2022-2022學(xué)年新教材高中物理第八章機(jī)械能守恒定律章末過(guò)關(guān)檢測(cè)四含解析新人教版必修第二冊(cè)

PAGEPAGE7章末過(guò)關(guān)檢測(cè)(四)(時(shí)間：60分鐘分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(此題共6小題，每題6分，共36分．在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1．(2022·江蘇鎮(zhèn)江期末)如下圖，兒童離開(kāi)蹦床后向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()A．動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減小B．動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增加C．動(dòng)能減小，重力勢(shì)能減小D．動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增加解析：選D.兒童離開(kāi)蹦床后向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中做減速運(yùn)動(dòng)，速度減小，那么動(dòng)能減?。叨仍龃?，那么重力勢(shì)能增加，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．2．(2022·莆田二十五中期中)世界大力士比賽中，某選手先用4000N的力將一輛卡車(chē)在冰面上拖行100m，再用4000N的力將一輛貨車(chē)在粗糙的水泥地上拖行100m．該選手前后兩次做功的大小()A．該選手對(duì)卡車(chē)做的功多B．該選手對(duì)貨車(chē)做的功多C．該選手對(duì)卡車(chē)和貨車(chē)做的功一樣多D．條件缺乏，無(wú)法比擬解析：選C.由于物體受到的都是恒力的作用，由功的定義W＝F·s可知，兩種情況下力和沿力的方向的位移相等，故做功一樣多，故C正確．3．宋代詩(shī)人蘇軾的名句“會(huì)挽雕弓如滿月，西北望，射天狼〞中蘊(yùn)含了一些物理知識(shí)．關(guān)于拉弓過(guò)程，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．弓的彈性形變?cè)酱?，彈性?shì)能就越大B．弓的彈性形變?cè)酱螅瑥椥詣?shì)能就越小C．人對(duì)弓的作用力越大，弓的彈性形變?cè)叫．人對(duì)弓的作用力越大，彈性勢(shì)能就越小解析：選A.人對(duì)弓的作用力和弓對(duì)人的作用力為相互作用力，等大反向．彈性勢(shì)能與物體的形變量有關(guān)．弓的彈性形變?cè)酱?，彈性?shì)能就越大，人對(duì)弓的作用力越大，弓的彈性勢(shì)能越大，彈性形變?cè)酱螅?.(2022·四川攀枝花期末)引體向上是國(guó)家高中學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)的選測(cè)工程之一，主要測(cè)試上肢肌肉力量的開(kāi)展水平，為男學(xué)生上肢力量的測(cè)試工程．某同學(xué)在測(cè)試中單次引體向上的時(shí)間約為2s，以下數(shù)據(jù)中，最接近該同學(xué)在測(cè)試中克服重力做功的平均功率的是()A．1.5W B．15WC．150W D．1500W解析：選C.高三同學(xué)體重大約60kg，引體向上時(shí)向上運(yùn)動(dòng)的位移大約0.4m，那么克服重力做功的平均功率約為：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(mgh,t)＝eq\f(60×10×0.4,2)W＝120W接近150W，C正確．5．如下圖，甲、乙、丙三個(gè)光滑斜面，它們的高度相同、傾角不同，θ1<θ2<θ3.現(xiàn)讓完全相同的物塊沿斜面由靜止從頂端運(yùn)動(dòng)到底端．關(guān)于物塊沿不同斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)重力做功W和重力做功的平均功率P，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．W甲<W乙<W丙 B．W甲>W乙>W丙C．W甲＝W乙＝W丙 D．P甲>P乙>P丙解析：選C.三個(gè)物體下降的高度相同，根據(jù)W＝mgh知，重力做功相同，故A、B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)牛頓第二定律得，物體下滑的加速度a＝gsinθ，根據(jù)eq\f(h,sinθ)＝eq\f(1,2)at2得，t＝eq\r(\f(2h,gsin2θ))＝eq\f(1,sinθ)eq\r(\f(2h,g))，因?yàn)棣?<θ2<θ3，那么t1>t2>t3，根據(jù)P＝eq\f(W,t)知，P甲<P乙<P丙，故D錯(cuò)誤．6．(2022·北京石景山區(qū)期末)一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體被人用手由靜止開(kāi)始向上提升了2m時(shí)速度到達(dá)2m/s，重力加速度g取10m/s2那么關(guān)于該過(guò)程以下結(jié)論中正確的選項(xiàng)是()A．手對(duì)物體做功40J B．重力勢(shì)能增加44JC．合外力對(duì)物體做功4J D．重力對(duì)物體做功40J解析：選C.根據(jù)動(dòng)能定理得：W手－mgh＝eq\f(1,2)mv2－0，解得：W手＝mgh＋eq\f(1,2)mv2＝2×10×2J＋eq\f(1,2)×2×22J＝44J，故A錯(cuò)誤；物體上升2m，重力做負(fù)功，WG＝－mgh＝－40J，根據(jù)功能關(guān)系可知重力勢(shì)能增加40J，故B、D錯(cuò)誤；由合外力做功等于動(dòng)能的變化量可知W合＝eq\f(1,2)mv2－0＝4J，故C正確．二、多項(xiàng)選擇題(此題共4小題，每題6分，共24分．在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選或不答的得0分)7．(2022·揭陽(yáng)普寧期末)某同學(xué)將一個(gè)質(zhì)量為m的小球豎直向上拋出，小球上升的最大高度為H.設(shè)上升過(guò)程中空氣阻力f大小恒定.那么在上升過(guò)程中()A．小球的動(dòng)能減小了(f＋mg)HB．小球機(jī)械能減小了fHC．小球重力勢(shì)能減小了mgHD．小球克服空氣阻力做功(f＋mg)H解析：選AB.小球上升的過(guò)程中，重力和阻力都做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理得：－mgH－fH＝ΔEk，那么得動(dòng)能的減小量等于mgH＋fH，故A正確；根據(jù)功能關(guān)系知：除重力外其余力做的功等于機(jī)械能的變化量，在上升過(guò)程中，物體克服阻力做功fH，故機(jī)械能減小fH，故B正確；小球上升H，故重力勢(shì)能增加mgH，故C錯(cuò)誤；在上升的過(guò)程中，小球克服空氣阻力做功fH，故D錯(cuò)誤．8．(2022·四川瀘州期末)如下圖，高h(yuǎn)＝2.5m的斜面固定不動(dòng)．一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的物體，由靜止開(kāi)始從斜面的頂點(diǎn)滑下，滑到斜面底端時(shí)的速度大小為6m/s，g取10m/s2，在此過(guò)程中，以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變B．物體的重力勢(shì)能減少了24JC．物體的動(dòng)能增加了18JD．物體的機(jī)械能減少了7J解析：選CD.斜面固定不動(dòng)，假設(shè)系統(tǒng)機(jī)械能保持不變，那么物體減小的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能應(yīng)相等，根據(jù)題意可得ΔEp＝mgh＝25J，ΔEk＝eq\f(1,2)mv2＝18J，兩者不等，即系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，A、B錯(cuò)誤，C正確；物體的機(jī)械能減少了ΔE＝ΔEp－ΔEk＝7J，D正確．9．(2022·泉州晉江四校聯(lián)考)如下圖，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一小物塊，O點(diǎn)為彈簧在原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置．物塊由A點(diǎn)靜止釋放，沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)B點(diǎn)．在從A到B的過(guò)程中物塊()A．加速度先減小后增大B．所受彈簧彈力始終做正功C．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大的位置在O點(diǎn)的左側(cè)D．到達(dá)O點(diǎn)位置，物體獲得的動(dòng)能等于彈簧彈力做的功解析：選AC.由于水平面粗糙且O點(diǎn)為彈簧在原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置，所以彈力與摩擦力平衡的位置在OA之間，加速度為零時(shí)彈力和摩擦力平衡，此時(shí)速度最大所以物塊在從A到B的過(guò)程中加速度先減小后反向增大，故A、C正確；從A到O過(guò)程中彈力方向與位移方向相同，彈力做正功，從O到B過(guò)程中彈力方向與位移方向相反，彈力做負(fù)功，故B錯(cuò)誤；AO運(yùn)動(dòng)過(guò)程中除了彈力做功外還有摩擦力做功，故物體獲得的動(dòng)能等于彈簧彈力做的功和摩擦力做功之和，故D錯(cuò)誤．10．(2022·河南南陽(yáng)期末)小車(chē)在水平直軌道上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，全過(guò)程運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如下圖，除2～10s時(shí)間段內(nèi)圖像為曲線外，其余時(shí)間段圖像均為直線．在小車(chē)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，2～14s時(shí)間段內(nèi)小車(chē)的功率保持不變，在14s末關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，讓小車(chē)自由滑行．小車(chē)的質(zhì)量為2kg，受到的阻力大小不變．那么()A．小車(chē)受到的阻力為1.5NB．小車(chē)額定功率為18WC．1s末小車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為9WD．小車(chē)在變加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移為39m解析：選BCD.勻減速運(yùn)動(dòng)階段的加速度大小為：a＝eq\f(6,18－14)m/s2＝1.5m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得：f＝ma＝3N，故A錯(cuò)誤；勻速運(yùn)動(dòng)階段，牽引力等于阻力，那么有：P＝Fv＝3×6W＝18W，故B正確；勻加速運(yùn)動(dòng)階段的加速度大小為：a1＝eq\f(3,2)m/s2＝1.5m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得：F－f＝ma1，解得：F＝6N．1s末的速度為：v1＝a1t1＝1.5m/s，那么1s末小車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為：P＝Fv1＝9W，故C正確；對(duì)2～10s的過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得：Pt－fs1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，代入數(shù)據(jù)解得：s1＝39m，故D正確．三、非選擇題(此題共3小題，共40分．解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)11．(12分)(2022·北京西城區(qū)期末)如圖甲所示，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始自由下落，利用此裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律〞實(shí)驗(yàn)．(1)已準(zhǔn)備的器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還必須要的器材是________和________．A．直流電源 B．交流電源C．天平及砝碼 D．毫米刻度尺(2)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量重物由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h.某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案，這些方案中合理的是________．A．用刻度尺測(cè)出物體下落高度h，由打點(diǎn)間隔數(shù)算出下落時(shí)間t，通過(guò)v＝gt計(jì)算出瞬時(shí)速度vB．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并通過(guò)v＝eq\r(2gh)計(jì)算出瞬時(shí)速度vC．根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v，并通過(guò)h＝eq\f(v2,2g)計(jì)算得出高度hD．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v(3)如圖乙是用重物由靜止開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)到各點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h而繪制出的v2－h(huán)圖線．圖像是一條直線，此直線斜率的物理含義是______________________．(4)假設(shè)重物質(zhì)量為m，利用由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出從起始點(diǎn)到該點(diǎn)的過(guò)程中，重物重力勢(shì)能的減少量|ΔEp|＝________，動(dòng)能的增加量ΔEk＝________．實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往是重力勢(shì)能的減少量略大于動(dòng)能的增加量，這個(gè)誤差產(chǎn)生的原因是____________．解析：(1)實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接交流電源，需要用刻度尺測(cè)量點(diǎn)跡間的距離．時(shí)間可以通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器直接得出，不需要秒表，驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不需要天平，應(yīng)選B、D.(2)實(shí)驗(yàn)中不能用v＝gt，v＝eq\r(2gh)求解瞬時(shí)速度，不能根據(jù)h＝eq\f(v2,2g)計(jì)算出高度h，否那么默認(rèn)了機(jī)械能守恒，失去驗(yàn)證的意義，故A、B、C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v，故D正確．(3)根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v2＝2gh，那么可知v2－h(huán)圖線斜率的物理含義是重力加速度的2倍．(4)根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系，可得重力勢(shì)能的減少量為|ΔEp|＝mgh，動(dòng)能的增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)mv2；實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往是重力勢(shì)能的減少量略大于動(dòng)能的增加量，這個(gè)誤差產(chǎn)生的原因是阻力做功．答案：(1)BD(2)D(3)重力加速度的2倍(4)mgheq\f(1,2)mv2阻力做功12．(14分)(2022·福建南平期末)如下圖，光滑曲面軌道AB下端與水平粗糙軌道BC平滑連接，水平軌道離地面高度h，有一質(zhì)量為m的小滑塊自曲面軌道離B高H處由靜止開(kāi)始滑下，經(jīng)過(guò)水平軌道末端C后水平拋出，落地點(diǎn)離拋出點(diǎn)的水平位移為x，不計(jì)空氣阻力重力加速度為g，試求：(1)滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)滑塊離開(kāi)C點(diǎn)時(shí)的速度大小；(3)滑塊在水平軌道上滑行時(shí)克服摩擦力所做的功．解析：(1)滑塊由A至B過(guò)程中機(jī)械能守恒：mgH＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－0解得：vB＝eq\r(2gH).(2)滑塊由C至D過(guò)程中做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)此過(guò)程經(jīng)歷時(shí)間為t，那么：h＝eq\f(1,2)gt2，x＝vCt解得：vC＝xeq\r(\f(g,2h)).(3)設(shè)滑塊由A至C過(guò)程中在水平軌道上滑行時(shí)克服摩擦力所做的功Wf，根據(jù)動(dòng)能定理：mgH－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)解得：Wf＝mgH－eq\f(mgx2,4h).答案：(1)eq\r(2gH)(2)xeq\r(\f(g,2h))(3)mgH－eq\f(mgx2,4h)13．(14分)(2022·河南南陽(yáng)期末)如下圖，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)粗糙半圓形軌道在B點(diǎn)平滑相接，半圓形軌道半徑為R，一質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，獲得向右速度后脫離彈簧，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入半圓形軌道后瞬間對(duì)軌道的壓力大小為其重力的8倍，之后沿圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力恰好為0.求：(1)釋放物塊時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能；(2)物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中克服摩擦力做的功；(3)物塊離開(kāi)C點(diǎn)后落回水平面時(shí)，重力的瞬時(shí)功率大?。馕觯?1)物體在B點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律：FN－mg＝meq\f(veq\o\al(2,B),R)解得：veq\o\al(2,B)＝7gR彈簧的彈性勢(shì)能為：Ep＝eq\f(1,2)mveq