【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(jī)械能守恒定律6

章末檢測(時(shí)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(dòng)．關(guān)于力對(duì)船做功的下列說法中正確的是()．圖1A．繩的拉力對(duì)船做了功B．人對(duì)繩的拉力對(duì)船做了功C．樹對(duì)繩子的拉力對(duì)船做了功D．人對(duì)船的靜摩擦力對(duì)船做了功解析繩的拉力、人對(duì)繩的拉力和樹對(duì)繩子的拉力都并沒有作用于船，沒有對(duì)船做功．只有人對(duì)船的靜摩擦力作用于船，且船發(fā)生了位移，故對(duì)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(shí)，人前進(jìn)了，船則在原處不動(dòng)，沒有力對(duì)船做功．答案D2．某同學(xué)身高1.8m，在運(yùn)動(dòng)會(huì)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(shí)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(yùn)動(dòng)員視為豎直上拋物體，整個(gè)過程機(jī)械能守恒，取地面為參考平面，最高點(diǎn)速度為零，則Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，得eq\f(1,2)mv02＋mgh1＝mgh2其中h1為起跳時(shí)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(gè)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(shí)的動(dòng)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(dòng)能定理得：mgLsinθ＝eq\f(1,2)mv2－0，所以物體在滑下一段距離L時(shí)的動(dòng)能為mgLsinθ，正確選項(xiàng)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(yùn)動(dòng)h()．A．物體的重力勢(shì)能削減2mghB．物體的機(jī)械能保持不變C．物體的動(dòng)能增加2mghD．物體的機(jī)械能增加mgh解析因重力做了mgh的功，由重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系可知重力勢(shì)能削減mgh，合力做功為2mgh，由動(dòng)能定理可知?jiǎng)幽茉黾?mgh，除重力之外的力做功mgh，所以機(jī)械能增加mgh，A、B錯(cuò)，C、D對(duì)．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(shí)，物體的動(dòng)能最大B．接觸彈簧以后，物體動(dòng)能和彈簧彈性勢(shì)能的和不斷增加C．接觸彈簧以后，物體的動(dòng)能和彈性勢(shì)能的和先增加后削減D．物體在反彈階段動(dòng)能始終增加，直到物體脫離彈簧為止解析本題考查動(dòng)能與重力勢(shì)能、彈性勢(shì)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(jī)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(dòng)能先增加后削減．同理，物體在反彈階段，動(dòng)能先增加后削減．物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，先下落后上升，物體的重力勢(shì)能先削減后增加，由于總機(jī)械能守恒，所以物體的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能的和先增加后削減，故C項(xiàng)正確．答案C6．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，Ek代表動(dòng)能，Ep代表勢(shì)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(shì)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(shì)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(duì)．答案B7．在某田賽訓(xùn)練基地運(yùn)動(dòng)員在艱苦地訓(xùn)練，設(shè)某運(yùn)動(dòng)員臂長為L，將質(zhì)量為m的鉛球推出，鉛球出手時(shí)的速度大小為v0，方向與水平方向成30°角，則該運(yùn)動(dòng)員對(duì)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(yùn)動(dòng)員對(duì)鉛球做功為W，由動(dòng)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(diǎn)靜止；若使物體由A點(diǎn)沿原路徑返回C點(diǎn)，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(dòng)能定理知，下滑時(shí)mgh－Wf＝0，向上運(yùn)動(dòng)時(shí)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(diǎn)，如圖4所示．小車以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車遇到障礙物突然停止時(shí)，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(jī)械能守恒，由機(jī)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(yàn)中，得到的紙帶如圖5所示，小車的運(yùn)動(dòng)狀況可描述為：A、B之間為________運(yùn)動(dòng)；C、D之間為________運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選________來計(jì)算小車的速度v.圖5(2)(8分)使用如圖6(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6(乙)所示．圖6(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.圖6①上述物理量假如在試驗(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(shí)的速度為v1＝圖7(1)彈簧的彈力對(duì)小球所做的功為多少？(2)小球落地時(shí)速度v2的大小．(g取10m/s2解析(1)依據(jù)動(dòng)能定理，彈簧的彈力對(duì)小球所做的功等于小球增加的動(dòng)能：W＝eq\f(1,2)mv12＝eq\f(1,2)×1×32J＝4.5J(2)由動(dòng)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(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，從離水平面高h(yuǎn)處由靜止自由下滑，由斜軌進(jìn)入圓軌．求：圖8(1)為了使小球在圓軌內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中始終不脫離圓軌，h應(yīng)至少多高？(2)若小球到達(dá)圓軌最高點(diǎn)時(shí)圓軌對(duì)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(shí)的h是多大？解析(1)小球剛好不脫離圓軌，在最高點(diǎn)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(diǎn)過程，由動(dòng)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(shí)小球在圓軌內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中始終不脫離圓軌，高度至少為eq