2022-2022学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律章末过关检测四含解析新人教版必修第二册

PAGEPAGE7章末过关检测(四)(时间：60分钟分值：100分)一、单项选择题(此题共6小题，每题6分，共36分．在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．(2022·江苏镇江期末)如下图，儿童离开蹦床后向上运动的过程中()A．动能增加，重力势能减小B．动能增加，重力势能增加C．动能减小，重力势能减小D．动能减小，重力势能增加解析：选D.儿童离开蹦床后向上运动的过程中做减速运动，速度减小，那么动能减小．高度增大，那么重力势能增加，故A、B、C错误，D正确．2．(2022·莆田二十五中期中)世界大力士比赛中，某选手先用4000N的力将一辆卡车在冰面上拖行100m，再用4000N的力将一辆货车在粗糙的水泥地上拖行100m．该选手前后两次做功的大小()A．该选手对卡车做的功多B．该选手对货车做的功多C．该选手对卡车和货车做的功一样多D．条件缺乏，无法比拟解析：选C.由于物体受到的都是恒力的作用，由功的定义W＝F·s可知，两种情况下力和沿力的方向的位移相等，故做功一样多，故C正确．3．宋代诗人苏轼的名句“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼〞中蕴含了一些物理知识．关于拉弓过程，以下说法正确的选项是()A．弓的弹性形变越大，弹性势能就越大B．弓的弹性形变越大，弹性势能就越小C．人对弓的作用力越大，弓的弹性形变越小D．人对弓的作用力越大，弹性势能就越小解析：选A.人对弓的作用力和弓对人的作用力为相互作用力，等大反向．弹性势能与物体的形变量有关．弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，人对弓的作用力越大，弓的弹性势能越大，弹性形变越大．4.(2022·四川攀枝花期末)引体向上是国家高中学生体质健康标准的选测工程之一，主要测试上肢肌肉力量的开展水平，为男学生上肢力量的测试工程．某同学在测试中单次引体向上的时间约为2s，以下数据中，最接近该同学在测试中克服重力做功的平均功率的是()A．1.5W B．15WC．150W D．1500W解析：选C.高三同学体重大约60kg，引体向上时向上运动的位移大约0.4m，那么克服重力做功的平均功率约为：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(mgh,t)＝eq\f(60×10×0.4,2)W＝120W接近150W，C正确．5．如下图，甲、乙、丙三个光滑斜面，它们的高度相同、倾角不同，θ1<θ2<θ3.现让完全相同的物块沿斜面由静止从顶端运动到底端．关于物块沿不同斜面运动时重力做功W和重力做功的平均功率P，以下说法正确的选项是()A．W甲<W乙<W丙 B．W甲>W乙>W丙C．W甲＝W乙＝W丙 D．P甲>P乙>P丙解析：选C.三个物体下降的高度相同，根据W＝mgh知，重力做功相同，故A、B错误，C正确；根据牛顿第二定律得，物体下滑的加速度a＝gsinθ，根据eq\f(h,sinθ)＝eq\f(1,2)at2得，t＝eq\r(\f(2h,gsin2θ))＝eq\f(1,sinθ)eq\r(\f(2h,g))，因为θ1<θ2<θ3，那么t1>t2>t3，根据P＝eq\f(W,t)知，P甲<P乙<P丙，故D错误．6．(2022·北京石景山区期末)一个质量为2kg的物体被人用手由静止开始向上提升了2m时速度到达2m/s，重力加速度g取10m/s2那么关于该过程以下结论中正确的选项是()A．手对物体做功40J B．重力势能增加44JC．合外力对物体做功4J D．重力对物体做功40J解析：选C.根据动能定理得：W手－mgh＝eq\f(1,2)mv2－0，解得：W手＝mgh＋eq\f(1,2)mv2＝2×10×2J＋eq\f(1,2)×2×22J＝44J，故A错误；物体上升2m，重力做负功，WG＝－mgh＝－40J，根据功能关系可知重力势能增加40J，故B、D错误；由合外力做功等于动能的变化量可知W合＝eq\f(1,2)mv2－0＝4J，故C正确．二、多项选择题(此题共4小题，每题6分，共24分．在每题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7．(2022·揭阳普宁期末)某同学将一个质量为m的小球竖直向上抛出，小球上升的最大高度为H.设上升过程中空气阻力f大小恒定.那么在上升过程中()A．小球的动能减小了(f＋mg)HB．小球机械能减小了fHC．小球重力势能减小了mgHD．小球克服空气阻力做功(f＋mg)H解析：选AB.小球上升的过程中，重力和阻力都做负功，根据动能定理得：－mgH－fH＝ΔEk，那么得动能的减小量等于mgH＋fH，故A正确；根据功能关系知：除重力外其余力做的功等于机械能的变化量，在上升过程中，物体克服阻力做功fH，故机械能减小fH，故B正确；小球上升H，故重力势能增加mgH，故C错误；在上升的过程中，小球克服空气阻力做功fH，故D错误．8．(2022·四川泸州期末)如下图，高h＝2.5m的斜面固定不动．一个质量m＝1kg的物体，由静止开始从斜面的顶点滑下，滑到斜面底端时的速度大小为6m/s，g取10m/s2，在此过程中，以下判断正确的选项是()A．系统的机械能保持不变B．物体的重力势能减少了24JC．物体的动能增加了18JD．物体的机械能减少了7J解析：选CD.斜面固定不动，假设系统机械能保持不变，那么物体减小的重力势能和增加的动能应相等，根据题意可得ΔEp＝mgh＝25J，ΔEk＝eq\f(1,2)mv2＝18J，两者不等，即系统的机械能不守恒，A、B错误，C正确；物体的机械能减少了ΔE＝ΔEp－ΔEk＝7J，D正确．9．(2022·泉州晋江四校联考)如下图，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点．在从A到B的过程中物块()A．加速度先减小后增大B．所受弹簧弹力始终做正功C．运动过程中速度最大的位置在O点的左侧D．到达O点位置，物体获得的动能等于弹簧弹力做的功解析：选AC.由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间，加速度为零时弹力和摩擦力平衡，此时速度最大所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大，故A、C正确；从A到O过程中弹力方向与位移方向相同，弹力做正功，从O到B过程中弹力方向与位移方向相反，弹力做负功，故B错误；AO运动过程中除了弹力做功外还有摩擦力做功，故物体获得的动能等于弹簧弹力做的功和摩擦力做功之和，故D错误．10．(2022·河南南阳期末)小车在水平直轨道上由静止开始运动，全过程运动的v－t图像如下图，除2～10s时间段内图像为曲线外，其余时间段图像均为直线．在小车运动的过程中，2～14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末关闭发动机，让小车自由滑行．小车的质量为2kg，受到的阻力大小不变．那么()A．小车受到的阻力为1.5NB．小车额定功率为18WC．1s末小车发动机的输出功率为9WD．小车在变加速运动过程中位移为39m解析：选BCD.匀减速运动阶段的加速度大小为：a＝eq\f(6,18－14)m/s2＝1.5m/s2，根据牛顿第二定律得：f＝ma＝3N，故A错误；匀速运动阶段，牵引力等于阻力，那么有：P＝Fv＝3×6W＝18W，故B正确；匀加速运动阶段的加速度大小为：a1＝eq\f(3,2)m/s2＝1.5m/s2，根据牛顿第二定律得：F－f＝ma1，解得：F＝6N．1s末的速度为：v1＝a1t1＝1.5m/s，那么1s末小车发动机的输出功率为：P＝Fv1＝9W，故C正确；对2～10s的过程运用动能定理得：Pt－fs1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，代入数据解得：s1＝39m，故D正确．三、非选择题(此题共3小题，共40分．解答时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)11．(12分)(2022·北京西城区期末)如图甲所示，当地的重力加速度为g，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律〞实验．(1)已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必须要的器材是________和________．A．直流电源 B．交流电源C．天平及砝码 D．毫米刻度尺(2)实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是________．A．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度vB．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝eq\r(2gh)计算出瞬时速度vC．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h＝eq\f(v2,2g)计算得出高度hD．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v(3)如图乙是用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度v和下落高度h而绘制出的v2－h图线．图像是一条直线，此直线斜率的物理含义是______________________．(4)假设重物质量为m，利用由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h的实验数据，计算出从起始点到该点的过程中，重物重力势能的减少量|ΔEp|＝________，动能的增加量ΔEk＝________．实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差产生的原因是____________．解析：(1)实验中打点计时器需接交流电源，需要用刻度尺测量点迹间的距离．时间可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表，验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要天平，应选B、D.(2)实验中不能用v＝gt，v＝eq\r(2gh)求解瞬时速度，不能根据h＝eq\f(v2,2g)计算出高度h，否那么默认了机械能守恒，失去验证的意义，故A、B、C错误；实验中应该用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，故D正确．(3)根据自由落体运动规律有v2＝2gh，那么可知v2－h图线斜率的物理含义是重力加速度的2倍．(4)根据重力做功与重力势能的变化关系，可得重力势能的减少量为|ΔEp|＝mgh，动能的增加量为ΔEk＝eq\f(1,2)mv2；实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差产生的原因是阻力做功．答案：(1)BD(2)D(3)重力加速度的2倍(4)mgheq\f(1,2)mv2阻力做功12．(14分)(2022·福建南平期末)如下图，光滑曲面轨道AB下端与水平粗糙轨道BC平滑连接，水平轨道离地面高度h，有一质量为m的小滑块自曲面轨道离B高H处由静止开始滑下，经过水平轨道末端C后水平抛出，落地点离抛出点的水平位移为x，不计空气阻力重力加速度为g，试求：(1)滑块到达B点时的速度大小；(2)滑块离开C点时的速度大小；(3)滑块在水平轨道上滑行时克服摩擦力所做的功．解析：(1)滑块由A至B过程中机械能守恒：mgH＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－0解得：vB＝eq\r(2gH).(2)滑块由C至D过程中做平抛运动，设此过程经历时间为t，那么：h＝eq\f(1,2)gt2，x＝vCt解得：vC＝xeq\r(\f(g,2h)).(3)设滑块由A至C过程中在水平轨道上滑行时克服摩擦力所做的功Wf，根据动能定理：mgH－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)解得：Wf＝mgH－eq\f(mgx2,4h).答案：(1)eq\r(2gH)(2)xeq\r(\f(g,2h))(3)mgH－eq\f(mgx2,4h)13．(14分)(2022·河南南阳期末)如下图，光滑水平面AB与竖直面内粗糙半圆形轨道在B点平滑相接，半圆形轨道半径为R，一质量为m的物块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放，获得向右速度后脱离弹簧，经过B点进入半圆形轨道后瞬间对轨道的压力大小为其重力的8倍，之后沿圆周运动，到达C点时对轨道的压力恰好为0.求：(1)释放物块时弹簧的弹性势能；(2)物块从B点运动到C点过程中克服摩擦力做的功；(3)物块离开C点后落回水平面时，重力的瞬时功率大小．解析：(1)物体在B点时，由牛顿第二定律：FN－mg＝meq\f(veq\o\al(2,B),R)解得：veq\o\al(2,B)＝7gR弹簧的弹性势能为：Ep＝eq\f(1,2)mveq