1、高中物理人教版必修2 第七章 机械能守恒定律 章末检测含详解机械能守恒定律章末检测时间：90分钟满分：100分第卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求)1用水平拉力F1 000N拉质量为M500kg的大车移动10m，用相同的水平拉力拉质量为m50kg的小车也移动10m，则两次拉车所做的功相比较()A拉大车做的功多B拉小车做的功多C两次做功一样多D因水平面的粗糙程度不知，两车速度大小不知，无法判定解析某个力的功等于力的大小，位移的大小及力和位移之间夹角的余弦三者的乘积，与物体是否受其他
2、力，及物体的运动性质等因素无关，故只有C选项正确答案C2如图石块自由下落过程中，由A点到B点重力做的功是10J，下列说法正确的是()A由A到B，石块的重力势能减少了10JB由A到B，功减少了10JC由A到B,10J的功转化为石块的动能D由A到B,10J的重力势能转化为石块的动能解析物体自由下落，重力做的功等于物体重力势能的减少量，故A选项正确；功是能转化的量度，故B、C选项错误；由动能定理可知重力做功，从而动能增加，故D选项正确答案AD3下列说法正确的是()A物体的机械能守恒，一定只受重力和弹簧弹力作用B物体处于平衡状态时机械能一定守恒C物体的动能和重力势能之和增大时，必定有重力以外的其他力对
3、物体做了功D物体的动能和重力势能在相互转化过程中，一定通过重力做功来实现解析物体的机械能守恒时，一定只有重力和弹簧的弹力做功，但不一定只受重力和弹簧弹力的作用答案CD4如图所示，为一汽车在平直的公路上，由静止开始运动的速度图象，汽车所受阻力恒定图中OA为一段直线，AB为一曲线，BC为一平行于时间轴的直线，则()AOA段汽车发动机的功率是恒定的BOA段汽车发动机的牵引力恒定CAB段汽车发动机的功率可能是恒定的DBC段汽车发动机的功率是恒定的解析OA段汽车做匀加速运动，牵引力恒定，功率是逐渐增大的答案BCD5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
4、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物体克服重力所做的功等于物体增加的重力势能，故A选项错误；合力对物体所做的功等于物体动能的增量，故B选项错误；斜面对物体的摩擦力沿斜面向上，因此摩擦力做正功，C选项错误；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，因此D选项正确答案D6如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成角静止的皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为Ff，使皮带以速度v
5、匀速向右运动，则在运动过程中，下列说法正确的是()A人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B人对皮带不做功C人对皮带做功的功率为mgvD人对皮带做功的功率为Ffv解析皮带之所以能运动起来，是人对皮带的摩擦力充当了动力，故A正确摩擦力的大小与阻力相等，故人对皮带做功的功率为Ffv.答案AD7如图所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短若不计弹簧的质量和空气阻力，在小球由abc的运动过程中()A小球在b点时的动能最大B小球的重力势能随时间均匀减少C小球从b到c运动过程中，动能先增大后减小，弹簧的弹性势能一直增大D到达c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
6、解析小球由ab做自由落体运动，重力势能减少，Epmghmggt2mg2t2，故选项B错误；由bc过程中，速度先增大，当弹力等于重力时加速度为零，此时速度最大，接着再做变减速运动故小球动能先增大后减小，而弹性势能一直增大，选项C正确；到达c点时球速为零，由机械能守恒定律可知选项D正确答案CD8如图所示，重10N的滑块在倾角为30的斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab0.8m，bc0.4m，那么在整个过程中()A滑块动能的最大值是6JB弹簧弹性势能的最大值是6JC从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6JD滑块和弹簧组成的
7、系统整个过程机械能减少解析滑块能回到原出发点，所以机械能守恒，故D选项错误；以c点为参考点，则a点的机械能为6J，在c点时滑块的速度为零，重力势能为零，所以弹簧的弹性势能为6J，从c到b的过程中弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减少量，故B、C选项正确；滑块从a到c的过程中，重力势能不能完全转化为动能，故A选项错误答案BC9(2012天津一中)如图所示，两个圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，A轨道由金属凹槽制成，B轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别用hA和hB表示，则下列说法正确的是()A若hAhB2R，则两小球
8、都能沿轨道运动到最高点B若hAhB，由于机械能守恒，两个小球沿轨道上升的最大高度均为C适当调整hA和hB，均可使两小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处D若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，A小球的最小高度为，B小球在hA2R的任何高度均可解析小球沿B轨道运动到最高点时，由机械能守恒有mghB2mgRmv，而小球能通过最高点的最小速度可以为零，所以hB2R，即可使小球到达轨道最高点，而小球沿A轨道运动时，在最高点有最小速度，即由重力提供向心力mgm，得vA，由机械能守恒，得mghA2mgRmv，解得hAR，故选项A错误；若hAhB时，小球沿B轨道可上升到处；而小球沿A轨道不能上升到处，因
9、为小球上升到处的动能不能为零，故选项B错误；小球若沿最高点飞出恰好落在轨道的右端口处，则有Rgt2，Rvt，解得v ，而小球沿A轨道运动在最高点的速度不能小于，选项C错误；由以上分析可知，小球能从最高点飞出对A轨道来说，小球的最小高度为R，对B轨道小球的高度hB2R即可达到最高点并飞出，选项D正确答案D10如图所示，平直木板AB倾斜放置，板上的P点距A端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小先让物块从A由静止开始滑到B.然后，将A着地，抬高B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B由静止开始滑到A.上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有()A物块经过P点的动能，前一过程较小B物块
10、从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少C物块滑到底端的速度，前一过程较大D物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长解析设第一个过程A到P点的距离为l1，板与水平面夹角为，平均摩擦力为f1，到达P点速度为v1.第二个过程从B到P的距离为l2，摩擦力的平均值为f2，到达P点速度为v2.由题意可知，l1f2.由动能定理可知，mgl1sinf1l1mvl1(mgsinf1)mv同理l2(mgsinf2)mv由于f1f2，l1l2，所以mvt2，D选项正确答案AD第卷(非选择题，共60分)二、实验题(本题共2小题，共18分)11(6分)如图甲所示，把纸带固定在质量为50g的钩码上，让纸带穿过
11、打点计时器，接通电源，松开纸带，让钩码自由下落，计时器在纸带上打下一系列的点，得到如图乙所示的纸带用刻度尺测量起始点O到各点的距离，并知交流电源的频率是50Hz，根据上述数据，在此实验中可以做到以下的几点：_.A测出当地重力加速度的精确值B计算在纸带中打下D点时钩码的动能C计算钩码下落过程中受到的合外力D较准确地验证机械能守恒定律解析由于该实验存在摩擦力，因此无法精确地测出重力加速度，A选项错误；但可以利用纸带求出物体的速度和加速度，从而求打下各点时钩码的动能，B选项正确；由加速度可求出合外力，C选项正确；由于阻力较小，因此用本实验可以较准确地验证机械能守恒定律，故D选项正确答案BCD12(1
12、2分)为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数(设为定值)，某同学经查阅资料知：一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长的过程中，弹力所做的功为kx2.于是他设计了下述实验：第一步，如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，弹簧处于原长时另一端落在位置B，使滑块紧靠弹簧将其压缩至位置A，松手后滑块在水平桌面上运动一段距离，到达位置C时停止第二步，将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态请回答下列问题：(1)你认为，该同学需用刻度尺直接测量的物理量是(写出名称并用符号表示)_(2)用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数的计算式：_.解析(1)滑块从A到C
13、过程中弹簧的弹力做功，克服摩擦力做功若能求得摩擦力做功以及物体的位移则可求摩擦力设法求得滑块受到水平桌面的支持力，则可求得摩擦因数所以该同学用刻度尺直接测量的物理量是AB间的距离x1，AC间的距离l，弹簧竖直悬挂时弹簧伸长的长度x2.(2)滑块由A到C的过程由动能定理得kxmgl0滑块悬挂在弹簧上静止时有mgkx2由以上两式得.答案(1)AB间的距离x1，AC间的距离l，弹簧竖直悬挂时弹簧伸长的长度x2(2)三、解答题(本题共3小题，共42分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出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(12分)如图所示，半径R0.9m的
14、四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与长为L1m的水平面相切于B点，BC离地面高h0.8m，质量m1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数0.1(不计空气阻力，取g10m/s2)，求：(1)小滑块刚到达圆弧轨道的B点时对轨道的压力；(2)小滑块落地点距C点的距离解析(1)设小滑块到达B点时的速度为vB，圆弧轨道对滑块的支持力为FN，由机械能守恒定律得mgRmv由牛顿第二定律得FNmgm联立解得FN30N.由牛顿第三定律可知，滑块在B点时对轨道的压力为30N.(2)设滑块运动到C点时的速度为vC，由动能定理得mgRmgLmv解得vC4m/s小滑块从C点运动
15、到地面做平抛运动水平方向xvCt竖直方向hgt2滑块落地点距C点的距离sm.答案(1)30N(2)m14(14分)电动机通过一绳子吊起质量为8kg的物体，绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不能超过1 200 W，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90m(已知此物体在被吊高接近90m时已开始以最大速度匀速上升)，所需时间为多少？解析此题可以用机车启动类问题为思路，即将物体吊高分为两个过程处理：第一个过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体，使物体匀加速上升，第一个过程结束时，电动机到达最大功率第二个过程中电动机一直以最大功率拉物体，拉力逐渐减小，当拉力等于重力时，物体开始匀速上升在匀加速运动过程中
16、加速度为am/s25m/s2末速度vtm/s10m/s上升时间t12 s上升高度h10m在功率恒定的过程中，最后匀速运动的速度为vmm/s15m/s外力对物体做的总功WPmt2mgh2，动能变化量Ekmvmv由动能定理得Pmt2mgh2mvmv代入数据后解得t25.75 s，tt1t27.75 s所需时间至少要7.75 s.答案7.75 s15(16分)如下图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R.一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度)求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围解析设物块在圆形轨道最高点的速度为v，由机械能守恒定律得mgh2mgRmv2 物块在最高点受的力为重力mg、轨道的压力FN.重力与压力的合力提供向心力，有mgFNm 物块能通过最高点的条件是FN0 由式得v 由式得h2.5R 又FN5mg，由式得v 由式得h5Rh的取值范围是：2.5Rh5R.答案2.5Rh5R
