鲁科版物理第2章能的转化与守恒单元测试(详细解析).doc

(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1一个质量为0.3 kg的弹性小球，在光滑水平面以6 m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反的方向运动，反弹后的速度大小为4 m/s，则碰撞前后小球速度的变化量v和动能变化量Ek的大小为()Av2 m/sBv10 m/sCEk0.6 J DEk15 J解析：选B.速度是矢量，所以速度的变化遵循平行四边形定则，v10 m/s，动能是标量，Ekmv12mv20.3(4262)3 J，即动能减少了3 J，故选B.2(2011年冀州高一检测)自由摆动的秋千，摆动的幅度越来越小，下列说法中正确的是()A机械能守恒B能量正在消失C总能量守恒，正在减少的机械能转化为内能D只有动能和势能的相互转化解析：选C.秋千摆动的幅度越来越小，即重力势能的最大值越来越小，机械能减小，减小的机械能转化内能，C正确图243(2011年厦门高一检测)图中M1M2，轻质滑轮光滑，阻力不计，M1离地高度为H，在M1下降过程中()AM1的机械能减少BM2的机械能守恒CM1和M2的总机械能增加DM1和M2的总机械能减少解析：选A.M1、M2组成的系统只有动能和重力势能之间的相互转化，总机械能守恒，M1的机械能减少，M2的机械能增加，故A正确，B、C、D错误4如图25所示，图25一个质量为M的物体放在水平面上，物体上方安装一个长为L，劲度系数为k的轻弹簧现用手拉着弹簧P点缓慢向上移，直到物体离开地面一段距离，在这一过程中P点位移是H(设开始时弹簧处于原长)，则物体的重力势能增加了()AMgH BMgHCMgH DMgH解析：选C.对整个过程分段分析可知，刚开始时，P上移，弹簧伸长，而物体不动，直到P点上移后，弹簧不再伸长，物体离开地面随弹簧一起缓慢上移在上述过程中，物体重心上移的高度hH，所以重力势能增加了MgH，C正确图265如图26所示，某人以平行斜面的拉力将物体沿斜面拉下，拉力大小等于摩擦力大小，则下列说法正确的是()A物体匀速下滑B合外力对物体做的功等于零C物体的机械能减少D物体的机械能保持不变解析：选D.物体沿斜面下滑，受到重力G，斜面支持力N，滑动摩擦力f和拉力F作用如图所示，因拉力F大小与摩擦力f大小相等，则物体所受合力将沿斜面向下，结合力与运动关系、动能定理、机械能守恒条件，就可以对各选项选择判断由分析知，物体所受合力沿斜面向下，不可能做匀速运动，且合力做功不为零，故A、B错误物体下滑时，支持力N方向总与运动方向垂直，因此不做功，拉力F和摩擦力f做的功的代数和为零，只有重力对物体做功，因此物体的机械能守恒，C错误，D正确6质量为m的汽车在水平公路上行驶，初速度大小为v0，行驶距离s后速度达到v，已知汽车在前进过程中所受阻力大小恒为f，汽车行驶的功率恒为P，则汽车行驶过程牵引力所做的功为()Afs B.mv2fsC.mvfs D.mv2mvfs答案：D图277物体沿直线运动的vt关系图象如图27所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则()A从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB从第3秒末到第5秒末合外力做功为2WC从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75W解析：选C.从第1秒末到第3秒末物体做匀速运动，所以合外力做功为零，A选项错误设1 s末的速度为v，由题意知Wmv2，从第3秒末到第5秒末合外力做功W10mv2W，B选项错误从第5秒末到第7秒末物体在合外力反向加速到v，合外力做功为W，C选项正确从第3秒末到第4秒末物体的速度由v减至，合外力做功为W2m()2mv20.75W，D选项错误图288一物体从离地面某一高度处开始自由下落，下落过程中动能、重力势能、机械能随下落距离h变化的图象如图28所示，则下列判断错误的是()AOC表示重力势能随h变化的图象BOC表示动能随h变化的图象CAB表示重力势能随h变化的图象DAC表示机械能随h变化的图象解析：选A.物体自由下落过程中，机械能守恒，动能增加，重力势能减少结合图象知A项错9如图29所示在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角贴着球门射入，球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球质量为m，则红队球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力、足球可视为质点)()图29A.mv2BmghC.mv2mgh D.mv2mgh解析：选C.根据动能定理可得：Wmghmv20，所以Wmv2mgh，C正确10(2010年高考福建卷)如图210甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则()图210At1时刻小球动能最大Bt2时刻小球动能最大Ct2t3这段时间内，小球的动能先增加后减少Dt2t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能解析：选C.小球在未碰弹簧前做自由落体运动，碰后先做加速度减小的加速运动直到加速度为零，即重力等于弹簧的弹力时速度最大，而后做加速度增大的减速运动，上升过程恰好与下降过程相逆，在整个过程小球的动能、势能及弹簧的弹性势能总和不变，由乙图可知t1时刻小球开始接触弹簧，t2时刻小球运动到最低点，动能最小，t3时刻小球恰好离开弹簧上升，t2t3这段时间内小球从最低点向上运动的过程中先加速到速度最大后减速运动，小球动能先增加后减少，弹簧减少的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，故选C.二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分把答案填在题中横线上)11(2011年青岛质检)如图211甲所示的装置进行“探究动能定理”的实验，实验时测得小车的质量为m，木板的倾角为.实验过程中，选出一条比较清晰的纸带，用直尺测得各点与A点间的距离如图乙所示已知打点计时器打点的周期为T，重力加速度为g，小车与斜面间的摩擦力忽略不计那么打D点时小车的瞬时速度为_；取纸带上的BD段进行研究，合外力做的功为_，小车动能的改变量为_图211解析：小车匀加速下滑，根据vt，得：vD，小车与斜面间摩擦可忽略不计F合mgsin，所以合外力做的功为mg(d3d1)sin，小车动能的改变量为mv0.答案：mg(d3d1)sin12在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m1 kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图212所示(相邻两计数点时间间隔为0.02 s)，单位 cm，那么：图212(1)纸带的_端与重物相连；(2)打点计时器打下计数点B时，重物的速度vB_；(3)从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能减少量Ep_J，此过程中重物动能的增加量Ek_J(g取9.8 m/s2)；(4)通过计算，数值上Ep_Ek(填“”“”或“”)，这是因为_解析：(1)重物下落的过程中，重物的速度越来越大，打的点间距应当越来越大，故O端与重物相连(2)B点瞬时速度等于AC段的平均速度vBm/s0.98 m/s.(3)重力势能减少量Epmgh19.80.0501 J0.491 J动能的增加量Ekmv10.982 J0.480 J.(4)计算得出EpEk.这是因为重物在下落过程中还需克服摩擦阻力做功答案：(1)O(2)0.98 m/s(3)0.4910.480(4)重物在下落过程中还需克服摩擦阻力做功三、计算题(本题共4小题，共38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)13(8分)如图213所示，图213AB与CD为两个对称斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为120，半径R为2.0 m，一个物体在离弧底的高度为h3.0 m处，以初速度4.0 m/s沿斜面运动若物体与两斜面的动摩擦因数均为0.02，则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能走多长路程？(g取10 m/s2)解析：由图中几何关系可知斜面的倾角为60，由于物体在斜面上所受到的滑动摩擦力小于重力沿斜面的分力(mgcos60mgsin60)，所以物体不能停留在斜面上，物体在斜面上滑动时，由于摩擦力做功，使物体的机械能逐渐减小，物体滑到斜面上的高度逐渐降低，直到物体再也滑不到斜面上为止最终物体将在B、C间往复运动设物体在斜面上运动的总路程为s，则摩擦力所做的总功为mgscos60，末状态选为B(或C)，此时物体速度为零，对全过程由动能定理得mghR(1cos60)mgscos600mvs m280 m.答案：280 m14(10分)为了测量太阳的辐射功率，某人采取如下简单实验取一个横截面积是3102m2的不高的圆筒，筒内装水0.6 kg，用来测量射到地面的太阳能某一天中午在太阳光直射2 min后，水的温度升高了1 .求：(1)在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量；水的比热容为4.2103 J/(kg)(2)假设射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面，另外57%被大气吸收和反射，而未到达地面你能由此估算出太阳辐射的功率吗？(日地距离为1.51011m)解析：(1)圆筒内的水经过2 min照射后，增加的内能为EQcmt，其中c4.2103 J/(kg)所以E4.21030.61 J2.52103 J每分钟获得的能量为 J/min1.26103 J/min圆筒面积S3102m23102 cm2地球每分钟每平方厘米获得的能量 J4.2 J.(2)以太阳为球心，以日地距离r为半径作一个球面，根据上述观测，在此球面的每平方厘米面积上每秒接受到的太阳能(即射到大气顶层的太阳能)为 J/(scm2)0.163 J/(scm2)太阳是向四面八方均匀辐射的，上述球面每秒接受到的太阳能即为太阳的辐射功率P.上述球面的面积为4r2，其中r1.51011m，所以辐射功率P4r20.1634(1.51011102)20.163 W4.61026 W.答案：(1)4.2 J(2)4.61026 W15(10分)2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军，这引起了人们对冰壶运动的关注冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图214，运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO推到A点放手，此后冰壶沿AO滑行，最后停于C点已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为，冰壶质量为m，ACL，COr，重力加速度为g.图214(1)求冰壶在A点的速率；(2)若将BO段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8 ，原只能滑到C点的冰壶能停于O点，求A点与B点之间的距离解析：(1)从A到C，由动能定理有mgL0mv得vA(2)从A到O，由动能定理有mgs0.8mg(Lrs)0mv得sL4r.答案：(1)(2)L4r16(10分)如图215所示，图215质量为m的木块以速度v0滑上原静止的质量为M的木板，水平地面光滑，木板长为L，当木块运动到木板的另一端时，它们的速度分别是v1和v2，木板位移为