高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理教科版必修2　機(jī)械能和能源 章末檢測

1、章末檢測(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分。17題為單項(xiàng)選擇題，810題為多項(xiàng)選擇題。)1下列關(guān)于機(jī)械能守恒的說法中正確的是()A做勻速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能一定守恒B物體只受重力，機(jī)械能才守恒C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能一定守恒D除重力做功外，其他力不做功，物體的機(jī)械能一定守恒解析勻速運(yùn)動(dòng)所受合力為零，但除重力外可能有其他力做功，如物體在阻力作用下勻速向下運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能減少了，A錯(cuò)誤；物體除受重力或彈力也可受其他力，只要其他力不做功或做功的代數(shù)和為零，機(jī)械能也守恒，B錯(cuò)誤；勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能不變，但勢能可能變化，故C錯(cuò)誤；由機(jī)械能守恒條件知，選

2、項(xiàng)D正確。答案D2如圖1所示，某人以力F將物體沿斜面向下拉，拉力大小等于摩擦力，則下列說法正確的是()圖1A物體做勻速運(yùn)動(dòng) B合力對物體做功等于零C物體的機(jī)械能保持不變 D物體機(jī)械能減小解析物體在沿斜面方向上除受拉力F和摩擦力Ff外，還有重力沿斜面方向的分力，拉力大小等于摩擦力，因此物體不可能做勻速運(yùn)動(dòng)，且合力對物體做功不為零。物體在運(yùn)動(dòng)過程中，合力做的功等于重力做的功，機(jī)械能守恒。答案C3(2019·衡水高一檢測)如圖2所示，一箱蘋果沿著傾角為的有摩擦的斜面加速下滑，在箱子正中央夾有一只質(zhì)量為m的蘋果，它周圍蘋果對它作用力的合力()圖2A對它做正功 B對它做負(fù)功C對它不做功 D無法

3、確定做功情況解析對整體分析，受重力和支持力、摩擦力，整體的加速度agsin gcos 。可知蘋果的加速度為gsin gcos ，蘋果受重力、周圍蘋果的作用力，兩個(gè)力的合力等于mgsin mgcos ，所以其他蘋果對該蘋果的作用力等于mgcos ，方向沿斜面向上，根據(jù)WFscos 可知，F(xiàn)做負(fù)功，故B正確。答案B4一質(zhì)點(diǎn)做速度逐漸增大的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間間隔t內(nèi)位移為s，動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?倍。該質(zhì)點(diǎn)的加速度為()A B C D解析設(shè)質(zhì)點(diǎn)的初速度為v0，由于經(jīng)過時(shí)間間隔t以后，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?倍，則速度變?yōu)樵瓉淼?倍，即為3vo，則，求得v0，加速度a，A正確。答案A5一小物塊沿斜面向上滑

4、動(dòng)，然后滑回到原處。物塊初動(dòng)能為Ek0，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，則該過程中，物塊的動(dòng)能Ek與位移x關(guān)系的圖線是()解析設(shè)斜面的傾角為，小物塊沿斜面向上滑動(dòng)過程，由動(dòng)能定理得，EkEk0(mgsin mgcos )x；設(shè)小物塊滑到最高點(diǎn)的距離為L，小物塊沿斜面向下滑動(dòng)過程，由動(dòng)能定理得，EkEk0mgxsin mgcos (2Lx)Ek02mgLcos (mgsin mgcos )x，故選項(xiàng)C正確。答案C6如圖3所示，光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為m的小球沿軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，已知小球在最低點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小為N1，在最高點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小為N2。重力加速度大小為g，則N1N2的值為

5、()圖3A3mg B4mgC5mg D6mg解析對最低點(diǎn)有N1mgm，最高點(diǎn)有N2mgm。小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，有mv mg·2Rmv，解得N1N26mg。答案D7一汽車在平直公路上行駛。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖4所示。假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中，可能正確的是()圖4解析因PF牽v，F(xiàn)牽fma，汽車在0t1時(shí)間內(nèi)功率恒定，所以當(dāng)汽車的速度增大時(shí)，牽引力F牽減小，加速度a減小，vt圖像的斜率減小。t1時(shí)刻汽車的功率突然增加，牽引力F牽瞬間增大，隨著v逐漸增大，F(xiàn)牽逐漸減小，加速度a逐漸減小，vt圖像的斜率

6、減小，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案A8如圖5，一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面；在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過程中，克服摩擦力做的功為W。重力加速度大小為g。設(shè)質(zhì)點(diǎn)P在最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度的大小為a，容器對它的支持力大小為N，則()圖5Aa BaCN DN解析由動(dòng)能定理知，在P從最高點(diǎn)下滑到最低點(diǎn)的過程中mgRWmv2，在最低點(diǎn)的向心加速度a，聯(lián)立得a，選項(xiàng)A正確；在最低點(diǎn)時(shí)Nmgma，所以N，選項(xiàng)C正確。答案AC9如圖6所示，質(zhì)量為m的小車在水平恒力F推動(dòng)下，從山坡(粗糙)底部A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B，獲得速度為v，A、B之間的

7、水平距離為x，重力加速度為g。下列說法正確的是()圖6A小車克服重力所做的功是mghB合力對小車做的功是mv2C推力對小車做的功是mv2mghD阻力對小車做的功是mv2mghFx解析重力做功WGmgh，A正確；推力做功WFFxmv2mghWf，C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理WFWfWGmv2，即合力做功mv2，B正確；由上式得阻力做功Wfmv2WFWGmv2mghFx，D正確。答案ABD10某興趣小組遙控一輛玩具車，使其在水平路面上由靜止啟動(dòng)，在前2 s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，2 s末達(dá)到額定功率，2 s到14 s保持額定功率運(yùn)動(dòng)，14 s末停止遙控，讓玩具車自由滑行，其vt圖像如圖7所示。可認(rèn)為整個(gè)過程玩

8、具車所受阻力大小不變，已知玩具車的質(zhì)量為m1 kg，(g取10 m/s2)，則()圖7A玩具車所受阻力大小為2 NB玩具車在4 s末牽引力的瞬時(shí)功率為9 WC玩具車在2 s到10 s內(nèi)位移的大小為39 mD玩具車整個(gè)過程的位移為90 m解析由圖像可知在14 s后的加速度a2m/s21.5 m/s2，故阻力fma21.5 N，A錯(cuò)誤；玩具車在前2 s內(nèi)的加速度a11.5 m/s2，由牛頓第二定律可得牽引力Fma1f3 N，當(dāng)t2 s時(shí)達(dá)到額定功率P額Fv9 W。此后玩具車以額定功率運(yùn)動(dòng)，速度增大，牽引力減小，所以t4 s時(shí)功率為9 W，B正確；玩具車在2 s到10 s內(nèi)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，由

9、動(dòng)能定理得P額tfs2mvmv，解得s239 m，故C正確；由圖像可知總位移s×3×2 m39 m6×4 m×4×6 m78 m，故D錯(cuò)誤。答案BC二、非選擇題(共6小題，共60分。)11(6分)用如圖8所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點(diǎn)；在O點(diǎn)右側(cè)的B、C位置各安裝一個(gè)光電門，計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)與兩個(gè)光電門相連。先用米尺測得B、C兩點(diǎn)間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，靜止釋放，計(jì)時(shí)器顯示遮光片從B到C所用的時(shí)間t，用米尺測量A、O之間的距離x。圖8(1)計(jì)算滑塊離開彈簧時(shí)速度大小的

10、表達(dá)式是_。(2)為求出彈簧的彈性勢能，還需要測量_。A彈簧原長B當(dāng)?shù)刂亓铀俣菴滑塊(含遮光片)的質(zhì)量(3)增大A、O之間的距離x，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t將_。A增大 B減小 C不變解析(1)滑塊從B到C所用時(shí)間為t，B、C兩點(diǎn)間距離為s，則v。(2)由于滑塊(含遮光片)彈出后速度為，其動(dòng)能則為彈簧的彈性勢能，因此還需測量滑塊(含遮光片)的質(zhì)量。(3)增大A、O之間距離x，滑塊經(jīng)B、C間速度變大，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t減小。答案(1)v(2)C(3)B12(10分)某同學(xué)用如圖9甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律：(1)安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶的兩個(gè)限位孔必須處在同一_線上。(2)接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工

11、作后，松開_。(3)將紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)記為0，并在離0點(diǎn)較遠(yuǎn)的任意點(diǎn)依次選取幾個(gè)連續(xù)的點(diǎn)，分別記為1,2,3。量出各點(diǎn)與0點(diǎn)的距離h, 算出各點(diǎn)對應(yīng)的速度，分別記為v1至v6，數(shù)據(jù)如下表：代表符號v1v2v3v4v5v6數(shù)值(m/s)2.802.993.293.393.593.78表中有一數(shù)據(jù)有較大誤差，代表符號為_。圖9(4)修正數(shù)據(jù)后，該同學(xué)計(jì)算出各點(diǎn)對應(yīng)速度的平方值，并作出v2h圖像，如圖乙所示，若得出的直線斜率為k，則可測出重力加速度g_。與真實(shí)值相比，測出的g值_(選填“偏小”或“偏大”)。解析(1)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)要求可知：安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶的兩個(gè)限位孔必須處在同一豎直線上。(2

12、)接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后，松開紙帶，讓紙帶和重物一起做自由落體運(yùn)動(dòng)。(3)根據(jù)vgt知，相鄰記數(shù)點(diǎn)間的v一定相等，所以v3數(shù)據(jù)誤差較大。(4)由mghmv2可得：g；由于重物和紙帶下落過程中受到限位孔的阻力作用，速度值偏小，即測量值與真實(shí)值相比，測出的值偏小。答案(1)豎直(2)紙帶(3)v3(4)偏小13(10分)如圖10甲所示，質(zhì)量m1 kg的物體靜止在光滑的水平面上，t0時(shí)刻，物體受到一個(gè)變力F作用，t1 s時(shí)，撤去力F，某時(shí)刻物體滑上傾角為37°的粗糙斜面；已知物體從開始運(yùn)動(dòng)到斜面最高點(diǎn)的vt圖像如圖乙所示，不計(jì)其他阻力，求：圖10(1)變力F做的功；(2)物體從斜

13、面底端滑到最高點(diǎn)過程中克服摩擦力做功的平均功率；(3)物體回到出發(fā)點(diǎn)的速度。解析(1)物體1 s末的速度v110 m/s，根據(jù)動(dòng)能定理得：WFmv50 J(2)物體在斜面上升的最大距離：x×1×10 m5 m物體到達(dá)斜面時(shí)的速度v210 m/s，到達(dá)斜面最高點(diǎn)的速度為零，根據(jù)動(dòng)能定理：mgxsin 37°Wf0mv解得：Wf20 J，20 W(3)設(shè)物體重新到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為v3，則根據(jù)動(dòng)能定理：2Wfmvmv解得：v32m/s此后物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)原出發(fā)點(diǎn)的速度為2m/s答案(1)50 J(2)20 W(3)2m/s14(10分)光滑水平面AB與豎直面

14、內(nèi)的圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)連接，導(dǎo)軌半徑R0.5 m，一個(gè)質(zhì)量m2 kg的小球在A處壓縮一輕質(zhì)彈簧，彈簧與小球不拴接。用手擋住小球不動(dòng)，此時(shí)彈簧彈性勢能Ep49 J，如圖11所示。放手后小球向右運(yùn)動(dòng)脫離彈簧，沿圓形軌道向上運(yùn)動(dòng)恰能通過最高點(diǎn)C，g取10 m/s2。求：圖11(1)小球脫離彈簧時(shí)的速度大??；(2)小球從B到C克服阻力做的功；(3)小球離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)的動(dòng)能大小。解析(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律Epmvv1 m/s7 m/s(2)由動(dòng)能定理得mg·2RWfmvmv小球恰能通過最高點(diǎn)，故mgm由得Wf24 J(3)根據(jù)機(jī)械能守恒定律mg·2REkmv由得Ek25 J答案

15、(1)7 m/s(2)24 J(3)25 J15(12分)如圖12所示，A物體用板托著，位于離地h1.0 m 處，輕質(zhì)細(xì)繩通過光滑定滑輪與A、B相連，繩子處于繃直狀態(tài)，已知A物體質(zhì)量M1.5 kg，B物體質(zhì)量m1.0 kg，現(xiàn)將板抽走，A將拉動(dòng)B上升，設(shè)A與地面碰后不反彈，B上升過程中不會(huì)碰到定滑輪，問：圖12(1)A落地前瞬間的速度大小為多少？(2)B物體在上升過程中離地的最大高度為多大？解析(1)A落地時(shí)，A、B系統(tǒng)重力勢能的減少量Ep減Mghmgh，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量Ek增(Mm)v2根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有Mghmgh(Mm)v2故A落地時(shí)，A、B物體的瞬時(shí)速度v2 m/s(2)A落地后，B

16、物體上升過程機(jī)械能守恒，設(shè)上升h后速度變?yōu)榱悖〉孛鏋閰⒖计矫婀剩簃ghmv2mg(hh)所以h0.2 m故B物體離地面的最大高度為hh1.2 m。答案(1)2 m/s(2)1.2 m16(12分)(2019·鄭州高一檢測)如圖13所示，摩托車做特技表演時(shí)，以v010.0 m/s的初速度沖向高臺(tái)，然后從高臺(tái)水平飛出。若摩托車沖向高臺(tái)的過程以P4.0 kW 的額定功率行駛，沖到高臺(tái)上所用時(shí)間t3.0 s，人和車的總質(zhì)量m1.8×102 kg，臺(tái)高h(yuǎn)5.0 m，摩托車的落地點(diǎn)到高臺(tái)的水平距離x10.0 m。不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2。求：圖13(1)摩托車從高臺(tái)飛出到落地所用時(shí)間；(2)摩托車落地時(shí)速度的大?。?3)摩托車沖上高臺(tái)過程中克服阻力所做的功。解析(1)摩托車在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)摩托車飛行時(shí)間為t1，則hgtt1 s1.0 s(2)設(shè)摩托車到達(dá)高臺(tái)頂端的速度為vx，