【中學(xué)教材全解】2020-2021學(xué)年人教版高中物理必修2-第7章-機(jī)械能守恒定律-本章知能檢測(cè)

第七章機(jī)械能守恒定律建議用時(shí)實(shí)際用時(shí)設(shè)定分值實(shí)際得分90分鐘100分一、選擇題（本題共10個(gè)小題，每小題4分，共40分。1，3，5，8，9題為單選題；2，4，6，7，10題為多選題，多選題中，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有錯(cuò)選或不答的得0分）圖7-11-11.物塊QUOTE位于光滑的斜面上，斜面QUOTE位于光滑的水平地面上（如圖7-11-1所示），從地面上看，在物塊QUOTE沿斜面QUOTE下滑的過程中，斜面QUOTE對(duì)物塊QUOTE的作用力（）圖7-11-1A.垂直于接觸面，做功為零B.垂直于接觸面，做功不為零C.不垂直于接觸面，做功為零D.不垂直于接觸面，做功不為零2.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW，汽車的質(zhì)量為5t。汽車在水平面上行駛時(shí)，阻力與車重成正比，QUOTE取10QUOTE，當(dāng)汽車以額定功率勻速行駛時(shí)速度為12m/s?，F(xiàn)突然減小油門，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率減小到40kW，對(duì)接下來車子運(yùn)動(dòng)狀況的描述正確的是（）A.先做勻減速運(yùn)動(dòng)，再做勻速運(yùn)動(dòng)B.先做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，再做勻速運(yùn)動(dòng)C.先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，再做勻速運(yùn)動(dòng)D.最終的速度大小是8m/s圖7-11-23.通過一動(dòng)滑輪提升質(zhì)量為1kg的重物，如圖7-11-2所示，豎直向上拉繩子，使重物由靜止開頭以5QUOTE的加速度加速上升，不計(jì)動(dòng)滑輪及繩子的質(zhì)量和摩擦，則拉力在1s末的瞬時(shí)功率為（）圖7-11-2A.75W B.25WC.12.5W D.37.5W4.（2022·海南高考）下列關(guān)于功和機(jī)械能的說法，正確的是（）A.在有阻力作用的狀況下，物體重力勢(shì)能的削減不等于重力對(duì)物體所做的功B.合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的轉(zhuǎn)變量C.物體的重力勢(shì)能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)D.運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的削減量確定等于其重力勢(shì)能的增加量5.在地面上將質(zhì)量為QUOTE的小球以初速度QUOTE斜向上拋出。當(dāng)它上升到離地面某一高度時(shí)，它的勢(shì)能恰好等于當(dāng)時(shí)的動(dòng)能。則這個(gè)高度是（以地面為零勢(shì)能面，不計(jì)空氣阻力）（）A.QUOTE B.QUOTE C.QUOTE D.QUOTE6.在奧運(yùn)競(jìng)賽項(xiàng)目中，高臺(tái)跳水是我國(guó)運(yùn)動(dòng)員的強(qiáng)項(xiàng)。質(zhì)量為QUOTE的跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而豎直向下做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)水對(duì)他的阻力大小恒為QUOTE，那么在他減速下降深度為h的過程中，下列說法正確的是（g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋ǎ〢.他的動(dòng)能削減了QUOTEhB.他的重力勢(shì)能削減了QUOTEhC.他的機(jī)械能削減了（QUOTE）hD.他的機(jī)械能削減了QUOTEh圖7-11-37.如圖7-11-3所示，小球自QUOTE點(diǎn)由靜止自由下落，落到QUOTE點(diǎn)時(shí)與彈簧接觸，到QUOTE點(diǎn)時(shí)彈簧被壓縮到最短。若不計(jì)彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球QUOTE的過程中（）圖7-11-3A.小球的機(jī)械能守恒B.小球的機(jī)械能減小C.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.小球的動(dòng)能始終減小圖7-11-48.兩個(gè)內(nèi)壁光滑、半徑不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使兩碗口處于同一水平面，如圖7-11-4圖7-11-4A.兩小球速度大小不等，對(duì)碗底的壓力相等B.兩小球速度大小不等，對(duì)碗底的壓力不等C.兩小球速度大小相等，對(duì)碗底的壓力相等D.兩小球速度大小相等，對(duì)碗底的壓力不等圖7-11-59.一質(zhì)量為QUOTE的物體在水平恒力QUOTE的作用下沿水平面運(yùn)動(dòng)，在QUOTE時(shí)刻撤去力QUOTE，其QUOTE圖像如圖7-11-5所示。動(dòng)摩擦因數(shù)為QUOTE，則下列關(guān)于力QUOTE的大小和QUOTE做的功QUOTE的大小關(guān)系式，正確的是（）圖7-11-5A.QUOTE B.QUOTEQUOTE D.QUOTE圖7-11-610.自動(dòng)充電式電動(dòng)車的前輪裝有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與蓄電池相連，電動(dòng)車運(yùn)動(dòng)時(shí)開啟充電裝置，發(fā)電機(jī)可以向蓄電池充電。為測(cè)試電動(dòng)車的工作特性，某人做了如下試驗(yàn)：關(guān)閉電動(dòng)車的動(dòng)力裝置，使車以500J的初動(dòng)能在粗糙的水平路面上滑行。第一次試驗(yàn)中，關(guān)閉充電裝置，讓車自由滑行，其動(dòng)能隨位移變化的關(guān)系如圖7-11-6中甲所示；其次次試驗(yàn)中，啟動(dòng)充電裝置，其動(dòng)能隨位移變化的關(guān)系如圖7-11-圖7-11-6A.第一次試驗(yàn)中，電動(dòng)車受到的阻力大小為50NB.其次次試驗(yàn)中，蓄電池中充入的總電能為200JC.充電時(shí)蓄電池充入電能的多少與電動(dòng)車運(yùn)動(dòng)距離的大小成正比D.第一次運(yùn)動(dòng)中電動(dòng)車做勻減速運(yùn)動(dòng)，其次次電動(dòng)車做加速度漸漸減小的減速運(yùn)動(dòng)二、填空題（本題共2個(gè)小題，其中第11小題10分，第12小題6分，共16分。請(qǐng)將正確答案填在題中的橫線上）11.如圖7-11-7所示，在利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的試驗(yàn)中，電源的頻率為50Hz，依次打出的點(diǎn)為0，1，2，3，4，…，QUOTE。則：甲乙甲乙圖7-11-7（1）在圖中所示的兩條紙帶中應(yīng)選取的紙帶是，緣由是。（2）如用從起點(diǎn)0到第3點(diǎn)之間來驗(yàn)證，必需直接測(cè)量的物理量為，必需計(jì)算出的物理量為，驗(yàn)證的表達(dá)式為。（3）下列試驗(yàn)步驟操作合理的排列挨次是（填寫步驟前面的字母）。A.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直安裝在鐵架臺(tái)上；B.接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落；C.取下紙帶，更換新紙帶（或?qū)⒓垘Х瓊€(gè)面）重新做試驗(yàn)；D.將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手提起紙帶；E.選擇一條紙帶，用刻度尺測(cè)出物體下落的高度QUOTE，QUOTE，QUOTE，…，QUOTE，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度QUOTE，QUOTE， QUOTE，…，QUOTE；F.分別計(jì)算出QUOTE和QUOTE，在誤差允許的范圍內(nèi)看是否相等。（4）本試驗(yàn)中，計(jì)算出從0點(diǎn)到某點(diǎn)重力勢(shì)能的削減量與動(dòng)能的增加量相比較，是偏小還是偏大？。請(qǐng)寫出減小誤差的試驗(yàn)改進(jìn)措施：。圖7-11-812.（2021·大綱全國(guó)高考）測(cè)量物塊QUOTE與平板QUOTE之間動(dòng)摩擦因數(shù)的試驗(yàn)裝置如圖7-11-8所示。QUOTE是半徑足夠大的、光滑的四分之一圓弧軌道，與水平固定放置的QUOTE板的上表面QUOTE在QUOTE點(diǎn)相切，QUOTE點(diǎn)在水平地面的垂直投影為QUOTE′。重力加速度大小為QUOTE。試驗(yàn)步驟如下：圖7-11-8①用天平稱出物塊QUOTE的質(zhì)量QUOTE；②測(cè)量出軌道QUOTE的半徑QUOTE、QUOTE的長(zhǎng)度QUOTE和QUOTE′的長(zhǎng)度QUOTE；③將物塊QUOTE從QUOTE點(diǎn)由靜止釋放，在物塊QUOTE落地處標(biāo)記其落地點(diǎn)QUOTE；④重復(fù)步驟③，共做10次；⑤將10個(gè)落地點(diǎn)用一個(gè)盡量小的圓圍住，用米尺測(cè)量圓心到QUOTE′的距離QUOTE。（1）用試驗(yàn)中的測(cè)量量表示：①物塊QUOTE到達(dá)QUOTE點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能QUOTE=；②物塊QUOTE到達(dá)QUOTE點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能QUOTE＝；③在物塊QUOTE從QUOTE運(yùn)動(dòng)到QUOTE的過程中，物塊QUOTE克服摩擦力做的功QUOTE=；④物塊QUOTE與平板QUOTE之間的動(dòng)摩擦因數(shù)QUOTE=。（2）回答下列問題：①試驗(yàn)步驟④⑤的目的是；②已知試驗(yàn)測(cè)得的QUOTE值比實(shí)際值偏大，其緣由除了試驗(yàn)中測(cè)量量的誤差之外，其他的可能是（寫出一個(gè)可能的緣由即可）。三、計(jì)算題（本題共4個(gè)小題，共44分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最終答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位）13.［10分］從距離地面5m的高處將質(zhì)量為0.5kg的物塊以5m/s的速度水平拋出，不計(jì)空氣阻力，QUOTE取10QUOTE。求：（1）物塊落地時(shí)的速度大小。（2）物塊在空中飛行過程中重力做功的平均功率。（3）物塊剛要落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率。14.［10分］一質(zhì)量為500t的機(jī)車，以恒定功率375kW由靜止動(dòng)身，經(jīng)過5min，速度達(dá)到最大值54km/h，設(shè)機(jī)車所受阻力QUOTE恒定不變，QUOTE取10QUOTE，試求：（1）機(jī)車受到的阻力QUOTE的大小。（2）機(jī)車在這5min內(nèi)行駛的路程。圖7-11-915.［12分］如圖7-11-9所示，豎直光滑四分之三圓軌道QUOTE固定在水平面QUOTE上，軌道圓心為QUOTE，半徑QUOTE1m，軌道最低點(diǎn)與水平面相切于QUOTE點(diǎn)，QUOTE為軌道最高點(diǎn)，QUOTE點(diǎn)與圓心QUOTE等高。一質(zhì)量QUOTE1kg的小物塊從水平面上以速度QUOTE8m/s豎直向上拋出，物塊從QUOTE點(diǎn)進(jìn)入圓軌道，最終停在QUOTE點(diǎn)。物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)QUOTE0.4,g取10QUOTE。求：圖7-11-9（1）物塊運(yùn)動(dòng)到QUOTE點(diǎn)時(shí)的速度；（可以保留根式）（2）物塊運(yùn)動(dòng)到QUOTE點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??；（3）物塊從QUOTE點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到QUOTE點(diǎn)所用的時(shí)間及QUOTE、QUOTE間的距離。圖7-11-1016.［12分］如圖7-11-10所示，水平放置的傳送帶與一光滑曲面相接（間隙很?。?，一小滑塊質(zhì)量為QUOTE0.1kg，從距離傳送帶高QUOTE0.2m處由靜止滑下，傳送帶水平部分長(zhǎng)QUOTE1.8m，小滑塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)QUOTE0.1。（QUOTE取10QUOTE）圖7-11-10（1）使傳送帶固定不動(dòng)，問小滑塊能否滑離傳送帶？摩擦產(chǎn)生的熱量是多少？（2）傳送帶以QUOTE1m/s的速度逆時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng)，問小滑塊能否滑離傳送帶？產(chǎn)生的熱量是多少？參考答案圖7-11-111.B解析：物塊QUOTE在下滑過程中和斜面之間有一對(duì)相互作用力QUOTE和QUOTE′，如圖7-11-11所示。假如把斜面QUOTE固定在水平桌面上，物塊QUOTE的位移方向和彈力方向垂直，這時(shí)斜面對(duì)物塊QUOTE不做功。但此題告知的條件是斜面放在光滑的水平面上，可以自由滑動(dòng)。此時(shí)彈力方向照舊垂直于斜面，但是物塊QUOTE的位移方向卻是從初位置指向末位置，如圖7-11-40，彈力和位移方向不再垂直而是成一鈍角，所以彈力對(duì)物塊QUOTE做負(fù)功，即選項(xiàng)B正確。圖7-11-112.CD解析：汽車勻速行駛時(shí)，QUOTE，得牽引力QUOTEQUOTEN，則阻力QUOTEN。當(dāng)功率只有40kW時(shí)，牽引力減小，汽車做減速運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于功率突然減小，故牽引力發(fā)生突變，減小到某一值，然后牽引力從某一最小值開頭增大，加速度減小，而后勻速，速度大小為QUOTEm/sQUOTE8m/s，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C、D正確。3.A解析：依據(jù)牛頓其次定律知QUOTE，代入數(shù)據(jù)解得QUOTE7.5N，1s末重物的速度為QUOTE5m/s，則力QUOTE作用點(diǎn)的速度QUOTE10m/s，所以拉力在1s末的瞬時(shí)功率為QUOTE75W，故選項(xiàng)A正確。4.BC解析：物體重力勢(shì)能的削減始終與重力對(duì)物體所做的功相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理知選項(xiàng)B正確；重力勢(shì)能是物體與地球之間的相互作用能，大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)，選項(xiàng)C正確；在只有重力做功的條件下，動(dòng)能的削減量才確定等于重力勢(shì)能的增加量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.B解析：由機(jī)械能守恒定律知QUOTE，又知QUOTE，則有QUOTE，解得QUOTE。6.BD解析：在水中受合力大小為QUOTE，方向向上，合力做的功QUOTE，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；重力做的功為QUOTE,即重力勢(shì)能削減了QUOTE,選項(xiàng)B正確；機(jī)械能削減了QUOTE，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、選項(xiàng)D正確。7.BC解析：由題意知，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在小球QUOTE的過程中，開頭時(shí)小球受到的重力大于彈力，因此小球的動(dòng)能增大，當(dāng)彈簧的彈力等于重力時(shí)，動(dòng)能最大，然后小球連續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，直至彈簧壓縮到最短，此時(shí)小球的動(dòng)能為零，彈簧的彈性勢(shì)能最大。8.A解析：設(shè)小球在最低點(diǎn)的速度為QUOTE,由動(dòng)能定理得，QUOTE，在最低點(diǎn)：QUOTE，兩式聯(lián)立得，QUOTE，QUOTE＝3QUOTE，兩碗半徑不一樣，故選項(xiàng)A正確。9.D解析：由題圖知，加速階段QUOTE，減速階段QUOTE。力QUOTE，且QUOTE，解得QUOTE，力QUOTE做的功QUOTE，選項(xiàng)D正確。10.ABD解析：第一次試驗(yàn)中，由能量守恒定律可求得摩擦發(fā)熱為500J，然后依據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系有QUOTE，從而求得阻力大小為50N，選項(xiàng)A正確；其次次試驗(yàn)中，滑行的距離變?yōu)榈谝淮蔚腝UOTE，說明地面阻力做功變?yōu)樵瓉淼腝UOTE，蓄電池中充入的總電能為200J，選項(xiàng)B正確；分析運(yùn)動(dòng)和受力知選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。11.（1）甲前兩點(diǎn)的距離接近2mm，近似于自由落體運(yùn)動(dòng)（2）點(diǎn)0到點(diǎn)3的距離QUOTE，點(diǎn)2至點(diǎn)4的距離QUOTE點(diǎn)3的瞬時(shí)速度QUOTEQUOTE（3）ADBCEF（4）偏大選用密度和質(zhì)量較大的重物；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔在同一條豎直線上；紙帶要豎直釋放等12.（1）①Q(mào)UOTE②QUOTE③QUOTE④QUOTE（2）①減小試驗(yàn)誤差②圓弧軌道存在摩擦（或接縫QUOTE處不平滑等）解析：（1）①Q(mào)UOTE過程中，機(jī)械能守恒，得QUOTE＝QUOTE。②QUOTE過程中，物塊QUOTE做平拋運(yùn)動(dòng)，則QUOTE＝QUOTE=QUOTE，則QUOTE＝QUOTE=QUOTE。③QUOTE過程中，對(duì)物塊QUOTE只有摩擦力做功，由動(dòng)能定理得克服摩擦力做的功QUOTE)QUOTE。④依據(jù)QUOTE得QUOTE＝QUOTE＝QUOTE。（2）①因每次落點(diǎn)總不同，偶然誤差較大，所以取多個(gè)落點(diǎn)的圓心位置測(cè)量QUOTE是為了盡可能地減小試驗(yàn)誤差。②試驗(yàn)原理中只有QUOTE對(duì)QUOTE的摩擦力做負(fù)功，實(shí)際還有其他阻力做負(fù)功使系統(tǒng)機(jī)械能減小，因此測(cè)得的QUOTE應(yīng)比真實(shí)值大，即測(cè)得的QUOTE值偏大，其他阻力有空氣阻力、圓弧軌道阻力、接縫QUOTE處的阻力等。13.（1）11.2m/s（2）25W（3）50W解析：（1）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律QUOTE,得QUOTE＝1s，QUOTE10m/s，物塊落地時(shí)速度的大小QUOTE≈11.2m/s。（2）物塊在飛行過程中重力做功的平均功率QUOTE＝QUOTEW=25W。（3）物塊剛要落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率QUOTE0.5×10×10W=50W。QUOTEN(2)2250m解析：（1）已知QUOTE375QUOTEWQUOTE=54km/h=15m/s依據(jù)QUOTE時(shí)QUOTE＝QUOTE,得：QUOTE機(jī)車受到的阻力QUOTE=QUOTE=QUOTEQUOTEN。(2)機(jī)車在這5min內(nèi)，牽引力為變力，做正功，阻力做負(fù)功，重力、地面的支持力不做功。依據(jù)QUOTE,得牽引力做的功為QUOTE依據(jù)動(dòng)