（浙江專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律章末檢測卷 新人教版必修2.doc

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第七章 機(jī)械能守恒定律 章末檢測卷 三 時(shí)間 90 分鐘 滿分 100 分 一 選擇題 共 13 小題 每小題 4 分 共 52 分 在每小題列出的四個備選項(xiàng)中只有一個是 符合題目要求的 不選 多選 錯選均不得分 1 如圖 1 所示 小車在與水平方向成 角的恒力 F 作用下 沿水平地面向右運(yùn)動一段距離 l 此過程中力 F 對小車所做的功為 圖 1 A Fl B Flsin C Flcos D Fltan 答案 C 2 總質(zhì)量約為 3 8 噸 嫦娥三號 探測器在距月面 3 m 處關(guān)閉反推發(fā)動機(jī) 讓其以自由落 體方式降落在月球表面 4 條著陸腿觸月信號顯示 嫦娥三號 完美著陸月球虹灣地區(qū) 月球表面附近重力加速度約為 1 6 m s2 4 條著陸腿可視作完全相同的四個輕彈簧 在軟 著陸后 每個輕彈簧獲得的彈性勢能大約是 圖 2 A 28 500 J B 4 560 J C 18 240 J D 9 120 J 解析 由機(jī)械能守恒定律 mgh 4 Ep 解得 Ep 4 560 J 選項(xiàng) B 正確 mgh4 答案 B 3 某運(yùn)動員臂長為 L 將質(zhì)量為 m 的鉛球推出 鉛球出手時(shí)的速度大小為 v0 方向與水平 方向成 30 角 則該運(yùn)動員對鉛球所做的功是 A B mgL mv 12 20 C mv D mgL mv 12 20 20 解析 設(shè)運(yùn)動員對鉛球做功為 W 由動能定理得 W mgLsin 30 mv 所以 W mgL mv 12 20 12 12 20 答案 A 4 如圖 3 是 神舟 系列航天飛船返回艙返回地面的示意圖 假定其過程可簡化為打開降 落傘一段時(shí)間后 整個裝置勻速下降 為確保安全著陸 需點(diǎn)燃返回艙的緩沖火箭 在火 箭噴氣過程中返回艙做減速直線運(yùn)動 則 圖 3 A 火箭開始噴氣瞬間傘繩對返回艙的拉力變小 B 返回艙在噴氣過程中減速的主要原因是空氣阻力 C 返回艙在噴氣過程中所受合外力可能做正功 D 返回艙在噴氣過程中處于失重狀態(tài) 解析 由整體法 隔離法結(jié)合牛頓第二定律 可知 A 正確 B 錯誤 由動能定理可知 C 錯 誤 因返回艙具有豎直向上的加速度 因此處于超重狀態(tài) D 錯誤 答案 A 5 如圖 4 甲所示 質(zhì)量 m 0 5 kg 初速度 v0 10 m s 的物體 受到一個與初速度方向相 反的外力 F 的作用 沿粗糙的水平面滑動 經(jīng) 3 s 撤去外力 直到物體停止 整個過程物 體的 vt 圖象如圖乙所示 g 取 10 m s2 則 圖 4 A 物體與地面間的動摩擦因數(shù)為 0 2 B 0 2 s 內(nèi) F 做的功為 8 J C 0 7 s 內(nèi)由于摩擦產(chǎn)生的熱量為 25 J D 0 7 s 內(nèi)物體滑行的總位移為 29 m 解析 由圖象可知物體在 3 7 s 內(nèi)僅受摩擦力做減速運(yùn)動 其加速度大小 a 1 m s2 g 得物體與地面間的動摩擦因數(shù)為 0 1 A 錯 計(jì)算 0 7 s 內(nèi)圖線與坐標(biāo)軸所圍 的面積可得物體滑行的總位移為 x 29 m D 正確 0 7 s 內(nèi)由于摩擦產(chǎn)生的熱量為 Q mgx 14 5 J C 錯誤 0 2 s 內(nèi)物體的加速度大小 a1 2 m s2 由 mg F ma1可 得 F 0 5 N 0 2 s 內(nèi)物體的位移 s v0t a1t2 16 m 所以 F 做的功為 W Fs 8 12 J B 錯誤 答案 D 6 物體做自由落體運(yùn)動 Ek代表動能 Ep代表勢能 h 代表下落的距離 以水平地面為零 勢能面 不計(jì)一切阻力 下列圖象能正確反映各物理量之間關(guān)系的是 解析 由機(jī)械能守恒定律得 Ep E Ek 可知勢能與動能關(guān)系的圖象為傾斜的直線 C 錯誤 由動能定理得 Ek mgh 則 Ep E mgh 故勢能與 h 關(guān)系的圖象也為傾斜的直線 D 錯誤 Ep E mv2 故勢能與速度關(guān)系的圖象為開口向下的拋物線 B 正確 Ep E mg2t2 勢 12 12 能與時(shí)間關(guān)系的圖象也為開口向下的拋物線 A 錯誤 答案 B 7 放在光滑水平面上的物體 僅在兩個方向垂直的水平力的共同作用下開始運(yùn)動 若這兩 個力分別做了 6 J 和 8 J 的功 則該物體的動能增加了 A 48 J B 14 J C 10 J D 2 J 解析 合力做的功為 6 J 8 J 14 J 根據(jù)動能定理知該物體的動能增加了 14 J 選項(xiàng) B 正確 答案 B 8 2017 11 月選考 如圖 5 所示 質(zhì)量為 60 kg 的某運(yùn)動員在做俯臥撐運(yùn)動 運(yùn)動過程中 可將她的身體視為一根直棒 已知重心在 c 點(diǎn) 其垂線與腳 兩手連線中點(diǎn)間的距離 oa ob 分別為 0 9 m 和 0 6 m 若她在 1 min 內(nèi)做了 30 個俯臥撐 每次肩部上升的距離均 為 0 4 m 則克服重力做的功和相應(yīng)的功率約為 圖 5 A 430 J 7 W B 4 300 J 70 W C 720 J 12 W D 7 200 J 120 W 解析 設(shè)重心上升的高度為 h 根據(jù)相似三角形可知 每次俯臥撐中 有 h0 4 0 90 9 0 6 即 h 0 24 m 一次俯臥撐中 克服重力做功 W mgh 60 10 0 24 J 144 J 所以一分 鐘內(nèi)克服重力做的總功為 W 總 NW 4 320 J 功率 P 72 W 故選項(xiàng) B 正確 W總t 答案 B 9 質(zhì)量為 2 kg 的物體做自由落體運(yùn)動 下落前 2 s 內(nèi)重力所做的功及前 2 s 內(nèi)重力做功的 平均功率分別為 g 取 10 m s2 A 400 J 200 W B 200 J 200 W C 200 J 400 W D 400 J 400 W 解析 2 s 物體下落的高度 h gt2 20 m 則重力做功 W mgh 400 J 重力平均功率 12 P 200 W A 正確 Wt 答案 A 10 質(zhì)量為 5 t 的汽車 在水平路面上以加速度 a 2 m s2啟動 受到的阻力為 2 103 N 則汽車啟動后第 2 s 末的瞬時(shí)功率為 A 48 kW B 24 kW C 22 kW D 11 kW 解析 根據(jù)牛頓第二定律有 F f ma 汽車第 2 s 末的速度 v at 4 m s 第 2 s 末的瞬 時(shí)功率 P Fv 48 kW 選項(xiàng) A 正確 答案 A 11 某同學(xué)用頻閃相機(jī)拍攝了運(yùn)動員跳遠(yuǎn)比賽時(shí)助跑中某點(diǎn) 起跳點(diǎn) 最高點(diǎn) 落地點(diǎn)四個 位置的照片 簡化圖如圖 6 所示 則運(yùn)動員起跳瞬間消耗的體能最接近 圖 6 A 4 J B 40 J C 400 J D 4 000 J 解析 運(yùn)動員的質(zhì)量約為 50 kg 跳遠(yuǎn)過程中最高點(diǎn)距地面約為 0 6 m 速度為 v 則由機(jī) 械能守恒有 E mgh mv2 最高點(diǎn)處可忽略 v 則 E mgh 50 10 12 0 6 J 300 J 故選項(xiàng) C 正確 答案 C 12 一小石子從高為 10 m 處自由下落 不計(jì)空氣阻力 經(jīng)一段時(shí)間后小石子的動能恰等于 它的重力勢能 以地面為參考平面 g 10m s 2 則該時(shí)刻小石子的速度大小為 A 5 m s B 10 m s C 15 m s D 20 m s 解析 設(shè)小石子的動能等于它的重力勢能時(shí)速度為 v 根據(jù)機(jī)械能守恒定律得 mgh mgh mv2 12 由題意知 mgh mv2 所以 mgh mv2 12 故 v 10 m s B 正確 gh 答案 B 13 質(zhì)量為 m 的小球被系在輕繩的一端 在豎直平面內(nèi)做半徑為 R 的圓周運(yùn)動 如圖 7 所示 運(yùn)動過程中小球受到空氣阻力的作用 設(shè)某一時(shí)刻小球通過軌道的最底點(diǎn) 此時(shí)繩子所受 拉力為 7mg 此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動 經(jīng)過半個圓周恰能通過最高點(diǎn) 則在此過程中小 球克服空氣阻力所做的功為 圖 7 A B mgR8 mgR4 C D mgR mgR2 解析 在最低點(diǎn)有 7mg mg 在最高點(diǎn)有 mg 由最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程 根 據(jù)動能定理得 2 mgR Wf mv mv 12 2 12 21 由以上三個方程解得 Wf mgR 故 C 正確 12 答案 C 二 非選擇題 本題共 6 小題 共 48 分 14 5 分 如圖 8 為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 現(xiàn)有的器材為帶鐵夾的鐵架 臺 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 紙帶 帶鐵夾的重錘 天平 回答下列問題 圖 8 1 為完成此實(shí)驗(yàn) 除了所給的器材 還需要的器材有 填入正確選項(xiàng)前的字母 A 米尺 B 秒表 C 0 12 V 的直流電源 D 0 12 V 的交流電源 2 實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有 寫出兩個原因 解析 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接交流電源 需要用米尺測量紙帶上打出的點(diǎn)之間的距離 答案 1 AD 2 紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間的摩擦 空氣阻力 用米尺測量紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差 計(jì)算勢能變化時(shí) 選取初末兩點(diǎn)距離過近 15 5 分 如圖 9 所示是某同學(xué)探究動能定理的實(shí)驗(yàn)裝置 已知重力加速度為 g 不計(jì)滑輪 摩擦阻力 該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下 圖 9 a 將長木板傾斜放置 小車放在長木板上 長木板旁放置兩個光電門 A 和 B 砂桶通過滑 輪與小車相連 b 調(diào)整長木板傾角 使得小車恰好能在細(xì)繩的拉力作用下勻速下滑 測得砂和砂桶的總質(zhì) 量為 m c 某時(shí)刻剪斷細(xì)繩 小車由靜止開始加速運(yùn)動 d 測得擋光片通過光電門 A 的時(shí)間為 t1 通過光電門 B 的時(shí)間為 t2 擋光片寬度為 d 小車質(zhì)量為 M 兩個光電門 A 和 B 之間的距離為 L e 依據(jù)以上數(shù)據(jù)探究動能定理 1 根據(jù)以上步驟 你認(rèn)為以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)過程的表述正確的是 A 實(shí)驗(yàn)時(shí) 先接通光電門 后剪斷細(xì)繩 B 實(shí)驗(yàn)時(shí) 小車加速運(yùn)動的合外力為 F Mg C 實(shí)驗(yàn)過程中不需要測出斜面的傾角 D 實(shí)驗(yàn)時(shí) 應(yīng)滿足砂和砂桶的總質(zhì)量 m 遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量 M 2 小車經(jīng)過光電門 A B 的瞬時(shí)速度為 vA vB 如果關(guān)系式 在誤差允許范圍內(nèi)成立 就驗(yàn)證了動能定理 答案 1 AC 2 mgL M 2 M 2 d t1 d t2 12 d t2 12 d t1 16 8 分 如圖 10 所示 QB 段是半徑為 R 1 m 的光滑圓弧軌道 AQ 段是長度為 L 1 m 的 粗糙水平軌道 兩軌道相切于 Q 點(diǎn) Q 在圓心 O 的正下方 整個軌道位于同一豎直平面內(nèi) 物塊 P 的質(zhì)量 m 1 kg 可視為質(zhì)點(diǎn) P 與 AQ 間的動摩擦因數(shù) 0 1 若物塊 P 以速度 v0從 A 點(diǎn)滑上水平軌道 到 C 點(diǎn)又返回 A 點(diǎn)時(shí)恰好靜止 g 取 10 m s2 求 圖 10 1 v0的大小 2 物塊 P 第一次剛通過 Q 點(diǎn)時(shí)對圓弧軌道的壓力 解析 1 物塊 P 從 A 到 C 又返回 A 的過程中 由動能定理有 mg 2L 0 mv 12 20 解得 v0 2 m s4 gL 2 設(shè)物塊 P 第一次剛通過 Q 點(diǎn)時(shí)的速度為 v 在 Q 點(diǎn)軌道對 P 的支持力為 FN 由動能定理 和牛頓第二定律有 mgL mv2 mv 12 12 20 FN mg m v2R 解得 FN 12 N 由牛頓第三定律可知 物塊 P 第一次剛通過 Q 點(diǎn)時(shí)對圓弧軌道的壓力大小為 12 N 方向豎直向下 答案 1 2 m s 2 12 N 方向豎直向下 17 8 分 高一年級某 機(jī)器人 社團(tuán)對自制的一輛電動遙控小車的性能進(jìn)行研究 他們讓 小車在水平直軌道上由靜止開始始終以額定功率運(yùn)動 經(jīng)過 t 5 s 時(shí)小車達(dá)到最大速度 小車在運(yùn)動過程中的部分 vt 圖象如圖 11 所示 已知小車質(zhì)量為 m 1 kg 在運(yùn)動過程中 受到的阻力大小恒為車重的 0 1 倍 g 取 10 m s2 求 圖 11 1 小車的額定功率 2 小車在 0 5 s 內(nèi)的位移大小 解析 1 設(shè)小車的額定功率為 P 由題意 有 P 0 1 mgvmax 解得 P 4 W 2 設(shè)小車在 0 5 s 內(nèi)的位移大小為 x 由動能定理 有 Pt 0 1 mgx mv 12 2max 解得 x 12 m 答案 1 4 W 2 12 m 18 10 分 如圖 12 一個小球沿光滑固定軌道從 A 點(diǎn)由靜止開始滑下 已知軌道的末端水 平 距水平地面的高度 h 3 2 m 小球落地點(diǎn)距軌道末端的水平距離 x 4 8 m 取 g 10 m s2 求 圖 12 1 小球離開軌道時(shí)的速度大小 2 A 點(diǎn)離地面的高度 H 解析 1 設(shè)小球離開軌道時(shí)的速度大小為 v 對于平拋運(yùn)動過程有 x vt h gt2 12 所以 v x 6 m s g2h 2 對于小球在軌道上的運(yùn)動過程 根據(jù)機(jī)械能守恒定律有 mg H h mv2 12 所以 H h 5 m v22g 答案 1 6 m s 2 5 m 19 12 分 2016 10 月浙江選考 如圖 13 所示 游樂場的過山車可以底朝上在豎直圓軌道 上運(yùn)行 可抽象為圖 14 的模型 傾角為 45 的直軌道 AB 半徑 R 10 m 的光滑豎直圓軌 道和傾角為 37 的直軌道 EF 分別通過水平光滑銜接軌道 BC C E 平滑連接 另有水平 減速直軌道 FG 與 EF 平滑連接 EG 間的水平距離 l 40 m 現(xiàn)有質(zhì)量 m 500 kg 的過山車 從高 h 40 m 處的 A 點(diǎn)靜止下滑 經(jīng) BCDC EF 最終停在 G 點(diǎn) 過山車與軌道 AB EF 的動 摩擦因數(shù)均為 1 0 2 與減速直軌道 FG 的動摩擦因數(shù) 2 0 75 過山車可視為質(zhì)點(diǎn) 運(yùn)動中不脫離軌道 取 g 10 m s 2 求 圖 13 圖 14 1 過山車運(yùn)動至圓軌道最低點(diǎn) C 時(shí)的速度大小 2 過山車運(yùn)動至圓軌道最高點(diǎn) D 時(shí)對軌道的作用力 3 減速直軌道 FG 的長度 x 已知 sin 37 0 6 cos 37 0 8 解析 1 設(shè) C 點(diǎn)的速度為 vC 由動能定理得 mgh 1mgcos 45 mv hsin 45 12 2C 代入數(shù)據(jù)解之得 vC 8 m s 10 2 設(shè) D 點(diǎn)速度為 vD 由動能定理得 mg h 2 R 1mgcos 45 mv hsin 45 12 2D F mg m 聯(lián)立并代入數(shù)值解得 F 7 10 3 N 由牛頓第三定律 過山車在 D 點(diǎn)對軌道的壓力為 7 103 N 方向豎直向上 3 全程應(yīng)用動能定理得 mg h l x tan 37 1mgcos 45 1mg l x 2mgx 0 hsin 45 解之得 x 30 m 答案 1 8 m s 2 7 10 3 N 方向豎直向上 3 30 m10