【同步備課】2020年高中物理人教版必修2-章末檢測卷-第7章機械能守恒定律10

(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分。每小題至少有一個選項正確，全選對得6分，選不全得3分，錯選不得分)1．汽車由靜止開頭運動，若要使汽車在開頭運動的一小段時間內(nèi)保持勻加速直線運動，則()A．不斷增大牽引力功率B．不斷減小牽引力功率C．保持牽引力功率不變D．不能推斷牽引力功率如何變化解析：汽車做勻加速運動，牽引力F＝ma＋Ff不變，依據(jù)P＝Fv知，汽車的功率不斷增大，A項正確。答案：A2．如圖1所示，質(zhì)量為m的物體P放在光滑的傾角為θ的斜面體上，同時用力F向右推斜面體，使P與斜面體保持相對靜止。在前進水平位移為l的過程中，斜面體對P做功為() 圖1A．Fl B.eq\f(1,2)mgsinθ·lC．mgcosθ·l D．mgtanθ·l解析：斜面對P的作用力垂直于斜面，其豎直重量為mg，所以水平重量為mgtanθ，做功為水平重量的力乘以水平位移。答案：D3.如圖2所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m(包括雪具在內(nèi))的滑雪運動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開頭勻加速下滑，加速度為eq\f(1,3)g。在他從上向下滑到底端的過程中，下列說法正確的是() 圖2A．運動員削減的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B．運動員獲得的動能為eq\f(1,3)mghC．運動員克服摩擦力做功為eq\f(2,3)mghD．下滑過程中系統(tǒng)削減的機械能為eq\f(1,3)mgh解析：運動員的加速度為eq\f(1,3)g，沿斜面：eq\f(1,2)mg－Ff＝m·eq\f(1,3)g，F(xiàn)f＝eq\f(1,6)mg，WFf＝eq\f(1,6)mg·2h＝eq\f(1,3)mgh，所以A、C項錯誤，D項正確；Ek＝mgh－eq\f(1,3)mgh＝eq\f(2,3)mgh，B項錯誤。答案：D4.質(zhì)量為1kg的物體以某一初速度在水平地面上滑行，由于受到地面摩擦阻力作用，其動能隨位移變化的圖線如圖3所示，g＝10m/s2，則物體在水平地面上() 圖3 A．所受合外力大小為5N B．滑行的總時間為4sC．滑行的加速度大小為1m/s2D．滑行的加速度大小為2.5m/s2解析：由題圖知，物體前進20m，動能由50J變?yōu)榱?，依?jù)動能定理，F(xiàn)×20＝0－50，F(xiàn)＝－2.5N，即物體的合外力大小為2.5N，A錯。物體的加速度大小a＝|eq\f(F,m)|＝2.5m/s2，C錯，D對。由于物體的初速度v0＝eq\r(\f(2×50,1))m/s＝10m/s，故滑行時間t＝eq\f(v0,a)＝eq\f(10,2.5)s＝4s，B對。答案：BD5.如圖4所示是健身用的“跑步機”示意圖。質(zhì)量為m的運動員踩在與水平面成α角的靜止皮帶上，運動員用力向后蹬皮帶，皮帶運動過程中受到的阻力恒為Ff，使皮帶以速度v勻速向后運動，則在運動過程中，下列說法中正確的是() 圖4A．運動員的腳對皮帶的摩擦力是皮帶運動的阻力B．運動員對皮帶不做功C．運動員對皮帶做功的功率為mgvD．運動員對皮帶做功的功率為Ffv解析：運動員的腳對皮帶的摩擦力是皮帶運動的動力，A錯誤；皮帶運動，是由于運動員對皮帶做了功，B錯誤；運動員對皮帶做功的功率是摩擦力的功率，為Ffv，C錯誤，D正確。答案：D6．(2022·廣東高考)圖5是滑道壓力測試的示意圖，光滑圓弧軌道與光滑斜面相切，滑道底部B處安裝一個壓力傳感器，其示數(shù)N表示該處所受壓力的大小。某滑塊從斜面上不同高度h處由靜止下滑，通過B時，下列表述正確的有()圖5A．N小于滑塊重力 B．N大于滑塊重力C．N越大表明h越大 D．N越大表明h越小解析：由機械能守恒定律mgh＝eq\f(1,2)mv2，對B點受力分析N－mg＝meq\f(v2,r)，則N＝mg＋eq\f(2mgh,r)，則N大于滑塊重力，N越大表明h越大，正確選項為B、C。答案：BC7.質(zhì)量為m的物體由固定在地面上的斜面頂端勻速滑到斜面底端，斜面傾角為θ，物體下滑速度為v，如圖6所示，以下說法中正確的是()A．重力對物體做功的功率為mgvsinθ 圖6B．重力對物體做功的功率為mgvC．物體克服摩擦力做功的功率為mgvsinθD．物體克服摩擦力做功的功率為mgv解析：物體沿斜面勻速下滑，說明沿斜面方向的摩擦力Ff＝mgsinθ，依據(jù)功率公式P＝Fvcosα(式中α是F與v的夾角)，則重力的功率PG＝mgvcos(90°－θ)＝mgvsinθ，A對，B錯；物體克服摩擦力做功的功率PFf＝Ff·v＝mgvsinθ，C對，D錯。答案：AC8．(2022·上海高考)質(zhì)量相等的均質(zhì)松軟細(xì)繩A、B平放于水平地面，繩A較長。分別捏住兩繩中點緩慢提起，直到全部離開地面，兩繩中點被提升的高度分別為hA、hB，上述過程中克服重力做功分別為WA、WB。若()A．hA＝hB，則肯定有WA＝WBB．hA>hB，則可能有WA<WBC．hA<hB，則可能有WA＝WBD．hA>hB，則肯定有WA>WB解析：兩繩子中點被提升從而使繩子全部離開地面，考慮此時繩子重心上升的高度，繩子的重心在繩子中點兩邊繩子的中心處。若兩繩長度分別為lA、lB，則細(xì)繩A重心上升的高度為hA′＝hA－eq\f(lA,4)，細(xì)繩B重心上升的高度為hB′＝hB－eq\f(lB,4)。由題意可知lA>lB，因而選項A、C、D錯誤，選項B正確。答案：B二、非選擇題(本題共4小題，共52分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)9．(10分)用如圖7所示試驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒。m2從高處由靜止開頭下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。圖7給出的是試驗中獵取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點間的距離圖7如圖8所示。已知m1＝50g、m2＝150g，則：(g取10m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖8(1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v＝________m/s；(2)在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增加量ΔEk＝________J，系統(tǒng)勢能的削減量ΔEp＝________J，由此得出的結(jié)論是____________________________________________； 圖9(3)若某同學(xué)作出的eq\f(1,2)v2-h圖象如圖9所示，則當(dāng)?shù)氐膶嶋H重力加速度g＝________m/s2。解析：(1)v5＝eq\f(21.60＋26.40×10－2,2×0.1)m/s＝2.4m/s。(2)動能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)(m1＋m2)v52＝0.58J系統(tǒng)勢能的削減量為ΔEp＝(m2－m1)gh＝0.60J，故在誤差允許的范圍內(nèi)，兩者相等，m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒。(3)由eq\f(1,2)(m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh得eq\f(v2,2h)＝k＝eq\f(m2－m1g,m1＋m2)＝eq\f(g,2)，即eq\f(g,2)＝eq\f(5.82,1.20)m/s2＝4.85m/s2，g＝9.7m/s2。答案：(1)24(2)0.580.60在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒(3)9.710．(12分)(2011·安徽高考)如圖10所示，質(zhì)量M＝2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m＝1kg的小球通過長L＝0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動，開頭輕桿處于水平狀態(tài)?，F(xiàn)給小球一個豎直向上的初速度v0＝4m/s，g取10m/s2。若鎖定滑塊，試求小球通過最高點P時對輕桿的作用力大小和方向。圖10解析：設(shè)小球能通過最高點，且此時的速度為v1。在上升過程中，因只有重力作功，小球的機械能守恒。則eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋mgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)①v1＝eq\r(6)m/s②設(shè)小球到達最高點時，輕桿對小球的作用力為F，方向向下，則F＋mg＝meq\f(v\o\al(2,1),L)③由②③式，得F＝2N④由牛頓第三定律可知，小球?qū)p桿的作用力大小為2N，方向豎直向上。答案：2N豎直向上11．(14分)如圖11甲所示，在傾角為30°的足夠長且光滑的斜面AB前，有一粗糙水平面OA，OA長為4m。有一質(zhì)量為m的滑塊，從O處由靜止開頭受一水平向右的力F作用。F只按圖乙所示的規(guī)律變化，滑塊與OA間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，g取10m/s2，試求：圖11(1)滑塊到A處的速度大??；(2)不計滑塊在A處的速率變化，滑塊沖上AB斜面的長度是多少？解析：(1)由題圖乙知，在前2m內(nèi)，F(xiàn)1＝2mg，做正功，在第3m內(nèi)，F(xiàn)2＝－0.5mg，做負(fù)功，在第4m內(nèi)，F(xiàn)3＝0，滑動摩擦力Ff＝－μmg＝－0.25mg，始終做負(fù)功，由動能定理全程列式得：F1x1＋F2x2＋Ffx＝eq\f(1,2)mvA2－0。即2mg×2－0.5mg×1－0.25mg×4＝eq\f(1,2)mvA2，解得vA＝5eq\(2)沖上斜面的過程，由動能定理得－mg·L·sin30°＝0－eq\f(1,2)mvA2所以沖上AB斜面的長度L＝5m。答案：(1)5eq\r(2)12．(6分)如圖12所示，豎直面內(nèi)的曲線軌道AB的最低點B的切線沿水平方向，且與一位于同一豎直面內(nèi)、半徑R＝0.40m的光滑圓形軌道平滑連接?，F(xiàn)有一質(zhì)量m＝0.10kg的滑塊(可視為質(zhì)點)，從位于軌道上的A點由靜止開頭滑下，滑塊經(jīng)B點后恰好能通過圓形軌道的最高點C。已知A點到B點的高度h＝1.5m，重力加速度g＝10m/s2，空氣阻力可忽視不計，求：圖12(1)滑塊通過圓形軌道B點時對軌道的壓力大??；(2)滑塊從A點滑至B點的過程中，克服摩擦阻力所做的功。解析：(1)因滑塊恰能通過C點，對滑塊在C點，依據(jù)牛頓其次定律有：mg＝eq\f(mvC2,R)，解得：vC＝eq\r(gR)＝2.0m/s對于滑塊從B點到C點的過程，依據(jù)機械能守恒定律有eq\f(1,2)