人教版高中物理必修二《机械能守恒定律》章末检测

高中物理学习材料(马鸣风萧萧** 整理制作)《机械能守恒定律》章末检测时间：90分钟满分：100分第Ⅰ卷(选择题)、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40 分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求)1．用水平拉力F＝1000 N拉质量为M＝500 kg 的大车移动10 m，用相同的水平拉力拉质量为m＝50 kg 的小车也移动10 m，则两次拉车所做的功相比较( )A．拉大车做的功多B．拉小车做的功多C．两次做功一样多D．因水平面的粗糙程度不知，两车速度大小不知，无法判定2．如右图石块自由下落过程中，由 A 点到 B 点重力做的功是是( )A ．由A到B，石块的重力势能减少了10 JB．由 A 到B，功减少了10 JC．由A 到B,10 J 的功转化为石块的动能D．由A 到B,10 J 的重力势能转化为石块的动能3．下列说法正确的是( )A．物体的机械能守恒，一定只受重力和弹簧弹力作用B．物体处于平衡状态时机械能一定守恒C．物体的动能和重力势能之和增大时，必定有重力以外的其他力对物体做了功D．物体的动能和重力势能在相互转化过程中，一定通过重力做功来实现4 ．如图所示，为一汽车在平直的公路上，由静止开始运动的速度图象，汽车所受阻力恒定．图中OA为一段直线，AB为一曲线，BC为一平行于时间轴的直线，则( ) A．OA段汽车发动机的功率是恒定的B．OA段汽车发动机的牵引力恒定6 ．如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为 m 的运动员 踩在与水平面成α角静止的皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带 运动过程中受到的阻力恒为 F f ，使皮带以速度 v 匀速向右运动，则 在运动过程中，下列说法正确的是 ( )A ．人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B ．人对皮带不做功C ．人对皮带做功的功率为 mgvD ．人对皮带做功的功率为 F f v7 ．如图所示，小球自 a 点由静止自由下落，到 b 点时 弹簧接触，到 c 点时弹簧被压缩到最短．若不计弹簧的质 和空气阻力，在小球由 a →b →c 的运动过程中 ( ) A ．小球在 b 点时的动能最大 B ．小球的重力势能随时间均匀减少C ．小球从 b 到 c 运动过程中，动能先增大后减小，弹簧的弹性势能一直增大D ．到达 c 点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量8 ．如图所示，重 10 N 的滑块在倾角为 30°的斜面上，从 a 点由静止下滑，到 b 点接 触到一个轻弹簧．滑块压缩弹簧到 c 点开始弹回，返回 b 点离开弹簧，最后又回到 a 点， 已知 ab ＝ 0.8 m ， bc ＝0.4 m ，那么在整个过程中 ( )A ．滑块动能的最大值是 6 JB ．弹簧弹性势能的最大值是 6 JC ．从 c 到 b 弹簧的弹力对滑块做的功是 6 JD ．滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能减少9．如图所示， A 、B 、C 、D 四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相 同，现从同一高度 h 处由静止释放小球， 使之进入右侧不同的轨道： 除去底部 一小段圆弧， A 图中的轨道是一段斜面，高度大于 h ； B 图中的轨道与 A 图中 的轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于 h ； C 图中的轨道是一个内径略大 C ．AB 段汽车发动机的功率可能是恒定的D ．BC 段汽车发动机的功率是恒定的5 ． 如图所示， 在电梯中的斜面上放置了一滑块， 在电梯加 速上升的过程中，滑块相对斜面静止．则在该过程中 ( ) A ．斜面对滑块的弹力对滑块所做的功等于滑块增加的重力 势能 B ．滑块所受合力对滑块所做的功等于滑块增加的机械能C ．斜面对滑块的摩擦力对滑块做负功D ．斜面对滑块的弹力对滑块所做的功小于滑块增加的机与于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h；D图中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于h. 如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是（）10 ．如图所示，平直木板AB倾斜放置，板上的P点距 A 端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小．先让物块从A由静止开始滑到 B. 然后，将A着地，抬高B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B由静止开始滑到 A. 上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有（）A．物块经过P 点的动能，前一过程较小B．物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少C ．物块滑到底端的速度，前一过程较大D．物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长第Ⅱ卷（非选择题，60 分）二、实验题（共2小题，共18分）11．（6 分）如图甲所示，把纸带固定在质量为50 g的钩码上，让纸带穿过打点计时器，接通电源，松开纸带，让钩码自由下落，计时器在纸带上打下一系列的点，得到如图乙所示的纸带．用刻度尺测量起始点O 到各点的距离，并知交流电源的频率是50 Hz，根据上述数据，在此实验中可以做到以下的几点： _______ .A ．测出当地重力加速度的精确值B ．计算在纸带中打下 D 点时钩码的动能C ．计算钩码下落过程中受到的合外力D ．较准确地验证机械能守恒定律12．（12 分） 为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与平桌面间的动摩擦因数μ （设μ为定值 ） ，某同学经查阅资料知：一劲度系数为 k 的轻弹簧12由伸长量为 x 至恢复到原长的过程中，弹力所做的功为 12kx 2. 于是他设计了下述实验：第一步，如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，弹簧处于原长时另一端落在位置 B ，使滑块紧靠弹簧将其压缩至位置A ，松手后滑块在水平桌面上运动一段距离，到达位置C 时停止． 第二步，将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态．请回答下列问题：（1） 你认为，该同学需用刻度尺直接测量的物理量（写出名称并用符号表示 ） _____ ．（2） 用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩 因数μ的计算式：μ＝ _______ .三、解答题13．（12 分） 如图所示，半径 R ＝0.9 m 的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点 B 与长为 L ＝1 m 的水平面相切于 B 点， BC 离地面高 h ＝0.8 m ，质量 m ＝1.0 kg 的小滑块从 圆弧顶点 D 由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ＝ 0.1 ，（ 不计空气阻力，取 g ＝10 m /s 2） 求：（1） 小滑块刚到达圆弧轨道的 B 点时对轨道的压力；（2） 小滑块落地点距 C 点的距离．14．（16 分） 如下图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的轨道和与之相切的圆形 轨道连接而成， 圆形轨道的半径为 R.一质量为 m 的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑， 然后沿圆形轨道运动．要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不 能超过 5mg （g 为重力加速度 ） ．求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度 h 的取值范围．是 擦15. （12 分）某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“ 2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内（所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多），底端与水平地面相切。

弹射装置将一个小物体（可视为质点）以v a=5m/s 的水平初速度由 a 点弹出，从 b 点进入轨道，依次经过“ 8002”后从p 点水平抛出。

小物体与地面ab 段间的动摩擦因数u=0.3, 不计其它机械能损失。

已知ab 段长L＝1. 5m ，数字“ 0”的半径R＝0.2m，2小物体质量m=0.01kg, g=10m/s2。

求：（1）小物体从p 点抛出后的水平射程。

（2）小物体经过数这“ 0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。

《机械能守恒定律》章末检测1. 解析：某个力的功等于力的大小，位移的大小及力和位移之间夹角的余弦，三者的乘积与物体是否受其他力，及物体的运动性质等因素无关，故只有 C 选项正确．2. 解析：物体自由下落，重力做的功等于物体重力势能的减少量，故A 选项正确；功是能转化的量度，故B、C选项错误；由动能定理可知重力做功，从而动能增加，故D选项正确．答案：AD3. 解析：物体的机械能守恒时，一定只有重力和弹簧的弹力做功，但不一定只受重力和弹簧弹力的作用．答案：CD4. 解析：OA段汽车做匀加速运动，牵引力恒定，功率是逐渐增大的．答案：BCD5. 解析：物体克服重力所做的功等于物体增加的重力势能，故 A 选项错误；合力对物体所做的功等于物体动能的增量，故 B 选项错误；斜面对物体的摩擦力沿斜面向上，因此摩擦力做正功， C 选项错误；斜面对滑块的弹力、摩擦力对滑块做的总功等于滑块机械能的增量，因此D选项正确．答案：D6. 解析：皮带之所以能运动起来，是人对皮带的摩擦力充当了动力，故A 正确．摩擦力的大小与阻力相等，故人对皮带做功的功率为F f v. 答案：AD1 2 1 2 27.解析： 小球由 a →b 作自由落体运动，重力势能减少，Δ E p ＝ mg Δ h ＝ mg · 2gt 2＝ 2mg 2t 2，故选项 B 错误；由 b →c 过程中，速度先增大，当弹力等于重力时加速度为零，此时速度最大，接着再做变减 速运动．故小球动能先增大后减小，而弹性势能一直增大，选项 C 正确；到达 c 点时球速为零，由 机械能守恒定律可知选项 D 正确． 答案： CD8. 解析： 滑块能回到原出发点，所以机械能守恒，故 D 选项错误；以 c 点为参考点，则 a 点的机械能为 6 J ，在 c 点时滑块的速度为零，重力势能为零，所以弹簧的弹性势能为6 J ，从 c 到 b 的过程 中弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减少量，故 B 、C 选项正确；滑块从 a 到 c 的过程中，重力势能不能完全转化为动能，故 A 选项错误． 9. 解析： 对 A 、C 轨道，小球到达右侧最高点的速度可以为零，由机械能守恒定律可得，小球进入右 侧轨道后的高度仍为 h ，故 A 、C 正确；轨道 B 右侧的最大高度小于 h ，小球离开轨道后做斜抛运动， 小球到达最高点仍具有水平速度． 因此小球到达最高点的高度小于h ，B 不正确； 轨道 D 右侧为圆形 轨道，小球通过最高点时必须具有一定的速度，因此小球沿轨道 D 不可能到达 h 高度， D 错误． 答 案： AC10 解析： 设第一个过程 A 到 P 点的距离为 l 1，板与水平面夹角为α，平均摩擦力为 f 1，到达 P 点速 度为 v 1.第二个过程从 B 到 P 的距离为 l 2，摩擦力的平均值为 f 2，到达 P 点速度为 v 2.由题意可知， 12 l 1<l 2，f 1>f 2. 由动能定理可知， mg l 1sin α－f 1l 1＝ mv 21 12l 1(mg sin α－ f 1) ＝ 2mv 21同理 l 2(mg sin α－ f 2) 1 2 1 2由于 f 1>f 2， l 1<l 2，所以 2mv 1<2mv 2，A 选项正确；根据功能关系两个过程中到达 P 点产生热量分别为 Q 1＝f 1l 1，Q 2＝f 2l 2，不能确定 Q 1、Q 2的大小关系，故 B 选项错误；对全程应用动能定理可知到达底端时两个过程的速度大小相等，故 C 选项错误；定性画出两个过程的v － t 图象． 图线 1 表示第一个过程的速度图线，加速度逐渐增大；图线 速度逐渐减小，两次的位移大小相同，所以 t 1>t 2，D 选项正确． 答案： AD11. 解析： 由于该实验存在摩擦力，因此无法精确地测出重力加速度， 求出物体的速度和加速度，从而求打下各点时钩码的动能，选项正确；由于阻力较小，因此用本实验可以较准确地验证机械能守恒定律，故BCD 12. 解析：滑块从 A 到 C 过程中弹簧的弹力做功， 克服摩擦力做功． 若能求得摩擦力做功以及物体的 位移则可求摩擦力．设法求得滑块受到水平桌面的支持力，则可求得摩擦因数．所以该同学用刻度 尺直接测量的物理量是 AB 间的距离 x 1， AC 间的距离 l ，弹簧竖直悬挂时弹簧伸长的长度x 2. 12(2) 滑块由 A 到 C 的过程由动能定理得 2 kx 21－ μmgl ＝ 0 滑块悬挂在弹簧上静止时有 mg ＝kx 2 由2x 1以上两式得 μ＝ 1 . 答案： (1)AB 间的距离 x 1，AC 间的距离 l ，弹簧竖直悬挂时弹簧伸长的长度 2lx 22 12 mv 22 22 表示第二个过程的速度图线，加 A 选项错误；但可以利用纸带 B 选项正确；由加速度可求出合外力， C D 选项正确． 答案：》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《x1x2(2)2lx 2》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《 《《《《《《《《《《《13. 解析： (1) 设小滑块到达 B 点时的速度为 v B ，圆弧轨道对滑块的支持力为 F N ，由机械能守恒定律1 2 v 2B得 mgR ＝ 2mv B 由牛顿第二定律得 F N － mg ＝ m R 联立解得 F N ＝ 30 N . 由牛顿第三定律可知，滑块在 B点时对轨道的压力为 30 N .12(2) 设滑块运动到 C 点时的速度为 v C ，由动能定理得 mgR －μ mgL ＝ 2mv 2C 12 解得 v C ＝4 m /s 小滑块从 C 点运动到地面做平抛运动水平方向 x ＝v C t 竖直方向 h ＝2gt 2滑块落 地点距 C 点的距离 s ＝ x 2＋ h 2＝54 5 m . 答案： (1)30 N (2) 54 5 m 14解析： 设物块在圆形轨道最高点的速度为 v ，由机械能守恒定律得12mgh ＝ 2mgR ＋ 2mv 2 ①物块在最高点受的力为重力 mg 、轨道的压力 F N . 重力与压力的合力提供向2v 心力，有 mg ＋ F N ＝ m R ② 物块能通过最高点的条件是 F N ≥ 0 ③由②③式得 v ≥ gR ④由 ①④式得 h ≥ 2.5R ⑤ 又 F N ≤ 5mg ， ⑥ 由②式得 v ≤ 6Rg由①⑥式得 h ≤5R h 的取值范围是： 2.5R ≤h ≤5R.答案： 2.5R ≤h ≤5R 15.解析：(1)设小物体运动到 p 点时的速度大小为 v ，对小物体由 a 运动到 p 过程应用动能定理得联立①②③式，代入数据解得 s =0.8m2)设在数字“ 0”的最高点时管道对小物体的作用力大小为 2mv F mg 联立①⑤式，代入数据解得＝ 0.3N 方向竖直向下 R mgL 2Rmg12 mv 2 12 mv a 2 2R 12gt 2 s =vtF ，取竖直向下为正方向。