【创新设计】2020-2021学年高中物理对点练习：7章-机械能守恒定律-章末检测(人教版必修2).docx

章末检测章末检测 (时间：时间：90 分钟分钟 满分：满分：100 分分)一、单项选择题一、单项选择题(共共 6 小题小题，每小题每小题 4 分分，共共 24 分分)1若物体在运动过程中受到的合外力不为零若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则则 ()A物体的动能不行能总是不变的物体的动能不行能总是不变的 B物体的加速度肯定变化物体的加速度肯定变化 C物体的速度方向肯定变化物体的速度方向肯定变化 D物体所受合外力做的功可能为零物体所受合外力做的功可能为零 答案答案 D 解析解析 物体做匀速圆周运动时合外力不为零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但合外力做的功为零，动能不变动能不变，A 错错，D 对；对；合外力不为零合外力不为零，物体的加速度肯定不为零物体的加速度肯定不为零，是否变化不能断定是否变化不能断定，B 错；合外力不为零错；合外力不为零，物体物体的速度方向可能变化的速度方向可能变化，也可能不变也可能不变，C 错错 2一个人站在阳台上一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的速率从阳台边缘以相同的速率 v0分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出抛、水平抛出，不计空气阻力不计空气阻力，则三球落地时的动能则三球落地时的动能 ()A上抛球最大上抛球最大 B下抛球最大下抛球最大 C平抛球最大平抛球最大 D一样大一样大 答案答案 D 3.如图如图 1 所示所示，质量为质量为 m 的物体的物体 P 放在光滑的倾角为放在光滑的倾角为 的斜面体上的斜面体上，同时用力同时用力 F 向右推斜面体向右推斜面体，使使 P 与斜面体保持相对与斜面体保持相对静止 在前进的静止 在前进的水平位移为水平位移为 l 的过程中的过程中，斜面体对斜面体对 P 做功为做功为 ()AFl B.12mgsin l Cmgcos l Dmgtan l 答案答案 D 解析解析 斜面对斜面对 P 的作用力垂直于斜面的作用力垂直于斜面，其竖直重量为其竖直重量为 mg，所以水平重量为所以水平重量为 mgtan，做功做功为水平重量的力乘以水平位移为水平重量的力乘以水平位移 4一小石子从高为一小石子从高为 10 m 处自由下落处自由下落，不计空气阻力不计空气阻力，经一段时间后小石子的动能恰等于它的经一段时间后小石子的动能恰等于它的重力势能重力势能(以地面为参考平面以地面为参考平面)，g10 m/s2，则该时刻小石子的速度大小为则该时刻小石子的速度大小为 ()A5 m/s B10 m/s C15 m/s D20 m/s 答案答案 B 解析解析 设小石子的动能等于它的重力势能时速度为设小石子的动能等于它的重力势能时速度为 v，依据机械能守恒定律得依据机械能守恒定律得 mghmgh12mv2 由题意知由题意知 mgh12mv2，所以所以 mghmv2 故故 v gh10 m/s，B 正确正确 5 质量为质量为 2 t 的汽车的汽车，发动机的牵引力功率为发动机的牵引力功率为 30 kW，在水平大路上在水平大路上，能达到的最大速度为能达到的最大速度为 15 m/s，当汽车的速度为当汽车的速度为 10 m/s 时的加速度大小为时的加速度大小为 ()A0.5 m/s2 B1 m/s2 C1.5 m/s2 D2 m/s2 答案答案 A 解析解析 当汽车达到最大速度时当汽车达到最大速度时，即为牵引力等于阻力时即为牵引力等于阻力时，则有则有 PFvFfvm，FfPvm3010315 N2103 N，当当 v10 m/s 时时，FPv3010310 N3103 N，所以所以 aFFfm310321032103 m/s20.5 m/s2.6.如图如图 2 所示所示，某段滑雪雪道倾角为某段滑雪雪道倾角为 30，总质量为总质量为m(包括雪具在包括雪具在内内)的滑雪运动员从距的滑雪运动员从距底端高为底端高为 h 处的雪道上由静处的雪道上由静止开头匀加速止开头匀加速下滑下滑，加速度为加速度为13g.在他从上向下滑到底端的过程在他从上向下滑到底端的过程中中，下列说法正下列说法正确的是确的是()A运动员削减的重力势能全部转化为动能运动员削减的重力势能全部转化为动能 B运动员获得的动能为运动员获得的动能为13mgh C运动员克服摩擦力做功为运动员克服摩擦力做功为23mgh 图 1 图 2 D下滑过程中系统削减的机械能为下滑过程中系统削减的机械能为13mgh 答案答案 D 解析解析 运动员的加速度为运动员的加速度为13g，沿斜面：沿斜面：12mgFf m13g，Ff16mg，WFf16mg2h13mgh，所以所以 A、C 项错误项错误，D 项正确；项正确；Ekmgh13mgh23mgh，B 项错误项错误 二、不定项选择题二、不定项选择题(共共 4 小题小题，每小题每小题 5 分分，共共 20 分分)7下列说法正确的是下列说法正确的是 ()A物体的机械能守恒物体的机械能守恒，肯定只受重力和弹簧弹力作用肯定只受重力和弹簧弹力作用 B物体处于平衡状态时机械能肯定守恒物体处于平衡状态时机械能肯定守恒 C物体的动能和重力势能之和增大时物体的动能和重力势能之和增大时，必定有重力以外的其他力对物体做了必定有重力以外的其他力对物体做了 功功 D物体的动能和重力势能在相互转化过程中物体的动能和重力势能在相互转化过程中，肯定通过重力做功来实现肯定通过重力做功来实现 答案答案 CD 解析解析 物体的机械能守恒时物体的机械能守恒时，肯定只有重力和弹簧的弹力做功肯定只有重力和弹簧的弹力做功，但不肯定只受重力和弹簧弹但不肯定只受重力和弹簧弹力的作用力的作用 8.质量为质量为 m1、m2的两物体的两物体，静止在光滑的水平面静止在光滑的水平面上上，质量为质量为 m的人站在的人站在 m1上用恒力上用恒力 F 拉绳子拉绳子，经过一段时经过一段时间后间后，两物体两物体的速度大小分别为的速度大小分别为 v1和和 v2，位移分别为位移分别为 s1和和s2，如图如图 3 所所示则这段时间内此人所做的功的大小等于示则这段时间内此人所做的功的大小等于 ()AFs2 BF(s1s2)C.12m2v2212(mm1)v21 D.12m2v22 答案答案 BC 解析解析 人做的功等于绳子对人做的功等于绳子对 m1、m2做的功之和做的功之和，即即 WFs1Fs2F(s1s2)，A 错错，B 对；依据动能定理知对；依据动能定理知，人做的功等于人做的功等于 m1、m2、m 动能的动能的增加量增加量，所以所以 W12(m1m)v2112m2v22，C 对对，D 错错 9.质量为质量为 m 的物体由固定在地面上的斜面顶端匀速滑到的物体由固定在地面上的斜面顶端匀速滑到斜面底端斜面底端，斜斜面倾角为面倾角为，物体下滑速度为物体下滑速度为 v，如图如图 4 所示所示，以下以下说法中正确的说法中正确的是是 ()A重力对物体做功的功率为重力对物体做功的功率为 mgvsin B重力对物体做功的功率为重力对物体做功的功率为 mgv C物体克服摩擦力做功的功率为物体克服摩擦力做功的功率为 mgvsin D物体克服摩擦力做功的功率为物体克服摩擦力做功的功率为 mgv 答案答案 AC 解析解析 物体沿斜面匀速下滑物体沿斜面匀速下滑，说明沿斜面方向的摩擦力说明沿斜面方向的摩擦力 Ffmgsin，依据功率公式依据功率公式 PFvcos(式中式中 是是 F 与与 v 的夹角的夹角)，则重力的功率则重力的功率 PGmgvcos(90)mgvsin，A 对对，B 错；物体克服摩擦力做功的功率错；物体克服摩擦力做功的功率 PFfFfvmgvsin，C 对对，D 错错 10(2022 山东山东高考高考)如图如图 5 所示所示，楔形木块楔形木块 abc 固定固定在水平面上在水平面上，粗糙斜面粗糙斜面 ab 和光滑斜面和光滑斜面 bc 与水平面的夹角相同与水平面的夹角相同，顶角顶角 b 处安装处安装肯定滑轮质量分别为肯定滑轮质量分别为 M、m(Mm)的滑块的滑块，通过通过不行伸长的轻不行伸长的轻绳跨过定滑轮连接绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行 两滑块由静轻绳与斜面平行 两滑块由静止释放后止释放后，沿沿斜面做匀加速运动若不计滑轮的质量和摩擦斜面做匀加速运动若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中在两滑块沿斜面运动的过程中 ()A两滑块组成系统的机械能守恒两滑块组成系统的机械能守恒 B重力对重力对 M 做的功等于做的功等于 M 动能的增加动能的增加 C轻绳对轻绳对 m 做的功等于做的功等于 m 机械能的增加机械能的增加 D两滑块组成系统的机械能损失等于两滑块组成系统的机械能损失等于 M 克服摩擦力做的功克服摩擦力做的功 答案答案 CD 解析解析 对于对于 M 和和 m 组成的系统组成的系统，除了重力、轻绳弹力做功外除了重力、轻绳弹力做功外，摩擦力对摩擦力对 M 做了功做了功，系统机系统机械能不守恒械能不守恒，选项选项 A 错误；对于错误；对于 M，合外力做的功等于其重力、轻绳拉力及摩擦力做功的代合外力做的功等于其重力、轻绳拉力及摩擦力做功的代数和数和，依据动能定理可知依据动能定理可知，M 动能的增加等于合外力做的功动能的增加等于合外力做的功，选项选项 B 错误；对于错误；对于 m，只有其只有其重力和轻绳拉力做了功重力和轻绳拉力做了功，依据功能关系可知依据功能关系可知，除了重力之外的其他力对物体做的正功等于物除了重力之外的其他力对物体做的正功等于物体体机械能的增加量机械能的增加量，选项，选项 C 正确；对于正确；对于 M 和和 m 组成的系统组成的系统，系统内轻绳上弹力做功的代数系统内轻绳上弹力做功的代数图 3 图 4 图 5 和等于零和等于零，只有两滑块的重力和只有两滑块的重力和 M 受到的摩擦力对系统做了功受到的摩擦力对系统做了功，依据功能关系得依据功能关系得，M 的摩擦的摩擦力对系统做的功等于系统机械能的损失量力对系统做的功等于系统机械能的损失量，选项选项 D 正确正确 三、填空题三、填空题(共共 2 小题小题，共共 12 分分)11(6 分分)使用如图使用如图 6 甲所示的装置验证机械能守恒定律甲所示的装置验证机械能守恒定律，打出一条纸带如图乙所示图乙中打出一条纸带如图乙所示图乙中 O是打出的第一个点迹是打出的第一个点迹，A、B、C、D、E、F是依次打出的点迹是依次打出的点迹，量量出出 OE 间的距离为间的距离为 l，DF 间的距离为间的距离为 s，已知打点计时器打点的周期是已知打点计时器打点的周期是 T0.02 s.图图 6(1)上述物理量假如在试验误差允许的范围内满足关系式上述物理量假如在试验误差允许的范围内满足关系式_，即验证了重物下落过程中即验证了重物下落过程中机械能是守恒的机械能是守恒的(2)假如发觉图乙中假如发觉图乙中 OA 距离大约是距离大约是 4 mm，则消灭这种状况的缘由可能是则消灭这种状况的缘由可能是_，假如消灭这种状况假如消灭这种状况，上述的各物理量间上述的各物理量间满足的关系式可能是满足的关系式可能是_ 答案答案 (1)gls28T2(2)先释放纸带先释放纸带，后接通电源后接通电源 gls28T2 12(6 分分)(2022 陕西名校联考陕西名校联考)某同学为探究某同学为探究“恒力做功与物体动能转变的关系恒力做功与物体动能转变的关系”，设计了如下设计了如下试验试验，他的操作步骤是：他的操作步骤是：图图 7 摆好试验装置如摆好试验装置如图图 7.将质量为将质量为 200 g 的小车拉到打点计时器四周的小车拉到打点计时器四周，并按住小车并按住小车 在质量为在质量为 10 g、30 g、50 g 的三种钩码中的三种钩码中，他选择了一个质量为他选择了一个质量为 50 g 的钩码挂在拉线的钩码挂在拉线 P 上上 释放小车释放小车，打开打点计时器的电源打开打点计时器的电源，打出一条纸带打出一条纸带(1)在多次重复试验得到的纸带中取出较为满足的一条在多次重复试验得到的纸带中取出较为满足的一条，经测量、计算经测量、计算，得到如下数据：得到如下数据：第一个点到第第一个点到第 N 个点的距离为个点的距离为 40.0 cm.打下第打下第 N 点时小车的速度大小为点时小车的速度大小为 1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出拉力对小车做的功为算出拉力对小车做的功为_J，小车动能的小车动能的增量为增量为_J.(2)此次试验探究结果此次试验探究结果，他没能得到他没能得到“恒力对物体做的功恒力对物体做的功，等于物体动能的增量等于物体动能的增量”，且误差很且误差很大大，明显明显，在试验探究过程中忽视了各种产生误差的因素请你依据该同学的试验操作过程在试验探究过程中忽视了各种产生误差的因素请你依据该同学的试验操作过程挂念分析一下挂念分析一下，造成较大误差的主要缘由是造成较大误差的主要缘由是(至少说出两种可能至少说出两种可能)：_ _ _.答案答案 (1)0.196 0.1(2)小车质量没有远大于钩码质量；小车质量没有远大于钩码质量；没有平衡摩擦力；没有平衡摩擦力；错误操作：先放小错误操作：先放小车车，后开电源后开电源 四、计算题四、计算题(共共 4 小题小题，共共 44 分分)13(10 分分)小球自小球自 h2 m 的高度由静止释放的高度由静止释放，与地面碰撞后反弹的高度为与地面碰撞后反弹的高度为34h.设碰撞时没有动能设碰撞时没有动能的损失的损失，且小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变且小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变，求：求：(1)小球受到的空气阻力是重力的多少倍？小球受到的空气阻力是重力的多少倍？(2)小球从开头到停止运动的过程中运动的总路程小球从开头到停止运动的过程中运动的总路程 答案答案 (1)17 (2)14 m 解析解析 设小球的质量为设小球的质量为 m，所受阻力大小为所受阻力大小为 Ff.(1)小球从小球从 h 处释放时速度为零处释放时速度为零，与地面碰撞反弹到与地面碰撞反弹到34h 时时，速度也为零，速度也为零，由动能定理得由动能定理得 mg h34h Ff h34h 0 解得解得 Ff17mg (2)设小球运动的总路程为设小球运动的总路程为 s，且最终小球静止在地面上且最终小球静止在地面上，对于整个过程对于整个过程，由动能定理得由动能定理得 mghFfs0 smgFfh72 m14 m 14(10 分分)如图如图 8 所示所示，质量质量 M2 kg 的滑块套在的滑块套在光滑的水平轨光滑的水平轨道上道上，质量质量 m1 kg 的小球通过长的小球通过长 L0.5 m 的的轻质细杆与滑轻质细杆与滑块上的光滑轴块上的光滑轴 O 连接连接，小球和轻杆可在竖直平小球和轻杆可在竖直平面内绕面内绕 O 轴自轴自由转动由转动，开头轻杆处于水平状态现给小球一开头轻杆处于水平状态现给小球一个竖直向上的个竖直向上的初速度初速度 v04 m/s，g 取取 10 m/s2.若锁定滑块若锁定滑块，试求小球通过试求小球通过最高点最高点 P 时对轻杆的作用力的大小和方向时对轻杆的作用力的大小和方向 答案答案 2 N，竖直向竖直向上上 解析解析 设小球能通过最高点设小球能通过最高点，且此时的速度为且此时的速度为 v1.在上升过程中在上升过程中，因只有重力做功因只有重力做功，小球的机小球的机械能守恒械能守恒 选选 M 所在水平面为参考平面所在水平面为参考平面，则则12mv21mgL12mv20 v1 6 m/s 设小球到达最高点时设小球到达最高点时，轻杆对小球的作用力为轻杆对小球的作用力为 F，方向向下方向向下，则则 Fmgmv21L 由由式式，得得 F2 N 由由牛顿第三定律可知牛顿第三定律可知，小球对轻杆的作用，小球对轻杆的作用力大小为力大小为 2 N，方向竖直向上方向竖直向上 15(12 分分)一列车的质量是一列车的质量是 5.0105 kg，在平直的轨道上以额定功率在平直的轨道上以额定功率 3 000 kW 加速行驶加速行驶，当速当速度由度由 10 m/s 加速到所能达到的最大速率加速到所能达到的最大速率 30 m/s 时时，共用了共用了 2 min，则在这段时间内列车前进则在这段时间内列车前进的距离是多少？的距离是多少？答案答案 1.6 km 解析解析 设列车在设列车在 2 min 内前进的距离为内前进的距离为 l，已知已知 m5.0105 kg，P3 000 kW，v10 m/s，v30 m/s，t2 min，由于由于 PFv 列车速度最大时列车速度最大时，a0，所以阻力所以阻力 FfF，则则 FfPv310630 N1.0105 N 牵引力做功牵引力做功 WPt3106602 J3.6108 J 由动能定理知由动能定理知 WFfl12mv212mv2 代入数据求得代入数据求得 l1.6 km 16(12 分分)如图如图 9 所示所示，竖直面内的曲线轨道竖直面内的曲线轨道 AB 的最的最低点低点 B 的切线的切线沿水平方向沿水平方向，且与一位于同一竖直面内、半径且与一位于同一竖直面内、半径 R0.40 m 的光滑的光滑圆形轨道平滑连接 现有一质量圆形轨道平滑连接 现有一质量 m0.10 kg 的滑块的滑块(可视为质点可视为质点)，从位于轨道上的从位于轨道上的 A 点由静止开头滑下点由静止开头滑下，滑块经滑块经 B 点点后恰好能通过后恰好能通过圆形轨道的最高点圆形轨道的最高点C.已知已知A点到点到B点的高度点的高度h1.5 m，重力加速度重力加速度g10 m/s2，空气阻力可忽视不计空气阻力可忽视不计，求：求：(1)滑块通过圆形轨道滑块通过圆形轨道 B 点时对轨道的压力大小；点时对轨道的压力大小；(2)滑块从滑块从 A 点滑至点滑至 B 点的过程中点的过程中，克服摩擦阻力所做的功克服摩擦阻力所做的功 答案答案 (1)6.0 N (2)0.50 J 解析解析 (1)因滑块恰能通过因滑块恰能通过 C 点点，对滑块在对滑块在 C 点点，依据牛顿其次定律有：依据牛顿其次定律有：mgmv2CR，解得：解得：vC gR2.0 m/s 对于滑块从对于滑块从 B 点到点到 C 点的过程点的过程，选选 B 点所点所在水平面为参考平面在水平面为参考平面，依据机械能守恒定律有，依据机械能守恒定律有 12mv2B12mv2C2mgR 滑块在滑块在 B 点受重力点受重力 mg 和轨道的支持力和轨道的支持力 FN，依据牛顿其次定律有依据牛顿其次定律有 FNmgmv2BR 联立上述两式可解得：联立上述两式可解得：FN6mg6.0 N 依据牛顿第三定律可知依据牛顿第三定律可知，滑块在滑块在 B 点时对轨道的压力大小点时对轨道的压力大小 FN6.0 N.图 8 图 9(2)滑块从滑块从 A 点滑至点滑至 B 点的过程中点的过程中，依据动能定理有：依据动能定理有：mghW阻阻12mv2B 解得：解得：W阻阻mgh12mv2B0.50 J.