高中物理鲁科版第二章能的转化与守恒 章末综合测评

章末综合测评(第二章)(用时：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．如图1所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的斜面体上，同时用力F向右推斜面体，使P与斜面体保持相对静止．在前进水平位移为x的过程中，斜面体对P做功为()图1A．Fx \f(1,2)mgsinθ·xC．mgcosθ·x D．mgtanθ·x【解析】斜面对P的作用力垂直于斜面，其竖直分量为mg，所以水平分量为mgtanθ，做功为水平分量的力乘以水平位移．【答案】D2．一小石子从高为10m处自由下落，不计空气阻力，经一段时间后小石子的动能恰等于它的重力势能(以地面为参考平面)，g取10m/s2，则该时刻小石子的速度大小为()【导学号：01360074】A．5m/s B．10m/sC．15m/s D．20m/s【解析】设小石子的动能等于它的重力势能时速度为v，根据机械能守恒定律得mgh＝mgh′＋eq\f(1,2)mv2由题意知mgh′＝eq\f(1,2)mv2，所以mgh＝mv2故v＝eq\r(gh)＝10m/s，B正确．【答案】B3．质量为2t的汽车，发动机的牵引力功率为30kW，在水平公路上，能达到的最大速度为15m/s，当汽车的速度为10m/s时的加速度大小为()A．0.5m/s2 B．1m/s2C．1.5m/s2 D．2m/s2【解析】当汽车达到最大速度时，即牵引力等于阻力时，则有P＝Fv＝fvmf＝eq\f(P,vm)＝eq\f(30×103,15)N＝2×103N当v＝10m/s时，F＝eq\f(P,v)＝eq\f(30×103,10)N＝3×103N所以a＝eq\f(F－f,m)＝eq\f(3×103－2×103,2×103)m/s2＝m/s2.【答案】A4．在光滑的地板上，用水平拉力分别使两个物块由静止获得相同的动能，那么可以肯定()A．水平拉力相等B．两物块质量相等C．两物块速度变化相等D．水平拉力对两物块做功相等【解析】两物块动能的改变量相等，根据动能定理可知，水平力对两物块做的功相等，选项D正确，其他选项均不能肯定．【答案】D5．如图2所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为eq\f(1,3)g.在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是()【导学号：01360075】图2A．运动员减少的重力势能全部转化为动能B．运动员获得的动能为eq\f(1,3)mghC．运动员克服摩擦力做功为eq\f(2,3)mghD．下滑过程中系统减少的机械能为eq\f(1,3)mgh【解析】运动员的加速度为eq\f(1,3)g，沿斜面：eq\f(1,2)mg－f＝m·eq\f(1,3)g，f＝eq\f(1,6)mg，Wf＝eq\f(1,6)mg·2h＝eq\f(1,3)mgh，所以A、C项错误，D项正确；Ek＝mgh－eq\f(1,3)mgh＝eq\f(2,3)mgh，B项错误．【答案】D6．质量为m的物体由固定在地面上的斜面顶端匀速滑到斜面底端，斜面倾角为θ，物体下滑速度为v，如图3所示，以下说法中正确的是()图3A．重力对物体做功的功率为mgvsinθB．重力对物体做功的功率为mgvC．物体克服摩擦力做功的功率为mgvsinθD．物体克服摩擦力做功的功率为mgv【解析】物体沿斜面匀速下滑，说明沿斜面方向的摩擦力f＝mgsinθ，根据功率公式P＝Fvcosα(式中α是F与v的夹角)，则重力的功率PG＝mgvcos(90°－θ)＝mgvsinθ，A对，B错；物体克服摩擦力做功的功率Pf＝f·v＝mgvsinθ，C对，D错．【答案】AC7．一辆汽车在平直公路上以速度v0开始加速行驶，经时间t后，前进了距离s，此时恰好达到其最大速度vm.设此过程中发动机始终以额定功率P工作，汽车所受阻力为f，则在这段时间里，发动机所做的功为()【导学号：01360076】A．fs B．Pt\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＋fs－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0) D．feq\f(v0＋vm,2)·t【解析】由功率定义有：W＝Pt.由动能定理有：W－fs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，得W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＋fs－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).故选项B、C正确．【答案】BC8．(2023·宁德高一检测)质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()A．他的动能减少了FhB．他的重力势能减少了mghC．他的机械能减少了(F－mg)hD．他的机械能减少了Fh【解析】W合＝－(F－mg)h，所以动能减少(F－mg)h；WG＝mgh，重力势能减少mgh，除重力以外其他力做功W＝－Fh，所以机械能减少Fh，故B、D正确．【答案】BD二、实验题(共2小题，18分)9．(8分)使用如图4甲所示的装置验证机械能守恒定律，打出一条纸带如图乙所示．图乙中O是打出的第一个点迹，A、B、C、D、E、F、…是依次打出的点迹，量出OE间的距离为l，DF间的距离为s，已知打点计时器打点的周期是T＝s.图4(1)上述物理量如果在实验误差允许的范围内满足关系式________，即验证了重物下落过程中机械能是守恒的．(2)如果发现图乙中OA距离大约是4mm，则出现这种情况的原因可能是________，如果出现这种情况，上述的各物理量间满足的关系式可能是________．【解析】(1)由纸带上数据vE＝eq\f(s,2T)，则Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,E)＝eq\f(1,2)meq\f(s2,4T2)Ep＝mgl，故关系式为gl＝eq\f(s2,8T2).(2)若OA＝4mm，则O点不是重物开始下落打出的点．说明是先释放纸带，后接通电源，故得到的关系式为mgl＜eq\f(1,2)mveq\o\al(2,E)，即gl＜eq\f(s2,8T2).【答案】(1)gl＝eq\f(s2,8T2)(2)先释放纸带，后接通电源gl＜eq\f(s2,8T2)10．(10分)(2023·陕西名校联考)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：【导学号：01360077】图5①摆好实验装置如图5所示．②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线P上．④释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带．(1)在多次重复实验得到的纸带中取出较为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：①第一个点到第N个点的距离为cm.②打下第N点时小车的速度大小为m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出拉力对小车做的功为________J，小车动能的增量为________J.(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学的实验操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是(至少说出两种可能)：________.【解析】(1)拉力对小车做的功W＝mg·s＝N.小车动能的增量ΔEk＝eq\f(1,2)Mv2＝J.(2)①小车的质量不是远大于钩码质量；②没有平衡摩擦力；③操作错误，实验时先放开小车，后接通电源．【答案】(1)(2)①小车质量没有远大于钩码质量；②没有平衡摩擦力；③错误操作：先放小车，后开电源三、计算题(共2小题，34分)11.(16分)在世界锦标赛中，冰壶运动引起了人们的关注．冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图6所示，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μ，冰壶质量为m，AC＝L，CO′＝r，重力加速度为g.【导学号：01360078】图6(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μ，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－μmgL＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)，得vA＝eq\r(2μgL).(2)从A到O′，由动能定理有－μmgs－μmg(L＋r－s)＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)得s＝L－4r.【答案】(1)eq\r(2μgL)(2)L－4r12．(18分)如图7所示，质量为m的长木块A静止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B，已知木块长为L，它与滑块之间的动摩擦因数为μ，现用水平向右的恒力F拉滑块B.图7(1)当长木块A的位移为多少时，B从A的右端滑出？(2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能．【解析】(1)设B从A的右端滑出时，A的位移为l，A、B的速度分别为vA、vB，由动能定理得μmgl＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)(F－μmg)·(l＋L)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)又由等时性可得eq