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  • 2021-05-24 发布

新教材高中物理第1章功和机械能章末检测一含解析鲁科版必修第二册

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章末检测(一)‎ ‎(时间:90分钟 满分:100分)‎ 一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。其中1~7题为单项选择题,8~10题为多项选择题)‎ ‎1.如图是小孩滑滑梯的情景,在小孩下滑过程中,关于各力做功的说法,正确的是(  )‎ A.重力不做功 B.支持力做负功 C.支持力做正功 D.摩擦力做负功 解析 下滑过程,位移方向斜向下,重力竖直向下,重力做正功;支持力始终与运动方向垂直,支持力不做功;摩擦力始终与运动方向相反,摩擦力做负功。‎ 答案 D ‎2.下列四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动,在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是(  )‎ 解析 图A、图B中,除重力外,力F对木块做功,机械能不守恒;图C中只有重力做功,机械能守恒;图D中除重力外,摩擦力对木块做功,机械能不守恒,故只有C项正确。‎ 答案 C ‎3.如图所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离s。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ,则关于雪橇的分析正确的是(  )‎ 8‎ A.支持力做功为mgs B.重力做功为0‎ C.拉力做功为Fs D.滑动摩擦力做功为-μmgs 解析 根据受力分析知N=mg-Fsin θ,f=μN=μ(mg-Fsin θ),由于支持力、重力与雪橇的位移垂直,故这两个力不做功,A错误,B正确;由功的计算式得拉力做功WF=Fscos θ,C错误;摩擦力做功Wf=-fs=-μ(mg-Fsin θ)s,D错误。‎ 答案 B ‎4.一辆汽车以v1=6 m/s的速度沿水平面行驶,急刹车后能滑行s1=3.6 m。如果汽车以v2=8 m/s的速度行驶,在同样的路面上急刹车后滑行的距离s2应为(  )‎ A.6.4 m B.5.6 m C.7.2 m D.10.8 m 解析 设摩擦力为f,由动能定理得-fs1=0-mv,-fs2=0-mv,联立两式得=,故汽车滑行距离s2=·s1=×3.6 m=6.4 m。‎ 答案 A ‎5.如图所示在足球赛中,红队球员在白队禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角贴着球门射入,球门高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球质量为m,则红队球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力、足球可视为质点)(  )‎ A.mv2 B.mgh C.mv2+mgh D.mv2-mgh 解析 根据动能定理可得:W-mgh=mv2-0,所以 W=mv2+mgh,C正确。‎ 8‎ 答案 C ‎6.物体做自由落体运动,v表示速度,t表示运动时间,Ek表示动能,Ep表示势能,h表示下落的距离,以水平地面为零势能面。下列所示图像中能正确反映各物理量之间的关系的是(  )‎ 解析 设物体的质量为m,初态势能为E0,则有Ep=E0-mg2t2=E0-mv2=E0-Ek=E0-mgh,综上可知只有B正确。‎ 答案 B ‎7.质量为m的汽车行驶在平直公路上,在运动中所受阻力不变。当汽车加速度为a,速度为v时发动机的功率为P1;当功率为P2时,汽车行驶的最大速度应为(  )‎ A. B. C. D. 解析 由牛顿第二定律-f=ma,vm=,由两式可得vm=。‎ 答案 B ‎8.将质量为m的物体从地面上方H高处无初速度释放,落到地面后出现一个深为h的坑,如图所示,在此过程中(  )‎ A.重力对物体做功mgH B.物体重力势能减少mg(H+h)‎ C.合力对物体做的总功为零 D.地面对物体的平均阻力为 解析 重力做功为mg(H+h),A错误;重力势能减少mg(H+h),B正确;由动能定理W总=ΔEk=0,C正确;又mg(H+h)-·h=0,故=,D错误。‎ 8‎ 答案 BC ‎9.物体沿直线运动的v-t图像如图所示,已知在第1秒内合力对物体做功为W,则(  )‎ A.从第1秒末到第3秒末合力做功为4W B.从第3秒末到第5秒末合力做功为-2W C.从第5秒末到第7秒末合力做功为W D.从第3秒末到第4秒末合力做功为-0.75W 解析 由题中图像可知物体速度变化情况,根据动能定理得第1 s内:W=mv2,第1 s末到第3 s末:W1=mv2-mv2=0,A错误;第3 s末到第5 s末:W2=0-mv2=-W,B错误;第5 s末到第7 s末:W3=m(-v)2-0=W,C正确;第3 s末到第4 s末:W4=m()2-mv2=-0.75W,D正确。‎ 答案 CD ‎10.质量为m=2 kg的物体沿水平面向右做直线运动,t=0时刻受到一个水平向左的恒力F,如图甲所示,此后物体的v-t图像如图乙所示,取水平向右为正方向,g取10 m/s2,则(  )‎ A.物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5‎ B.10 s末恒力F的瞬时功率为6 W C.10 s末物体在计时起点左侧2 m处 D.10 s内物体克服摩擦力做功34 J 解析 由v-t图像得两段时间的加速度大小分别为a1=2 m/s2、a2=1 m/s2。根据牛顿第二定律:有F+μmg=ma1,F-μmg=ma2。解得F=3 N,μ=0.05,故A错误;10 s末恒力F的瞬时功率P=Fv=18 W,B错误;10 s内物体的位移s= ×4 m- ×6 m=-2‎ 8‎ ‎ m,说明物体10 s末在计时起点左侧2 m处,C正确;整个过程的路程x=×4 m+×6 m=34 m,所以10 s内物体克服摩擦力做功W=μmgx=34 J,D正确。‎ 答案 CD 二、非选择题(共5个题,共50分)‎ ‎11.(6分)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:‎ ‎①摆好实验装置如图所示。‎ ‎②将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车。‎ ‎③在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中,他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上。‎ ‎④接通电磁打点计时器的电源,释放小车,打出一条纸带。‎ ‎(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,经测量、计算,得到如下数据:‎ ‎①第一个点到第N个点的距离为40.0 cm。‎ ‎②打下第N个点时小车的速度大小为1.00 m/s。该同学将钩码的重力当做小车所受的拉力,算出拉力对小车做的功为________ J,小车动能的增量为________ J。‎ ‎(2)此次实验探究结果,他没能得到“恒力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大。显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下,造成较大误差的主要原因是____________________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ 解析 (1)拉力F=mg=0.050×9.8 N=0.49 N。‎ 拉力对小车做的功 W=Fs=0.49×0.400 J=0.196 J 小车动能的增量 ΔEk=mv2=×0.200×1.002 J=0.100 J ‎(2)误差很大的可能原因:‎ 8‎ ‎①小车质量不满足远大于钩码质量,使钩码的重力与小车受到的拉力差别较大。‎ ‎②没有平衡摩擦力。‎ 答案 (1)②0.196  0.100‎ ‎(2)①小车质量没有远大于钩码质量 ‎②没有平衡摩擦力 ‎12.(8分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度为9.8 m/s2,那么 ‎(1)纸带的________(填“左”或“右”)端与重物相连;‎ ‎(2)根据图上所得的数据,应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律;‎ ‎(3)从O点到第(2)题中所取的点,重物重力势能的减少量ΔEp=________ J,动能增加量ΔEk=________ J。(结果取3位有效数字)‎ 解析 由题意知,O点为第一个点,所以纸带的左端与重物相连,为了减小误差和便于求重物动能的增加量,可取题图中O点到B点来验证机械能守恒定律,此过程中重力势能的减少量ΔEp=mghOB=1.00×9.8×19.25×10-2 J≈1.89 J。‎ 打B点时重物的瞬时速度 vB== m/s=1.845 m/s。‎ 所以动能增量 ΔEk=mv=×1.00×1.8452 J=1.70 J。‎ 答案 (1)左 (2)B (3)1.89 1.70‎ ‎13.(8分)如图所示,一质量m=4.0 kg的物体,由高h=2.0 m,倾角θ=53°的固定斜面顶端滑到底端。物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2。(g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求:‎ 8‎ ‎(1)物体的重力做的功;‎ ‎(2)物体所受外力对它做的总功。‎ 解析 (1)重力做功W1=mgh=80 J。‎ ‎(2)物体从斜面顶端滑到底端的过程中,位移为s==2.5 m 物体受力如图所示,摩擦力为f=μmgcos θ=0.2×4.0×10×cos 53° N=4.8 N 故物体所受摩擦力做的功为 W2=-fs=-4.8×2.5 J=-12 J 由于支持力与位移s垂直,故支持力不做功。‎ 所以物体所受外力对它做的总功W=W1+W2=68 J。‎ 答案 (1)80 J (2)68 J ‎14.(14分)已知解放牌汽车发动机的额定功率为60 kW,汽车的质量为4 t,它在水平路面上行驶时所受的阻力为车重的0.1倍,g取10 m/s2,求:‎ ‎(1)解放牌汽车以额定功率从静止启动后,能达到的最大速度;‎ ‎(2)若解放牌汽车以0.5 m/s2的加速度匀加速启动,其匀加速运动的时间多长。‎ 解析 (1)f=kmg=4 000 N 以额定功率启动,达到最大速度时,P=Fvm=fvm 由此:vm== m/s=15 m/s。‎ ‎(2)由F-f=ma得F=ma+f=6 000 N 由P=Fv得v=10 m/s,故t==20 s。‎ 答案 (1)15 m/s (2)20 s ‎15.(14分)如图所示,一质量为m的滑块从高为h的光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下,槽的底端B与水平传送带相接,传送带的运行速度恒为v0,两轮轴心间距为l,滑块滑到传送带上后做匀加速运动,滑到传送带右端C时,恰好加速到与传送带的速度相同,求:‎ 8‎ ‎(1)滑块到达底端B时的速度大小vB;‎ ‎(2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ;‎ ‎(3)此过程中,由于克服摩擦力做功而产生的热量Q。‎ 解析 (1)滑块在由A到B的过程中机械能守恒,可得mgh=mv,解得vB=。‎ ‎(2)滑块在由B到C的过程中,应用动能定理得 μmgl=mv-mv 解得μ=。‎ ‎(3)Q=f·l相对=μmgl相对 又v0=vB+μgt 得l相对=v0t-t== 故Q=。‎ 答案 (1) (2) (3) 8‎