山東省聊城市第三中學(xué)高中物理《機(jī)械能守恒定律》章末檢測(cè) 新人教版必修2（通用）

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1、 《機(jī)械能守恒定律》章末檢測(cè) 時(shí)間：90分鐘　滿(mǎn)分：100分 第Ⅰ卷(選擇題) 一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分．每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有的有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求) 1．用水平拉力F＝1000 N拉質(zhì)量為M＝500 kg的大車(chē)移動(dòng)10 m，用相同的水平拉力拉質(zhì)量為m＝50 kg的小車(chē)也移動(dòng)10 m，則兩次拉車(chē)所做的功相比較(　　) A．拉大車(chē)做的功多 B．拉小車(chē)做的功多 C．兩次做功一樣多 D．因水平面的粗糙程度不知，兩車(chē)速度大小不知，無(wú)法判定 2． 如右圖石塊自由下落過(guò)程中，由A點(diǎn)到B點(diǎn)重力做的功是10 J，下列說(shuō)法正

2、確的是(　　) A．由A到B，石塊的重力勢(shì)能減少了10 J B．由A到B，功減少了10 J C．由A到B,10 J的功轉(zhuǎn)化為石塊的動(dòng)能 D．由A到B,10 J的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為石塊的動(dòng)能 3．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．物體的機(jī)械能守恒，一定只受重力和彈簧彈力作用 B．物體處于平衡狀態(tài)時(shí)機(jī)械能一定守恒 C．物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和增大時(shí)，必定有重力以外的其他力對(duì)物體做了功 D．物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，一定通過(guò)重力做功來(lái)實(shí)現(xiàn) 4．如圖所示，為一汽車(chē)在平直的公路上，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的速度圖象，汽車(chē)所受阻力恒定．圖中OA為一段直線(xiàn)，AB為一曲線(xiàn)，BC為一平行于

3、時(shí)間軸的直線(xiàn)，則(　　) A．OA段汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是恒定的 B．OA段汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力恒定 C．AB段汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可能是恒定的 D．BC段汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是恒定的 5．如圖所示，在電梯中的斜面上放置了一滑塊，在電梯加速上升的過(guò)程中，滑塊相對(duì)斜面靜止．則在該過(guò)程中(　　) A．斜面對(duì)滑塊的彈力對(duì)滑塊所做的功等于滑塊增加的重力勢(shì)能 B．滑塊所受合力對(duì)滑塊所做的功等于滑塊增加的機(jī)械能 C．斜面對(duì)滑塊的摩擦力對(duì)滑塊做負(fù)功 D．斜面對(duì)滑塊的彈力對(duì)滑塊所做的功小于滑塊增加的機(jī)械能 6．如圖所示是健身用的“跑步機(jī)”示意圖，質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員踩在與水平面成α角靜止的皮

4、帶上，運(yùn)動(dòng)員用力向后蹬皮帶，皮帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力恒為Ff，使皮帶以速度v勻速向右運(yùn)動(dòng)，則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．人腳對(duì)皮帶的摩擦力是皮帶運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力 B．人對(duì)皮帶不做功 C．人對(duì)皮帶做功的功率為mgv D．人對(duì)皮帶做功的功率為Ffv 7．如圖所示，小球自a點(diǎn)由靜止自由下落，到b點(diǎn)時(shí)與彈簧接觸，到c點(diǎn)時(shí)彈簧被壓縮到最短．若不計(jì)彈簧的質(zhì)量和空氣阻力，在小球由a→b→c的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(　　) A．小球在b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大 B．小球的重力勢(shì)能隨時(shí)間均勻減少 C．小球從b到c運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能先增大后減小，彈簧的彈性勢(shì)能一直增大 D．到達(dá)c點(diǎn)時(shí)小球重力勢(shì)能的減少

5、量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量 8．如圖所示，重10 N的滑塊在傾角為30°的斜面上，從a點(diǎn)由靜止下滑，到b點(diǎn)接觸到一個(gè)輕彈簧．滑塊壓縮彈簧到c點(diǎn)開(kāi)始彈回，返回b點(diǎn)離開(kāi)彈簧，最后又回到a點(diǎn)，已知ab＝0.8 m，bc＝0.4 m，那么在整個(gè)過(guò)程中(　　) A．滑塊動(dòng)能的最大值是6 J B．彈簧彈性勢(shì)能的最大值是6 J C．從c到b彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功是6 J D．滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個(gè)過(guò)程機(jī)械能減少 9．如圖所示，A、B、C、D四圖中的小球以及小球所在的左側(cè)斜面完全相同，現(xiàn)從同一高度h處由靜止釋放小球，使之進(jìn)入右側(cè)不同的軌道：除去底部一小段圓弧，A圖中的軌道是一段斜面，高度

6、大于h；B圖中的軌道與A圖中的軌道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C圖中的軌道是一個(gè)內(nèi)徑略大于小球直徑的管道，其上部為直管，下部為圓弧形，與斜面相連，管的高度大于h；D圖中的軌道是個(gè)半圓形軌道，其直徑等于h.如果不計(jì)任何摩擦阻力和拐彎處的能量損失，小球進(jìn)入右側(cè)軌道后能到達(dá)h高度的是(　　) 10．如圖所示，平直木板AB傾斜放置，板上的P點(diǎn)距A端較近，小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)由A到B逐漸減?。茸屛飰K從A由靜止開(kāi)始滑到B.然后，將A著地，抬高B，使木板的傾角與前一過(guò)程相同，再讓物塊從B由靜止開(kāi)始滑到A.上述兩過(guò)程相比較，下列說(shuō)法中一定正確的有(　　) A．物塊經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的動(dòng)能，前一過(guò)

7、程較小 B．物塊從頂端滑到P點(diǎn)的過(guò)程中因摩擦產(chǎn)生的熱量，前一過(guò)程較少 C．物塊滑到底端的速度，前一過(guò)程較大 D．物塊從頂端滑到底端的時(shí)間，前一過(guò)程較長(zhǎng) 第Ⅱ卷(非選擇題，60分) 二、實(shí)驗(yàn)題(共2小題，共18分) 11．(6分)如圖甲所示，把紙帶固定在質(zhì)量為50 g的鉤碼上，讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源，松開(kāi)紙帶，讓鉤碼自由下落，計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，得到如圖乙所示的紙帶．用刻度尺測(cè)量起始點(diǎn)O到各點(diǎn)的距離，并知交流電源的頻率是50 Hz，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，在此實(shí)驗(yàn)中可以做到以下的幾點(diǎn)：________. A．測(cè)出當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊木_值 B．計(jì)算在紙帶中打下D點(diǎn)時(shí)鉤

8、碼的動(dòng)能 C．計(jì)算鉤碼下落過(guò)程中受到的合外力 D．較準(zhǔn)確地驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 12．(12分)為了只用一根彈簧和一把刻度尺測(cè)定某滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ(設(shè)μ為定值)，某同學(xué)經(jīng)查閱資料知：一勁度系數(shù)為k的輕彈簧由伸長(zhǎng)量為x至恢復(fù)到原長(zhǎng)的過(guò)程中，彈力所做的功為kx2.于是他設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)： 第一步，如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)另一端落在位置B，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮至位置A，松手后滑塊在水平桌面上運(yùn)動(dòng)一段距離，到達(dá)位置C時(shí)停止． 第二步，將滑塊掛在豎直放置的彈簧下，彈簧伸長(zhǎng)后保持靜止?fàn)顟B(tài)． 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)你認(rèn)為，該同學(xué)需用刻度尺直接測(cè)量的物理

9、量是(寫(xiě)出名稱(chēng)并用符號(hào)表示)________． (2)用測(cè)得的物理量表示滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的計(jì)算式：μ＝________. 三、解答題 13．(12分)如圖所示，半徑R＝0.9 m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點(diǎn)B與長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1 m的水平面相切于B點(diǎn)，BC離地面高h(yuǎn)＝0.8 m，質(zhì)量m＝1.0 kg的小滑塊從圓弧頂點(diǎn)D由靜止釋放，已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，(不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2)求： (1)小滑塊剛到達(dá)圓弧軌道的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力； (2)小滑塊落地點(diǎn)距C點(diǎn)的距離． 14．(16分)如下圖所示，位于豎直平面內(nèi)的

10、光滑軌道，由一段斜的軌道和與之相切的圓形軌道連接而成，圓形軌道的半徑為R.一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開(kāi)始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)．要求物塊能通過(guò)圓形軌道最高點(diǎn)，且在該最高點(diǎn)與軌道間的壓力不能超過(guò)5mg(g為重力加速度)．求物塊初始位置相對(duì)于圓形軌道底部的高度h的取值范圍． 15.（12分）某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的玩具軌道，其中“2020”四個(gè)等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)（所有數(shù)字均由圓或半圓組成，圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多），底端與水平地面相切。彈射裝置將一個(gè)小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）以va=5m/s的水平初速度由a點(diǎn)彈出，從b點(diǎn)進(jìn)入

11、軌道，依次經(jīng)過(guò)“8002”后從p點(diǎn)水平拋出。小物體與地面ab段間的動(dòng)摩擦因數(shù)u=0.3,不計(jì)其它機(jī)械能損失。已知ab段長(zhǎng)L＝1. 5m，數(shù)字“0”的半徑R＝0.2m，小物體質(zhì)量m=0.01kg,g=10m/s2。求： （1）小物體從p點(diǎn)拋出后的水平射程。 （2）小物體經(jīng)過(guò)數(shù)這“0”的最高點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小物體作用力的大小和方向。 《機(jī)械能守恒定律》章末檢測(cè) 1.解析：某個(gè)力的功等于力的大小，位移的大小及力和位移之間夾角的余弦，三者的乘積與物體是否受其他力，及物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)等因素?zé)o關(guān)，故只有C選項(xiàng)正確． 2.解析：物體自由下落，重力做的功等于物體重力勢(shì)能的減少量，故A選項(xiàng)正確；功

12、是能轉(zhuǎn)化的量度，故B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知重力做功，從而動(dòng)能增加，故D選項(xiàng)正確．答案：AD 3.解析：物體的機(jī)械能守恒時(shí)，一定只有重力和彈簧的彈力做功，但不一定只受重力和彈簧彈力的作用．答案：CD 4.解析：OA段汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)，牽引力恒定，功率是逐漸增大的．答案：BCD 5.解析：物體克服重力所做的功等于物體增加的重力勢(shì)能，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；斜面對(duì)物體的摩擦力沿斜面向上，因此摩擦力做正功，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；斜面對(duì)滑塊的彈力、摩擦力對(duì)滑塊做的總功等于滑塊機(jī)械能的增量，因此D選項(xiàng)正確．答案：D 6.解析：皮帶之所以能運(yùn)動(dòng)起來(lái)，是人對(duì)皮帶的

13、摩擦力充當(dāng)了動(dòng)力，故A正確．摩擦力的大小與阻力相等，故人對(duì)皮帶做功的功率為Ffv.答案：AD 7.解析：小球由a→b作自由落體運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能減少，ΔEp＝mgΔh＝mg·gt2＝mg2t2，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由b→c過(guò)程中，速度先增大，當(dāng)彈力等于重力時(shí)加速度為零，此時(shí)速度最大，接著再做變減速運(yùn)動(dòng)．故小球動(dòng)能先增大后減小，而彈性勢(shì)能一直增大，選項(xiàng)C正確；到達(dá)c點(diǎn)時(shí)球速為零，由機(jī)械能守恒定律可知選項(xiàng)D正確．答案：CD 8.解析：滑塊能回到原出發(fā)點(diǎn)，所以機(jī)械能守恒，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤；以c點(diǎn)為參考點(diǎn)，則a點(diǎn)的機(jī)械能為6 J，在c點(diǎn)時(shí)滑塊的速度為零，重力勢(shì)能為零，所以彈簧的彈性勢(shì)能為6 J，從c到b的過(guò)程中

14、彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功等于彈性勢(shì)能的減少量，故B、C選項(xiàng)正確；滑塊從a到c的過(guò)程中，重力勢(shì)能不能完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤． 9.解析：對(duì)A、C軌道，小球到達(dá)右側(cè)最高點(diǎn)的速度可以為零，由機(jī)械能守恒定律可得，小球進(jìn)入右側(cè)軌道后的高度仍為h，故A、C正確；軌道B右側(cè)的最大高度小于h，小球離開(kāi)軌道后做斜拋運(yùn)動(dòng)，小球到達(dá)最高點(diǎn)仍具有水平速度．因此小球到達(dá)最高點(diǎn)的高度小于h，B不正確；軌道D右側(cè)為圓形軌道，小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)必須具有一定的速度，因此小球沿軌道D不可能到達(dá)h高度，D錯(cuò)誤．答案：AC 10解析：設(shè)第一個(gè)過(guò)程A到P點(diǎn)的距離為l1，板與水平面夾角為α，平均摩擦力為f1，到達(dá)P點(diǎn)速度為v1.第

15、二個(gè)過(guò)程從B到P的距離為l2，摩擦力的平均值為f2，到達(dá)P點(diǎn)速度為v2.由題意可知，l1f2.由動(dòng)能定理可知，mgl1sinα－f1l1＝mv l1(mgsinα－f1)＝mv同理l2(mgsinα－f2)＝mv 由于f1>f2，l1

16、漸減小，兩次的位移大小相同，所以t1>t2，D選項(xiàng)正確．答案：AD 11.解析：由于該實(shí)驗(yàn)存在摩擦力，因此無(wú)法精確地測(cè)出重力加速度，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；但可以利用紙帶求出物體的速度和加速度，從而求打下各點(diǎn)時(shí)鉤碼的動(dòng)能，B選項(xiàng)正確；由加速度可求出合外力，C選項(xiàng)正確；由于阻力較小，因此用本實(shí)驗(yàn)可以較準(zhǔn)確地驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，故D選項(xiàng)正確．答案：BCD 12.解析：滑塊從A到C過(guò)程中彈簧的彈力做功，克服摩擦力做功．若能求得摩擦力做功以及物體的位移則可求摩擦力．設(shè)法求得滑塊受到水平桌面的支持力，則可求得摩擦因數(shù)．所以該同學(xué)用刻度尺直接測(cè)量的物理量是AB間的距離x1，AC間的距離l，彈簧豎直懸掛時(shí)彈簧伸長(zhǎng)的

17、長(zhǎng)度x2. (2)滑塊由A到C的過(guò)程由動(dòng)能定理得kx－μmgl＝0 滑塊懸掛在彈簧上靜止時(shí)有mg＝kx 2由以上兩式得 μ＝. 答案：(1)AB間的距離x1，AC間的距離l，彈簧豎直懸掛時(shí)彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度x2(2) 13.解析：(1)設(shè)小滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB，圓弧軌道對(duì)滑塊的支持力為FN，由機(jī)械能守恒定律得mgR＝mv由牛頓第二定律得FN－mg＝m聯(lián)立解得FN＝30 N. 由牛頓第三定律可知，滑塊在B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為30 N. (2) 設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度為vC，由動(dòng)能定理得mgR－μmgL＝mv 解得vC＝4 m/s小滑塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面做平拋運(yùn)動(dòng)水平方向x＝vCt豎直

18、方向h＝gt2滑塊落地點(diǎn)距C點(diǎn)的距離s＝＝ m.答案：(1)30 N　(2) m 14解析：設(shè)物塊在圓形軌道最高點(diǎn)的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得 mgh＝2mgR＋mv2 ①物塊在最高點(diǎn)受的力為重力mg、軌道的壓力FN.重力與壓力的合力提供向心力，有mg＋FN＝m ② 物塊能通過(guò)最高點(diǎn)的條件是FN≥0 ③ 由②③式得v≥ ④由 ①④式得h≥2.5R ⑤ 又FN≤5mg， ⑥ 由②式得v≤ 由①⑥式得h≤5R　h的取值范圍是：2.5R≤h≤5R.答案：2.5R≤h≤5R 15.解析：（1）設(shè)小物體運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，對(duì)小物體由a運(yùn)動(dòng)到p過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理得 s=vt 聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)解得s=0.8m （2）設(shè)在數(shù)字“0”的最高點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小物體的作用力大小為F，取豎直向下為正方向 聯(lián)立①⑤式，代入數(shù)據(jù)解得＝0.3N方向豎直向下