【金版學(xué)案】2014-2015高中物理人教版必修2同步練習(xí)：章末過(guò)關(guān)檢測(cè)卷(三)資料

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1、物理必修2 （人教版） 章末過(guò)關(guān)檢測(cè)卷 （三） 第七章 機(jī)械能守恒定律 （考試時(shí)間： 90 分鐘 分值： 100 分 ） 一、單項(xiàng)選擇題 （本題共 6 小題，每題 4 分，共 24分．在每小題 給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確． ） 1 ．若物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的合外力不為零，則 （ ） A.物體的動(dòng)能不可能總是不變的 B.物體的加速度一定變化 C.物體的速度方向一定變化 D ．物體所受合外力做的功可能為零 解析： 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)合外力不為零， 但合外力做的功為 零，動(dòng)能不變， A 錯(cuò)， D 對(duì)；合外力不為零，物體的加速度一定不為 零，是否變化不能斷定， B

2、錯(cuò)；合外力不為零，物體的速度方向可能 變化，也可能不變， C 錯(cuò)． 答案： D 2 ．關(guān)于做功和物體動(dòng)能變化的關(guān)系，不正確的是 （ ） A.只有動(dòng)力對(duì)物體做功，物體的動(dòng)能增加 B.只有物體克服阻力做功，它的動(dòng)能減少 C.外力對(duì)物體做功的代數(shù)和等于物體的末動(dòng)能與初動(dòng)能之差 D.動(dòng)力和阻力都對(duì)物體做功，物體的動(dòng)能一定變化 解析：只有動(dòng)力對(duì)物體做功，則合力做正功，物體的動(dòng)能增加， A對(duì)，同理B對(duì).外力對(duì)物體做功的代數(shù)和等于合力對(duì)物體做的功， 等于物體的動(dòng)能變化量，C對(duì).動(dòng)力和阻力都對(duì)物體做功時(shí)，若做的 總功為正值，物體的動(dòng)能增加；若做的總功為負(fù)值，物體的動(dòng)能減少， D錯(cuò).故選D.

3、 答案：D 3.一小石子從高為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(dòng)能恰等于它的重力勢(shì)能 （以地面為參考平面），g= 10 m/s2,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(dòng)能等于它的重力勢(shì)能時(shí)速度為 v,根據(jù)機(jī)械 能守恒定律得 mgh= mgh + 1mv2,由題意知mgh = 2mv2,所以mgh =mv2,故 丫 = ^\/^=10 m/s, B 正確. 答案：B 4.運(yùn)動(dòng)員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個(gè)過(guò)程.將人和傘 看成一個(gè)系統(tǒng)，在這兩個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的

4、是 （ ） A.阻力對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功 B.系統(tǒng)受到的合外力始終向下 C.重力做功使系統(tǒng)的重力勢(shì)能增加 D.任意相等的時(shí)間內(nèi)重力做的功相等 解析：無(wú)論什么情況下，阻力一定做負(fù)功， A對(duì)；加速下降時(shí)， 合力向下，減速下降時(shí)，合力向上，B錯(cuò)；系統(tǒng)下降，重力做正功， 所以重力勢(shì)能減少，C錯(cuò)；由于系統(tǒng)做變速運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)在相等的時(shí)間 內(nèi)下落的高度不同，所以在任意相等時(shí)間內(nèi)重力做的功不同， D錯(cuò). 答案：A 5.物體沿直線運(yùn)動(dòng)的vt關(guān)系如圖所示，已知在第1秒內(nèi)合外力 對(duì)物體做的功為W, A.從第1秒末到第 3秒末合外力做功為4 W B.從第3秒末到第5秒末合外力做功為-2 W C.

5、從第5秒末到第7秒末合外力做功為 W D.從第3秒末到第4秒末合外力做功為0.75 W 解析：由題圖知，第1秒末速度、第3秒末速度、第7秒速度大 1 小關(guān)系：vI = v3 = v7,由題知W=]mv 1—0,則由動(dòng)能7E理知弟1秒 1 C 1 末到第3秒末合外力做功 W2 = /mv32 —Qmv 12 = 0,故A錯(cuò).第3秒末 1 到第5秒末合外力做功 W3 = 0—2mv32= —W,故B錯(cuò).第5秒末到 1 第7秒末合外力做功 W4= 1mv72 —0 = W,故C正確.第3秒末到第 1.1 1 一 4秒末合外力做功 W5=2mv42 —2mv32;因 v4=Qv

6、3,所以 W5= —0.75 W.故D錯(cuò)誤. 答案：C 6 . C h 如圖所示，將小球a從地面以初速度V0豎直上拋的同時(shí)，將另 1 一 一相同質(zhì)量的小球b從距地面h處由靜止釋放，兩球恰在jh處相遇 （不計(jì)空氣阻力）.則（ ） A.兩球同時(shí)落地 B.相遇時(shí)兩球速度大小相等 C.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到相遇，球a動(dòng)能的減少量等于球b動(dòng)能的增加 量 D.相遇后的任意時(shí)刻，重力對(duì)球a做功的功率和對(duì)球b做功的 功率相等 解析：相遇時(shí)滿足 2gt2 + vot—2gt2= h, 1gt2=h,所以 vo2=gh, 小球b落地時(shí)間tb= \片,球a落地時(shí)間ta=2v0 =2＞，g,故

7、A錯(cuò)誤; 相遇時(shí)，vb=\12gh= \ gh, va2 —v02= —2gh, va=0,所以 B 錯(cuò)誤; 因?yàn)閮汕蚯≡?處相遇，說(shuō)明重力做功的數(shù)值相等，根據(jù)動(dòng)能定理， 球a動(dòng)能的減少量等于球b動(dòng)能的增加量，C正確；相遇后的任意時(shí) 刻，球a的速度始終小于球b的速度，因此重力對(duì)球a做功的功率小 于對(duì)球b做功的功率，D錯(cuò)誤. 答案：C 二、雙項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每題6分，共24分.在每小題 給出的四個(gè)選項(xiàng)中有兩個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)得 6分，漏選得3分, 錯(cuò)選或不選得0分.） 7 .人們?cè)O(shè)計(jì)出磁懸浮列車(chē)，列車(chē)能以很大速度行駛.列車(chē)的速 度很大，是采取了下列哪些可能的措施( ) A.減

8、小列車(chē)的質(zhì)量 8 .增大列車(chē)的牽引力 C.減小列車(chē)所受的阻力 D.增大列車(chē)的功率 解析：當(dāng)列車(chē)以最大速度行駛時(shí)，牽引力與阻力大小相等，有 P P = FfV,故丫 =工，要增大速度，一萬(wàn)面增大列車(chē)的功率，另一萬(wàn)面減 小列車(chē)所受的阻力，故C、D正確. 答案：CD 8. Jb mA mi 質(zhì)量為mi、m2的兩物體，靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的 人站在mi上用恒力F拉繩子，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，兩物體的速度大小 分別為Vi和V2,位移分別為si和％,如圖所示.則這段時(shí)間內(nèi)此人 所做的功的大小等于( ) A. FS2 B. F(Si + a) C.2m2v22 + ；(m+ mi

9、)vi2 D.2m2v22 解析：人做的功等于繩子對(duì) m1、m2做的功之和，即 W = Fsi + Fs2=F（Si+S2）, A錯(cuò)，B對(duì).根據(jù)動(dòng)能定理知，人做的功等于 mi、 1 0 1 m2動(dòng)能的增加重，所以 W = 2（mi + m）vi2 + ]m2v22, C對(duì)，D錯(cuò). 答案：BC 9. 一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從 t=0時(shí)起， 第1 s內(nèi)受到2 N的水平外力作用，第2 s內(nèi)受到同方向的1 N的外 力作用.下列判斷正確的是（） 9 A.。?2 s內(nèi)外力的平均功率是4 W 5 B.第2 s內(nèi)外力所做的功是4 J C.第2 s末外力的瞬時(shí)功率最大

10、4 D.第1 s內(nèi)與第2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量的比值是4 5 解析：第1 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度a1=2 m/s2, 1 s末的速度v 1 = 2x 1 m/s= 2 m/s,第2 s內(nèi)的加速度a?=1 m/s2,第2 s末的速度v2=2 m/s 1 o 1 o + 1X1 m/s= 3 m/s,所以第 2 s內(nèi)外力做的功 W2=2mv22 —2mv 12= 2.5 J,故B錯(cuò)誤；第1 s末的功率為P1 = 2X2 W = 4 W,第2 s末的功率 W 為P2=1X3 W = 3 W,故C錯(cuò)誤；。?2 s內(nèi)外力的平均功率 P=Y = 2mv 22 9 一^ = 9 W,故A正確；第

11、1 s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量的比值 △Ei 2mv 12 4 ==,故 D 正確. AE2 W2 5 答案：AD 10.甲、乙兩球的質(zhì)量相等，懸線一長(zhǎng)一短，將兩球由圖示位置 的同一水平面無(wú)初速度釋放，不計(jì)阻力，則對(duì)小球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的正確 說(shuō)法是（） A.甲球的動(dòng)能與乙球的動(dòng)能相等 B.兩球受到線的拉力大小相等 C.兩球的向心加速度大小相等 D.兩球的機(jī)械能不相等 解析：由機(jī)械能守恒知，相對(duì)同一參考面，兩球開(kāi)始的機(jī)械能相 等，由于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每個(gè)小球的機(jī)械能都守恒， 所以任意時(shí)刻兩球相 對(duì)同一參考平面的機(jī)械能相等，D錯(cuò).設(shè)線長(zhǎng)為1,小球的質(zhì)量為m, 小球到達(dá)最低點(diǎn)

12、時(shí)的速度為v,則 1 2G mg1=2mv ① 兩球經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能不同，A錯(cuò). 2 V小 F — mg= m i ② 由①②得球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的拉力大小 F = mg+ mvp= 3mg, B對(duì).球 F — mg 過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小 a= m =2g, C對(duì). 答案：BC 三、非選擇題（本大題5小題，共52分.按題目要求作答.解答 題應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟.只寫(xiě)出最后答案 的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位. ） 11. （6分）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，若重物質(zhì)量為 0.50 kg,選擇好的紙帶如圖所示，O、A

13、之間有幾個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出.已知 相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s,長(zhǎng)度單位是cm, g取9.8 m/s2.則打點(diǎn)計(jì) 時(shí)器打下點(diǎn)B時(shí)，重物的速度Vb =m/s;從起點(diǎn)。到打下點(diǎn) B的過(guò)程中，重物重力勢(shì)能的減少量 AEp=J,動(dòng)能的增加 量AEk =J-（結(jié)果保留三位有效數(shù)字） 一 一 一 3J3 4.8百 7.02 解析：V b = (7.02—3.13) X10 2 2X0.02 m/s=0.973 m/s,動(dòng)能的增量△  _ 1 O 1 Ek = ]mvb2= 2 X 0.5X 0.9732^0.237 J 重力勢(shì)能的減少量 △Ep = mghB = 0.5X

14、9.8X4.86X10—2 J^0.238 J. 答案:0.973 0.238 0.237 12. (12分)用如圖所示 重物 打點(diǎn)計(jì) 時(shí)器 rffii 一紙帶 夾子 的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源, 輸出電壓為6 V的交流電和直流電兩種.重物從高處由靜止開(kāi)始下 落，重物拖著紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量，即可 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律. (1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟： A.按照?qǐng)D示的裝置安裝器件； B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上； C.用天平測(cè)量出重物的質(zhì)量； D.釋放懸掛紙帶的夾子，同時(shí)接通電源開(kāi)關(guān)打出一條紙帶；

15、E.測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)間的距離； F .根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重物下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等 于增加的動(dòng)能. 其中沒(méi)有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是 .（將其 選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在橫線處） （2）利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重物下落的加速度 a的數(shù)值.如圖 所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上連續(xù)的五個(gè)點(diǎn) A、B、C、D、E, 測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離為xo,點(diǎn)A、C間的距離為％,點(diǎn)C、 E間的距離為X2,使用交流電的頻率為f,根據(jù)這些條件計(jì)算重物下 落的加速度a =, （3）在上述驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重物減小的重力 勢(shì)能總是大于重物增加的動(dòng)能，其原因主要是重物下落的過(guò)

16、程中存在 阻力作用，可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定該阻力的大小. 若已知當(dāng)?shù)刂亓?加速度公認(rèn)的較準(zhǔn)確的值是g,還需要測(cè)量的物理量是： ?試用這些物理量和上圖紙帶上的數(shù)據(jù)符號(hào)表示出重物 在下落的過(guò)程中受到的平均阻力為 F = 解析：（1）因本實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)比較重物的重力勢(shì)能減小量 mghn和 一,1 2 , 一 人一、“ 一 動(dòng)能2mvn2增加量的大小來(lái)達(dá)到驗(yàn)證的目的，對(duì)于同一個(gè)研究對(duì)象（重 一一一一一 1 9 一 物）來(lái)說(shuō)，質(zhì)量是一定的，故只需比較ghn和1v n2就能達(dá)到目的，選項(xiàng) C是沒(méi)必要的.選項(xiàng)B、D是錯(cuò)誤的，應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的 “交 流輸出”上；釋

17、放懸掛紙帶的夾子，先接通電源開(kāi)關(guān)再釋放一條紙帶. (2)因 Ax= aT2,所以 a= 2 Ax (X2—Xi) f (2T) 2— 4 （3）由牛頓第二定律得平均阻力 F = mg— ma,所以應(yīng)測(cè)量重物的 一 ，，、. （x2 — x1） f2「，.，，、 . 質(zhì)量m,代入加速度得F = m]g_ 2 4 或由動(dòng)能定理得：mg（xo 1 . X1 + X2 + Xi） — F（xo+Xi） = Qmvc 又因?yàn)?vc = ―4T 一,由以上兩式得 F = : （X1 + X2） 2f2〕 mlg- . J 32（X0 + X1） 一 答案：（1）BCD （2）

18、 （x2-Xl） f （3）重物的質(zhì)量 m ；（X2-X1） f2， [ （X1 + X2） 2f2〕 mg——4—或 mg— 32（X0+X1）] 點(diǎn)評(píng)：解答實(shí)驗(yàn)題時(shí)，首先應(yīng)弄清實(shí)驗(yàn)原理和誤差來(lái)源，然后針 對(duì)具體題目進(jìn)行全面分析.只有從原理上著手，問(wèn)題的解答才有依據(jù)， 絕不能死記實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng). 13. （10分）一列車(chē)的質(zhì)量是5.0X 105 kg,在平直的軌道上以額定 功率3 000 kW加速行駛，當(dāng)速度由10 m/s加速到所能達(dá)到的最大速 率30 m/s時(shí)，共用了 2 min,則在這段時(shí)間內(nèi)列車(chē)前進(jìn)的距離是多少？ 解析：設(shè)列車(chē)在2 min內(nèi)前進(jìn)的距離為1,已知m = 5.

19、0X105 kg, P=3 000 kW, v = 10 m/s, v =30 m/s, t= 2 min,由于 P=Fv,列 車(chē)速度最大時(shí), a=0,所以阻力 Ff = 3X106 30 1.0X105 N,牽引力做功 W=Pt= 3X 106X60X2 J=3.6X108 J,由動(dòng) 1 1 能定理知 W—Ffl = ]mv 2 —2mv2,代入數(shù)據(jù)求得l=1.6 km. 答案：1.6 km 14. （12分）某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車(chē)比賽. 比賽路徑 如圖所示，賽車(chē)從起點(diǎn) A出發(fā)，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng) L后，由B點(diǎn) 進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道

20、，離開(kāi)豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平 直軌道上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，并能越過(guò)壕溝.已知賽車(chē)質(zhì)量 m = 0.1 kg,通 電后以額定功率P=1.5 W工作，進(jìn)入豎直軌道前受到阻力恒為 0.3 N,隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不計(jì).圖中L = 10.00 m,R=0.32 m, h=1.25 m, x= 1.50 m.問(wèn)：要使賽車(chē)完成比賽，電動(dòng)機(jī)至少工作多 長(zhǎng)時(shí)間？（取g=10 m/s2） 解析：設(shè)賽車(chē)越過(guò)壕溝需要的最小速度為 v 1,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 * g 12 = h - 1 V 2h=3 m/s,設(shè)賽車(chē)恰好通過(guò)圓軌道, 對(duì)應(yīng)圓軌道最高點(diǎn)的速度為 v

21、2,最低點(diǎn)的速度為v 3,由牛頓第二定 律及機(jī)械能守恒定律 1mv32= ：mv22+mg(2R),② 聯(lián)立①②解得v3= ,5gR= 4 m/s,通過(guò)分析比較，賽車(chē)要完成比 賽，在進(jìn)入圓軌道前的速度最小應(yīng)該是 Vmin = V3 = V 1=4 m/S,設(shè)電動(dòng) 1 2 機(jī)工作時(shí)間至少為t,根據(jù)功能關(guān)系Pt-FfL = 2mvmin2 由止匕可得t= 2.53 s. 答案：2.53 s 15. (12分)如圖所示，光滑斜軌和光滑圓軌相連，固定在同一豎 直面內(nèi)，圓軌的半徑為 R, 一個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，從離水平面高h(yuǎn) 處由靜止自由下滑，由斜軌進(jìn)入圓軌.求： (1

22、)為了使小球在圓軌內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中始終不脫離圓軌，h應(yīng)至少 多高？ (2)若小球到達(dá)圓軌最高點(diǎn)時(shí)圓軌對(duì)小球的壓力大小恰好等于它 自身重力大小，那么小球開(kāi)始下滑時(shí)的 h是多大？ 解析：(1)小球剛好不脫離圓軌，在最高點(diǎn)由牛頓第二定律得 mg 2 =m R 小球由斜軌運(yùn)動(dòng)至圓軌最高點(diǎn)過(guò)程，由動(dòng)能定理得 mg(h-2R) 1 2_ =?mv ② 5 聯(lián)立①②解得h = 5R 5 故小球在圓軌內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中始終不脫離圓軌， h至少為5R. 2 (2)在最高點(diǎn)對(duì)小球由牛頓第二定律得 Fn + mg= m號(hào)③ R 又有FN = mg 小球由斜軌至圓軌最高點(diǎn)過(guò)程，由動(dòng)能定理得 1 - mg(h-2R)=2mv i2 * * 5 ⑤ 聯(lián)立③④⑤解得h=3R 5 答案:(1)2R (2)3R