高中物理 第四章 機械能和能源綜合檢測 粵教版必修2

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1、高中物理 第四章 機械能和能源綜合檢測 粵教版必修2 一、選擇題(本大題共7個小題，每小題6分，共42分，1－3小題為單選，4－7小題為雙選，全部選對得6分，選對但不全得3分，有錯選的得0分．) 1．起重機將質(zhì)量為m的物體勻速向上吊起一段距離，關(guān)于作用在物體上的各力的做功情況，下列說法正確的是(　　) A．重力做正功，拉力做負(fù)功，合力做功為零 B．重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做功為零 C．重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做正功 D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功 【解析】　由于物體勻速上升，重力與拉力是一對平衡力，重力做負(fù)功，拉力做正功，且數(shù)值相等，合外力做功為零，只有B正確．

2、 【答案】　B 2．(xx·江門高一檢測)質(zhì)量為m的汽車，啟動后沿平直路面行駛，如果發(fā)動機的功率恒為P，且行駛過程中受到的阻力大小一定，汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v，那么當(dāng)汽車的速度為v/4時，汽車的瞬時加速度的大小為(　　) A．P/mv　　　　　　　　　　 B．2P/mv C．3P/mv D．4P/mv 【解析】　汽車以最大速度行駛時有P＝fv，故f＝，車的速度為v/4時，P＝F·，故F＝.汽車的加速度a＝＝＝. 【答案】　C 圖1 3．(xx·龍巖高一期末)如圖1所示，小球以初速度v0從A點沿不光滑的軌道運動到高為h的B點后自動返回，其返回途中仍經(jīng)過A點，則經(jīng)過A點

3、的速度大小為(　　) A. B. C. D. 【解析】　從A到B，由動能定理：－mgh－Wf＝－mv 從B到A，由動能定理：mgh－Wf＝mv 解以上兩式得vA＝，B對． 【答案】　B 4．用圖2所示裝置可以研究動能和重力勢能轉(zhuǎn)化中所遵循的規(guī)律．在擺錘從A位置由靜止開始向下擺動到D位置的過程中(　　) 圖2 A．重力做正功，重力勢能增加 B．重力的瞬時功率一直增大 C．?dāng)[線對擺錘的拉力不做功 D．若忽略阻力，系統(tǒng)的總機械能為一恒量 【解析】　擺錘向下運動，重力做正功，重力勢能減小，故A錯誤．由于開始靜止，所以開始重力功率為零，在D位置物體v的方向與重力垂直

4、，PG＝Gvcos θ，可知PG＝0，而在從A位置擺動到D位置的過程中，重力功率不為零，所以所受重力瞬時功率先增大后減小，B錯誤．?dāng)[線拉力與v方向始終垂直，不做功，只有重力做功，故機械能守恒，故C、D正確． 【答案】　CD 圖3 5．(xx·深圳高一檢測)質(zhì)量為m的物體從地面上方H高處無初速釋放，落到地面后出現(xiàn)一個深為h的坑，如圖3所示，在此過程中(　　) A．重力對物體做功mg(H＋h) B．物體重力勢能減少mg(H－h(huán)) C．合力對物體做的總功為零 D．地面對物體的平均阻力為 【解析】　重力對物體做功為mg(H＋h)，也等于重力勢能的減少，A正確，B錯．由于ΔEk＝

5、0，故W總＝0，C對．設(shè)平均阻力，由動能定理得：mg(H＋h)－h(huán)＝0，則＝.D錯． 【答案】　AC 圖4 6. (xx·廣州高一檢測)物塊先沿軌道1從A點由靜止下滑至底端B點，后沿軌道2從A點由靜止下滑經(jīng)C點至底端B點，AC＝CB，如圖4所示．物塊與兩軌道的動摩擦因數(shù)相同，不考慮物塊在C點處撞擊的因素，則在物塊整個下滑過程中(　　) A．物塊受到的摩擦力相同 B．沿軌道1下滑時的位移較小 C．物塊滑至B點時速度大小相同 D．兩種情況下?lián)p失的機械能相同 【解析】　設(shè)斜面的傾角為θ，下滑過程中，摩擦力大小為f＝μmgcos θ，θ不同，f不同，A錯．位移都是由A指向B的有

6、向線段，1、2位移相同，B錯．摩擦力做功Wf＝－μmgcosθL＝－μmgx，兩種方式中，水平位移x相等，Wf相同，損失機械能相同，D對，由WG＋Wf＝ΔEk知，動能增量即末動能相同，末速度大小相同，C對． 【答案】　CD 7．一物體沿固定斜面從靜止開始向下運動，經(jīng)過時間t0滑至斜面底端．已知在物體運動過程中物體所受的摩擦力恒定．若用F、v、s和E分別表示該物體所受的合力、物體的速度、位移和機械能，則下列圖象中可能正確的是(　　) 【解析】　物體沿斜面下滑時，受到的合外力F為恒力，故A正確．物體下滑的加速度a＝也為恒定值，由v＝at可知B錯誤．由s＝at2可知C錯誤．設(shè)初態(tài)時物體的機

7、械能為E0，由功能關(guān)系可得末態(tài)的機械能E＝E0－f·s＝E0－f·(at2)＝E0－，又因為物體滑到底端時仍有動能，故在t＝t0時刻E≠0，故D正確． 【答案】　AD 二、非選擇題(本大題共5個小題，共58分．計算題要有必要的文字說明和解題步驟、有數(shù)值計算的要注明單位) 圖5 8．(9分)光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，當(dāng)物體經(jīng)過光電門時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現(xiàn)利用如圖5所示的裝置驗證機械能守恒定律．圖中AB是固定的光滑斜面，傾角為30°，1和2是固定在斜面上的兩個光電門(與它們連接的光電計時器沒有畫出)．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1和2的光電

8、計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10－2 s、2.00×10－2 s，已知滑塊質(zhì)量為2.00 kg，滑塊沿斜面方向的長度為5.00 cm，光電門1和2之間的距離為0.54 m，g取9.8 m/s2，滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度，求： (1)滑塊經(jīng)過光電門1和2時的速度v1＝________m/s，v2＝________m/s； (2)滑塊經(jīng)過光電門1和2之間的動能增加了______ J，重力勢能減少了________ J．(保留三位有效數(shù)字) 【解析】　(1)v1＝＝ m/s＝1 m/s， v2＝＝ m/s＝2.5 m/s； (2)ΔEk＝m(v－v)＝5.25 J， Δ

9、Ep＝mgs12sin 30°＝5.29 J. 【答案】　(1)1　2.5　(2)5.25　5.29 圖6 9．(9分)(xx·臺州高一期中)如圖6所示，一個質(zhì)量m＝2 kg的物體，受到水平拉力F＝20 N，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，g＝10 m/s2.求物體從靜止開始： (1)拉力F在2 s內(nèi)對物體所做的功； (2)2 s末拉力F對物體做功的功率． 【解析】　(1)F－μmg＝ma a＝5 m/s2 l＝at2/2＝10 m W＝Fl＝200 J (2)v＝at＝10 m/s P＝Fv＝200 W 【答案】　(1)200 J　(2)200 W 1

10、0．(12分)(xx·佛山高一期末)如圖7所示，在光滑的水平面上有一平板小車m1正以速度v向右運動，現(xiàn)將一質(zhì)量為m2的木塊無初速度地放上小車，由于木塊和小車間的摩擦力的作用，小車的速度將發(fā)生變化．為使小車保持原來的運動速度不變，必須及時對小車施加一向右的水平恒力F.當(dāng)F作用一段時間后把它撤去時，木塊恰能隨小車一起以速度v共同向右運動．設(shè)木塊和小車間的動摩擦因數(shù)為μ.求在這個過程中，水平恒力F對小車做了多少功？ 圖7 【解析】　x車＝vt x木＝ t＝t 對木塊應(yīng)用動能定理，有：μm2gx木＝m2v2－0 對小車應(yīng)用動能定理，有：WF－μm2gx車＝0 聯(lián)立解得：WF＝m2v2

11、 【答案】　m2v2 11．(14分)如圖8所示為修建高層建筑常用的塔式起重機．在起重機將質(zhì)量m＝5×103 kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運動，加速度a＝0.2 m/s2，當(dāng)起重機輸出功率達(dá)到其允許的最大值時，保持該功率直到重物做vm＝1.02 m/s的勻速運動．取g＝10 m/s2，不計額外功．求： 圖8 (1)起重機允許輸出的最大功率； (2)重物做勻加速運動所經(jīng)歷的時間和起重機在第2秒末的輸出功率． 【解析】　(1)設(shè)起重機允許輸出的最大功率為P0，重物達(dá)到最大速度時，拉力F0等于重力． P0＝F0vm ① P0＝mgvm ② 代入數(shù)據(jù)

12、，有：P0＝5.1×104 W ③ (2)勻加速運動結(jié)束時，起重機達(dá)到允許輸出的最大功率，設(shè)此時重物受到的拉力為F，速度為v1，勻加速運動經(jīng)歷時間為t1，有： P0＝Fv1 ④ F－mg＝ma ⑤ v1＝at1 ⑥ 由③④⑤⑥，代入數(shù)據(jù)，得t1＝5 s ⑦ t＝2 s時，重物處于勻加速運動階段，設(shè)此時速度為v2，輸出功率為P，則v2＝at ⑧ P＝Fv2 ⑨ 由⑤⑧⑨，代入數(shù)據(jù)，得：P＝2.04×104 W. 【答案】　(1)5.1×104 W　(2)5 s　2.04×104 W 12．(14分)(2011·云浮高一檢測)如圖9所示，在豎直平面內(nèi)，由斜面和圓形軌道分別與

13、水平面相切連接而成的光滑軌道，圓形軌道的半徑為R.質(zhì)量為m的小物塊從斜面上距水平面高為h＝2.5R的A點由靜止開始下滑，物塊通過軌道連接處的B、C點時，無機械能損失．求： (1)小物塊通過B點時速度vB的大小； (2)小物塊通過圓形軌道最低點C時軌道對物塊的支持力F的大小； (3)小物塊能否通過圓形軌道的最高點D. 圖9 【解析】　(1)物塊從A點運動到B點的過程中，由動能定理得：mgh＝mv 解得：vB＝ (2)物塊從B至C做勻速直線運動則vC＝vB＝ 物塊通過圓形軌道最低點C時，由牛頓第二定律有： F－mg＝m 得F＝6mg (3)若物塊能從C點運動到D點，由動能定理得： －mg·2R＝mv－mv 解得：vD＝ 物塊通過圓形軌道的最高點的最小速度為vD1，由牛頓第二定律得：mg＝m vD1＝ 由此可知物塊恰能通過最高點． 【答案】　(1)　(2)6mg　(3)通過圓形軌道的最高點D