步步高 學(xué)案導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)】2014-2015學(xué)年教科版物理必修2 第四章 機(jī)械能和能源章末檢測.doc

第四章機(jī)械能和能源(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10個(gè)小題，每小題4分，共40分)1關(guān)于功的下列幾種說法中，正確的是()A人托著一個(gè)物體沿水平方向勻速前進(jìn)，人對物體沒有做功B人托著一個(gè)物體沿水平方向加速前進(jìn)，人對物體做了功C力和位移都是矢量，功也一定是矢量D因?yàn)楣τ姓拓?fù)功的區(qū)別，所以功是矢量2關(guān)于重力勢能的說法，正確的是()A重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功B在地平面下方的物體，它具有的重力勢能一定小于零C重力勢能減少，重力一定對物體做正功D重力勢能增加，重力一定對物體做正功3質(zhì)量為m的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P，摩擦阻力恒力f，牽引力為F，汽車由靜止開始，經(jīng)過時(shí)間t行駛了位移x時(shí)，速度達(dá)到最大值vm，則發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為()APt Bfvmt C.mvfx DFx4如圖1所示，圖1DO是水平面，AB是斜面，初速度為v0的物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DBA滑動(dòng)到頂點(diǎn)A時(shí)速度剛好為零，如果斜面改為AC，讓該物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DCA滑動(dòng)到A點(diǎn)且速度剛好為零， 則物體具有的初速度(已知物體與路面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同且不為零)()A大于v0 B等于v0C小于v0 D取決于斜面的傾角圖25如圖2所示，ABCD是一個(gè)盆式容器，盆內(nèi)側(cè)與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧BC水平，其長度d0.50 m，盆邊緣的高度h0.30 m，在A處放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊并讓其自由下滑已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.10，小物塊在盆內(nèi)來回滑動(dòng)，最后停下來，則停下的地點(diǎn)到B的距離為()A0.50 m B0.25 mC0.10 m D06我國“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時(shí)軌道”繞地球運(yùn)行(即繞地球一圈需要24小時(shí))；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道”和“72小時(shí)軌道”；最后奔向月球，如果按圓形軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，在每次變軌完成后與變軌前相比()A衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢能減小 B衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢能增大C衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢能減小 D衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢能增大7質(zhì)量m的物體，由靜止開始下落，由于阻力作用，下落的加速度為g，在物體下落h的過程中，下列說法中正確的是()A物體的動(dòng)能增加了mgh B物體的機(jī)械能減少了mghC物體克服阻力所做的功為mgh D物體的重力勢能減少了mgh8.如圖3所示，圖3電梯質(zhì)量為M，它的水平地板上放置一質(zhì)量為m的物體，電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運(yùn)動(dòng)當(dāng)上升高度為H時(shí)，電梯的速度達(dá)到v，則在這段過程中，下列說法中正確的是()A電梯對物體的支持力所做的功等于mv2 B電梯對物體的支持力所做的功大于mv2C鋼索的拉力所做的功等于mv2MgH D鋼索的拉力所做的功小于mv2MgH9如圖4所示，圖4一輕繩的一端系在固定的粗糙斜面上的O點(diǎn)，另一端系一小球給小球一足夠大的初速度，使小球在斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)，在此過程中()A小球的機(jī)械能守恒B重力對小球不做功C繩的張力對小球不做功D在任何一段時(shí)間內(nèi)，小球克服摩擦力所做的功總是等于小球動(dòng)能的減少10如圖5所示，圖5將小球a從地面以初速度v0豎直上拋的同時(shí)，將另一相同質(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，重力對球a做功的功率和對球b做功的功率相等題號(hào)12345678910答案二、填空題(本題共2個(gè)小題，共16分)圖611(6分)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m1.00 kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖6所示O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)(其他點(diǎn)未畫出)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間9.8 m/s2，那么：(1)紙帶的_端(填“左”或“右”)與重物相連；(2)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)到_點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；(3)從O點(diǎn)到(2)問中所取的點(diǎn)，重物重力勢能的減少量Ep_J，動(dòng)能增加量Ek_J(結(jié)果取三位有效數(shù)字)圖712(10分)某實(shí)驗(yàn)小組采用圖7所示的裝置探究“動(dòng)能定理”，圖中小車中可放置砝碼實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50 Hz.(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，_，_，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)，_；改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)的操作(2)圖8是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg，砝碼質(zhì)量為0.02 kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離x及對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v，請將C點(diǎn)的測量結(jié)果填在下表中的相應(yīng)位置圖8紙帶的測量結(jié)果測量點(diǎn)x/cmv/(ms1)O0.000.35A1.510.40B3.200.45CD7.150.54E9.410.60三、計(jì)算題(本題共4個(gè)小題，共44分)13(10分)火車在運(yùn)行中保持額定功率2 500 kW不變，火車的總質(zhì)量是1 000 t，所受阻力恒為1.56105 N求：(1)火車的加速度是1 m/s2時(shí)的速度；(2)火車的速度是12 m/s時(shí)的加速度；(3)火車的最大速度圖914(10分)如圖9所示，mA4 kg，mB1 kg，A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，B與地面間的距離x0.8 m，A、B原來靜止，求：(1)B落到地面時(shí)的速度為多大？(2)B落地后，A在桌面上能繼續(xù)滑行多遠(yuǎn)才能靜止下來？(g取10 m/s2)圖1015(12分)如圖10所示，長度為l的輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為m的小球(小球的大小可以忽略)(1)在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為，小球保持靜止畫出此時(shí)小球的受力示意圖，并求力F的大小(2)由圖示位置靜止釋放小球，求當(dāng)小球通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小及輕繩對小球的拉力不計(jì)空氣阻力16(12分)如圖11所示，圖11光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)銜接，導(dǎo)軌半徑為R，一個(gè)質(zhì)量為m的小球?qū)椈蓧嚎s至A處小球從A處由靜止釋放被彈開后，經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入軌道的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，求：(1)釋放小球前彈簧的彈性勢能；(2)小球由B到C克服阻力做的功第四章機(jī)械能和能源1AB人托著一個(gè)物體沿水平方向勻速前進(jìn)時(shí)，人對物體只有支持力，垂直于運(yùn)動(dòng)方向不做功，A正確；若加速前進(jìn)，則人對物體的摩擦力對物體做功，B正確；功雖有正功和負(fù)功之分，但功是標(biāo)量，C、D均錯(cuò)2C重力勢能的數(shù)值與參考平面的選取有關(guān)，重力勢能等于零不能說物體不具有重力勢能，故A、B錯(cuò)重力勢能減少，物體的高度一定下降，所以重力一定做正功，D錯(cuò)，C正確3ABC因?yàn)楣β蔖恒定，所以功WPt，A正確；汽車達(dá)到最大速度時(shí)Ff，則Pfvm，所以WPtfvmt，B正確；從汽車靜止到速度達(dá)到最大值的過程中，由動(dòng)能定理得Wfxmv0，即Wmvfx，C正確；因牽引力在整個(gè)過程中為變力，所以不能用公式WFx計(jì)算牽引力所做功的大小，D錯(cuò)4B設(shè)DO之間的水平距離為L，斜面與水平面的夾角為，高度為h，則物體由D到A的過程，根據(jù)動(dòng)能定理得：mghmgcos mg(Lhcot )0mv，解得v0，可見要使物體能滑到A點(diǎn)且速度剛好為零，所具有的初速度與斜面傾角無關(guān)，故B正確5D根據(jù)能量守恒定律：mghmgx，代入數(shù)據(jù)得x3.0 m，又因?yàn)閐0.50 m，所以最后停在B點(diǎn)，故選D.6D由Fm知，Ekmv2，r越大，Ek越小r增大，衛(wèi)星在升高過程中要克服萬有引力做功，引力勢能增大綜上所述D對，A、B、C錯(cuò)7ACD物體下落過程，合力Fmamg，由動(dòng)能定理可知，合力的功等于動(dòng)能的增加量，即EkWFhmgh.物體所受阻力為f，則mgfma，所以fmg，機(jī)械能的減少量等于物體克服阻力所做的功，Efhmgh.重力勢能的減少是重力做功引起的，故EpWGmgh，由此可知，A、C、D選項(xiàng)正確8B物體m受重力和支持力向上做加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)支持力做的功為W1，由動(dòng)能定理得W1WGmv2，所以支持力做的功大于mv2；鋼索的拉力所做的功設(shè)為W2，則由動(dòng)能定理得W2(Mm)gH(Mm)v2，W2(Mm)gH(Mm)v2，故只有B正確9C由于摩擦力做功，機(jī)械能不守恒，任一時(shí)間內(nèi)小球克服摩擦力所做的功總是等于小球機(jī)械能的減少轉(zhuǎn)動(dòng)過程中重力做功，繩的張力總與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功10C對b球，由gt2得t ，vbgt，以后以初速度勻加速下落對a球，v0tgt2得v0.在處，vav0gt0，以后從處自由下落故落地時(shí)間tbPa，選項(xiàng)D錯(cuò)誤11(1)左(2)B(3)1.891.70解析由題意知，O點(diǎn)為第一個(gè)點(diǎn)，所以紙帶的左端與重物相連，為了減小誤差和便于求重物動(dòng)能的增加量，可取圖中O點(diǎn)到B點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，此過程中重力勢能的減少量EpmghOB1.009.819.25102 J1.89 J.打B點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度vB m/s1.845 m/s.所以動(dòng)能增量Ekmv1.001.8452 J1.70 J.12(1)接通電源釋放小車關(guān)閉電源(2)5.055.080.480.50(答案在此范圍內(nèi)都對)解析(1)將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近后，需先接通電源，再釋放小車，讓其拖動(dòng)紙帶，等打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)后，關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源(2)從紙帶上可知C點(diǎn)的速度就是BD的平均速度，vC102 m/s0.49 m/s.13(1)2.16 m/s(2)5.2102 m/s2(3)16 m/s解析(1)由牛頓第二定律Ffma1，又PFv1，所以v1 m/s2.16 m/s(2)由牛頓第二定律，有Ffma2，又PFv2，所以a2 m/s25.2102 m/s2(3)當(dāng)Ff時(shí)，火車達(dá)到最大速度，由Pfvmax得vmax m/s16 m/s.14(1)0.8 m/s(2)0.16 m解析(1)以A、B物體構(gòu)成的系統(tǒng)為對象，B物體所受重力mBg做正功，A物體所受的摩擦力對系統(tǒng)做負(fù)功，設(shè)B落到地面時(shí)的速度為v，由動(dòng)能定理得mBgxmAgx(mAmB)v20代入數(shù)據(jù)，解得v0.8 m/s.(2)設(shè)B物體落地后A物體能滑行的距離為x，則根據(jù)動(dòng)能定理得mAgx0mAv因vAv0.8 m/s，故x m0.16 m.15(1)見解析圖mgtan (2)mg(32cos )，方向豎直向上解析(1)受力圖見右圖根據(jù)平衡條件，應(yīng)滿足Tcos mg，Tsin F.聯(lián)立解得拉力大小Fmgtan .(2)小球