（2019新教材）教科版物理必修二 章末检测卷 第四章机械能及其守恒定律+答案

第四章  机械能及其守恒定律  章末复习与测试卷

一、单选（每题3分）

   1.下列物理量中，属于矢量的是(   )

 A．功 B．功率 C．动能 D．线速度

   2.如图1所示，一物块在与水平方向成θ角的恒力F作用下，沿水平面向右运动一段距离x。在此过程中，力F对物块所做的功为(   )

A．Fx  B．Fxsinθ 

C．Fxcosθ D．Fxtanθ 

   3.一个做自由落体运动的物体，下列哪个物理量保持恒定不变（    ）

A．速度            B．加速度

C．动能            D．重力势能

  4.关于机械能，以下说法正确的是（     ）

A．质量大的物体，重力势能一定大      

  B．速度大的物体，动能一定大

C．做平抛运动的物体机械能时刻在变化  

D．质量和速率都相同的物体，动能一定相同

5.物块克服重力做功20J，则它的重力势能(   )

A. 不变    B. 减少20J     C. 增加20J   D. 不能确定

6.在下列几种运动过程中，物体的机械能不守恒的是(   )

A. 物体匀速下落        B. 物体在空中做平抛运动

C. 物体做自由落体运动      D. 物体沿光滑斜面下滑

7.韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900J，他克服阻力做功100 J。韩晓鹏在此过程中(   )

A. 动能增加了1 900 J

B. 动能增加了2 000 J

C. 重力势能减小了1 900 J

D. 重力势能减小了2 000 J

8.关于做功与势能变化的关系，下列说法正确的是（   ）

A．物体上升时，重力做正功，重力势能增加

B．物体上升时，重力做正功，重力势能减小

C．当弹簧被拉长时，弹簧弹力做负功，弹性势能减少

D．当弹簧被拉长时，弹簧弹力做负功，弹性势能增加

9.如图所示，重为G的物体静止在倾角为α的粗糙斜面体上，现使斜面体向右做匀速直线运动，通过的位移为x，物体相对斜面体一直保持静止，则在这个过程中（　　）

A．弹力对物体做功为Gxcosα

B．静摩擦力对物体做功为Gxsinα

C．重力对物体做功为Gx

D．合力对物体做功为0

10.如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，忽略空气阻力，下列叙述中正确的是(   )

A. 刚接触弹簧时，小球的速度最大

B. 小球的动能一直增大

C. 只有重力和弹簧弹力对小球做功，小球动能和势能之和是守恒的

D. 小球、弹簧和地球作为—个系统，重力势能、弹性势能和动能之和保持不变

二、多选（每题3分）

  11.中国运动员参加奥运蹦床比赛，取得骄人的成绩．运动员从接触蹦床至运动到最低点的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（    ）

A．运动员的机械能一直减小

B．运动员的速度先减小后增大

C．运动员所受合力为0时速度最大

D．只有重力和蹦床弹力对运动员做功，运动员的机械能守恒

  12.神舟号载人飞船在发射至返回的过程中，以下哪些阶段机械能是守恒的(  )

A．升空的阶段

B．在椭圆轨道上绕地球运行的阶段

C．在大气层以外向着地球做无动力飞行的阶段

D．降落伞张开后，下降的阶段

  13.质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始以恒定功率P启动，经过时间t汽车的位移大小为s，速度大小为v。此过程中，车所受阻力大小恒为f，则t时刻

A．汽车的牵引力大小为－ f                B．汽车的动能为P t－ f s

C．汽车的加速度大小为（－ f ）/m         D．牵引力的功率为f v

  14.竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道，如图所示，A、M、B三点位于同一水平面上，C、D分别为两轨道的最低点，将两个相同的小球分别从A、B处静止释放，当它们各自通过C、D时，则（　　）

A．两球的线速度大小不相等 B．两球的角速度大小相等

C．两球对轨道的压力相等 D．两球的重力势能相等

   15.将三个光滑的平板倾斜固定，三个平板顶端到底端的高度相等，三个平板AC、AD、AE 与水平面间的夹角分别为 θ1、θ2、θ3，如图所示。现将三个完全相同的小球由最高点A沿三个平板同时无初速度释放，经一段时间到达平板的底端。则下列说法正确的是（　　）

A. 重力对三个小球所做的功相同

B. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球的重力的平均功率最大

C. 三个小球到达底端时的瞬时速度大小相同

D. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小

三、实验填空题

16.(6分)质量为2kg的物体做自由落体运动，经过2s落地，g取10m/s2。这2s内重力做功的平均功率是＿＿＿＿＿＿W，2s末重力做功的瞬时功率是＿＿＿＿＿＿W。

    17.（8分）如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

实验中，已经平衡好摩擦力和其它阻力，且重物质量m远小于小车质量M，可认为小车所受的拉力大小为mg。

接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。

在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。

从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W= __________，打B点时小车的速度v=___________。

以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图3所示的v2-W图像。

由此图像可得v2随W变化的表达式为________________________________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是 __________________。

18.（12分）利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验．

（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的　   　．

A．速度变化量与高度变化量   B．速度变化量与势能变化量  C．动能变化量与势能变化量

（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．已知当地重力加速度为g，重物的质量为m．从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少了　   　．

（3）某同学进行数据处理时，不慎将纸带前半部分损坏，找不到打出的起始点O了，如图3所示．于是他利

用剩余的纸带进行如下的测量：以A点为起点，测量各点到A点的距离h，计算出物体下落到各点的速度v，并作出v2﹣h图象．图4中给出了a、b、c三条直线，他作出的图象应该是直线　   　（填“a、b或c”）；由图象得出，A点到起始点O的距离为　   　cm（结果保留三位有效数字）．

四、计算题

   19.（8分）质量为5 kg的物体置于水平地面上，受到水平恒力F作用一段时间后撤去，运动图像如图所示。（g取10 m/s2）求：

（1）物体与水平地面间的滑动摩擦因数；

（2）水平恒力F的最大功率。

   20.（6分）如图所示，用大小为8.0N的水平拉力F，使物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，在2.0s内通过的位移为8.0m，在此过程中，求：

（1）水平拉力F做的功；

（2）水平拉力F的平均功率．

   21.（7分）过山车的一部分运动可简化为如图所示的模型图，若模型中所有轨道都光滑。现使小车（质点）从左侧轨道距B点h=1.25m处的P点由静止开始下滑，B点为轨道的最低点，小车进入圆轨道后，不脱离轨道，恰好能过最高点A。不计空气的阻力，小车的质量m=1.0kg，取g=10m/s2。求：

(1)小车通过B点时的速度大小vB；

(2)圆轨道的半径R；

(3)小车到达圆周轨道B点时对轨道的压力FB′。

22.（8分）如图所示，某人乘雪橇从雪坡A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止，人与雪橇的总质量为70kg。表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，已知A点距水平路面的高度为20m，若g取10m/s2，请根据图表中的数据解决下列问题：

（1）人与雪橇滑在A点时的动能为多少？

（2）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能是多少？

（3）人与雪橇从A到C过程中，克服摩擦力所做的功是多少？

参考答案

1-5：DCBDC  6-10:ACDDD   11AD   12BC   13BC   14AC    15ACD

16:200  400

17: mgx2，  v2=kW（其中k=4.5～5.0m2·s-2·J-1），质量

18.（1）C；（2）mghB；（3）a，10.0．

19 ： 0.2   200

20：64J；32W

21：(1)5m/s；(2)0.5m；(3)60N

22.　140j   9800j    14840j