高中物理第七章机械能守恒定律章末检测新人教版必修2.pdf

小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学机械能守恒定律时间：90 分钟分值：100 分第卷(选择题共 48 分)一、选择题(本题有 12 小题，每小题4 分，共 48 分其中110 题为单选题，1112 题为多选题)1若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则()A物体的动能不可能总是不变的B物体的加速度一定变化C物体的速度方向一定变化D物体所受合外力做的功可能为零【解析】物体做匀速圆周运动时合外力不为零，但合外力做的功为零，动能不变，A错，D对；合外力不为零，物体的加速度一定不为零，是否变化不能断定，B错；合外力不为零，物体的速度方向可能变化，也可能不变，C错【答案】D 2高台滑雪运动员腾空跃下，如果不考虑空气阻力，则下落过程中该运动员机械能的转换关系是()A动能减少，重力势能减少B动能减少，重力势能增加C动能增加，重力势能减少D动能增加，重力势能增加【解析】下落过程高度减小，重力势能减少，转化成动能使动能增加【答案】C 3汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动的一小段时间内保持匀加速直线运动，则()A不断增大牵引力功率B不断减小牵引力功率C保持牵引力功率不变D不能判断牵引力功率如何变化【解析】汽车做匀加速运动，牵引力FmaFf不变，根据PFv知，汽车的功率不断增大，A项正确【答案】A 4如图所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为 的斜面体上，同时用力F向右推斜面体，使P与斜面体保持相对静止在前进的水平位移为l的过程中，斜面体对P做功为()AFl B.12mgsin lCmgcosl D mgtan l【解析】斜面对P的作用力垂直于斜面，其竖直分量为mg，所以水平分量为mgtan，做功为水平分量的力乘以水平位移【答案】D 小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学5如图所示，小球m分别从A点和B点无初速度地释放，则经过最低点C时，小球的速率之比v1v2为(空气阻力不计)()A：2 B.2：1 C：1 D：2【解析】设球经C点时的速度为v，绳长为l.根据动能定理有mgh12mv20，故v2gh.所以v12ghAC2gl，v22ghBC2glgl，v1：v22：1，B正确【答案】B 6.德国的设计师推出了一款很有创意的球形相机，它可以让人以不同的视角进行拍摄，得到平时无法得到的有趣照片这款球形相机名为“抛掷式全景球形相机”来自德国柏林的5 位设计师采用了36 个手机用的摄像头并将其集成入一个球体内，质量却只有0.2 kg，当你将它高高抛起，它便能记录下从你头顶上空拍摄的图象整个过程非常简单，你只需进行设定，让相机球在飞到最高位置时自动拍摄即可假设你从手中竖直向上抛出球形相机，到达离抛出点10 m 处进行全景拍摄，若忽略空气阻力的影响，g取 10 m/s2，则你在抛出过程中对相机做的功为()A10 J B 20 J C40 J D 200 J【解析】手抛相机时对相机做的功等于相机获得的动能，而在相机上升到最高点的过程中，这些动能全部转化为相机的重力势能，故手对相机做的功Wmgh0.2 1010 J20 J.【答案】B 7.如图所示，在外力作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线从图中可以判断()A在 0t1时间内，外力做正功B在 0t1时间内，外力的功率逐渐增大C在t2时刻，外力的功率最大D在 0t3时间内，外力做的总功为负功【解析】在 0t1时间内，速度增大，由动能定理得，选项A正确；由PFv可知，在t0 及tt2时刻，外力做功为零，vt图象中的图线的斜率代表加速度，t1时刻a 0，则F 0，外力的功率为0，选项 B、C均错；在t1t3时间内，动能改变量为零，由动能定理得总功为正功，D错误【答案】A 8.小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学如图所示是健身用的“跑步机”示意图质量为m的运动员踩在与水平面成 角的静止皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为Ff，使皮带以速度v匀速向后运动，则在运动过程中，下列说法中正确的是()A运动员的脚对皮带的摩擦力是皮带运动的阻力B运动员对皮带不做功C运动员对皮带做功的功率为mgvD运动员对皮带做功的功率为Ffv【解析】运动员的脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力，A错误；皮带运动，是因为运动员对皮带做了功，B错误；运动员对皮带做功的功率是摩擦力的功率，为Ffv，C错误，D正确【答案】D 9.如图所示，利用倾角为 的传送带把一个质量为m的木箱匀速传送L距离，这时木箱升高h，木箱和传送带始终保持相对静止关于此过程，下列说法正确的是()A木箱克服摩擦力做功mghB摩擦力对木箱做功为零C摩擦力对木箱做功为mgLcos，其中 为动摩擦因数D摩擦力对木箱做功为mgh【解析】木箱和皮带间的摩擦力为静摩擦力，对木箱做正功，木箱匀速运动，根据功能原理，摩擦力对木箱做的功等于木箱克服重力做的功mgh，D选项正确【答案】D 10.(2015福建卷)如图，在竖直平面内，滑道ABC关于B点对称，且A、B、C三点在同一水平线上若小滑块第一次由A滑到C，所用的时间为t1，第二次由C滑到A，所用的时间为t2，小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则()At1t2 B t1t2Ct1t2 D 无法比较t1、t2的大小【解析】在AB段，由牛顿第二定律得：mgFmv2R，滑块受到的支持力：Fmgmv2R，则速度v越大，滑块受支持力F越小，摩擦力fF就越小，在BC段，由牛顿第二定律得：Fmgmv2R，滑块受到的支持力：Fmgmv2R，则速度v越大，滑块受支持力F越大，摩擦力f就越大，由题意知从A运动到C相比从C到A，在AB段速度较大，在BC段速度较小，所以从A到C运动过程受摩擦力较小，用时短，故A正确，BCD错误；故选A.【答案】A 11(2015浙江卷)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器，舰载机总质量为 3.0 104kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0 105N，弹射器有效作用长度为100 m，推力恒定要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则()A弹射器的推力大小为1.1 106 N B弹射器对舰载机所做的功为1.1 108 J C弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8 107 W D舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学【解析】由速度和位移公式可得，v22as，解得a32 m/s2；由牛顿第二定律可知：FF发 0.2(FF发)ma；解得：F1.1 106 N，故 AD正确；弹射器对舰载机所做的功WFs11.1106N1001.1 108J，故 B正确；作用时间tva80322.5 s；平均功率P1.1 1082.54.4 107 W；故 C错误；故选ABD.【答案】ABD 12.质量为m1、m2的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为v1和v2，位移分别为s1和s2，如图所示 则这段时间内此人所做的功的大小等于()AFs2BF(s1s2)C.12m2v2212(mm1)v21D.12m2v22【解析】人做的功等于绳子对m1、m2做的功之和，即WFs1Fs2F(s1s2)，A错，B对；根据动能定理知，人做的功等于m1、m2、m动能的增加量，所以W12(m1m)v2112m2v22，C对，D错【答案】BC 第卷(非选择题共 52 分)二、实验题(本题有 2 小题，共 15 分，请将答案写在题中的横线上)13(5 分)如图甲所示，是某同学验证动能定理的实验装置其步骤如下：a易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑b取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m及小车质量M.c取下细绳和易拉罐后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O为打下的第一点已知打点计时器的打点频率为f，重力加速度为g.(1)步骤c中小车所受的合外力为_(2)为验证从OC过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为x0，OC间距离为x1，则C点的速度为 _需要验证的关系式为_(用所测物理量的符号表示)【解析】(1)F合Mgsin mg.(2)vcx02Tx021fx0f2，由机械能守恒定律或动能定理有：12Mv2cMgx1sin，小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学整理可得Mx20f28mgx1.【答案】(1)mg(2)x0f2mgx1Mx20f2814(10 分)某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切)，B是质量为m的滑块(可视为质点)第一次实验，如图(a)所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；第二次实验，如图(b)所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P 间的水平距离x2.(1)在第二次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为_(用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g)(2)(多选)通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数，下列能引起实验误差的是()Ah的测量 B H的测量CL的测量 D x2的测量(3)若实验中测得h 15 cm、H25 cm、x130 cm、L10 cm、x220 cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数_.【解析】(1)由平抛运动知：设滑块在滑槽末端时的速度大小为v1，由水平方向的匀速直线运动x1v1t，由竖直方向的自由落体运动H12gt2，解得v1x1g2H.(2)同理滑块第一次测在滑槽末端时的速度大小为v1x1g2H，第二次在桌面右端M点的速度大小v2x2g2H，物体在水平桌面上运动，由动能定理：mgL12mv2212mv21可得：x21x224HL，由表达式可知会引起误差的是选项BCD.(3)由(2)问中的 的表达式可求 0.5.【答案】(1)x1g2H(2)BCD(3)0.5 三、计算题(本题有 3 小题，共 37 分，解答应写出必要的文字说明方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(11 分)小球自h2 m 的高度由静止释放，与地面碰撞后反弹的高度为34h.设碰撞时没有动能的损失，且小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变，求：(1)小球受到的空气阻力是重力的多少倍？(2)小球从开始到停止运动的过程中运动的总路程【解析】设小球的质量为m，所受阻力大小为Ff.(1)小球从h处释放时速度为零，与地面碰撞反弹到34h时，速度也为零，小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学由动能定理得mgh34hFfh34h0，解得Ff17mg.(2)设小球运动的总路程为s，且最后小球静止在地面上，对于整个过程，由动能定理得mghFfs0，smgFfh72 m 14 m.【答案】(1)17(2)14 m 16(13 分)如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止，人与雪橇的总质量为70 kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题位置A B C速度(m/s)2.012.00 时刻(s)0410(1)人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小(g取 10 m/s2)(3)人与雪橇从B到C的过程中运动的距离【解析】(1)从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为Emgh12mv2A12mv2B(70102012702.02127012.02)J 9 100 J.(2)人与雪橇在BC段做匀减速运动的加速度avCvBt012104m/s2 2 m/s2，根据牛顿第二定律Ffma70(2)N 140 N，负号表示阻力的方向与运动方向相反(3)设B、C间的距离为x，对人与雪橇，由动能定理得Ffx012mv2B，代入数据解得x36 m.【答案】(1)9 100 J(2)140 N(3)36 m 17(13 分)如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接，导轨半径为R，一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处小球从A处由静止释放被弹开后，经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能沿轨道运动到C点，求：(1)释放小球前弹簧的弹性势能；(2)小球由B到C克服阻力做的功【解析】(1)在B点由牛顿第二定律得：FNmgmv2BR，则12mv2B72mgR，而小球在B点小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学的动能即为弹簧的弹性势能，即Ep72mgR.(2)小球恰好运动到C点，由圆周运动规律知：mgmv2CR，则12mv2C12mgR，由能量守恒定律得：12mv2Bmg2RW阻12mv2C，则W阻mgR.【答案】(1)72mgR(2)mgR