高中物理 第4章 机械能和能源章末综合测评 粤教版

章末综合测评(四)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1如图1所示，在加速运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么人对车厢做功的情况是()图1A做正功B做负功C不做功D无法确定【解析】人随车一起向车前进的方向加速运动，表明车对人在水平方向上的合力向前，根据牛顿第三定律，人对车在水平方向的合力与车运动方向相反，故人对车做负功，B正确【答案】B2一辆汽车以功率P1在平直公路上匀速行驶，若驾驶员突然减小油门，使汽车的功率减小为P2并继续行驶若整个过程中阻力恒定不变，此后汽车发动机的牵引力将()A保持不变B不断减小C突然减小，再增大，后保持不变D突然增大，再减小，后保持不变【解析】由P1Fv知，当汽车以功率P1匀速行驶时，Ff，加速度a0.若突然减小油门，汽车的功率由P1减小到P2，则F突然减小整个过程中阻力f恒定不变，即Ff，此时加速度a0，所以汽车将减速由P2Fv知，此后保持功率P2不变继续行驶，v减小，F增大当Ff时，汽车不再减速，而以一较小速度匀速行驶，牵引力不再增大【答案】C3(2015天津高考)如图2所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中()图2A圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了mgLC圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变【解析】圆环沿杆下滑的过程中，圆环与弹簧组成的系统动能、弹性势能、重力势能之和守恒，选项A、D错误；弹簧长度为2L时，圆环下落的高度hL，根据机械能守恒定律，弹簧的弹性势能增加了EpmghmgL，选项B正确；圆环释放后，圆环向下先做加速运动，后做减速运动，当速度最大时，合力为零，下滑到最大距离时，具有向上的加速度，合力不为零，选项C错误【答案】B4如图3所示，某段滑雪雪道倾角为30，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g.在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是()图3A运动员减少的重力势能全部转化为动能B运动员获得的动能为mghC运动员克服摩擦力做功为mghD下滑过程中系统减少的机械能为mgh【解析】运动员的加速度为g，沿斜面：mgfmg，fmg，Wfmg2hmgh，所以A、C项错误，D项正确；Ekmghmghmgh，B项错误【答案】D5用图4所示装置可以研究动能和重力势能转化中所遵循的规律在摆锤从A位置由静止开始向下摆动到D位置的过程中()图4A重力做正功，重力势能增加B重力的瞬时功率一直增大C摆线对摆锤的拉力做功D若忽略阻力，系统的总机械能为一恒量【解析】摆锤向下运动，重力做正功，重力势能减小，故A错误由于开始静止，所以开始重力功率为零，在D位置物体v的方向与重力垂直，PGGvcos ，可知PG0，而在从A位置摆动到D位置的过程中，重力功率不为零，所以所受重力瞬时功率先增大后减小，B错误摆线拉力与v方向始终垂直，不做功，只有重力做功，故机械能守恒，故C错误、D正确【答案】D6一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是()【解析】物体沿斜面下滑时，受到的合外力F为恒力，故A正确物体下滑的加速度a也为恒定值，由vat可知B错误由sat2可知C错误设初态时物体的机械能为E0，由功能关系可得末态的机械能EE0fsE0f(at2)E0，又因为物体滑到底端时仍有动能，故在tt0时刻E0，故D正确【答案】AD7一辆汽车在平直公路上以速度v0开始加速行驶，经时间t后，前进了距离s，此时恰好达到其最大速度vm.设此过程中发动机始终以额定功率P工作，汽车所受阻力为f，则在这段时间里，发动机所做的功为()AfsBPtC.mvfsmvDft【解析】由功率定义有：WPt.由动能定理有：Wfsmvmv，得Wmvfsmv.故选项B、C正确【答案】BC8如图5所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，已知杆与水平面之间的夹角45，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长现让小球自C点由静止释放，在小球滑到杆底端的整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是() 【导学号：35390082】图5A小球的动能与重力势能之和保持不变B小球的动能与重力势能之和先增大后减小C小球的动能与弹簧的弹性势能之和增加D小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变【解析】在小球运动的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之间相互转化，但三者之和不变由C到B的过程中，弹簧的弹性势能减小，重力势能减小，但动能增加，根据机械能守恒定律，可判定A、D项均错；由B到最低点的过程中，重力势能减小，弹性势能增加，所以B、C项正确【答案】BC二、实验题(共2小题，共18分)9(8分)(2016广州检测)在利用打点计时器探究动能定理的实验中，如果纸带上前面几点比较密集，不够清晰，可舍去前面的比较密集的点，在后面取一段打点较为清晰的纸带，同样可以验证，如图6所示，取O点为起始点，各点间的间距已量出并标在纸带上，所用交流电的频率为50 Hz，重物的质量为m kg.图6(1)打A点时，重物下落速度为vA_，重物动能EkA_.(2)打F点时，重物下落速度为vF_，重物动能EkF_.(3)打点计时器自打下A点开始到打出F点，重物重力做的功为_，动能的增加量为_(4)根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重物从打点计时器打出A点到打出F点的过程中，得到的结论是_【解析】重物在各点的速度可由前后相邻的两段时间内的平均速度计算，再由Ekmv2计算出其动能；测出相对应的物体下落的高度h，便可求出重力的功，然后比较，便可得出本实验的结论(1)vAm/s1.30 m/sEkAmvm1.32 J0.85m J.(2)vFm/s2.28 m/sEkFmvm2.282 J2.60m J.(3)WGmghAFm9.8(2.793.193.583.974.37)102 J1.75m J.EkEkFEkA1.75m J.(4)因为在实验误差范围内WGEk，即重力做的功等于物体动能的变化(或动能定理成立)【答案】(1)1.30 m/s0.85m J(2)2.28 m/s2.60m J(3)1.75m J1.75m J(4)在实验误差允许范围内WGEk，动能定理成立10(10分)用如图7实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落，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图8甲给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每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m150 g，m2150 g，打点计时器工作频率为50 Hz，则(g取10 m/s2，结果保留两位有效数字)图7(1)纸带上打下计数点5时的速度v_m/s；(2)在打05的过程中系统动能的增量Ek_J，系统势能的减少量Ep_J，由此得出的结论是_(3)若某同学作出v2h图象如图8乙所示，则当地的重力加速度g_m/s2.甲乙图8【解析】(1)在纸带上打下计数点5时的速度大小为v102m/s2.4 m/s(2)在打点05过程中系统动能的增量为Ek(m1m2)v20(50150)1032.42J00.58 J系统重力势能的减少量为Ep(m2m1)gh05(15050)10310(38.4021.60)102J0.60 J实验结果表明，在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统重力势能的减少量等于动能的增加量，即系统的机械能守恒(3)m1、m2组成的系统机械能守恒，则m2ghm1ghm2v2m1v20，整理得v2gh可见，重力加速度g大小等于h图象斜率的2倍，则g2 m/s29.7 m/s2.【答案】(1)2.4(2)0.580.60系统的机械能守恒(3)9.7三、计算题(共2小题，共34分)11. (16分)在世界锦标赛中，冰壶运动引起了人们的关注冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图9所示，运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO推到A点放手，此后冰壶沿AO滑行，最后停于C点已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为，冰壶质量为m，ACL，COr，重力加速度为g.图9(1)求冰壶在A点的速率；(2)若将BO段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8，原只能滑到C点的冰壶能停于O点，求A点与B点之间的距离【解析】(1)从A到C，由动能定理有mgL0mv，得vA.(2)从A到O，由动能定理有mgs0.8mg(Lrs)0mv得sL4r.【答案】(1)(2)L4r12(18分)如图10所示，质量为m的长木块A静止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B，已知木块长为L，它与滑块之间的动摩擦因数为，现用水平向右的恒力F拉滑块B.图10(1)当长木块A的位移为多少时，B从A的右端滑出？(2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能【解析】(1)设B从A的右端滑出时，A的位移为l，A、B的速度分别为vA、vB，由动能定理得mglmv(Fmg)(lL)mv又由等时性可得(其中aAg，aB)解得l.(2)由功能关系知，拉力F做的功等于A、B动能的增加量和A、B间产生的内能，即有F(lL)mvmvQ解得QmgL.【答案】(1)(2)mgL