10m/s2)'2jl ■*.?_-I—41IT圖11TOC\o"1-5"\h\z木