2019-2020年高中物理 第七章 机械能守恒定律综合微评 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 第七章 机械能守恒定律综合微评 新人教版必修2一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1下列几种运动过程中物体的机械能守恒的是()A匀速下落的雨滴B在水中下沉的铁块C“神舟十号”飞船穿过大气层返回地面D用细线拴一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动答案D解析根据机械能守恒定律可知：在只有重力做功的条件下，质点和地球构成的系统机械能守恒雨滴匀速下落时，必受竖直向上的阻力，且阻力做功；在水中下沉的铁块，水的浮力做功；“神舟十号”飞船穿过大气层时，由于速度很大，空气阻力不可忽略，且克服阻力做功，所以A、B、C错误用细线拴一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动，虽然绳对小球有作用力，但作用力方向始终和小球速度垂直，故小球只有重力对它做功，所以D正确2NBA篮球赛非常精彩，吸引了众多观众经常有这样的场面：在临终场0.1 s的时候，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的胜利如果运动员投篮过程中对篮球做功为W，出手高度为h1，篮筐距地面高度为h2，篮球的质量为m，空气阻力不计，则篮球进筐时的动能为()AWmgh1mgh2BWmgh2mgh1Cmgh1mgh2W Dmgh2mgh1W答案A解析对篮球在空中的运动过程运用机械能守恒：选地面为零势能面，Wmgh1mgh2Ek，解得：EkWmgh1mgh2，A正确3如图所示，两个内壁光滑、半径不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一高度，设碗口为零势能参考面现将质量相同的两个小球分别从两个碗的边缘由静止释放，当两球分别通过碗的最低点时，下列说法中正确的是()A两球的动能相等B两球的速度大小不相等C两球的机械能不相等D两球对碗底的压力大小不相等答案B解析根据机械能守恒，排除C；对其中一只小球分析：0mv2mgR，可见：小球通过碗的最低点时动能与碗的半径有关，排除A；再由于两球质量相等，所以B正确；根据FNmgm2mg，可得两球对碗底的压力相等，排除D.4如图所示，物体A、B质量相同，A放在光滑的水平面上，B放在粗糙的水平面上，在相同的力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移s，那么()A力F对A做功较多，做功的平均功率也较大B力F对B做功较多，做功的平均功率也较大C力F对A、B做的功和做功的平均功率都相同D力F对A、B做功相等，但对A做功的平均功率较大答案D解析两种情况下F、s相同，力F做的功相等，但B运动时间较长，其力F做功的平均功率较小，D对，A、B、C错5如图所示，小物体从某一高度自由下落，落到竖直在地面的轻弹簧上，在A点物体开始与弹簧接触，到B点物体的速度为零，然后被弹回，则下列说法中正确的是()A物体经过A点时速度最大B物体从A下落到B的过程中，物体的机械能守恒C物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中，动能都是先变大后变小D物体从A下落到B的过程中的动能和重力势能之和越来越大答案C解析对物体经过A点时进行受力分析知，此时物体只受重力，故此时加速度方向与速度方向相同，所以经过A点继续加速，排除A；物体从A下落到B的过程中，由于要克服弹簧弹力做功，物体机械能减少，排除B、D；在AB之间某位置满足kxmg，此时加速度为0，所以物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中，动能都是先变大后变小，C正确6在粗糙水平地面上，使一物体由静止开始运动，第一次用斜向上的拉力，第二次用斜向下的推力，两次的作用力大小相等、力与水平方向的夹角也相等、物体的位移也相等，则这两种情况下()A拉力和推力做功相等，物体末速度相等B拉力和推力做功相等，物体末速度不等C拉力和推力做功不等，物体末动能相等D拉力和推力做功不等，物体末动能不等答案B解析拉力和推力的水平分力相同，位移相同，所以它们做功相同，但两种情况摩擦力不同，合力做的总功不同，故末速度不同7质量为2 t的汽车，发动机的牵引功率为30 kW，在水平公路上能达到的最大速度为15 m/s，当汽车的速度为10 m/s时的加速度大小为()A0.5 m/s2 B1 m/s2C1.5 m/s2 D2 m/s2答案A解析当汽车达到最大速度时，即为牵引力等于阻力时，则有PFfvm，Ff N2103 N；当v10 m/s时，F N3103 N，所以a m/s20.5 m/s2.8质量m4 kg的物体以50 J的初动能在粗糙的水平面上滑行，其动能变化与位移关系如图所示，则下面判断正确的是()A物体所受滑动摩擦力的大小为5 NB物体5 s末的动能是25 JC物体前5 m克服摩擦力做功比后5 m多D物体在水平面上的滑行时间为2 s答案A解析由图可知，物体初动能为50 J，滑行10 m时的动能为零，根据动能定理fl0Ek，所以f5 N，A正确；物体初速度为5 m/s，加速度大小为1.25 m/s2，滑行时间为4 s,5 s末动能为零，B、C、D错误9如图所示，电梯质量为M，地板上放置一质量为m的物体钢索拉电梯由静止开始向上加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，则()A地板对物体的支持力做的功等于mv2B地板对物体的支持力做的功等于mgHC钢索的拉力做的功等于Mv2MgHD合力对电梯M做的功等于Mv2答案D解析对物体和电梯组成的系统应用动能定理可得，W拉(Mm)gH(Mm)v2，拉力做功为W拉(Mm)v2(Mm)gH，所以C不正确；由动能定理得，合力对电梯做的功为Mv2，选项D正确；由功能关系得，地板对物体的支持力做的功为mv2mgH，所以A、B均不正确10关于弹性势能和重力势能，下列说法正确的是()A重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能是弹簧本身具有的能量B重力势能是相对的，弹性势能是绝对的C重力势能和弹性势能都是相对的D重力势能和弹性势能都是状态量答案ACD解析重力势能具有系统性，弹性势能是弹簧本身具有的能量，故A正确；重力势能和弹性势能都是相对的，且都是状态量，故B错，C、D正确11某娱乐项目中，参与者抛出一小球去撞击触发器，从而进入下一关现在将这个娱乐项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以v的速率竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球，如图所示则小球能够击中触发器的是()答案CD解析本题借助四种不同运动形式考查了机械能守恒定律若小球恰好击中触发器，由机械能守恒可知：mv2mgh.在选项A情况中，小球不可以静止在最高处，选项A错误；在选项B情况中，小球离开直轨道后，在重力作用下，做斜上抛运动其最高点的速度不为零，因此小球不可能击中比其轨迹最高点还高的触发器，选项B错误：在选项C中，小球不会脱离轨道，由机械能守恒可知，小球也恰好击中触发器，选项C正确；在选项D情况中，小球在圆管轨道的最高点的最小速度可以为零，由机械能守恒可知，小球也恰好击中触发器，选项D正确12如图所示，长为L4 m的传送带的速度是5 m/s，现将m1 kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数0.2，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮的过程中，下列说法中正确的是()A小物体获得的动能为12.5 JB小物体获得的动能为8 JC摩擦产生的热量为8 JD摩擦产生的热量为12 J答案BD解析对小物体运用动能定理：mgxmv2，可得小物体速度增大到5 m/s时的对地位移x6.25 m4 m，可见质点一直在加速，运动到右轮正上方时，速度还未达到5 m/s，再根据动能定理可得小物体获得的动能Ekmgx8 J，A错，B对；由Ekmgxmv28 J得：小物块到达最右端速度v4 m/s，根据得传送带对地位移x10 m，根据Qmg(xx)得：Q12 J，C错，D对第卷(非选择题共52分)二、实验题(本大题共2小题，共14分将答案填写在题中横线上或按要求做答)13(8分)某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条、完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和_(填“交流”或“直流”)电源(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是()A放开小车，能够自由下滑即可B放开小车，能够匀速下滑即可C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是()A橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态C小车在两个铁钉的连线处D小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(根据如图所示的纸带回答)答案(1)交流(2)D(3)B(4)GJ解析(1)打点计时器使用的是交流电源；(2)平衡摩擦力时，应将纸带穿过打点计时器，放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可，故D正确；(3)放开小车后，小车做加速运动，当橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小时，小车的速度最大，此时橡皮筋仍处于伸长状态，B正确；(4)从纸带上看，纸带的GJ段打点比较均匀，所以应选用纸带的GJ段进行测量14(6分)某同学用如图甲所示的装置做验证机械能守恒定律的实验时，得到如图乙所示的一条纸带，A、B、C、D、E是连续的五个点迹且A点不是第一个点迹，打点计时器使用的交流电频率为f.(1)该同学在实验中有以下做法，则必要且正确的是_A安装打点计时器时让两限位孔位于同一竖直线上且固稳计时器B用串联的四节干电池作为打点计时器的电源C先用手托着重锤，闭合打点计时器开关，打点稳定后释放重锤D用天平测出重锤的质量(2)选取B、D两点来验证机械能守恒，该同学用刻度尺测出BD的长度为s0，此时验证的关系式为_(3)若该同学计算出了A、B、C、D、E各点的速度，并作出了v2h图线(h为B、C、D、E四点到A点的距离)，如图丙所示，则该同学接下来验证机械能守恒的方法是_.答案(1)AC(2)gs0(f)2(f)2(化简的表达式也对)(3)计算图线的斜率，如在误差允许的范围内等于2g，则表明机械能守恒解析(1)安装打点计时器时，一定要让两限位孔位于同一竖直线上且固稳计时器，A对；打点计时器应用交流电源，B错；使用打点计时器时应先接通电源，打点稳定后再释放重锤，C对；因实验中比较物理量关系时m可以约去，故不需要用天平测量，D错(2)因选取B、D两点来验证机械能守恒，所以应知道B、D间距离和B、D两点速度大小，验证的关系式为gs0(f)2(f)2.(3)若重锤下落过程中机械能守恒，则mghmv2mv，即v22ghv，所以若图线的斜率在误差允许的范围内等于2g，则表明机械能守恒三、计算题(本大题共4小题，共38分解答应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，有数值计算的题目应写出数值和单位，只写出最后答案的不能得分)15(6分)如图所示，物体沿一曲面从A点无初速下滑，当滑至曲面的最低点B时，下滑的竖直高度h5 m，此时物体的速度v6 m/s.若物体的质量m1 kg，取g10 m/s2，求物体在下滑过程中克服阻力所做的功答案32 J解析物体在曲面上的受力情况为：重力、弹力、摩擦力，其中弹力不做功设摩擦力做功为Wf，由AB应用动能定理：mghWfmv20，代入数据解得Wf32 J故物体在下滑过程中克服阻力所做的功为32 J.16(10分)在加拿大温哥华举行的冬季奥运会上，冰壶运动再次成为人们关注的热点，中国队也取得了较好的成绩如图所示，假设质量为m的冰壶在运动员的操控下，先从起滑架A点由静止开始加速启动，经过投掷线B时释放，以后匀减速自由滑行刚好能滑至圆形营垒中心O停下已知AB相距L1，BO相距L2，冰壶与冰面各处动摩擦因数均为，重力加速度为g.求：(1)冰壶运动的最大速度；(2)在AB段运动员水平推冰壶做的功W.答案(1)(2)mg(L1L2)解析(1)冰壶从BO的过程中，对冰壶应用动能定理得mgL20mv故冰壶运动的最大速度为vm.(2)冰壶从AB的过程中，对冰壶应用动能定理得WmgL1mv0将vm代入上式解得运动员水平推冰壶做的功为Wmg(L1L2)17(10分)山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动，一滑雪坡由AB和BC组成，AB是倾角为37的斜坡，BC是半径为R5 m的圆弧面，圆弧面和斜面相切于B，与水平面相切于C，如图所示，AB竖直高度差h5 m，运动员连同滑雪装备总质量为80 kg，从A点由静止滑下通过C点后飞落(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)运动员到达B点的速度大小；(2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小答案(1)10 m/s(2)2 720 N解析(1)从A到B机械能守恒：mghmv得vB10 m/s(2)从A到C机械能守恒：mghR(1cos 37)mv对运动员经过C点分析：Nmg联立解得：N2 720 N18(12分)如图甲所示，长木板a放在光滑的水平面上，质量为1 kg的小滑块b以水平初速度v06 m/s从a的左端冲上长木板，运动过程中a、b的vt图线如图乙所示试求：从t0时开始到t3 s的过程中，(1)小滑块b克服摩擦力做的功是多少？(2)a、b组成的系统产生的内能是多少？答案(1)16 J(2)12 J解析(1)由乙图可知：木块的加速度为2 m/s2，则f2 N从t0时开始到t2 s的过程中有摩擦力，t2 s到t3 s没有摩擦力则b向右运动的位移xb8 m摩擦力对b做的功为Wffxb16 J小滑块b克服摩擦力做的功是16 J.(2)由乙图可知：木板的加速度为1 m/s2，则木板的质量M2 kga、b组成的系统产生的内能Qmv(mM)v12 J.