2020版高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 章末檢測(cè)（含解析）新人教版必修2

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1、第七章　章末檢測(cè) 一、選擇題(本題10個(gè)小題，每小題6分，共60分.1～7題為單項(xiàng)選擇題，8～10題為多項(xiàng)選擇題) 1．關(guān)于能量和能源，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．在利用能源的過(guò)程中，能量在數(shù)量上并未減少 B．由于自然界的能量守恒，所以不需要節(jié)約能源 C．能量耗散說(shuō)明能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中沒(méi)有方向性 D．人類(lèi)在不斷地開(kāi)發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造 解析：由于自然界的能量守恒，所以在利用能源的過(guò)程中，能量在數(shù)量上并未減少，選項(xiàng)A正確；由于能源的品質(zhì)逐漸降低，故仍需要節(jié)約能源，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；能量耗散說(shuō)明能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中具有方向性，比如一杯熱水經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，熱量流失，水冷了

2、，所以轉(zhuǎn)化具有方向性，故C不正確；人類(lèi)在不斷地開(kāi)發(fā)和利用新能源，但能量不能被創(chuàng)造，也不會(huì)消失，故D不正確． 答案：A 2. 足夠長(zhǎng)的傳送帶以v勻速傳動(dòng)，一質(zhì)量為m的小物塊A由靜止輕放于傳送帶上，若小物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如圖所示，當(dāng)小物塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為(　　) A．mv2 B．2mv2 C.mv2 D.mv2 解析：物塊A被放于傳送帶上后立刻做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝＝μg，勻加速過(guò)程前進(jìn)的距離x1＝＝，該時(shí)間內(nèi)傳送帶前進(jìn)的距離x2＝vt＝v·＝，所以物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離Δx＝x2－x1＝，故產(chǎn)生的內(nèi)能Q＝μmg·Δx＝μmg·＝m

3、v2. 答案：D 3．如圖所示為一質(zhì)量為2 kg的物塊向右以v1＝4 m/s的速度沿光滑的水平地面運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在物塊上施加一方向水平向左的恒力F，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間物塊的速度方向變?yōu)樗较蜃?，但是速度大小為v2＝4 m/s.則上述過(guò)程中(　　) A．恒力F對(duì)物塊做了32 J的功 B．恒力F對(duì)物塊做了16 J的功 C．恒力F對(duì)物塊做了8 J的功 D．恒力F對(duì)物塊做功為零 解析：由動(dòng)能定理得WF＝mv－mv＝×2×42 J－×2×(－4)2 J＝0，D正確． 答案：D 4．下列各種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體(弓、過(guò)山車(chē)、石頭、圓珠筆)機(jī)械能守恒的是(忽略空氣阻力)(　　) A．將箭搭在弦

4、上，拉弓的整個(gè)過(guò)程 B．過(guò)山車(chē)在動(dòng)力作用下在軌道上緩慢上行的過(guò)程 C．在一根細(xì)線的中央懸掛著一石頭，雙手拉著細(xì)線緩慢分開(kāi)的過(guò)程 D．手握內(nèi)有彈簧的圓珠筆，筆帽抵在桌面放手后圓珠筆彈起的過(guò)程 解析：將箭搭在弦上，拉弓的整個(gè)過(guò)程中，拉力對(duì)弦做功，故弓的機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；過(guò)山車(chē)在動(dòng)力作用下在軌道上緩慢上行的過(guò)程中，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能變大，故過(guò)山車(chē)的機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；在一根細(xì)線的中央懸掛著一石頭，雙手拉著細(xì)線緩慢分開(kāi)的過(guò)程中，石頭的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加，故石頭的機(jī)械能不守恒，故C錯(cuò)誤；筆帽抵在桌面放手后圓珠筆彈起的過(guò)程中，只有重力和彈簧彈力做功，故圓珠筆的機(jī)械能守恒，故D正確．

5、 答案：D 5. 假設(shè)一架戰(zhàn)斗機(jī)正在空中某一高度做勻速飛行，另一架空中加油機(jī)給其加油，如圖所示，加油后戰(zhàn)斗機(jī)仍以原來(lái)的高度和速度做勻速飛行，則與加油前相比，戰(zhàn)斗機(jī)的(　　) A．動(dòng)能增加，勢(shì)能減少，機(jī)械能不變 B．動(dòng)能增加，勢(shì)能增加，機(jī)械能增加 C．動(dòng)能減少，勢(shì)能不變，機(jī)械能減少 D．動(dòng)能不變，勢(shì)能不變，機(jī)械能不變 解析：加油后戰(zhàn)斗機(jī)的質(zhì)量增加，又因戰(zhàn)斗機(jī)飛行的速率和高度都未發(fā)生變化，它的動(dòng)能和重力勢(shì)能都要增加，所以機(jī)械能也要增加． 答案：B 6．質(zhì)量為2 t的汽車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為30 kW，在水平公路上能以54 km/h的最大速度行駛，如果保持功率不變，則汽車(chē)的速度為3

6、6 km/h時(shí)，汽車(chē)的加速度為(　　) A．0.5 m/s2 B．1 m/s2 C．1.5 m/s2 D．2 m/s2 解析：由P＝Ffvm得Ff＝＝2×103 N，當(dāng)v＝36 km/h時(shí)，由P＝Fv得F＝3×103 N，又a＝，所以a＝0.5 m/s2，選項(xiàng)A正確． 答案：A 7．兩滑塊甲和乙放在粗糙的水平面上，給兩滑塊同方向的初速度，兩滑塊僅在滑動(dòng)摩擦力的作用下運(yùn)動(dòng)，并作出兩滑塊的動(dòng)能與滑行距離的變化規(guī)律圖線，如圖所示，已知兩滑塊的質(zhì)量相同．則能正確地反應(yīng)兩滑塊的速度隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象是(　　) 解析：對(duì)兩滑塊根據(jù)動(dòng)能定理－Ffx＝Ek－Ek0，所以Ek＝－Ffx＋E

7、k0，由此表達(dá)式可知題中圖線的斜率表達(dá)的是物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的摩擦力，由Ek-x圖線可判斷甲、乙兩滑塊所受摩擦力相等，所以兩滑塊均以相同的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，D選項(xiàng)正確． 答案：D 8．如圖所示，在抗洪救災(zāi)中，一架直升機(jī)通過(guò)繩索用恒力F豎直向上拉起一個(gè)漂在水面上的木箱，使其由水面開(kāi)始加速上升到某一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．力F所做的功減去克服阻力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量 B．木箱克服重力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量 C．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱動(dòng)能的增量 D．力F和阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能

8、的增量 解析：木箱運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有力F、重力、阻力三個(gè)力對(duì)木箱做功，合力做功決定著物體動(dòng)能的改變量，C正確、A錯(cuò)誤；重力做功決定著重力勢(shì)能的改變量，B正確；除重力做功以外，其他力做功的代數(shù)和等于物體機(jī)械能的改變量，D正確． 答案：BCD 9. 如圖所示，一個(gè)物體在A時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，將物體從A推到B時(shí)，彈力做功W1；將物體從A推到B再推到C最后再回到B，彈力做功W2.下列說(shuō)法正確的是(　　) A．W1

9、推到B和將物體由A推到B再推到C最后再回到B的彈簧形變量相同，故有W1＝W2，而且均是外界對(duì)彈簧做正功，故彈簧彈性勢(shì)能均增加，A、C錯(cuò)誤，B、D正確． 答案：BD 10. 在平直公路上，汽車(chē)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到vmax后，立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直至靜止，v - t圖象如圖所示，設(shè)汽車(chē)的牽引力為F，受到的摩擦力為Ff，全程中牽引力做功為W1，克服摩擦力做功為W2，則(　　) A．F:Ff＝1:3 B．W1:W2＝1:1 C．F:Ff＝4:1 D．W1:W2＝1:3 解析：對(duì)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程，由動(dòng)能定理得：W1－W2＝ΔEk＝0，所以W1＝W2，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤

10、．由圖象知x1:x2＝1:4.由動(dòng)能定理得Fx1－Ffx2＝0，所以F:Ff＝4:1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確． 答案：BC 二、非選擇題(本題3小題，共40分) 11．(10分) 如圖所示，ABC為金屬桿做成的軌道，固定在豎直平面內(nèi)．軌道的AB段水平且粗糙，BC段光滑，且BC段由半徑為R的兩段圓弧平滑連接而成．一質(zhì)量m＝0.2 kg的小環(huán)套在桿上，在F＝1.8 N的恒定水平拉力作用下，從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t＝0.4 s到達(dá)B點(diǎn)，然后撤去拉力F，小環(huán)沿軌道上滑，到達(dá)C點(diǎn)恰好掉落做自由落體運(yùn)動(dòng)．小環(huán)與水平直桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，重力加速度g取10 m/s2.求： (1)

11、小環(huán)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小； (2)圓弧的半徑R. 解析：(1)在A點(diǎn)小環(huán)受重力G、支持力FN、拉力F和摩擦力Ff.小環(huán)在AB段受恒力作用，做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得F－Ff＝ma，又Ff＝μFN＝μmg，解得a＝＝ m/s2＝5 m/s2，則vB＝at＝5×0.4 m/s＝2.0 m/s. (2)因BC段軌道光滑，小球在BC段運(yùn)動(dòng)時(shí)只有重力做功，機(jī)械能守恒，小環(huán)到達(dá)C點(diǎn)恰好掉落做自由落體運(yùn)動(dòng)，則在C點(diǎn)速度減為零，則mv＝mg×2R，解得R＝＝ m＝0.1 m. 答案：(1)2.0 m/s　(2)0.1 m 12．(14分)如圖所示，水平軌道與豎直平面內(nèi)的圓弧軌道平滑連接后固

12、定在水平地面上，圓弧軌道B端的切線沿水平方向．質(zhì)量m＝1 kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平恒力F＝10 N的作用下，從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)的位移x＝0.5 m時(shí)撤去力F.已知A、B之間的距離x0＝1 m，滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，滑塊上升的最大高度h＝0.2 m，g取10 m/s2.求： (1)在撤去力F時(shí)，滑塊的速度大??； (2)滑塊從B到C過(guò)程中克服摩擦力做的功． 解析：(1)滑塊在力F的作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到撤去力F的過(guò)程中，依據(jù)動(dòng)能定理有：Fx－μmgx＝mv2，解得v＝3 m/s. (2)滑塊由A到C的整個(gè)過(guò)程中，依據(jù)動(dòng)能定理有：Fx－μmgx0－mgh

13、－Wf＝0 解得：Wf＝Fx－μmgx0－mgh＝2 J. 答案：(1)3 m/s　(2)2 J 13．(16分)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一光滑圓弧軌道，其半徑為R＝0.5 m，平臺(tái)與軌道的最高點(diǎn)等高，一質(zhì)量m＝0.8 kg的小球從平臺(tái)邊緣的A處水平射出，恰能沿圓弧軌道上P點(diǎn)的切線方向進(jìn)入軌道內(nèi)側(cè)，軌道半徑OP與豎直線的夾角為53°，已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g取10 m/s2，試求： (1)小球從平臺(tái)上的A點(diǎn)射出時(shí)的速度大小v0； (2)小球從平臺(tái)上的射出點(diǎn)A到圓軌道入射點(diǎn)P之間的水平距離L； (3)小球到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小． 解析：(1)小球從A到P的高度差為：h＝R(1＋cos 53°) 從A到P是平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)分運(yùn)動(dòng)公式，有： h＝gt2，vy＝gt，tan 53°＝ 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得：v0＝3 m/s (2)從A到P是平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)分位移公式， 有L＝v0t 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得：L＝1.2 m (3)從A到圓弧最低點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有： mv＝mg·2R＋mv 代入數(shù)據(jù)解得：v1＝ m/s 答案：(1)3 m/s　(2)1.2 m　(3) m/s - 5 -