《2020年高中物理 第七章 機械能守恒定律 章末質(zhì)量評估（三）（含解析）新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高中物理 第七章 機械能守恒定律 章末質(zhì)量評估（三）（含解析）新人教版必修2（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、章末質(zhì)量評估(三) (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本大題共12小題，每小題4分，共48分．其中1～8題為單選，9～12題為多選，選對得4分，漏選得2分，多選、錯選均不得分) 1.如圖所示，在水平的船板上有一人拉著固定在岸邊樹上的繩子，用力使船向前移動．關(guān)于力對船做功的下列說法中正確的是(　　) A．繩的拉力對船做了功 B．人對繩的拉力對船做了功 C．樹對繩子的拉力對船做了功 D．人對船的靜摩擦力對船做了功 解析：繩的拉力、人對繩子的拉力和樹對繩子的拉力都沒有作用于船，沒有對船做功．只有人對船的靜摩擦力作用于船，且船發(fā)生了位移，故對船做了功，且做正功，故選項

2、A、B、C錯誤，選項D正確． 答案：D 2．升降機中有一質(zhì)量為m的物體，當升降機以加速度a勻加速上升h高度時，物體增加的重力勢能為(　　) A．mgh　　　　　　 B．mgh＋mah C．mah D．mgh－mah 解析：要分析重力勢能的變化，只需要分析重力做功．物體隨升降機上升了h，物體克服重力做功W＝mgh，故物體的重力勢能增加了mgh，A正確． 答案：A 3．物體在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直線滑行直到停止．以a、Ek、x和t分別表示物體運動的加速度大小、動能、位移的大小和運動的時間．則以下各圖象中，能正確反映這一過程的是(　　) 解析：物體在恒定

3、阻力作用下運動，其加速度隨時間不變，隨位移不變，選項A、B錯誤；由動能定理，－fx＝Ek－Ek0，解得Ek＝Ek0－fx，故選項C正確，D錯誤． 答案：C 4.一小球從如圖所示的弧形軌道上的A點，由靜止開始滑下．由于軌道不光滑，它僅能滑到B點．由B點返回后，僅能滑到C點，已知A、B高度差為h1，B、C高度差為h2，則下列關(guān)系正確的是(　　) A．h1＝h2 B．h1＜h2 C．h1＞h2 D．h1、h2大小關(guān)系不確定 解析：由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，小球由A到B的過程中重力勢能減少mgh1，全部用于克服摩擦力做功，即WAB＝mgh1.同理，WBC＝mgh2，又隨著小球最大

4、高度的降低，每次滑過的路程越來越短，必有WAB＞W(wǎng)BC，所以mgh1＞mgh2，得h1＞h2，故C正確． 答案：C 5.如圖所示是半徑為r的豎直光滑圓形軌道，將一玩具小車放到與軌道圓心O處于同一水平面的A點，并給小車一豎直向下的初速度，使小車沿軌道內(nèi)側(cè)做圓周運動．要使小車不脫離軌道，則在A處使小車獲得豎直向下的最小初速度應(yīng)為(　　) A. B. C. D. 解析：小車恰好不脫離軌道的條件是在最高點滿足mg＝m.小車沿軌道內(nèi)側(cè)做圓周運動的過程中，只有重力做功，機械能守恒．設(shè)小車在A處獲得的最小初速度為vA，由機械能守恒定律得mv＝mgr＋mv2，解得vA＝.故選項C正確．

5、 答案：C 6．物體在拉力作用下向上運動，其中拉力做功10 J，克服阻力做功5 J，克服重力做功5 J，則(　　) A．物體重力勢能減少5 J B．物體機械能增加5 J C．合力做功為20 J D．物體機械能減少5 J 解析：物體向上運動，重力做負功5 J，故重力勢能增加了5 J，故A錯誤；合力做功W＝10－5－5＝0，即合力做功為零，故C錯誤；除重力以外的力做功衡量機械能的變化，因此物體的機械能增加了ΔE＝10－5＝5 J，故B正確，D錯誤. 答案：B 7.如圖所示為某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動小車的裝置．當太陽光照射到小車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶

6、動小車前進．若質(zhì)量為m的小車在平直的水泥路上從靜止開始沿直線加速行駛，經(jīng)過時間t前進的距離為x，且速度達到最大值vm.設(shè)這一過程中電動機的功率恒為P，小車所受阻力恒為F，那么這段時間內(nèi) (　　) A．小車做勻加速運動 B．小車受到的牽引力逐漸增大 C．小車受到的合外力所做的功為Pt D．小車受到的牽引力做的功為Fx＋mv 解析：小車在運動方向上受向前的牽引力F1和向后的阻力F，因為v增大，P不變，由P＝F1v，F(xiàn)1－F＝ma，得出F1逐漸減小，a也逐漸減小，當v＝vm時，a＝0，故A、B項錯誤；合外力做的功W外＝Pt－Fx，由動能定理得W牽－Fx＝mv，故C項錯誤，D項正確．

7、 答案：D 8.如圖所示，一質(zhì)量為m的質(zhì)點在半徑為R的半球形容器中(容器固定)由靜止開始自邊緣上的A點滑下，到達最低點B時，它對容器的正壓力為FN.重力加速度為g，則質(zhì)點自A滑到B的過程中，摩擦力對其所做的功為(　　) A.R(FN－3mg) B.R(3mg－FN) C.R(FN－mg) D.R(FN－2mg) 解析：質(zhì)點到達最低點B時，它對容器的正壓力為FN，根據(jù)牛頓定律有FN－mg＝m，根據(jù)動能定理，質(zhì)點自A滑到B的過程中有Wf＋mgR＝mv2，故摩擦力對其所做的功Wf＝R(FN－3mg)，故A項正確． 答案：A 9.如圖所示，長為L的木板水平放置，在木板的A端放

8、置一個質(zhì)量為m的小物體，現(xiàn)緩慢抬高A端，使木板以左端為軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，當木板轉(zhuǎn)到與水平面成α角時小物體開始滑動，此時停止轉(zhuǎn)動木板，小物體滑到木板底端時的速度為v，則在整個過程中(　　) A．支持力對小物體做功為0 B．摩擦力對小物體做功為mgLsin α C．摩擦力對小物體做功為mv2－mgLsin α D．木板對小物體做功為mv2 解析：木板由水平位置轉(zhuǎn)過α角的過程中，摩擦力方向與速度方向垂直不做功，除重力外只有板的支持力做功，故此過程中支持力所做的功等于物體增加的重力勢能：WN＝ΔEp＝mgLsin α，所以A錯誤；物體從開始下滑到滑到底端的過程中，支持力不做功，重力做正功

9、，摩擦力做負功，由動能定理得WG＋Wf＝mv2－0，即Wf＝mv2－mgLsin α，故C正確，B錯誤；對全過程運用能量觀點，重力做功為0，無論支持力還是摩擦力，施力物體都是木板，所以木板對小物體做功為mv2，D正確． 答案：CD 10．(2019·江蘇卷)如圖所示，輕質(zhì)彈簧的左端固定，并處于自然狀態(tài)．小物塊的質(zhì)量為m，從A點向左沿水平地面運動，壓縮彈簧后被彈回，運動到A點恰好靜止．物塊向左運動的最大距離為s，與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，彈簧未超出彈性限度．在上述過程中(　　) A．彈簧的最大彈力為μmg B．物塊克服摩擦力做的功為2μmgs C．彈簧的最大彈性勢能

10、為μmgs D．物塊在A點的初速度為 解析：小物塊壓縮彈簧最短時有F彈>μmg，故A錯誤；全過程小物塊的路程為2 s，所以全過程中克服摩擦力做的功為μmg·2 s，故B正確；小物塊從彈簧壓縮最短處到A點由能量守恒得：Epmax＝μmgs，故C正確；對小物塊從A點返回A點，由動能定理得：－μmg·2s＝0－mv，解得v0＝2，故D錯誤． 答案：BC 11.如圖所示，在排球比賽中，假設(shè)排球運動員某次發(fā)球后排球恰好從網(wǎng)上邊緣過網(wǎng)，排球網(wǎng)高H＝2.24 m，排球質(zhì)量為m＝300 g，運動員對排球做的功為W1＝20 J，排球運動過程中克服空氣阻力做功為W2＝4.12 J，重力加速度g取10 m/

11、s2.球從手剛發(fā)出位置的高度h＝2.04 m，選地面為零勢能面，則(　　) A．與排球從手剛發(fā)出時相比較，排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時重力勢能的增加量為6.72 J B．排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時的機械能為22 J C．排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時的動能為15.88 J D．與排球從手剛發(fā)出時相比較，排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時動能的減少量為4.72 J 解析：與排球從手剛發(fā)出時相比較，排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時重力勢能的增加量為mg(H－h(huán))＝0.3×10×(2.24－2.04) J＝0.6 J，故A錯誤；根據(jù)功能關(guān)系可得，排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時的機械能為mgh＋W1－W2＝0.3×10×2

12、.04 J＋20 J－4.12 J＝22 J，故B正確；由動能定理可知，排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時的動能為W1－W2－mg(H－h(huán))＝15.28 J，故C錯誤；與排球從手剛發(fā)出時相比較，排球恰好到達網(wǎng)上邊緣時動能的減少量為W2＋mg(H－h(huán))＝4.72 J，故D正確． 答案：BD 12．某興趣小組遙控一輛玩具車，使其在水平路面上由靜止啟動，在前2 s內(nèi)做勻加速直線運動，2 s末達到額定功率，2 s到14 s保持額定功率運動，14 s末停止遙控，讓玩具車自由滑行，其v-t圖象如圖所示．可認為整個過程玩具車所受阻力大小不變，已知玩具車的質(zhì)量為m＝1 kg，g取10 m/s2，則(　　) A

13、．玩具車所受阻力大小為2 N B．玩具車在4 s末牽引力的瞬時功率為9 W C．玩具車在2 s到10 s內(nèi)位移的大小為39 m D．玩具車整個過程的位移為90 m 解析：由題圖可知在14 s后的加速度a2＝ m/s2＝－1.5 m/s2，故阻力f＝ma2＝－1.5 N，A錯誤；玩具車在前2 s內(nèi)的加速度a1＝ m/s2＝1.5 m/s2，由牛頓第二定律可得牽引力F＝ma1－f＝3 N，當t＝2 s時達到額定功率P額＝Fv＝9 W，此后玩具車以額定功率運動，速度增大，牽引力減小，所以t＝4 s時功率為9 W，B正確；玩具車在2 s到10 s內(nèi)做加速度減小的加速運動，由動能定理得P額t＋f

14、x2＝mv－mv，解得x2＝39 m，故C正確；由圖象可知總位移x＝×3×2 m＋39 m＋6×4 m＋×4×6 m＝78 m，故D錯誤． 答案：BC 二、非選擇題(本題共5小題，共52分．把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答．解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．(6分)某同學(xué)用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，當?shù)刂亓铀俣萭取9.80 m/s2.實驗中該同學(xué)得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖(b)所示．紙帶上的第一個點記為O，另選連續(xù)的三

15、個點A、B、C進行測量，圖中給出了這三個點到O點的距離hA、hB和hC的值．回答下列問題(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)： (1)打點計時器打B點時，重物速度的大小vB＝________m/s； (2)通過分析該同學(xué)測量的實驗數(shù)據(jù)，他的實驗結(jié)果是否驗證了機械能守恒定律？簡要說明分析的依據(jù)． 解析：(1)由題意可知，打點計時器的打點周期T＝0.02 s，根據(jù)某段時間的中點時刻的瞬時速度等于整段時間的平均速度，可得vB＝＝m/s＝3.90 m/s. (2)設(shè)物體質(zhì)量為m，在打下計時點O到B的物體運動過程，物體減少的重力勢能Ep＝mghOB＝7.70m，物體在打下B點時的動能Ek＝mvB2＝

16、7.61m，在誤差范圍內(nèi)可以認為mv＝mghB，實驗結(jié)果驗證了機械能守恒定律． 答案：(1)3.90 (2)因為≈mghB，近似驗證了機械能守恒定律 14．(9分)如圖是用“落體法”驗證機械能守恒定律的實驗裝置(g取9.80 m/s2)． (1)選一條清晰的紙帶，如圖甲所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，對打點計時器通以頻率為50 Hz的交變電流．用分度值為1 mm的刻度尺測得OA＝12.41 cm，OB＝18.90 cm，OC＝27.06 cm，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點，重錘的質(zhì)量為1.00 kg.甲同學(xué)根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當打點計時器打

17、到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了________J；此時重錘的速度vB＝________m/s，此時重錘的動能比開始下落時增加了________J(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)． (2)某同學(xué)利用他自己實驗時打出的紙帶，測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數(shù)點對應(yīng)的速度v，然后以h為橫軸、以v2為縱軸作出了如圖乙所示的圖線，圖線的斜率近似等于________． A．19.6　　　B．9.8　　　C．4.90 圖線未過原點O的原因是_______________________________． 解析：(1)當打點計時器打到B點時，重錘的重力勢能減少量Δ

18、Ep＝mg·OB＝1.00×9.80×18.90×10－2 J≈1.85 J；打B點時重錘的速度vB＝＝ m/s≈1.83 m/s，此時重錘的動能增加量ΔEk＝mv＝×1.00×1.832 J≈1.67 J. (2)由機械能守恒定律有mv2＝mgh，可得v2＝gh，由此可知圖線的斜率近似等于重力加速度g，故B正確．由題圖線可知，h＝0時，重錘的速度不等于零，原因是該同學(xué)做實驗時先釋放了紙帶，然后才合上打點計時器的開關(guān)． 答案：(1)1.85　1.83　1.67　(2)B　先釋放了紙帶，再合上打點計時器的開關(guān) 15.(10分)(2018·天津卷)我國自行研制、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代大

19、型噴氣式客機C919首飛成功后，拉開了全面試驗試飛的新征程．假設(shè)飛機在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運動，當位移x＝1.6×103 m時才能達到起飛所要求的速度v＝80 m/s.已知飛機質(zhì)量m＝7.0×104kg，滑跑時受到的阻力為自身重力的0.1倍，重力加速度g取10 m/s2.求飛機滑跑過程中 (1)加速度a的大??； (2)牽引力的平均功率P. 解析：(1)飛機滑跑過程中做初速度為零的勻加速直線運動，有 v2＝2ax，① 解得a＝2 m/s2.② (2)設(shè)飛機滑跑受到的阻力為F阻，根據(jù)題意可得F阻＝0.1mg.③ 設(shè)發(fā)動機的牽引力為F，根據(jù)牛頓第二定律有 F－

20、F阻＝ma，④ 設(shè)飛機滑跑過程中的平均速度為，有＝，⑤ 在滑跑階段，牽引力的平均功率P＝F，⑥ 聯(lián)立②③④⑤⑥，解得P＝8.4×106 W. 答案：(1)2 m/s2　(2)8.4×106 W 16．(12分)如圖所示，將質(zhì)量為m＝1 kg的小物塊放在長為L＝1.5 m的小車左端，車的上表面粗糙，物塊與車上表面間動摩擦因數(shù)μ＝0.5，半徑R＝0.9 m的光滑半圓形軌道固定在水平面上且直徑MON豎直，車的上表面和軌道最低點高度相同，距地面高度h＝0.65 m，開始車和物塊一起以10 m/s的初速度在光滑水平面上向右運動，車碰到軌道后立即停止運動，g取10 m/s2，求： (1)小物塊

21、剛進入半圓軌道時對軌道的壓力； (2)小物塊落地點至車左端的水平距離． 解析：(1)車停止運動后取小物塊為研究對象，設(shè)其到達車右端時的速度為v1，由動能定理，得 －μmgL＝mv－mv， 解得v1＝ m/s. 剛進入半圓軌道時，設(shè)物塊受到的支持力為FN，由牛頓第二定律，得 FN－mg＝m， 解得FN≈104.4 N， 由牛頓第三定律F′N＝FN，得F′N＝104.4 N，方向豎直向下． (2)若小物塊能到達半圓軌道最高點，則由機械能守恒，得 mv＝2mgR＋mv， 解得v2＝7 m/s. 設(shè)恰能過最高點的速度為v3，則mg＝m， 解得v3＝＝3 m/s. 因v2

22、>v3，故小物塊離開半圓軌道最高點后將做平拋運動，得 h＋2R＝gt2， x＝v2t， 聯(lián)立解得x＝4.9 m， 故小物塊距車左端s＝x－L＝3.4 m. 答案：(1)104.4 N，方向豎直向下　(2)3.4 m 17．(15分)如圖所示，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點，BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑為r的細圓管CD，管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，輕彈簧下端固定，上端恰好與管口D端齊平，質(zhì)量為m的小球在曲面上距BC的高度為2r處從靜止開始下滑，進入管口C端時與管壁間恰好無作用力，通過CD后壓縮彈簧，在壓縮彈簧過程中速度最大時彈簧的彈性勢能為Ep，已知小球與BC間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5.求： (1)小球達到B點時的速度大小vB； (2)水平面BC的長度s； (3)在壓縮彈簧過程中小球的最大速度vm. 解析：(1)由機械能守恒定律，得mg·2r＝mv， 解得vB＝2. (2)由mg＝m， 得vC＝. 由A至C，由動能定理，得mg·2r－μmgs＝mv. 解得s＝3r. (3)設(shè)在壓縮彈簧過程中小球速度最大時離D端的距離為x，則有kx＝mg， 得x＝. 由功能關(guān)系，得mg(r＋x)－Ep＝mv－mv， 解得vm＝ . 答案：(1)2　(2)3r　(3) - 11 -