（浙江專用）2018-2019學年高中物理 第七章 機械能守恒定律章末檢測試卷 新人教版必修2.doc

第七章 機械能守恒定律章末檢測試卷(三)(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共13小題，每小題3分，共39分)1(2016浙江10月選考科目考試)如圖1所示，無人機在空中勻速上升時，不斷增加的能量是()圖1A動能B動能、重力勢能C重力勢能、機械能D動能、重力勢能、機械能答案C解析無人機勻速上升，所以動能保持不變，選項A、B、D均錯誤高度不斷增加，所以重力勢能不斷增加，在上升過程中升力對無人機做正功，所以無人機機械能不斷增加，所以選項C正確2.如圖2所示，質(zhì)量為m的小球，從距桌面h1高處的A點自由下落到地面上的B點，桌面離地高為h2.選擇桌面為參考平面，則小球(忽略空氣阻力)()圖2A在A點時的重力勢能為mg(h1h2)B在A點時的機械能為mg(h1h2)C在B點時的重力勢能為0D落到B點時的動能為mg(h1h2)答案D解析以桌面為參考平面，所以A點機械能(重力勢能)為mgh1，選項A、B錯誤；在B點重力勢能為mgh2，選項C錯誤在整個過程中小球機械能守恒，因此在B點的動能為mg(h1h2)，選項D正確3.(2017嘉興市第一中學第二學期期中考試)如圖3所示，運動員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個過程，將人和傘看成一個系統(tǒng)，在這兩個過程中，下列說法正確的是()圖3A空氣阻力對系統(tǒng)始終做負功B系統(tǒng)受到的合力始終向下C重力做功使系統(tǒng)的重力勢能增加D任意相等的時間內(nèi)重力做的功相等答案A解析空氣阻力的方向始終與人運動的方向相反，所以空氣阻力對系統(tǒng)始終做負功，故A正確運動員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個過程，在減速下降的過程中合力的方向是向上的，所以B錯誤在下降的過程中重力做正功，重力勢能減小，所以C錯誤由重力做的功Wmgh可知，由于人不是勻速運動的，在相等的時間內(nèi)下降的高度不同，所以重力做功不相等，故D錯誤4假設摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率如果摩托艇發(fā)動機的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍，則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼?)A4倍 B2倍C.倍 D.倍答案D解析由PFvkvvkv2知P變?yōu)樵瓉淼?倍時，v變?yōu)樵瓉淼谋?.(2017浙江省名校新高考研究聯(lián)盟第三次聯(lián)考)“激流勇進”是一種常見的水上機動游樂設備，常見于主題游樂園中游客們在一定安全裝置的束縛下，沿著設計好的水道漂行其間通常會有至少一次大幅度的機械提升和瞬時跌落如圖4所示為游客們正坐在橡皮艇上從高處沿斜坡水道向下加速滑行，在此過程中，下列說法正確的是()圖4A合外力對游客做負功B橡皮艇對游客不做功C重力對游客做正功D游客的機械能增加答案C6(2018浙江省高三“五校聯(lián)考”第一次考試)如圖5所示，中國已成為世界上高鐵系統(tǒng)技術最全、集成能力最強、運營里程最長、運行速度最高、在建規(guī)模最大的國家報道稱，新一代高速列車牽引功率達9 000 kW，持續(xù)運行速度為350 km/h.則新一代高速列車沿全長約1 300 km的京滬線從北京到上海，在動力上耗電約為()圖5A3.3104 kWh B3.1106 kWhC1.8104 kWh D3.3105 kWh答案A解析t h，WPt9 000 kW h3.3104 kWh.7.(2017溫州中學11月選考科目模擬考試)如圖6所示，某質(zhì)量為m的電動玩具小車在平直的水泥路上由靜止沿直線加速行駛經(jīng)過時間t前進的距離為x，且速度達到最大值vm，設這一過程中電動機的功率恒為P，小車受到的阻力恒為F，則t時間內(nèi)()圖6A小車做勻加速運動B小車受到的牽引力逐漸增大C合外力對小車所做的功為PtD牽引力對小車所做的功為Fxmvm2答案D解析由PFv知，隨著v的增大，F(xiàn)逐漸減小，A、B錯誤；牽引力對小車做的功WPt，由動能定理PtFxmvm2，故牽引力做的功WPtFxmvm2，C錯誤，D正確8(2018溫州市新力量聯(lián)盟第二學期期中聯(lián)考)彈弓是孩子們喜愛的彈射類玩具，其構造原理如圖7所示，橡皮筋兩端點A、B固定在把手上，橡皮筋處于ACB時恰好為原長狀態(tài)，在C處(AB連線的中垂線上)放一固體彈丸，一手執(zhí)把，另一手將彈丸拉至D點放手，彈丸就會在橡皮筋的作用下發(fā)射出去，擊中目標現(xiàn)將彈丸豎直向上發(fā)射，已知E是CD中點，則()圖7A從D到C過程中，彈丸的機械能守恒B從D到C過程中，彈丸的動能一直在增大C從D到C過程中，橡皮筋的彈性勢能先增大后減小D從D到E過程中，橡皮筋對彈丸做的功大于從E到C過程橡皮筋對彈丸做的功答案D9.如圖8所示，光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為m的小球沿軌道做完整的圓周運動已知小球在最低點時對軌道的壓力大小為FN1，在最高點時對軌道的壓力大小為FN2.重力加速度大小為g，則FN1FN2的值為()圖8A3mg B4mgC5mg D6mg答案D解析設小球在最低點速度為v1，在最高點速度為v2，根據(jù)牛頓第二定律，在最低點有FN1mgm，在最高點有FN2mgm，選最低點所在的水平面為零勢能參考平面，從最高點到最低點，根據(jù)機械能守恒有mg2Rmv22mv12，聯(lián)立以上三式可以得到：FN1FN26mg，故選項D正確10質(zhì)量為4 kg的物體被人由靜止開始向上提升0.25 m后速度達到1 m/s，不計空氣阻力，g取10 m/s2，則下列判斷正確的是()A人對物體傳遞的功是12 JB合外力對物體做功12 JC物體克服重力做功10 JD人對物體做的功等于物體增加的動能答案C解析人提升物體的過程中，人對物體做了功，對物體傳遞了能量，不能說人對物體傳遞了功，A錯誤；合外力對物體做的功(包括重力)等于物體動能的變化，W合mv22 J，B錯誤；物體克服重力做的功等于物體重力勢能的增加量，WGmgh10 J，C正確；W人mghmv212 J，D錯誤11靜止在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力，不計空氣阻力，在整個上升過程中，物體機械能隨時間變化的關系是()答案C解析物體機械能的增量等于恒力做的功，恒力做功WFFh，hat2，則有恒力作用時，物體機械能隨時間的變化關系為EFat2.撤去恒力后，物體機械能不變，故選項C正確12.(2017浙江11月選考科目考試)如圖9所示是具有登高平臺的消防車，具有一定質(zhì)量的伸縮臂能夠在5 min內(nèi)使承載4人的登高平臺(人連同平臺的總質(zhì)量為400 kg)上升60 m到達滅火位置此后，在登高平臺上的消防員用水炮滅火，已知水炮的出水量為3 m3/min，水離開炮口時的速率為20 m/s，則用于()圖9A水炮工作的發(fā)動機輸出功率約為1104 WB水炮工作的發(fā)動機輸出功率約為4104 WC水炮工作的發(fā)動機輸出功率約為2.4106 WD伸縮臂抬升登高平臺的發(fā)動機輸出功率約為800 W答案B解析若不計伸縮臂的質(zhì)量，抬升登高平臺的發(fā)動機輸出功率P4001060 W800 W，但伸縮臂具有一定質(zhì)量，發(fā)動機輸出功率應大于800 W，故選項D錯誤在1 s內(nèi)，噴出去水的質(zhì)量為mV103 kg50 kg，噴出去水的重力勢能為Epmgh501060 J3104 J，水的動能為Ekmv21104 J，所以1 s內(nèi)水增加的能量為4104 J，所以水炮工作的發(fā)動機輸出功率為4104 W，選項B正確，A、C錯誤13.(2018牌頭中學第一學期期中考試)如圖10所示，內(nèi)壁光滑、半徑大小為R的圓軌道豎直固定在桌面上，一個質(zhì)量為m的小球靜止在軌道底部A點現(xiàn)用小錘沿水平方向快速擊打小球，擊打后迅速移開，使小球沿軌道在豎直面內(nèi)運動當小球回到A點時，再次用小錘沿運動方向擊打小球，通過兩次擊打，小球才能運動到圓軌道的最高點已知小球在運動過程中始終未脫離軌道，在第一次擊打過程中小錘對小球做功W1，第二次擊打過程中小錘對小球做功W2，設先后兩次擊打過程中，小錘對小球做的功全部用來增加小球的動能，則的值可能是(不計空氣阻力)()圖10A. B.C. D1答案B解析設第一次擊打后小球剛好上升到A點則W1mgR兩次擊打后小球剛好上升到最高點B則W1W22mgRmvB2在B點mgm由得：W2mgR要完成題述過程，兩次擊打做功情況需滿足W1mgR，W2mgR故，B正確二、不定項選擇題(本題共3小題，每小題3分，共9分)14.(2018臺州中學高二下學期期中考試)如圖11所示，摩天輪是游樂場內(nèi)的一種大型轉(zhuǎn)輪狀設施，摩天輪邊緣懸掛透明座艙，乘客隨座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，下列敘述中正確的是()圖11A摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客的機械能保持不變B摩天輪轉(zhuǎn)動一周的過程中，乘客所受合外力不做功C在最高點，乘客處于失重狀態(tài)D摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客所受重力的瞬時功率保持不變答案BC15如圖所示，A、B、C、D四圖中的小球以及小球所在的左側(cè)斜面完全相同，現(xiàn)從同一高度h處由靜止釋放小球，使之進入右側(cè)不同的豎直軌道：除去底部一小圓弧，A圖中的軌道是一段斜面，高度大于h；B圖中的軌道與A圖中軌道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C圖中的軌道是一個內(nèi)徑略大于小球直徑的管道，其上部為豎直管，下部為圓弧形，與斜面相連，管的高度大于h；D圖中的軌道是個半圓形軌道，其直徑等于h.如果不計任何摩擦阻力和拐彎處的能量損失，小球進入右側(cè)軌道后能到達h高度的是()答案AC解析小球在運動過程中機械能守恒，A、C圖中小球不會脫離軌道，在最高點速度為零，因而可以達到h高度但B、D圖中小球都會脫離軌道而做斜拋運動，在最高點具有水平速度，所以在最高點的重力勢能要小于mgh(以最低點為零勢能面)，即最高點的高度要小于h，選項A、C正確【考點】單個物體機械能守恒定律的應用【題點】機械能守恒定律的簡單應用16(2018寧波市高三上學期期末“十校聯(lián)考”)如圖12是某設計師設計的游樂場滑梯軌道簡化模型圖，在傾角53的長直軌道AC上的B點輕放一小車，B點到C點的距離L04 m，開始下滑到C點后進入弧形的光滑軌道CDEF，其中CDE是半徑為R5 m、圓心角為106的圓弧，EF為半徑R5 m、圓心角為53的圓弧，已知小車的質(zhì)量為60 kg，車與軌道AC間存在摩擦，動摩擦因數(shù)為0.5，不計其他阻力，sin 530.8，cos 530.6，g10 m/s2，下列說法正確的是()圖12A小車滑至C點的速度為6 m/sB小車到達D點時對軌道的壓力為1 560 NC小車剛好能沿著軌道滑到F點D若小車從長直軌道上距C點L09 m處開始由靜止下滑，則能沿軌道到F點后剛好做平拋運動答案BCD解析小車從B到C點的過程中，由動能定理得：mgL0sin mgL0cos mvC2，解得：vC2 m/s，A錯誤由B到D的過程中，由動能定理得：mgL0sin mgL0cos mgR(1cos 53)mvD2 在D點，對小車：FNmgm得vD4 m/sFN1 560 N由牛頓第三定律知，在D點時，小車對軌道的壓力為1 560 W，B正確設小車到達F點的速度為vF，從D到F的過程中，由動能定理得：mg2R(1cos 53)mvmvD2解得vF0，因此小車剛好能上滑到F點，C正確若L09 m，小車運動的全過程中，由動能定理得：mgL0sin mgL0cos mgR(1cos 53)mvF2得vF5 m/smgm得，v05 m/s因vFv0，小車到達F點后剛好做平拋運動，故D正確三、實驗題(本題共2小題，共14分)17(4分)在“探究恒力做功與動能變化的關系”實驗中(裝置如圖13甲)：圖13(1)下列說法正確的是()A平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細線掛在小車上B為減小系統(tǒng)誤差，應使鉤碼質(zhì)量遠大于小車質(zhì)量C實驗時，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放(2)圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計數(shù)點，已知打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz，則打B點時小車的瞬時速度大小為_ m/s(保留三位有效數(shù)字)答案(1)C(2)0.653解析(1)平衡摩擦力的原理就是在沒有拉力的情況下調(diào)整木板傾角，使tan ，A錯；為減小系統(tǒng)誤差應使鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，B錯；實驗時使小車靠近打點計時器能充分利用紙帶，由靜止釋放則后面點測出的動能即等于該過程的動能變化量，便于利用實驗數(shù)據(jù)進行探究，故選C.(2)vB0.653 m/s.18(10分)(2018浙江省91高中聯(lián)盟第二學期期中考試)(1)在“驗證機械能守恒定律”實驗中，某同學按如圖14所示進行實驗操作，請指出兩個錯誤：_；_.圖14圖15(2)某實驗小組用天平稱量得到重錘質(zhì)量m0.3 kg，打點計時器工作頻率為50 Hz，他們在實驗中獲得一條紙帶如圖15所示，A、B、C、D、E、F為依次打下的點，根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，可得打下E點的刻度尺讀數(shù)為_ cm，可測得打下E點重錘的動能EkE_ J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)某同學計算發(fā)現(xiàn)A到E點重力勢能的減少量Ep小于E點時重錘的動能EkE，由此他得出結(jié)論：在重錘下落過程中，機械能不守恒你認為他的觀點是否正確？試說明原因_答案(1)重錘離打點計時器太遠打點計時器接在直流電源上紙帶沒有拉直(任選兩個即可)(2)8.53(8.508.57均可)0.265(0.2540.277)不正確因為A點具有初動能(或初速度)四、計算題(本題共3小題，共38分，解答時應寫出必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)19(12分)(2015浙江10月選考科目考試)如圖16所示是公路上的“避險車道”，車道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽車在剎車失靈的情況下避險質(zhì)量m2.0103 kg的汽車沿下坡行駛，當駕駛員發(fā)現(xiàn)剎車失靈的同時發(fā)動機失去動力，此時速度表示數(shù)v136 km/h，汽車繼續(xù)沿下坡勻加速直行l(wèi)350 m、下降高度h50 m時到達“避險車道”，此時速度表示數(shù)v272 km/h.圖16(1)求從發(fā)現(xiàn)剎車失靈至到達“避險車道”這一過程汽車動能的變化量；(2)求汽車在下坡過程中所受的阻力的大??；(3)若“避險車道”與水平面間的夾角為17，汽車在“避險車道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽車在“避險車道”上運動的最大位移(sin 170.3)答案見解析解析(1)Ekmv22mv12得Ek3.0105 J(2)由動能定理mghFflmv22mv12得Ff2103 N(3)設汽車在“避險車道”上運動的最大位移是l，由動能定理(mgsin 173Ff)l0mv22得l33.3 m.20(12分)(2018東陽中學期中考試)如圖17所示，在同一豎直平面內(nèi)，一輕質(zhì)彈簧下端固定在位置E，上端恰好與水平線CD齊平，靜止在傾角為53的光滑斜面上一長為L1.8 m的輕質(zhì)細繩一端固定在O點上，另一端系一質(zhì)量為m1 kg的小球，將細繩拉至水平，使小球從位置A由靜止釋放，小球到達最低點B時，細繩剛好被拉斷之后小球恰好能沿著斜面方向撞上彈簧上端并將彈簧壓縮，最大壓縮量為x0.5 m，g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6，不計空氣阻力求：圖17(1)細繩受到的拉力的最大值FTm；(2)B點到水平線CD的高度h；(3)彈簧所獲得的最大彈性勢能Ep.答案(1)30 N(2)3.2 m(3)54 J解析(1)設小球在B點的速度為vB，由機械能守恒定律：mgLmvB2在B點，由牛頓第二定律：FTmmgm聯(lián)立兩式得：vB6 m/s，F(xiàn)Tm30 N(2)細繩被拉斷后小球做平拋運動撞上彈簧上端時速度方向與水平方向夾角為，則vxvB6 m/sv y22gh由題意：tan 解得：h3.2 m(3)小球在C點時速度vC由能量守恒定律，彈簧的最大彈性勢能Epmgsin 53xmvC2 解得Ep54 J.21(14分)(2018浙江4月選考科目考試改編)如圖18所示，一軌道為半徑2 m的四分之一豎直圓弧軌道AB和長度可調(diào)的水平直軌道BC在B點平滑連接而成現(xiàn)有一質(zhì)量為0.2 kg的小球從A點無初速度釋放，經(jīng)過圓弧上B點時，傳感器測得軌道所受壓力大小為3.6 N，小球經(jīng)過BC段所受的阻力為其重力的0.2倍，然后從C點水平飛離軌道，落到水平地面上的P點，P、C兩點間的高度差為3.2 m小球運動過程中可視為質(zhì)點，且不計空氣阻力圖18(1)求小球運動至B點時的速度大?。?2)求小球在圓弧軌道上克服摩擦力所做的功；(3)為使小球落點P與B點的水平距離最大，求BC段的長度答案(1)4 m/s(2)2.4 J(3)3.36 m解析(1)由向心力公式和牛頓第三定律有FNmgm，解得vB4 m/s.(2)小球從A到B的過程，只有重力和摩擦力做功，設克服摩擦力所做的功為W克由動能定理得：mgRW克mvB20解得W克2.4 J.(3)分析運動可知，BC段長度會影響勻減速運動的時間，進而影響平拋運動的水平初速度以及水平位移設BC段小球的運動時間為t，加速度a2 m/s2由運動學公式得vCvBat42txBCvBtat24tt2其中，0<t<2 s.平拋運動中hgt12xCPvCt1由可得xCP3.21.6t則由可得xBPxBCxCPt22.4t3.2由二次函數(shù)單調(diào)性以及t的范圍可得當t1.2 s時，xBP取得最大值代入式，解得xBC3.36 m