2019年高中物理 第七章 机械能守恒定律章末质量评估 新人教版必修2.doc
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第七章 机械能守恒定律章末质量评估(三)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分其中18题为单选,912题为多选,选对得4分,漏选得2分,多选、错选均不得分)1.如图所示,在水平的船板上有一人拉着固定在岸边树上的绳子,用力使船向前移动关于力对船做功的下列说法中正确的是()A绳的拉力对船做了功B人对绳的拉力对船做了功C树对绳子的拉力对船做了功D人对船的静摩擦力对船做了功解析:绳的拉力、人对绳子的拉力和树对绳子的拉力都没有作用于船,没有对船做功只有人对船的静摩擦力作用于船,且船发生了位移,故对船做了功,且做正功,故选项A、B、C错误,选项D正确答案:D2如图所示,演员正在进行杂技表演由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于()A0.3 J B3 JC30 J D300 J解析:一只鸡蛋重约为0.6 N,鸡蛋被抛出的高度约为0.5 m,则鸡蛋获得的最大机械能约为Emgh0.60.5 J0.3 J,故人对鸡蛋做的功约为0.3 J,故A正确,其他选项错误答案:A3物体在恒定阻力作用下,以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止以a、Ek、x和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间则以下各图象中,能正确反映这一过程的是()解析:物体在恒定阻力作用下运动,其加速度随时间不变,随位移不变,选项A、B错误;由动能定理,fxEkEk0,解得EkEk0fx,故选项C正确,D错误答案:C4质量为m的汽车由静止开始以加速度a做匀加速运动,经过时间t,汽车达到额定功率,则下列说法正确的是 ()Aat即为汽车额定功率下的速度最大值Bat不是汽车额定功率下的速度最大值C汽车的额定功率是ma2tD题中所给条件可以求出汽车的额定功率解析:汽车额定功率下的最大速度是a0时,vm,故选项A错误,B正确;汽车的功率是牵引力的功率,不是合力的功率,故选项C错误;由FFfma,得FFfma,因Ff不知,则F不知,故求不出汽车的额定功率,选项D错误答案:B5.一小球从如图所示的弧形轨道上的A点,由静止开始滑下由于轨道不光滑,它仅能滑到B点由B点返回后,仅能滑到C点,已知A、B高度差为h1,B、C高度差为h2,则下列关系正确的是()Ah1h2 Bh1h2Ch1h2 Dh1、h2大小关系不确定解析:由能的转化和守恒定律可知,小球由A到B的过程中重力势能减少mgh1,全部用于克服摩擦力做功,即WABmgh1.同理,WBCmgh2,又随着小球最大高度的降低,每次滑过的路程越来越短,必有WABWBC,所以mgh1mgh2,得h1h2,故C正确答案:C6.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械能解析:滑块克服重力所做的功等于滑块增加的重力势能,故选项A错误;合力对滑块所做的功等于滑块动能的增量,故选项B错误;斜面对滑块的摩擦力沿斜面向上,故摩擦力做正功,选项C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,故选项D正确答案:D7.如图所示,一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的A点滑下,到达最低点B时,它对容器的正压力为FN.重力加速度为g,则质点自A滑到B的过程中,摩擦力对其所做的功为()A.R(FN3mg) B.R(3mgFN)C.R(FNmg) D.R(FN2mg)解析:质点到达最低点B时,它对容器的正压力为FN,根据牛顿定律有FNmgm,根据动能定理,质点自A滑到B的过程中有WfmgRmv2,故摩擦力对其所做的功WfRFNmgR,故A项正确答案:A8如图所示,小球以初速度v0从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回,其返回途中仍经过A点,则经过A点的速度大小为()A. B.C. D.解析:设小球从A到B克服摩擦力做的功为Wf,小球从A至B,由动能定理,有Wfmgh0mv.小球从B至A,由动能定理,有mghWfmv0.解以上两式,得vA,B正确答案:B9.如图所示,摆球质量为m,悬线的长为L,把悬线拉到水平位置后放手设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变,则下列说法正确的是()A重力做功为mgLB绳的拉力做功为0C空气阻力(F阻)做功为mgLD空气阻力(F阻)做功为F阻L解析:摆球从A到B的过程中各力做功情况为WGmgL,WT0,WF阻F阻F阻L,故A、B、D都正确,C错误答案:ABD10.如图所示,长为L的木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m的小物体,现缓慢抬高A端,使木板以左端为轴在竖直面内转动,当木板转到与水平面成角时小物体开始滑动,此时停止转动木板,小物体滑到木板底端时的速度为v,则在整个过程中()A支持力对小物体做功为0B摩擦力对小物体做功为mgLsin C摩擦力对小物体做功为mv2mgLsin D木板对小物体做功为mv2解析:木板由水平位置转过角的过程中,摩擦力方向与速度方向垂直不做功,除重力外只有板的支持力做功,故此过程中支持力所做的功等于物体增加的重力势能:WNEpmgLsin ,所以A错误;物体从开始下滑到滑到底端的过程中,支持力不做功,重力做正功,摩擦力做负功,由动能定理得WGWfmv20,即Wfmv2mgLsin ,故C正确,B错误;对全过程运用能量观点,重力做功为0,无论支持力还是摩擦力,施力物体都是木板,所以木板对小物体做功为mv2,D正确答案:CD11.如图所示,在排球比赛中,假设排球运动员某次发球后排球恰好从网上边缘过网,排球网高H2.24 m,排球质量为m300 g,运动员对排球做的功为W120 J,排球运动过程中克服空气阻力做功为W24.12 J,重力加速度g取10 m/s2.球从手刚发出位置的高度h2.04 m,选地面为零势能面,则()A与排球从手刚发出时相比较,排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为6.72 JB排球恰好到达球网上边缘时的机械能为22 JC排球恰好到达球网上边缘时的动能为15.88 JD与排球从手刚发出时相比较,排球恰好到达球网上边缘时动能的减少量为4.72 J解析:与排球从手刚发出时相比较,排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为mg(Hh)0.310(2.242.04) J0.6 J,故A错误;根据功能关系可得,排球恰好到达球网上边缘时的机械能为mghW1W20.3102.04 J20 J4.12 J22 J,故B正确;由动能定理可知,排球恰好到达球网上边缘时的动能为W1W2mg(Hh)15.28 J,故C错误;与排球从手刚发出时相比较,排球恰好到达网上边缘时动能的减少量为W2mg(Hh)4.72 J,故D正确答案:BD12某兴趣小组遥控一辆玩具车,使其在水平路面上由静止启动,在前2 s内做匀加速直线运动,2 s末达到额定功率,2 s到14 s保持额定功率运动,14 s末停止遥控,让玩具车自由滑行,其v-t图象如图所示可认为整个过程玩具车所受阻力大小不变,已知玩具车的质量为m1 kg,g取10 m/s2,则()A玩具车所受阻力大小为2 NB玩具车在4 s末牵引力的瞬时功率为9 WC玩具车在2 s到10 s内位移的大小为39 mD玩具车整个过程的位移为90 m解析:由题图可知在14 s后的加速度a2 m/s21.5 m/s2,故阻力fma21.5 N,A错误;玩具车在前2 s内的加速度a1 m/s21.5 m/s2,由牛顿第二定律可得牵引力Fma1f3 N,当t2 s时达到额定功率P额Fv9 W,此后玩具车以额定功率运动,速度增大,牵引力减小,所以t4 s时功率为9 W,B正确;玩具车在2 s到10 s内做加速度减小的加速运动,由动能定理得P额tfx2mvmv,解得x239 m,故C正确;由图象可知总位移x32 m39 m64 m46 m78 m,故D错误答案:BC二、非选择题(本题共5小题,共52分把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13(6分)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,当地重力加速度为g9.80 m/s2.实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图(b)所示纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值回答下列问题(计算结果保留3位有效数字):(1)打点计时器打B点时,重物速度的大小vB m/s;(2)通过分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析的依据解析:(1)由题意可知,打点计时器的打点周期T0.02 s,根据某段时间的中点时刻的瞬时速度等于整段时间的平均速度,可得vBm/s3.90 m/s.(2)设物体质量为m,在打下计时点O到B的物体运动过程,物体减少的重力势能EpmghOB7.70m,物体在打下B点时的动能EkmvB27.61m,在误差范围内可以认为mvmghB,实验结果验证了机械能守恒定律答案:(1)3.90(2)因为mghB,近似验证了机械能守恒定律14(9分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图(a)所示:轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能图(a)(1)实验中涉及下列操作步骤:把纸带向左拉直松手释放物块接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是 (填入代表步骤的序号)(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为 m/s.比较两纸带可知, (选填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能更大些图(b)解析:(1)先压缩弹簧,松手后,弹簧的弹性势能转化为物块离开弹簧时的动能,测量出动能就可得到弹性势能,保证纸带拉直且先接通电源后释放纸带,则正确步骤是.(2)离开弹簧后,由于桌面光滑,物块做匀速直线运动打点周期为0.02 s,取M纸带中最后两段求平均值,则v m/s1.29 m/s,因为纸带M匀速段相邻打点间距大,故纸带M对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大答案:(1)(2)1.29M15.(10分)(2018天津卷)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x1.6103 m时才能达到起飞所要求的速度v80 m/s.已知飞机质量m7.0104kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度取g10 m/s2.求飞机滑跑过程中(1)加速度a的大小;(2)牵引力的平均功率P.解析:(1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动,有v22ax,解得a2 m/s2.(2)设飞机滑跑受到的阻力为F阻,根据题意可得F阻0.1mg.设发动机的牵引力为F,根据牛顿第二定律有FF阻ma,设飞机滑跑过程中的平均速度为,有,在滑跑阶段,牵引力的平均功率PF,联立得P8.4106 W.答案:(1)2 m/s2(2)8.4106 W16(12分)风洞是研究空气动力学的实验设备如图所示,将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H3.2 m处,杆上套一质量m3 kg,可沿杆滑动的小球将小球所受的风力调节为F15 N,方向水平向左小球以初速度v08 m/s向右离开杆端,假设小球所受风力不变,g取10 m/s2.(1)求小球落地所需时间和离开杆端的水平距离;(2)求小球落地时的动能;(3)小球离开杆端后经过多少时间动能为78 J?解析:(1)小球在竖直方向做自由落体运动,运动时间为t0.8 s.小球在水平方向做匀减速运动,加速度a5 m/s2,水平位移sv0tat24.8 m.(2)由动能定理mgHFsEkEk0,代入数据得Ek120 J.(3)小球离开杆后经过时间t的水平位移sv0tat2,由动能定理,得mggt2FsEkmv,将Ek78 J和v08 m/s代入,得125t280t120.解得:t10.4 s,t20.24 s.答案:(1)0.8 s4.8 m(2)120 J(3)0.24 s或0.4 s17(15分)如图所示,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径为r的细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧,轻弹簧下端固定,上端恰好与管口D端齐平,质量为m的小球在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑,进入管口C端时与管壁间恰好无作用力,通过CD后压缩弹簧,在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为Ep,已知小球与BC间的动摩擦因数0.5.求:(1)小球达到B点时的速度大小vB;(2)水平面BC的长度s;(3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm.解析:(1)由机械能守恒定律,得mg2rmv,解得vB2.(2)由mgm,得vC.由A至C,由动能定理,得mg(2r)mgsmv.解得s3r.(3)设在压缩弹簧过程中小球速度最大时离D端的距离为x,则有kxmg,得x.由功能关系,得mg(rx)Epmvmv,解得vm.答案:(1)2(2)3r(3)- 配套讲稿:
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