【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2020-2021學(xué)年高中物理對點(diǎn)練習(xí)：7章-機(jī)械能守恒定律-章末檢測(人教版必修2)

章末檢測(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(共6小題，每小題4分，共24分)1．若物體在運(yùn)動過程中受到的合外力不為零，則 ()A．物體的動能不行能總是不變的B．物體的加速度肯定變化C．物體的速度方向肯定變化D．物體所受合外力做的功可能為零答案D解析物體做勻速圓周運(yùn)動時(shí)合外力不為零，但合外力做的功為零，動能不變，A錯(cuò)，D對；合外力不為零，物體的加速度肯定不為零，是否變化不能斷定，B錯(cuò)；合外力不為零，物體的速度方向可能變化，也可能不變，C錯(cuò)．2．一個(gè)人站在陽臺上，從陽臺邊緣以相同的速率v0分別把三個(gè)質(zhì)量相同的球豎直上拋、豎直下拋、水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則三球落地時(shí)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D3.圖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與斜面體保持相對靜止．在前進(jìn)的水平位移為l的過程中，斜面體對P做功為 ()圖1A．Fl B.eq\f(1,2)mgsinθ·lC．mgcosθ·l D．mgtanθ·l答案D解析斜面對P的作用力垂直于斜面，其豎直重量為mg，所以水平重量為mgtanθ，做功為水平重量的力乘以水平位移．4．一小石子從高為10m處自由下落，不計(jì)空氣阻力，經(jīng)一段時(shí)間后小石子的動能恰等于它的重力勢能(以地面為參考平面)，g＝10m/s2，則該時(shí)刻小石子的速度大小為 ()A．5m/s B．10m/sC．15m/s D．20m/s答案B解析設(shè)小石子的動能等于它的重力勢能時(shí)速度為v，依據(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．5．質(zhì)量為2t的汽車，發(fā)動機(jī)的牽引力功率為30kW，在水平大路上，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答案A解析當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時(shí)，即為牽引力等于阻力時(shí)，則有P＝Fv＝Ffvm，F(xiàn)f＝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－Ff,m)＝eq\f(3×103－2×103,2×103)m/s2＝0.5m/s2.6.圖2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)動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開頭勻加速下滑，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2A．運(yùn)動員削減的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B．運(yùn)動員獲得的動能為eq\f(1,3)mghC．運(yùn)動員克服摩擦力做功為eq\f(2,3)mghD．下滑過程中系統(tǒng)削減的機(jī)械能為eq\f(1,3)mgh答案D解析運(yùn)動員的加速度為eq\f(1,3)g，沿斜面：eq\f(1,2)mg－Ff＝m·eq\f(1,3)g，F(xiàn)f＝eq\f(1,6)mg，WFf＝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．二、不定項(xiàng)選擇題(共4小題，每小題5分，共20分)7．下列說法正確的是 ()A．物體的機(jī)械能守恒，肯定只受重力和彈簧彈力作用B．物體處于平衡狀態(tài)時(shí)機(jī)械能肯定守恒C．物體的動能和重力勢能之和增大時(shí)，必定有重力以外的其他力對物體做了功D．物體的動能和重力勢能在相互轉(zhuǎn)化過程中，肯定通過重力做功來實(shí)現(xiàn)答案CD解析物體的機(jī)械能守恒時(shí)，肯定只有重力和彈簧的彈力做功，但不肯定只受重力和彈簧彈力的作用．8.圖3質(zhì)量為m1、m2的兩物體，靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的人站在m1上用恒力F拉繩子，經(jīng)過一段時(shí)間后，兩物體的速度大小分別為v1和v2，位移分別為s1和s2，如圖3所示．則這段時(shí)間內(nèi)此人所做的功的大小等于 ()圖3A．Fs2B．F(s1＋s2)C.eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)＋eq\f(1,2)(m＋m1)veq\o\al(2,1)D.eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)答案BC解析人做的功等于繩子對m1、m2做的功之和，即W＝Fs1＋Fs2＝F(s1＋s2)，A錯(cuò)，B對；依據(jù)動能定理知，人做的功等于m1、m2、m動能的增加量，所以W＝eq\f(1,2)(m1＋m)veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)，C對，D錯(cuò)．9.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4所示，以下說法中正確的是 ()圖4A．重力對物體做功的功率為mgvsinθ圖4B．重力對物體做功的功率為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答案AC解析物體沿斜面勻速下滑，說明沿斜面方向的摩擦力Ff＝mgsinθ，依據(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，B錯(cuò)；物體克服摩擦力做功的功率PFf＝Ff·v＝mgvsinθ，C對，D錯(cuò)．圖510．(2022·山東高考)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處安裝肯定滑輪．質(zhì)量分別為M、m(M>m)的滑塊，通過不行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(yùn)動．若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動的過程中 ()圖5A．兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)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(jī)械能的增加D．兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功答案CD解析對于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(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)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(shù)和，依據(jù)動能定理可知，M動能的增加等于合外力做的功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對于m，只有其重力和輕繩拉力做了功，依據(jù)功能關(guān)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(jī)械能的增加量，選項(xiàng)C正確；對于M和m組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)輕繩上彈力做功的代數(shù)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，依據(jù)功能關(guān)系得，M的摩擦力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失量，選項(xiàng)D正確．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(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＝0.02s.圖6(1)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)覺圖乙中OA距離大約是4mm，則消滅這種狀況的緣由可能是________________________，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)gl＝eq\f(s2,8T2)(2)先釋放紙帶，后接通電源gl<eq\f(s2,8T2)12．(6分)(2022·陜西名校聯(lián)考)某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動能轉(zhuǎn)變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下試驗(yàn)，他的操作步驟是：圖7①擺好試驗(yàn)裝置如圖7.②將質(zhì)量為200g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器四周，并按住小車．③在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他選擇了一個(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)試驗(yàn)得到的紙帶中取出較為滿足的一條，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40.0cm.②打下第N點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.00m/s.該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)作小車所受的拉力，算出拉力對小車做的功為________J，小車動能的增量為________J.(2)此次試驗(yàn)探究結(jié)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，明顯，在試驗(yàn)探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素．請你依據(jù)該同學(xué)的試驗(yàn)操作過程掛念分析一下，造成較大誤差的主要緣由是(至少說出兩種可能)：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案(1)0.1960.1(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，后開電源四、計(jì)算題(共4小題，共44分)13．(10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(shè)碰撞時(shí)沒有動能的損失，且小球在運(yùn)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)小球從開頭到停止運(yùn)動的過程中運(yùn)動的總路程．答案(1)eq\f(1,7)(2)14m解析設(shè)小球的質(zhì)量為m，所受阻力大小為Ff.(1)小球從h處釋放時(shí)速度為零，與地面碰撞反彈到eq\f(3,4)h時(shí)，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(shè)小球運(yùn)動的總路程為s，且最終小球靜止在地面上，對于整個(gè)過程，由動能定理得mgh－Ffs＝0s＝eq\f(mg,Ff)h＝7×2m＝14m圖814．(10分)如圖8所示，質(zhì)量M＝2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m＝1kg的小球通過長L＝0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動，開頭輕桿處于水平狀態(tài)．現(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度v0＝4m/s，g取10m/s2.若鎖定滑塊，試求小球通過最高點(diǎn)P時(shí)對輕桿的作用力的大小和方向．圖8答案2N，豎直向上解析設(shè)小球能通過最高點(diǎn)，且此時(shí)的速度為v1.在上升過程中，因只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒．選M所在水平面為參考平面，則eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋mgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0) ①v1＝eq\r(6)m/s ②設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，輕桿對小球的作用力為F，方向向下，則F＋mg＝meq\f(veq\o\al(2,1),L)③由②③式，得F＝2N ④由牛頓第三定律可知，小球?qū)p桿的作用力大小為2N，方向豎直向上．15．(12分)一列車的質(zhì)量是5.0×105kg，在平直的軌道上以額定功率3000kW加速行駛，當(dāng)速度由10m/s加速到所能達(dá)到的最大速率30m/s時(shí)，共用了2min，則在這段時(shí)間內(nèi)列車前進(jìn)的距離是多少？答案1.6km解析設(shè)列車在2min內(nèi)前進(jìn)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(shí)，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(shù)據(jù)求得l＝1.6km16．(12分)圖9如圖9所示，豎直面內(nèi)的曲線軌道AB的最低點(diǎn)B的切線沿水平方向，且與一位于同一豎直面內(nèi)、半徑R＝0.40m的光滑圓形軌道平滑連接．現(xiàn)有一質(zhì)量m＝0.10kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從位于軌道上的A點(diǎn)由靜止開頭滑下，滑塊經(jīng)B點(diǎn)后恰好能通過圓形軌道的最高點(diǎn)C.已知A點(diǎn)到B點(diǎn)的高度h＝1.5m，重力加速度g＝10m/s2，空氣阻力可忽視不計(jì)，求：圖9(1)滑塊通過圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大?。?2)滑塊從A點(diǎn)滑至B點(diǎn)的過程中，克服摩擦阻力所做的功．答案(1)6.0N(2)0.50J解析(1)因滑塊恰能通過C點(diǎn)，對滑塊在C點(diǎn)，依據(jù)牛頓其次定律有：mg＝eq\f(mveq\o\al(2,C),R)，解得：vC＝eq\r(gR)＝2.0m/s對于滑塊從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程，選B點(diǎn)所在