高一物理:必修2 第四章机械能和能源 章末过关检测 Word版含解析 下载本文

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一、单项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)

1.力F沿水平方向使质量为m的物体在水平面上移动距离s,做功为W1;用同样大的力F平行于斜面向上拉质量为2m的物体移动距离s,做功为W2;用同样大的力F竖直向上拉质量为3m的物体移动距离s,做功为W3,则下面关系正确的是( )

A.W1W2>W3 C.W1=W2=W3 D.W1

解析:选C.根据功的公式W=Fscos α可知,力F做的功与物体质量大小无关.

2.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下列说法正确的是( )

A.阻力对系统始终做负功 B.系统受到的合外力始终向下 C.重力做功使系统的重力势能增加 D.任意相等的时间内重力做的功相等

解析:选A.下降过程中,阻力方向始终与运动方向相反,做负功,A对;加速下降时合力向下,减速下降时合力向上,B错;重力做功使重力势能减少,C错;由于任意相等的时间内下落的位移不等,所以,任意相等的时间内重力做的功不等,D错.

3.如图所示,在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上,球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧.当烧断细线时,小球被弹出,小球落地时的速度方向与水平方向成60°角,则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g=10 m/s2)( )

A.10 J B.15 J C.20 J D.25 J

1vyvy

解析:选A.由h=gt2和vy=gt得:vy=30 m/s,落地时,tan 60°=可得;v0=

2v0tan 60°1

=10 m/s,由机械能守恒得:Ep=mv2,可求得:Ep=10 J,故A正确.

20

4.取水平地面为重力势能零点.一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等.不计空气阻力.该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )

ππA. B. 64π

C.

3

5πD.

12

1

解析:选B.设物块水平抛出的初速度为v0,高度为h,由题意得mv2=mgh,即v0=2gh.

20

物块在竖直方向上的运动是自由落体运动,故落地时的竖直分速度vy=2gh=vx=v0,则该π

物块落地时的速度方向与水平方向的夹角θ=,故选项B正确,选项A、C、D错误.

4

二、多项选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错或不答的得0分)

5.下列关于功和机械能的说法,正确的是( )

A.在有阻力作用的情况下,物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功 B.合力对物体所做的功等于物体动能的改变量

C.物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能,其大小与势能零点的选取有关 D.运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量

解析:选BC.物体重力势能的减少始终等于重力对物体所做的功,A项错误;运动物体动能的减少量等于合外力对物体做的功,D项错误.

6.在平直的公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到vmax

后,立即关闭发动机至静止,其v-t图象如图所示.设汽车的牵引力为F,摩擦力为f,全程中牵引力做功为W1,克服摩擦力做功为W2,则( )

A.F∶f=1∶3 B.W1∶W2=1∶1 C.F∶f=4∶1 D.W1∶W2=1∶3

解析:选BC.对汽车运动的全过程应用动能定理,有W1-W2=0,得W1∶W2=1∶1;由图象知牵引力与阻力作用距离之比为1∶4,由Fs1-fs2=0,知F∶f=4∶1.

7.质量相同的小球A和B分别悬挂在长为l和2l的不可伸长的绳上,将小球拉至如图所示同一水平位置后从静止释放,当两绳竖直时,则( )

A.两球速度一样大 B.两球动能一样大 C.两球的机械能一样大 D.两球所受的拉力一样大

1

解析:选CD.两小球运动过程中,满足机械能守恒定律,mgh=mv2,由于两绳绳长不

2同,所以两小球下落到最低点时的速度、动能不同,A、B错误.由于初状态时两小球机械能相等,下落过程中,两小球的机械能不变,所以C项正确.两小球下落到最低点时,拉v21

力与重力的合力充当向心力,F-mg=m,结合mgh=mv2可得F=3mg,D项正确.

h28. 如图所示,质量相同的物体P、Q处于同一高度,P沿光滑斜面由静止下滑,Q自由

下落,不计空气阻力,最后到达同一水平地面上,则下列说法中不正确的是( ) .

A.P的运动时间等于Q的运动时间

B.P的重力做的功小于Q的重力做的功 C.到达水平地面时,P的速度小于Q的速度

D.到达水平地面时,P的重力瞬时功率小于Q的重力瞬时功率

解析:选ABC.设斜面高度为h,斜面的倾角为θ,根据运动规律可知,物体Q落地的

2h

,物体P落地的时间为tP=g

h2

sin θ1

g sin θsin θ2h

,则tQ

时间为tQ=

错误;两物体重力相等,下落的高度相同,重力对两物体所做的功相等,选项B错误;合外力对两物体做的功就是两物体重力所做的功,因此,两物体动能的改变量相等,则两物体

落地时的动能相等,即落地时速度的大小相等,选项C错误;落地时物体Q的重力的功率PQ=mg2gh,物体P的重力的瞬时功率PP=mg2gh·sin θ,PP

三、非选择题(本题共5小题,共52分.按题目要求解答.解答题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)

9.(6分)某探究学习小组的同学欲探究合外力做功和动能变化之间的关系,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的沙桶时,释放沙桶,滑块处于静止状态.

若你是小组中的一位成员,现在要完成该实验,则: (1)你认为还需要的实验器材有

________________________________________________________________________.

(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是________________________,实验时首先要做的步骤是

________________________________________________________________________. (3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m.让沙桶带动滑块加速运动.用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1

解析:(1)该实验中的研究对象是滑块,目的是比较合外力对滑块所做的功与滑块动能的变化量的关系.因为合外力不等于滑块的重力,两端质量不可能“抵消”,所以要分别测出沙、滑块的质量,还要测出滑块移动的距离,便于计算做的功和速度.故还需要天平和刻度尺.

(2)实验时应注意平衡摩擦力,以减小误差.从实验方便性上考虑要把沙的重力看做滑块所受的合外力,m应远远小于M.

112

(3)实验验证的表达式为mgL=Mv22-Mv1. 22

答案:(1)天平、刻度尺 (2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 平衡摩擦力 (3)mgL112

=Mv22-Mv1 22

10.(8分)用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1 kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示(相邻计数点间的时间间隔为0.02 s),长度单位是cm,那么,