1、2019-20202019-2020 学年高中物理人教版（学年高中物理人教版（20192019）必修第二册期末复习通关检测）必修第二册期末复习通关检测 第八章第八章 机械能守恒定律机械能守恒定律 A A 卷卷 1.质量为5 t的汽车，在水平路面上以加速度 2 2 m/sa 启动，所受阻力为 3 1.0 10 N， 汽车启动后匀加速的第1s末的瞬时功率是（） A.2 kWB.22 kWC.1.1kWD.20 kW 2.一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化 如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时 间t变化的 图线中，可能正确的是（）
2、 A.B. C.D. 3.列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率。已知匀速运动时，列车 所受阻力与速度的平方成正比，即 2 f Fkv。设提速前速度为80 km/h，提速后速度为 120 km/h，则提速前与提速后机车发动机的功率之比为() A. 2 3 B. 4 9 C. 8 27 D. 16 81 4.质量为m的物体放在水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度 为g。用水平力拉物体，运动一段时间后撤去此力，最终物体停止运动。物体运 动的vt图像如图所示。下列说法正确的是（） A.水平拉力大小为 0 0 v Fm t B.物体在 0 3t时间内位移大小为 0 0 3 2 v
3、 t C.在 0 0 3t时间内水平拉力做的功为 2 0 1 2 mv D.在 0 0 3t时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为 0 1 2 mgv 5.一质量为 m 的小球,用长为 l 的轻绳悬挂于 O 点。小球在水平拉力 F 的作用下,从平衡位置 P 点很缓慢地移动到 Q 点,如图所示,则拉力 F 所做的功为() A.cosmglB.(1cos )mglC.cosFlD.Fl 6.如图所示为一滑草场。 某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为 45和 37 的滑道组成,滑草车与草地之间的动摩擦因数为。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止 开始自由下滑,经过上、 下两段滑道后,最后恰好静止
4、于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交 接处的能量损失,sin370.6,cos370.8)。则（） A.动摩擦因数 6 7 B.载人滑草车最大速度为 2 7 gh C.载人滑草车克服摩擦力做功为mgh D.载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为 3 5 g 7.如图所示,在水平桌面上的 A 点有一个质量为 m 的物体以初速度 0 v被抛出,不计空气阻力, 当它到达 B 点时,其动能为() A. 2 0 1 2 mvmgHB. 2 0 1 2 mvmghC. 2 0 1 2 mvmghD. 2 0 1 () 2 mvmg Hh 8.滑沙是人们喜爱的游乐活动,如图是滑沙场地的一段斜面,其倾角为 30
5、,设参加活动的人 和滑车总质量为m,人和滑车从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑, 加速度为0.4g,人和滑车可视为质点,则从顶端向下滑到底端B的过程中,下列说法正确的是 () A.人和滑车减少的重力势能全部转化为动能 B.人和滑车获得的动能为0.8mgh C.整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mgh D.人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh 9.如图所示，建筑工地上载人升降机用不计质量的细钢绳跨过定滑轮与一电动机相 连，通电后电动机带动升降机沿竖直方向先匀加速上升后匀速上升。摩擦及空气阻 力均不计。则（） A.升降机匀加速上升过程中，升降机联板对人做的功等于人增加的动能
6、 B.升降机匀加速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的机械能 C.升降机匀速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的机械能 D.升降机上升的全过程中，升降机拉力做的功大于升降机和人增加的机械能 10.如图，两个完全相同的小球分别用不可伸长的轻绳悬挂于 12 OO、点，A球在一个竖直平 面内左右摆动，最大摆角为(0 90 )，B球在水平面内做圆周运动，轻绳与竖直方向 的夹角也为，不计空气阻力，A球经过最低点时所受轻绳的拉力与B球转动时所受轻绳 的拉力大小相等，则cos等于() A. 1 3 B. 3 3 C. 1 2 D. 3 2 11.如图甲所示,在验证机械能守恒定律的实验中: (
7、1)除铁架台、铁夹、交流电源、纸带、打点计时器和重物外,还需选用下述哪种仪 器?_。 A.停表B.刻度尺C.天平D.弹簧测力计 (2)该实验装置中的一处需要改正:_。 (3)某同学改正装置后得到了一条纸带,下列正确的是() A.纸带上点密集的一端是与重物相连的 B.纸带上点稀疏的一端是与重物相连的 C.实验时先放开纸带,再接通电源打点 D.实验时应先平衡摩擦力 (4)某同学一次实验中测得如图乙所示三段位移,O点为起始点,已知相邻两个计数点的时间间 隔为 T,则他需要验证和表达式为_。 12.某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度,如图甲所示。框架 上装有可上下移动位置的光
8、电门 1 和固定不动的光电门 2;框架竖直部分紧贴一刻度尺,零刻 度线在上端,可以测量出两个光电门到零刻度线的距离 1 x和 2 x;框架水平部分用电磁铁吸住 一个质量为 m 的小铁块,小块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐。切断电磁铁线圈 中的电流时,小铁块由静止释放,当小铁块先后经过两个光电门时,与光电门连接的传感器即 可测算出其速度大小 1 v和 2 v。小组成员多次改变光电 1 的位置,得到多组 1 x和 2 x的数据,建 立如图乙所示的坐标系并描点连线,得出图线的斜率为 k。 (1)当地的重力加速度为_(用 k 表示)。 (2)若选择光电门 2 所在高度为零势能面,则小铁块经过光
9、电门 1 时的机械能表达式 为:_(用题中物理量的字母表示)。 (3)关于光电门 1 的位置,下面哪种做法可以减小重力加速度的测量误差() A.尽量靠近刻度尺零刻度线 B.尽量靠近光电门 2 C.既不能太靠近刻度尺零刻度线,也不能太靠近光电门 2 13.一竖直的弹射装置将一质量为 m 的物体竖直向上射出,已知物体的初速度大小为 0 30m/sv ,g 取 2 10m/s,忽略空气阻力,假设以过弹射装置门的平面为零势能面。求: (1)当物体的动能为重力势能的一半时,物体距离弹射装置口的高度。 (2)当物体的重力势能为动能的一半时,物体速度的大小。 14.如图所示,轻弹簧一端与墙相连,质量为 4k
10、g 的木块沿水平面以 4m/s 的速度向左运动并压 缩弹簧,木块离开弹簧时的动能为 28.8J,离开弹簧后又运动了 3.6m,g 取 2 10m/s,求: (1)木块与水平面间的动摩擦因数。 (2)弹簧在被压缩过程中的最大弹性势能。 (3)另一木块以 2m/s 的速度压缩弹簧,弾簧在被压缩过程中的最大弹性势能与前面相同,则木 块的质量为多少? 答案以及解析答案以及解析 1.答案：B 解析：根据牛顿第二定律得 f FFma,则 f 1000 N50002 N11000 NFFma。汽 车第1s末的速度2 1m / s2 m / svat，所以110002 W22000 W22 kWPFv， 故
11、B 正确,A、C、D 错误。 2.答案：A 解析：由Pt图像知: 1 0 t内汽车以恒定 功 率 1 P行 驶 ， 12 tt内 汽 车 以 恒 定 功率 2 P行驶。 设汽车所受牵引力为F， 则由PFv得， 当v增加时，F减小， 由 Ff a m 知a减小，当Ff时,0a ,又因速度不可能突变，所以选项 B、C、D 错误，选项 A 正 确。 3.答案：C 解析：列车匀速运动时，牵引力和阻力相等，即 2 f FFkv，由PFv可得，此时功率 3 f PF vkv，所以提速前与提速后机车发动机的功率之比 3 3 111 3 222 8 27 Pvv Pvv .所以选项 C 正确. 4.答案：BD
12、 解析： 根 据vt图 像 和 牛 顿 第 二 定 律 可 知 0 0 v Fmgm t ， 故选项 A 错误;由vt图 线与时间轴所围面积表示位移可知，在 0 3t时间内的位移为 000 0 13 3 22 xtvv t，所以选项 B 正确;在 0 0 3t时间内由动能定理可知0Wmgx，故水平拉力做的功 0 0 3 2 Wmgv t，又 0 f 0 2 mv Fmg t ，则 2 0 3 4 Wmv，选项 C 错误; 0 0 3t时间内物体克服 摩擦力做功的 平 均 功 率 为 0 0 1 32 mgx Pmgv t ，所以选项 D 正确。 5.答案：B 解析：缓慢地移动小球,说明拉力 F
13、 是变力,不能用公式WFl来求。根据动能定理,移动小 球过程中拉力 F 和重力mg对小球做功,动能变化为 0,(cos )0 F Wmg ll,可得 (1cos ) F Wmgl。故 B 正确。 6.答案：AB 解析：滑草车受力分析如图所示，在B点处有最大速度v，在上、下两段所受摩擦力大 小分别为 12 ,ff 1 cos45fmg 2 cos37fmg 整个过程由动能定理列方程： 12 20 sin45sin37 hh mghff 解得： 6 7 ，A 项正确。 滑草车在上段滑道运动过程由动能定理列方程: 2 1 1 sin452 h mghfmv 解得： 2 7 gh v ，B 项正确。
14、由式知：2 f Wmgh,C 项错误。 在下段滑道上， 2 sin37cos37mgmgma 解得： 2 3 35 ag ，故 D 项错误。 7.答案：B 解析：由 A 到 B 合外力对物体做的功Wmgh,物体的动能变化量 2 kk0 1 2 EEmv,根据动 能定理 k WE 得物体在 B 点的动能 2 k0 1 2 Emvmgh,故 B 正确。 8.答案：BC 解析：沿斜面的方向 f sin30mamgF，所以 f 0.1Fmg,人和滑车减少的重力势能转化为 动能和内能，故 A 错误;人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功，获得的动能为 kf (sin30)0.8 sin30 h EmgFm
15、gh ,故 B 正 确 ;整 个 下 滑 过 程 中 人 和 滑 车 减 少 的 机 械 能 为 k 0.80.2EmghEmghmghmgh，故 C 正确;整个下滑过程中克服摩擦力 做功等于人和滑车减少的机械能，所以人和滑车克服摩擦力做功为0.2mgh,故 D 错误。 9.答案：BC 解析：根据动能定理可知，合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，所以升降机匀加速 上升过程中，升降机底板对人做的功和人的重力做功之和等于人增加的动能，故 A 错误;除 重力外，其他力对人做的功等于人机械能的增加量，B 正确；升降机匀速上升过程中，升降 机底板对人做的功等于人克服重力做的功 （此过程中动能不变）
16、， 即增加的机械能， C 正确； 升降机上升的全过程中，升降机拉力做的功等于升降机和人增加的机械能，D 错误。 10.答案：C 解析：A球从最高点摆到最低点，由动能定理可知 2 1 (1cos ) 2 A mgLmv，在最低点有 2 A A v Fmgm L ，解得32cos A Fmgmg；B球做圆周运动，可知 cos B mg F ，则 32cos cos mg mgmg ，解得 1 cos 2 ，故选 C。 11.答案：(1)B(2)重物没有靠近打点计时器(或打点计时器放得过高) (3)A(4) 2 12 01 2 () () 32 ss g ss T 解析：(1)为了测得重物下落的加速
17、度,需要用刻度尺测出纸带上两相邻计数点间的距离,而时 间是由打点计时器来算出,等式两边质量可以约去,故实验用不到天平,也用不到弹簧测力计, 故 A、C、D 错误,B 正确。 (2)实验时,应让重物靠近打点计时器,由图示可知,重物没有靠近打点计时器,这是错误的。 (3)由图示可知,左端相邻点间的距离小,即在相等时间内的位移小,由此可知,重物与纸带的左 端相连,即纸带上点密集的一端是与重物相连的,故 A 正确,B 错误;实验时应先接通电源,然后 再放开纸带,故 C 错误;实验时不需要平衡摩擦力,故 D 错误。 (4)从纸带上可以看出 O 点为打出来的第一个点,速度为 0,重物自由下落,初速度为 0
18、,打 C 点 时重力势能减小量 p01 ()Emg ss, 利用匀变速直线运动的推论 12 44 AE C xss v TT 动能增加量表达式为 2 212 k 11 224 C ss Emvm T 因此只需要验证 2 12 01 1 () 24 ss mg ssm T 即 2 12 01 2 () () 36 ss g ss T ,此等式成立就可以验证机械能守恒。 12.答案：(1) 1 2k (2) 2 121 11 () 22 mvkm xx(3)C 解析：(1)以零刻度线为零势能面,小铁块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中机械能守恒,根 据机械能守恒定律得 22 1122 11
19、22 mvmgxmvmgx,整理得 22 2121 2()vvg xx,所以图线的斜 率kg,解得 1 2 gk。 (2)小铁块经过光电门 1 时的机械能等于小铁块经过光电门 1 时的动能加势能,则有 22 1121121 111 ()() 222 Emvmg xxmvkm xx。 (3)用电磁铁释放小球的缺点是:当切断电源后,电磁铁的磁性消失需要一段时间,铁球与电磁 铁铁心可能有一斜剩磁,都会使经过光电门1的时间较实际值大,引起误差,适当增大两光电门 AB、间的距离,使位移测量的相对误差减小,故 C 正确。 13.答案：(1)30m(2)10 6m/s 解析：(1)设距离弹射装置口的高度为
20、h 时, Pk 2EE 由机械能守恒定律知 2 Pk0 1 2 EEmv 在距离弹射装置口的高度为 h 处物体的重力势能 P Emgh 解得30mh 。 (2)设当速度为 v 时, kP 2EE, 2 k 1 2 Emv 由机械能守恒定律知 2 kP0 1 2 EEmv 解得10 6m/sv 。 14.答案：(1)0.2J(2)30.4J(3)19kg 解析：(1)从木块离开弹簧到停止运动,应用动能定理有 k mgLE, 代入数据得4 103.628.8 , 解得0.2。 (2)从木块开始压缩弹簧到停止运动,应用动能定理有 2 1 (2 ) 2 mg Lxmv 从木块开始缩弹簧到弹簧压缩量达到最大,应用功能关系有 2 P 1 2 mgxEmv 联立以上两式可得 P 30.4JE 。 (3)设另一木块质量为m,则从木块开始压缩弹簧到弹簧压缩量达到最大,应用功能关系有 2 P 1 2 m gxEm v 代入数据解得19kgm 。
