2012017学年高中物理人教版必修2机械能守恒定律章末检测卷版含解析正式版

章末检测卷三（时间：90分钟满分：100分）一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分.在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）如图1所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力 （）A.等于零，对人不做功B.水平向左，对人做负功C.水平向右，对人做正功D.沿斜面向上，对人做正功答案C解析人向右上方加速，则摩擦力水平向右，对人做正功.某运动员臂长为L,将质量为m的铅球推出，铅球出手时的速度大小为 v。，方向与水平方向成30°角，则该运动员对铅球所做的功是 （）++L

(9

[m12B.mgL+?mvo12C^mvo2D.mgL+mvo答案A一12112解析设运动员对铅球做功为W,由动能定理得W—mgLsin30°=imvo,所以W=2mgL+1mvo.如图2是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则 （）

A•火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B•返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C•返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D.返回舱在喷气过程中处于失重状态答案A解析由整体法、隔离法结合牛顿第二定律，可知A解析由整体法、隔离法结合牛顿第二定律，可知A正确，B错；由动能定理可知C错；因返回舱具有竖直向上的加速度，因此处于超重状态,D错.4回舱具有竖直向上的加速度，因此处于超重状态,D错.4.汽车的额定功率为90kW，路面的阻力恒为汽车行驶的最大速度为 v.则（）2vA.如果阻力恒为2F,汽车的最大速度为22vB.如果汽车牵引力为原来的二倍，汽车的最大速度为1C.如果汽车的牵引力变为原来的1汽车的额定功率就变为 45kWD.如果汽车做匀速直线运动，汽车发动机的输出功率就是 90kW答案A解析汽车速度达到最大时，做匀速运动，此时汽车的牵引力等于阻力，根据 P=FfV，当阻力加倍时，最大速度减半，选项 A正确；牵引力加倍，只要阻力不变，最大速度也不变，选项B错误；汽车的额定功率是不变的，选项 C错误；汽车可以以某一恒定功率做匀速运动，不一定以额定功率，选项D错误.5.一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的速率 vo分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的动能 （）A.上抛球最大B.下抛球最大C.平抛球最大D.一样大答案D解析由动能定理得mgh=Ek—1mvo.Ek=mgh+2mvo,D正确.6.汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑，在这个过程中 （）A.汽车的机械能守恒B.汽车的动能和势能相互转化C•机械能转化为内能，总能量守恒D.机械能和内能之间没有转化答案C解析汽车关闭发动机后，匀速下滑，重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡，摩擦力做功，汽车摩擦生热，温度升高，有部分机械能转化为内能，机械能减少，但总能量守恒•因此，选项C正确，其他选项均错.7•如图3所示，质量为m的物体（可视为质点）以某一初速度由底端冲上倾角为30。的固定斜面，上升的最大高度为h,其加速度大小为g,在这个过程中有关该物体的说法中正确的是（）A.重力势能增加了mghB.动能损失了mgh1C.动能损失了2mgh1D.机械能损失了2mgh答案A解析物体重力势能的增加量等于克服重力做的功，选项 A正确；物体的合力做的功等于动能的减少量^Ek=max=ma•h亍2mgh,选项B、C错误；物体机械能的损失量等于克服摩擦sin3011力做的功，因mgsin30+Ff=ma,所以Ff=2mg，故物体克服摩擦力做的功为 Ffx'=?mg2h=mgh，选项D错误.&质量为m的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内做半径为 R的圆周运动，如图4所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用.设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子所受拉力为7mg,此后小球继续做圆周运动， 经过半个圆周恰能通过最高点， 则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为（）mgRC.2D.mgR答案C解析在最低点有7mg—mg解析在最低点有7mg—mg=罟，在最高点有Rmv2mg=R11由最低点到最高点的过程，根据动能定理得一 2mgR—Wf=imv2—qmv?1由以上三个方程解得Wf=imgR,故C正确.二、多项选择题(本题共4小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)9.如图5所示，某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时速度为2vo,设人下滑时所受阻力恒定不变，沙坡长度为 L,斜面倾角为a,人的质量为m,滑沙板质量不计，重力加速度为g.则()图5A.若人在斜面顶端被其他人推了一把， 沿斜面以vo的初速度下滑，则人到达斜面底端时的速度大小为3voB.若人在斜面顶端被其他人推了一把， 沿斜面以vo的初速度下滑，则人到达斜面底端时的速度大小为.5vo2C.人沿沙坡下滑时所受阻力 Ff=mgsina—2°^D.人在下滑过程中重力功率的最大值为 2mgvo答案BC解析对人进行受力分析，根据匀变速直线运动的规律有 (2v。)2—0=2aL,v2—v2=2aL,可解得V1=i5vo,所以选项A错误，B正确；根据动能定理有 mgLsina—FfL=1m(2vo)2,可解得Ff2=mgsina—2晋，选项C正确；重力功率的最大值为 Pm=2mgv°sina,选项D错误.10.如图6所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上， 另一端与置于水平面上的质量为m的物体接触(未连接)，弹簧水平且无形变.用水平力 F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了Xo,此时物体静止.撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为 4xo.物体与水平面间的动摩擦因数为仏重力加速度为g.则()A~~£

A.撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B.撤去F后，物体刚运动时的加速度为 —―进WWf=3mgxo—x)=3D•物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为答案BD解析撤去F后，在物体离开弹簧的过程中，弹簧弹力是变力，物体先做变加速运动，离开弹簧之后做匀减速运动，故A错；刚开始时，由kxo-卩m扌ma可知B正确；离开弹簧之后做匀减速运动，减速时间满足3xo=lait2,ai=则t=“，6X°,c错；速度最大时合力为零，此2 V^g时弹簧弹力F=卩mg=kx,x=^mg所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做k的功为11•如图所示，A、B、C、D四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使之进入右侧不同的竖直轨道：除去底部一小圆弧， A图中的轨道是一段斜面，高度大于h;B图中的轨道与A图中轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于 h;C图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连,管的高度大于h;D图中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于 h•如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是（）答案AC解析小球在运动过程中机械能守恒， A、C图中小球不能脱离轨道，在最高点速度为零，因而可以达到h高度.但B、D图中小球都会脱离轨道而做斜抛运动，在最高点具有水平速度，所以在最高点的重力势能要小于 mgh（以最低点为零势能面）,即最高点的高度要小于h,选项A、C正确.12•如图7所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力 F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动.在移动过程中，下列说法正确的是 （）A•F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B•F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C•木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能D•F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和答案CD解析木箱加速上移的过程中，拉力 F做正功，重力和摩擦力做负功，支持力不做功，由动能定理得：12Wf_Wg—Wf=，mv—0.12即Wf=Wg+Wf+2mv2.A、B错误，D正确，又因木箱克服重力做功 Wg等于木箱重力势能的增加量，故 C正确.三、实验题（本题共2小题，共12分）13.（4分）图8为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平•回答下列问题：（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有 •（填入正确选项前的字母）A.米尺B.秒表C•0〜12V的直流电源D.0〜12V的交流电源⑵实验中误差产生的原因有 .（写出两个原因）答案（1）AD（2）①纸带与打点计时器之间有摩擦②用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差③计算势能变化时，选取初末两点距离过近④交流电频率不稳定解析打点计时器需接交流电源；需要用米尺测量纸带上打出的点之间的距离•14.（8分）如图9所示是某同学探究动能定理的实验装置.已知重力加速度为 g,不计滑轮摩擦阻力，该同学的实验步骤如下：将长木板倾斜放置，小车放在长木板上，长木板旁放置两个光电门 A和B，砂桶通过滑轮与小车相连.调整长木板倾角，使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑，测得砂和砂桶的总质量为m.某时刻剪断细绳，小车由静止开始加速运动.测得挡光片通过光电门 A的时间为Ati，通过光电门B的时间为虫2,挡光片宽度为d，小车质量为M，两个光电门A和B之间的距离为L.依据以上数据探究动能定理.(1)根据以上步骤，你认为以下关于实验过程的表述正确的是 .A.实验时，先接通光电门，后剪断细绳B.实验时，小车加速运动的合外力为 F=MgC.实验过程不需要测出斜面的倾角D.实验时，应满足砂和砂桶的总质量 m远小于小车质量M⑵小车经过光电门A、B的瞬时速度为va= 、vB= .如果关系式 在误差允许范围内成立，就验证了动能定理.答案(1)AC⑵鵲皿=2M(Ab2-2m(Ab2四、计算题(本题共4小题，共36分，解答应写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)(6分)用200N竖直向上的拉力将地面上一个质量为 10kg的物体提起5m高的位移，空气阻力不计，g取10m/s2，求：拉力对物体所做的功；物体被提高后具有的动能.答案(1)1000J(2)500J解析(1)W=Fx=200X5J=1000J⑵由动能定理得Ek=W—mgx=1000J—10X10X5J=500J(8分)在地面处，以30m/s的初速度竖直向上抛出一个球，不计空气阻力，取地面为零势能面.问：(g取10m/s2)(1)球距地面多高处，它的重力势能是动能的 2倍？⑵若小球在运动过程中，动能是重力势能的 2倍时，它的速度大小为多少?答案(1)30m(2)24.5m/s解析⑴设距地面为h时，Ep=2Ek由机械能守恒定律知Ep+Ek=*mv 恒力F的大小.答案(1)3g(2)卩mgF警只解析⑴由牛顿第三定律知在C点，轨道对小球的弹力为Fn=2mg小球在C点时，受到重力和轨道对球向下的弹力，由牛顿第二定律得 Fn+mg=ma,解得a=3g.2⑵设小球在B、C两点的速度分别为V1、v2,在C点由a=¥•得V2=,3gR.R从B到C过程中，由机械能守恒定律得1212?mv1=§mv2+mg2R.解得Vj=”拓7gR.从A到B过程中，由动能定理得匚 1 2 0Fs—mg=2mv〔一0.在地面h处物体的重力势能Ep=mgh由以上三个方程解得h=30m12⑵设当速度为v时，Ek=2Ep，Ek=qmv21由机械能守恒定律知Ek+Ep=~mv()以上三个方程式代数解得v~24.5m/s.(10分)如图10所示，竖直平面内半径为 R的光滑半圆形轨道，与水平轨道 AB相连接,AB的长度为s•—质量为m的小滑块，在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动，小滑块与水平轨道间的动摩擦因数为卩，到B点时撤去力F,小滑块沿圆轨道运动到最高点C时对轨解得F=也mgF7mgR.(12分)如图11所示，质量为M=0.2kg的木块放在水平台面上， 水平台面比水平地面高出h=0.2m，木块距水平台面的右端 L=1.7m.质量为m=0.1M的子弹以vo=180m/s的速度水平射向木块，当子弹以v=90m/s的速度水平射出时，木块的速度为 V1=9m/s(此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零 )•若木块落到水平地面时的落地点到水平台面右端的水平距离为I=1.6m，求:(g取10m/s2)'2jl ■*.•_-I—41IT图11TOC\o"1-5"\h\z木