2018--物理必修二第七章测试题(等级)

2018--物理必修二第七章测试题(等级)
第2页
2017-2018学年度第二学期
高一物理必修二第七章测试题（等级）
（时间：90分钟 满分：100分）
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．如图所示，质量为m 的小球，从离桌面H 高处由静止下落，桌面离地高度为h ．若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能和动能分别是（ ）
A ．mgh 、mg （H ﹣h ）
B ．mgh 、mg （H +h ）
C ．﹣mgh 、mg （H ﹣h ）
D ．﹣mgh 、mg （H +h ） 2．如图所示，在弹性限度内，将一轻质弹簧从伸长状态变为压缩状态的过程中，其弹性势能的变化情况是（ ）
A ．一直减小
B ．一直增大
C ．先减小再增大
D ．先增大再减小
3．一个质量m=100kg 的木箱，受到与水平力F 向成θ=37°角斜向右上方的拉力F=150N ，在水平地面上移动的距离1=10m ，由此可知拉力F 对木箱做的功为（sin37°=0.6，cos37°=0.8）（ ）
A ．1500J
B ．900J
C ．1200J
D ．1000J
4．关于弹性势能，下列说法中正确的是（ ） A ．任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能 B ．任何具有弹性势能的物体不一定发生了弹性形变
校 班级___________ 姓名____________ 准号证
号___________ 座位号___________
C．弹性势能不能转化为重力势能
D．弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关
5．在下列所述实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的是（）
A．抛出的铅球在空中运动的过程
B．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
C．汽车在关闭发动机后自由滑行的过程
D．电梯加速上升的过程
6．一个质量为2kg的物体，以4m/s的速度在光滑水平面上向右滑行，从某个时刻起，在物体上作用一个向左的水平力，经过一段时间，物体的速度方向变为向左，大小仍然是4m/s，在这段时间内水平力对物体做的功为（）
A．0 B．8J C．16J D．32J
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共
20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

学科&网全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7．物体在运动过程中，克服重力做功100J，则以下说法正确的是（）
A．物体的高度一定降低了B．物体的高度一定升高了
C．物体的重力势能一定是100J D．物体的重力势能一定增加100J
8．如图所示，质量为m的小球A沿高度为h倾角为θ的光滑斜面以初速v0滑下．另一质量与A相同的小球B自相同高度由静止同时落下，结果两球同时落地．下列说法正确的是（）
A．运动全过程，重力对两球做的功相同
B．运动全过程，两球重力的平均功率相同
第3页
第4页
多次
E．选择一条理想的纸带，对其进行测量
（2）如图2所示是实验中测得的一条纸带，各点距O点的距离分别为d1，d2，d3，…，各相邻点间的时间间隔为T，当地重力加速度为g，则B点的速度表达式为v B=；
（3）若将B点和D点的速度用v B、v D表示，要验证重物从B点运动到D点的过程中机械能守恒，则需满足关系．
（4）实验发现重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是：．
12．用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒定律，m2从高处山静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，毎相邻两计数点间还有4个点（图中未标出）．计数点间的距离如图所示．
已知m1=50g、m2=l50g（g取9.8m/s2，交流电的频率为50Hz，所有结果均保留三位有效数字）
（1）在纸带上打下记数点1时的速度v1= m/s．
（2）在打点0﹣4过程中系统动能的增量△E k=
第5页
J，系统势能的减少量
△E P= J．
四、计算题：本题共3小题，共42分。

把答案写在
答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（15分）滑板是年轻人十分喜欢的极限运动，现有一场地规格如图，材料钢制的，阻力非常小，可以忽略．g=10m/s2求：
（1）一人以6m/s的速度从4m的高台滑下，到2m 高台处其速度有多大；
（2）他所能到达的离地最大高度有多少；
（3）若他从2m高台开始下滑，为能到达4m高台，下滑最小速度是多少．
14．（12分）某型号汽车发动机的额定功率为60KW，在水平路面上行驶时受到的阻力是2000N，求：（1）发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度大小（2）在同样的阻力下，若汽车行驶速度只有54km/h，则发动机输出的实际功率．
15．（15分）质量为3kg的物体放在高4m的平台上，g取10m/s2．求：
（1）以平台为参考平面，物体的重力势能是多少？（2）以地面为参考平面，物体的重力势能是多少？（3）物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做功是多少？
第6页
第7页
2017-2018学年度第二学期
高一物理必修二第七章测试题（等级）
一．选择题（共6小题）
1．如图所示，质量为m 的小球，从离桌面H 高处由静止下落，桌面离地高度为h ．若以桌面为参考
平面，那么小球落地时的重力势能和动能分别是（ ）
A ．mgh 、mg （H ﹣h ）
B ．mgh 、mg （H +h ）
C ．﹣mgh 、mg （H ﹣h ）
D ．﹣mgh 、mg （H +h ）
【分析】重力势能表达式E p =mgh 中，h 为物体相对于参考平面的高度，根据小球所在的位置确定重力势能，根据动能定理或机械能守恒定律求解小球落地时的动能．
【解答】解：以桌面为零势能参考平面，地面离参考平面的高度为﹣h ，则小球落地时的重力势能为：
E p =﹣mgh ．
物体下落的高度差为（h +H ），根据动能定理得： mg （H +h ）=E k ﹣0
解得：E k =mg （H +h ），故ACD 错误，B 正确． 故选：D ．
【点评】本题关键是明确重力势能的定义公式中高度是相对与零势能面而言的，知道动能常常由动能定理或机械能守恒研究．
2．如图所示，在弹性限度内，将一轻质弹簧从伸长状态变为压缩状态的过程中，其弹性势能的变化情
级___________ 姓名____________ 准号证
_______ 座位号___________
况是（）
A．一直减小B．一直增大C．先减小再增大D．先增大再减小
【分析】发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能．同一弹性物体在一定范围内形变越大，具有的弹性势能就越多，反之，则越小．
【解答】解：根据弹簧的弹性势能的表达式：E P
=kx2可知，弹簧的形变量越大，弹性势能越大，将一轻质弹簧从伸长状态变为压缩状态的过程中，弹簧的形变量先减小后增大，所以弹性势能先减小后增大；故C正确，ABD错误．
故选：C
【点评】本题关键是明确弹性势能与弹簧的形变量之间的关系，知道形变量越大，弹性势能越大；可以掌握弹簧弹性势能的表达式进行分析，注意形变量包括拉伸和压缩两种情况．
3．一个质量m=100kg的木箱，受到与水平力F向成θ=37°角斜向右上方的拉力F=150N，在水平地面上移动的距离1=10m，由此可知拉力F对木箱做的功为（sin37°=0.6，cos37°=0.8）（）
A．1500J B．900J C．1200J D．1000J
【分析】由题意可知力、位移及二者之间的夹角，由功的计算公式可求得恒力的功．
【解答】解：由图可知，力和位移的夹角为θ，故推力的功为：W=Flcosθ=150×10×cos37°=1200J．故C正确，ABD错误
故选：C
【点评】本题考查功的公式，在解题时要注意夹角
第8页
为力和位移之间的夹角；同时要明确，做功的大小与物体的质量无关．
4．关于弹性势能，下列说法中正确的是（）A．任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能B．任何具有弹性势能的物体不一定发生了弹性形变
C．弹性势能不能转化为重力势能
D．弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关
【分析】物体由于发生弹性形变，而具有弹性势能．弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数、弹簧的形变量有关．
【解答】解：A、任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能．故A正确．
B、由于发生弹性形变，才具有弹性势能．故B 错误．
C、弹性势能可以与重力势能之间发生转化，
比如：小球落到竖直的弹簧上，动能、重力势能、弹性势能发生相互转化．故C错误．
D、弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数、弹簧
的形变量有关．故D错误．
故选A．
【点评】解决本题的关键掌握物体由于发生弹性形变，而具有弹性势能．弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数、弹簧的形变量有关．
5．在下列所述实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的是（）
A．抛出的铅球在空中运动的过程
B．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
C．汽车在关闭发动机后自由滑行的过程
D．电梯加速上升的过程
【分析】物体机械能守恒的条件是只有重力或者是
第9页
弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，判断做功情况，对照条件即可判断物体是否是机械能守恒．或者根据机械能的概念判断．【解答】解：A、抛出的铅球在空中运动的过程中，只受到重力的作用，机械能守恒．故A正确．
B、木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程中，动能不变，而重力势能减小，所以机械能减小，故B错误．
C、汽车在关闭发动机后自由滑行的过程中，阻力对汽车做功，其机械能不守恒，故C错误．
D、电梯加速上升的过程，其动能和重力势能均增大，则机械能必定增大，故D错误．
故选：A
【点评】本题考查了判断机械能是否守恒，知道机械能守恒的条件和机械能概念即可正确解题．
6．一个质量为2kg的物体，以4m/s的速度在光滑水平面上向右滑行，从某个时刻起，在物体上作用一个向左的水平力，经过一段时间，物体的速度方向变为向左，大小仍然是4m/s，在这段时间内水平力对物体做的功为（）
A．0 B．8J C．16J D．32J
【分析】在力F作用的过程中只有F对物体做功，力F对物体做的功等于物体动能的变化．
【解答】解：根据动能定理有，力F对物体做的功为：
W=
﹣
==0
故选：A
【点评】本题主要考查了动能定理的直接应用，难度不大，属于基础题．
二．多选题（共4小题）
7．物体在运动过程中，克服重力做功100J，则以下说法正确的是（）
A．物体的高度一定降低了
第10页
B．物体的高度一定升高了
C．物体的重力势能一定是100J
D．物体的重力势能一定增加100J
【分析】重力做负功可以说成克服重力做功；重力做正功，高度减小，重力势能减小，重力做负功，高度增加，重力势能增加．
【解答】解：A、物体在运动过程中，克服重力做功100J，说明重力做了﹣100J的功，则高度增加，重力势能增加．故A错误，B正确；
C、重力做了﹣100J功，物体重力势能增加100J，但重力势能大小不知，故C错误，D正确；
故选：BD．
【点评】重力做正功重力势能减小，重力做负功，重力势能增加；重力势能的变化等于重力做的功．
8．如图所示，质量为m的小球A沿高度为h倾角为θ的光滑斜面以初速v0滑下．另一质量与A相同的小球B自相同高度由静止同时落下，结果两球同时落地．下列说法正确的是（）
A．运动全过程，重力对两球做的功相同
B．运动全过程，两球重力的平均功率相同
C．落地前的瞬间A球重力的瞬时功率等于B球重力的瞬时功率
D．落地前的瞬间A球的速度等于B球的速度【分析】重力做功跟路径无关，只与首末位置的高度差有关；根据动能定理，比较两球落地的速度大小；根据P=mgvcosα及
P=比较重力的瞬时功率和平均功率．
【解答】解：A、根据W=mgh知，重力对两球做功相同．故A正确．
B、两球重力做功相等，时间相等，根据
P=知，重力的平均功率相等．故B正确．
C、两球都做匀变速直线运动，运动时间相等，v A=v0+gtsinθ，v B=gt，
A球重力做功的瞬时功率P=mgv A sinθ=mgv0sinθ+mg2tsin2θ，B球重力做功的瞬时功率P′=mgv B=mg2t，所以A球的重力瞬时功率与B球重力的瞬时功率大小无法判定．故C错误．D、对A球，根据动能定理得，
mgh=，对B 球，根据动能定理得，
mgh=，知v A＞v B．故D 错误．
故选AB．
【点评】解决本题的关键掌握重力做功的特点，以及掌握瞬时功率和平均功率的表达式．
9．在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到V m，立即关闭发动机而滑行直到停止，v﹣t 图线如图，汽车的牵引力大小为F1，摩擦力大小为F2，全过程中，牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则（）
A．F1：F2=1：3 B．F1：F2=4：1 C．W1：W2=1：1 D．W1：W2=1：3
【分析】由动能定理可得出汽车牵引力的功与克服摩擦力做功的关系，由功的公式可求得牵引力和摩擦力的大小关系；
【解答】解：对全过程由动能定理可知W1﹣W2=0，故W1：W2=1：1，故C正确，D错误；
W1=Fs
W2=fs′
由图可知：s：s′=1：4
所以F1：F2=4：1，故A错误，B正确
故选BC
【点评】本题要注意在机车起动中灵活利用功率公
式及动能定理公式，同时要注意图象在题目中的应用．
10．下列物体在运动过程中，机械能守恒的有（）A．沿粗糙斜面下滑的物体B．沿光滑斜面自由下滑的物体
C．从树上下落的树叶D．在真空管中自由下落的羽毛
【分析】根据机械能守恒的条件分析答题；只有重力或只有弹力做功，系统机械能守恒．
【解答】解：A、沿粗糙斜面下滑的物体要克服阻力做功，机械能不守恒，故A错误；
B、沿光滑斜面自由下滑的物体只有重力做功，机械能守恒，故B正确；
C、从树上下落的树叶，要克服阻力做功，机械能不守恒，故C错误；
D、在真空管中自由下落的羽毛，只有重力做功，机械能守恒，故D正确；
故选：BD．
【点评】本题考查了判断物体机械能是否守恒，知道机械能守恒的条件即可正确解题．
三．实验题（共2小题）
11．在利用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤，期中多余或不正确的操作是BCD；
A．按照图1所示的装置安装器件
B．用天平测量重物和夹子的质量m
C．将电磁式打点计时器接到“220V”交流电源上D．先释放纸带后再接通电源打出一条纸带，重复多次
E．选择一条理想的纸带，对其进行测量
（2）如图2所示是实验中测得的一条纸带，各点距O点的距离分别为d1，d2，d3，…，各相邻点间的时间间隔为T，当地重力加速度为g，则B点的速
度表达式为v B=
；
（3）若将B点和D点的速度用v B、v D表示，要验证重物从B点运动到D点的过程中机械能守恒，则
需满足关系
mv﹣mv=g（d4﹣d2）．
（4）实验发现重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是：由于摩擦阻力的存在，使得一部分重力势能转化为内能．【分析】通过实验的原理，确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以得出B点的瞬时速度大小，根据功能关系可得出正确表达式．
【解答】解：（1）其中多余的步骤是：
B、用天平测量重物和夹子的质量m，因减小的重力势能与增加的动能，均含有质量，可以约去；
C、将电磁式打点计时器接到4V到6V交流电源上，而电火花打点计时器接到电源的“220V”“交流”上；
D、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，
故选：BCD；
（2）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度
等于该过程中的平均速度，得出B 点的瞬时速度大小分别为： v B
=
=
，
（3）物体从B 到D 的过程中重力势能减小量是△E P =mg （d 4﹣d 2）
动能增加量是△E k
=
mv
﹣
mv
要验证物体从B 到D 的过程中机械能是否守恒，
则需满足
mv
﹣
mv =g （d 4﹣d 2）关系，物体的机械能守恒；
（4）实验发现重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是：由于摩擦阻力的存在，使得一部分重力势能转化为内能； 故答案为：（1）BCD ；（2）
；（3）
mv
﹣
mv =g
（d 4﹣d 2）； （4）由于摩擦阻力的存在，使得一部分重力势能转化为内能．
【点评】解决本题的关键知道实验的原理，知道重锤的质量可以不测，打点计时器使用交流电源，实
验时应先接通电源，后释放纸带．
正确利用所学物理规律解决实验问题，熟练应用物理基本规律，因此这点在平时训练中要重点加强．
12．用如图实验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒定律，m 2从高处山静止开始下落，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，毎相邻两计数点间还有4个点（图中未标出）．计数点间的距离如图所示．
已知m 1=50g 、m 2=l50g （g 取9.8m/s 2，交流电的频率为50Hz ，所有结果均保留三位有效数字）
（1）在纸带上打下记数点1时的速度v1=0.480 m/s．
（2）在打点0﹣4过程中系统动能的增量△E k= 0.369J，系统势能的减少量△E P=0.376J．【分析】（1）根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点1时的速度大小；
（2）根据系统的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据系统重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量．
【解答】解：（1）毎相邻两计数点间还有4个点，因此相邻计数点的时间间隔为0.1s；
根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第1个点时的速度为：
v1
=
==0.480m/s
（2）同理，v4
=
==1.92m/s
系统的初速度为零，所以动能的增加量为：△E k =
（m1+m2）v42﹣0=0.369J；
系统重力势能的减小量等于系统重力做功，即为：
△E P=W=（m2﹣m1）gh=0.1×9.8×
（2.4+7.2+12.01+16.79）×10﹣2=0.376J；
故答案为：（1）0.480；（2）0.369；0.376．
【点评】本题全面的考查了验证机械能守恒定律中
的数据处理问题，要熟练掌握匀变速直线运动的规
律以及功能关系，增强数据处理能力．
四．计算题（共3小题）
13．滑板是年轻人十分喜欢的极限运动，现有一场
地规格如图，材料钢制的，阻力非常小，可以忽
略．g=10m/s2求：
（1）一人以6m/s的速度从4m的高台滑下，到2m
高台处其速度有多大；
（2）他所能到达的离地最大高度有多少；
（3）若他从2m高台开始下滑，为能到达4m高台，下滑最小速度是多少．
【分析】（1）对该过程运用动能定理，求出到达2m 高台的速度大小．
（2）上升到最大高度时速度为零，对整个过程运用动能定理求出上升的最大高度．
（3）对该过程运用动能定理，抓住末动能为零，求出下滑的最小速度．
【解答】解：（1）人从4m的高台滑到2m高台的过程，根据动能定理得：
mg（h0﹣h1）
=mv12﹣mv02
代入数据解得：v1
=≈8.7m/s．
（2）设上升离地的最大高度为H，对全过程运用动能定理得：﹣mg（H﹣h0）=0
﹣mv02
代入数据解得：H=5.8m．
（3）设下滑的最小速度为v x，根据动能定理得：﹣mg（h0﹣h1）=0
﹣mv x2
代入数据解得：v x≈6.32m/s．
答：（1）到2m高台处其速度为8.72m/s．
（2）他所能到达的最大离地高度是5.8m．
（3）下滑最小速度是6.32 m/s．
【点评】运用动能定理解题，关键确定研究的过程，分析过程中有哪些力做功，然后结合动能定理列式求解．此题也可以根据机械能守恒定律研究．
14．某型号汽车发动机的额定功率为60KW，在水平路面上行驶时受到的阻力是2000N，求：
（1）发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度大小（2）在同样的阻力下，若汽车行驶速度只有54km/h，则发动机输出的实际功率．
【分析】（1）匀速运动时，牵引力等于阻力，结合P=Fv求出匀速运动时的速度．
（2）根据P=Fv求出发动机输出的实际功率．
【解答】解：汽车匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，有F=f，
根据P=Fv=fv得，匀速行驶的速度
v==108km/h．
（2）若汽车行驶速度只有54km/h=15m/s，发动机输出的实际功率P=Fv′=fv′=2000×15W=30kW．答：（1）发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度大小为108km/h．
（2）发动机输出的实际功率为30kW．
【点评】本题考查了机车的启动问题，知道发动机功率与牵引力、速度的关系，结合P=Fv进行求解．
15．质量为3kg的物体放在高4m的平台上，g取10m/s2．求：（1）以平台为参考平面，物体的重力势能是多少？（2）以地面为参考平面，物体的重力势能是多少？（3）物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做功是多少？
【分析】（1）、（2）重力势能的计算公式为E P=mgh，h是物体相对于参考平面的高度．根据这个公式直接计算．
（3）重力做功只与物体的初末位置有关，与路径无关，且重力做功和重力势能变化数值相等．
【解答】解：（1）小球放在平台上，相对于平台表面的重力势能是0．
（2）小球相对于地面的高度为：h=4m，相对于地面的重力势能是：
E P=mgh=3×10×4J=120J
（3）小球从平台落到地面，则在整个过程中，高度下降h=4m，重力势能减少量为：
△E P=mgh=3×10×4J=120J
则重力势能减少是：△E P=120J
答：（1）小球相对于平台表面的重力势能是0．（2）小球相对于地面的重力势能是120J．
（3）物体从平台落到地面上，重力势能减少120J，重力做功是120J．
【点评】解决本题的关键知道重力势能的大小与零势能的选取有关，但重力势能的变化与零势能的选取无关．以及知道重力做功和重力势能变化的关系，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加．。