2019人教版必修第二册 第八章 机械能守恒定律 章末系统检测（含解析）

试卷第=page88页，共=sectionpages88页试卷第=page11页，共=sectionpages33页2019人教版必修第二册第八章章末系统检测基础巩固拓展练习一、单选题1．如图甲所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平面上，自然伸长的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上。一质量为m的小球，从离弹簧上端一定距离的位置由静止释放，接触弹簧后继续向下运动。小球运动的v—t图象如图乙所示，其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的平滑曲线，BC是平滑曲线，不考虑空气阻力，重力加速度为g。关于小球的运动过程，下列说法不正确的是（）A．小球在tB时刻所受弹簧弹力等于B．小球在tC时刻的加速度大于C．小球从tC时刻所在的位置由静止释放后，能回到出发点D．小球从tA时刻到tC时刻的过程中重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量2．如图所示，质量为m的物块与水平转台间的动摩擦因数为μ，物块与转轴相距R，物块随转台由静止开始转动。当转速增至某一值时，物块即将在转台上滑动，此时转台已开始匀速转动，在这一过程中，摩擦力对物块做的功是（假设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）A．0 B．2μmgRC． D．3．下列物理量与其所对应的国际单位符号正确的是A．功率J B．电势 C．重力势能 D．电场强度4．如图所示，某力，作用于半径的转盘的边缘上，力的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周这个力做的总功应为（）A． B． C． D．5．美国NBA全明星赛非常精彩，最后东部队以2分的微弱优势取胜，本次比赛的最佳队员为东部队的詹姆斯．假设他在某次投篮过程中对篮球做功为W，出手高度为，篮筐距地面高度为，球的质量为m，不计空气阻力，则篮球进框时的动能为（）A．B．C．D．6．用如图所示实验能验证动量守恒定律，两块小木块A和B中间夹着一轻质弹簧，用细线捆在一起，放在光滑的水平台面上，将细线烧断，木块A、B被弹簧弹出，最后落在水平地面上落地点与平台边缘的水平距离分别为，．实验结果表明下列说法正确的是A．木块A、B离开弹簧时的速度大小之比B．木块A、B的质量之比C．弹簧对木块A、B做功之比D．木块A、B离开弹簧时的动能之比7．一个质量为m的木块静止在粗糙的水平面上，木块与水平面间的滑动摩擦力大小为2F0，某时刻开始受到如图所示的水平拉力的作用，下列说法正确的是（）A．0到t0时间内，木块的位移大小为

B．t0时刻合力的功率为C．0到t0时间内，水平拉力做功为D．2t0时刻，木块的速度大小为二、多选题8．如图，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g。若物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块的（）A．动能损失了2mgH B．动能损失了mgHC．机械能损失了2mgH D．机械能损失了mgH9．如图所示，长为L=4m的传送带的速度是5m/s，现将m=1kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.2，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮的过程中，下列说法中正确的是()A．传送带对小物体做功为12.5JB．小物体获得的动能为8JC．摩擦产生的热量为8JD．电动机由于传送物体多消耗的能量为20J10．如图所示，质量为M，长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是（）A．此时物块的动能为B．此时小车的动能为C．这一过程中，因摩擦而产生的热量为D．这一过程中，物块和小车增加的机械能为11．如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（）A．0~t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B．t1~t2时间内汽车牵引力做功为mv22－mv12C．t1~t2时间内的平均速度大于（v1＋v2）D．在全过程中，t1时刻的牵引力及其功率都是最大值三、实验题12．下图为“测量弹簧劲度系数”的实验装置图，弹簧的上端固定在铁架台上，下端装有指针及挂钩，指针恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺．现在测得在挂钩上挂上一定数量钩码时针在刻度尺上的读数如下表：已知所有钩码的质量可认为相同且m0＝50g，当地重力加速度g＝9．8m/s2．请回答下列问题．（1）请根据表格数据计算出弹簧的劲度系数k＝____________N/m．（结果保留两位有效数字）（2）考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量，测量的劲度系数与真实值相比较__________（填“偏大”、“偏小”或“没有影响”）13．某实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，进行了如下的操作：A取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点，在距离点较远处选择连续几个计数点（或计时点）B．用天平称出重物和夹子的质量C．计算出和，看两者是否相等D．固定好打点计时器，将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让重物尽量靠近打点计时器E．先接通电源，后松开纸带，开始打点，并如此重复多次，以得到几条打点纸带F．测出各点到点的距离，即得到重物下落的高度，并计算出各点的速度值在以上的操作中不必要的是_____________；然后将必要的操作进行正确排序：____________。四、解答题14．如图所示，一轻弹簧原长15cm,竖直放置在水平面上，将一质量为m1=8.1kg的物体无初速地放在弹簧上端，弹簧压得最短时长度为10cm．现将这弹簧放在与弹簧原长相等的光滑固定水平台B上，弹簧右端固定在平台边缘，平台左端有一等高质量为m＝0.2kg的长木板，木板静止在水平地面上并与B挨着，已知木板A与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1．将质量M＝0.1kg的小铁块（可视为质点）放平台B上与弹簧左端接触但不连接，用力推铁块向右压缩弹簧到长度为10cm，然后撤去推力无初速释放铁块，从木板A的右端滑上木板．铁块与木板间的动摩擦因数μ2＝0.4，取重力加速度g＝10m/s2，木板足够长，求：(1)弹簧上放物体压缩到最短10cm时，具有的弹性势能Ep；(2)铁块相对木板滑动时木板的加速度的大小；(3)铁块与木板摩擦所产生的热量Q和木板在水平地面上滑行的总路程x.15．如图，一劲度系数的轻质弹簧两端分别焊接着A、B两物体，，直立于水平地面而静止，现给物体加一个竖直向上的力，使缓慢向上运动，直到B刚要离开地面。设整个过程弹簧都处于弹性限度内，。（1）B刚要离地时的弹性势能与最初的弹性势能相比，大小关系如何？（不用定量计算）（2）求整个过程中，物体克服重力做的功？16．疫情期间，质量为25kg的小孩在如图所示的小区游乐场荡秋千。小孩可以看作质点，小孩坐在秋千板上静止时，小孩离系绳子的横梁2.5m；现把小孩和秋千板拉到最高点，最高点与最低点的高度差是1.25m，静止释放后任其自由荡摆，（不计绳子与座板的质量，取g=10m/s2），求：(1)若取秋千板摆到最低点为零势能面，小孩在最高点时具有的重力势能。(2)若不计空气阻力、绳与横梁间的摩擦力，当秋千板摆到最低点时，小孩的速度。(3)今测得小孩某次荡到最低点时，他的速度大小为4m/s，那么在秋千板由最高点摆到最低点的过程中，克服阻力做的功。答案第=page1111页，共=sectionpages1111页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．D【解析】【详解】A．小球在tB时刻速度达到最大，此时弹簧的弹力等于小球重力沿斜面的分力，则故A正确；B．由题图可知，tA时刻所在位置关于tB时刻所在位置对称处小球的加速度大小为，弹簧弹力大小为mg，故到达tC时刻所在位置时弹簧的弹力大于mg，根据牛顿第二定律可知解得故B正确；C．整个过程中，弹簧和小球组成的系统机械能守恒，故从tC时刻所在的位置由静止释放，小球能到达原来的出发点，故C正确；D．小球从tA时刻到tC时刻的过程中，由系统机械能守恒知小球重力势能的减小量与小球动能的减小量之和等于弹簧弹性势能的增加量，故D错误。题目要求选不正确的，故选D。2．D【解析】【分析】【详解】块即将在转台上滑动但还未滑动时，转台对物块的最大静摩擦力恰好提供向心力，设此时物块做圆周运动的线速度为v，则有在物块由静止到获得速度v的过程中，物块受到的重力和支持力不做功，只有摩擦力对物块做功，由动能定理得联立解得故选项D正确，ABC错误。故选D。3．B【解析】【详解】A.功率的国际单位是W，故A错误；B.电势的国际单位是V，故B正确；C.重力势能的国际单位是J，故C错误；D.电场强度的国际单位是N/C或V/m，故D错误；4．B【解析】【详解】把圆周分成无限个微元，每个微元可认为与力F在同一直线上，故则转一周中做功的代数和为故选B正确。故选B。5．A【解析】【分析】【详解】从投篮到进框过程中，人对篮球做正功，重力最篮球做负功，故根据动能定理可得故选A。【点睛】应用动能定理应注意的几个问题（1）明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度；（2）要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负情况（待求的功除外）；（3）有些力在物体运动过程中不是始终存在的．若物体运动过程中包括几个阶段，物体在不同阶段内的受力情况不同，在考虑外力做功时需根据情况区分对待。6．D【解析】【详解】A．两个木块被弹出离开桌面后做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，因为下落的高度相等，所以运动的时间相等，水平方向上根据公式x=v0t及lA=1m，lB=2m，得：vA：vB=lA：lB=1：2，故A错误；B．弹簧弹开两个物体的过程，对两个木块组成的系统，取向左为正方向，根据动量守恒定律得：mAvA-mBvB=0，解得：mA：mB=vB：vA=2：1，故B错误；CD．由mA：mB=vB：vA=2：1，根据动能的表达式可得：EkA：EkB=1：2，根据动能定理，弹簧对木块A、B做功之比WA：WB=EkA：EkB=1：2，故D正确，C错误．7．D【解析】【详解】0到t0时间内，产生的加速度为，产生的位移为，故A错误；t0时刻的速度为v=at0=，t0时刻合力的功率为为P=2F0v=，故B错误；0到t0时间内，水平拉力做功为W=4F0x＝，故C错误；在t0之后产生的加速度为，2t0时刻，木块的速度大小为v′＝v−at0＝，故D正确；故选D．8．AD【解析】【详解】AB．根据动能定理，小物块冲上斜面有合外力做负功，故动能损失2mgh，A正确，B错误；CD．由牛顿第二定律可得，对小物块有可求得：根据功能关系，物块机械能的损失等于物块克服f做的功，即故C错误，D正确；故选AD。9．BD【解析】【详解】试题分析：对小物体运用动能定理：，可得小物体速度增大到5m/s时的对地位移，可见质点一直在加速．运动到右轮正上方时，速度还没达到5m/s,再根据动能定理可得小物体获得的动能,A错，B对；由得：小物块到达最右端速度，根据得传送带对地位移，根据得：,C错，D对．考点：考查了传送带模型的运动过程分析，动能定理的简单计算和摩擦生热计算10．BCD【解析】【分析】【详解】A．对物块，根据动能定理得则物块的动能为故A错误；B．对小车，由动能定理得则此时小车的动能为故B正确；C．系统产生的热量等于系统克服滑动摩擦力做功，为故C正确；D．这一过程中，由能量守恒定律可知，小物块和小车增加的机械能为故D正确。故选BCD。11．CD【解析】【详解】A．0~t1时间内汽车做匀加速运动，牵引力F大小恒定，但汽车的速度v逐渐增大，所以其功率逐渐增大，选项A错误；B．在t1~t2时间内，牵引力做正功，摩擦力做负功，合外力做功之和等于动能的改变量，所以选项B错误；C．根据“面积”法求位移，t1~t2时间内汽车的位移所以平均速度选项C正确；D．在全过程中t1时刻的斜率最大，加速度a1也最大，根据F1=f＋ma1可知，此时牵引力F1最大，此时刻的功率P1也是在0~t1时间内最大的，在t1时刻之后，汽车的功率保持P1不变，所以P1是整个过程中的最大值，在t2~t3时间内牵引力等于摩擦力，牵引力最小，所以选项D正确。故选CD。12．32无影响【解析】【详解】试题分析：（1）弹簧的原长为：，钩码每增加弹簧的形变量的平均值为：；由得：．（2）由胡克定律可知，弹簧弹力的增加量与弹簧的形变量成正比，即：，因此弹簧的自重不会对劲度系数产生影响．考点：探究弹力和弹簧伸长的关系【名师点睛】弹簧测力计的原理是在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，对于实验问题，我们要充分利用测量数据求解可以减少误差．13．BDEAFC【解析】【详解】[1]验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，不需要测量重物和夹子的质量，故步骤B是不必要的；[2]根据实验原理以及操作分析可知，正确的操作顺序为DEAFC；14．(1)Ep=4.05J(2)a＝0.5m/s2(3)Q＝3.6J，x＝1.5m【解析】【详解】(1)物块向下压弹簧的过程，由能量守恒定律：Ep=m1g（L1-L2）=4.05J(2)设铁块滑上木板时速度为v0，在木板上滑动时，铁块的加速度为a1，木板的加速度为a2，由功能关系得解得：v0=9m/s由牛顿第二定律可得μ2Mg＝Ma1，解得：a1＝μ2g＝4m/s2．μ2Mg－μ1(M＋m)g＝ma2，解得a2＝0.5m/s2．设铁块与