【同步備課】2020年高中物理人教版必修2-章末檢測卷-第7章機械能守恒定律6

章末檢測(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共9小題，每小題7分，共63分)1．如圖1所示，在水平的船板上有一人拉著固定在岸邊樹上的繩子，用力使船向前移動．關(guān)于力對船做功的下列說法中正確的是()．圖1A．繩的拉力對船做了功B．人對繩的拉力對船做了功C．樹對繩子的拉力對船做了功D．人對船的靜摩擦力對船做了功解析繩的拉力、人對繩的拉力和樹對繩子的拉力都并沒有作用于船，沒有對船做功．只有人對船的靜摩擦力作用于船，且船發(fā)生了位移，故對船做了功，且做正功．設(shè)想一下若船板光滑，人與船之間無摩擦力，則人拉繩時，人前進了，船則在原處不動，沒有力對船做功．答案D2．某同學身高1.8m，在運動會上他參與跳高競賽，起跳后身體橫著越過了1.8m高的橫桿．據(jù)此可估算出他起跳時豎直向上的速度大約為(g取10m()．A．2m/s B．4m/s C．6m/s D．8m/s解析將運動員視為豎直上拋物體，整個過程機械能守恒，取地面為參考平面，最高點速度為零，則Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，得eq\f(1,2)mv02＋mgh1＝mgh2其中h1為起跳時人重心的高度，即h1＝0.9m.代入數(shù)據(jù)得起跳速度v0＝eq\r(2g（h2－h(huán)1）)＝eq\r(2×10×（1.8－0.9）)m/s≈4.2m/s.答案B3．一個質(zhì)量為m的物體自傾角為θ的光滑斜面頂端由靜止開頭滑下，它在滑下一段距離L時的動能為()．A．mgLtanθ B．mgLsinθC.eq\f(mgL,cosθ) D．mgLcotθ解析物體在光滑斜面上由靜止開頭滑下，只有重力做功，由動能定理得：mgLsinθ＝eq\f(1,2)mv2－0，所以物體在滑下一段距離L時的動能為mgLsinθ，正確選項為B.答案B4．質(zhì)量為m的物體，從靜止開頭以2g的加速度豎直向下運動h()．A．物體的重力勢能削減2mghB．物體的機械能保持不變C．物體的動能增加2mghD．物體的機械能增加mgh解析因重力做了mgh的功，由重力做功與重力勢能變化關(guān)系可知重力勢能削減mgh，合力做功為2mgh，由動能定理可知動能增加2mgh，除重力之外的力做功mgh，所以機械能增加mgh，A、B錯，C、D對．答案CD5．如圖2所示，地面上豎直放一根輕彈簧，其下端和地面固定連接，一物體從彈簧正上方距彈簧肯定高度處自由下落，則()．圖2A．物體和彈簧接觸時，物體的動能最大B．接觸彈簧以后，物體動能和彈簧彈性勢能的和不斷增加C．接觸彈簧以后，物體的動能和彈性勢能的和先增加后削減D．物體在反彈階段動能始終增加，直到物體脫離彈簧為止解析本題考查動能與重力勢能、彈性勢能的轉(zhuǎn)化關(guān)系．物體在下落過程中，只有重力和彈簧彈力做功，系統(tǒng)機械能是守恒的；物體和彈簧接觸后，受重力和向上的彈力作用，物體下落階段，先是重力大于彈力，然后是彈力大于重力，故物體先加速后減速，動能先增加后削減．同理，物體在反彈階段，動能先增加后削減．物體在整個運動過程中，先下落后上升，物體的重力勢能先削減后增加，由于總機械能守恒，所以物體的動能和彈簧的彈性勢能的和先增加后削減，故C項正確．答案C6．物體做自由落體運動，Ek代表動能，Ep代表勢能，h代表下落的距離，v代表下落的速度以水平地面為零勢能面，如圖所示的圖象中，能正確反映各物理量之間關(guān)系的是()．解析設(shè)物體的質(zhì)量為m，初態(tài)勢能為E0，則有Ep＝E0－eq\f(1,2)mg2t2＝E0－eq\f(1,2)mv2＝E0－Ek＝E0－mgh，綜上可知只有B對．答案B7．在某田賽訓練基地運動員在艱苦地訓練，設(shè)某運動員臂長為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(m（gL＋v02）,2) B．mgL＋eq\f(1,2)mv02C.eq\f(1,2)mv02 D．mgL＋mv02解析設(shè)運動員對鉛球做功為W，由動能定理W－mgLsin30°＝eq\f(1,2)mv02，所以W＝eq\f(1,2)mgL＋eq\f(1,2)mv02.答案A8．如圖3所示，質(zhì)量為m的物體從h高處由靜止滑下，至水平面上A點靜止；若使物體由A點沿原路徑返回C點，則外力至少做功為()．圖3A．mgh B．2mghC．3mgh D．不能確定解析設(shè)下滑過程摩擦力做的功為Wf，由動能定理知，下滑時mgh－Wf＝0，向上運動時W－mgh－Wf＝0；則W＝2mgh，B正確．答案B9．半徑為R的圓桶固定在小車上，有一光滑小球靜止在圓桶的最低點，如圖4所示．小車以速度v向右勻速運動，當小車遇到障礙物突然停止時，小球在圓桶中上升的高度不行能的是()．圖4A．等于eq\f(v2,2g) B．大于eq\f(v2,2g)C．小于eq\f(v2,2g) D．等于2R解析小球沿圓桶上滑機械能守恒，由機械能守恒分析知A、C、D是可能的．答案B二、非選擇題(本題共3小題，共37分)10．(1)(4分)在“探究功與速度變化的關(guān)系”的試驗中，得到的紙帶如圖5所示，小車的運動狀況可描述為：A、B之間為________運動；C、D之間為________運動，應(yīng)選________來計算小車的速度v.圖5(2)(8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6(乙)所示．圖6(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.圖6①上述物理量假如在試驗誤差允許的范圍內(nèi)滿足關(guān)系式________，即驗證了重物下落過程中機械能是守恒的．②假如發(fā)覺圖6(乙)中OA距離大約是4mm假如消滅這種狀況，上述的各物理量間滿足的關(guān)系式可能是________．答案(1)加速勻速直線CD段(2)①gl＝eq\f(s2,8T2)②先釋放紙帶，后接通電源gl<eq\f(s2,8T2)11．(11分)如圖7所示，在高度h＝0.8m的水平光滑桌面上，有一輕彈簧左端固定，質(zhì)量為m＝1kg的小球在外力作用下使彈簧處于壓縮狀態(tài)．由靜止釋放小球，將小球水平彈出，小球離開彈簧時的速度為v1＝圖7(1)彈簧的彈力對小球所做的功為多少？(2)小球落地時速度v2的大?。?g取10m/s2解析(1)依據(jù)動能定理，彈簧的彈力對小球所做的功等于小球增加的動能：W＝eq\f(1,2)mv12＝eq\f(1,2)×1×32J＝4.5J(2)由動能定理得：mgh＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12代入數(shù)據(jù)解得：v2＝5m答案(1)4.5J(2)5m12．(14分)如圖8所示，光滑斜軌和光滑圓軌相連，固定在同一豎直面內(nèi)，圓軌的半徑為R，一個小球(可視為質(zhì)點)，從離水平面高h處由靜止自由下滑，由斜軌進入圓軌．求：圖8(1)為了使小球在圓軌內(nèi)運動的過程中始終不脫離圓軌，h應(yīng)至少多高？(2)若小球到達圓軌最高點時圓軌對小球的壓力大小恰好等于它自身重力大小，那么小球開頭下滑時的h是多大？解析(1)小球剛好不脫離圓軌，在最高點由牛頓其次定律得：mg＝meq\f(v2,R) ①小球由斜軌至圓軌最高點過程，由動能定理得：mg(h－2R)＝eq\f(1,2)mv2 ②聯(lián)立①②解得：h＝eq\f(5,2)R故h≥eq\f(5,2)R時小球在圓軌內(nèi)運動的過程中始終不脫離圓軌，高度至少為eq