2022年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒章末檢測(cè) 魯科版必修2

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1、2022年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒章末檢測(cè) 魯科版必修2 [時(shí)間：90分鐘　滿分：100分] 一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分) 1．若物體在運(yùn)動(dòng)過程中受到的合外力不為零，則(　　) A．物體的動(dòng)能不可能總是不變的 B．物體的加速度一定變化 C．物體的速度方向一定變化 D．物體所受合外力做的功可能為零 2．一個(gè)人站在陽臺(tái)上，從陽臺(tái)邊緣以相同的速率v0分別把三個(gè)質(zhì)量相同的球豎直上拋、豎直下拋、水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則三球落地時(shí)的動(dòng)能(　　) A．上拋球最大 B．下拋球最大 C．平拋球最大 D．一樣大 3．某運(yùn)動(dòng)員臂長(zhǎng)為L(zhǎng)，

2、將質(zhì)量為m的鉛球推出，鉛球出手時(shí)的速度大小為v0，方向與水平方向成30°角，則該運(yùn)動(dòng)員對(duì)鉛球所做的功是(　　) A.mgL＋mv B．mgL＋mv C.mv D．mgL＋mv 4．自由下落的物體，其動(dòng)能與位移的關(guān)系如圖1所示．則圖中直線的斜率表示該物體的(　　) 圖1 A．質(zhì)量 B．機(jī)械能 C．重力大小 D．重力加速度大小 5.如圖2所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面．設(shè)小球在斜面最低點(diǎn)A的速度為v，壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h，則從A到C的過程中彈簧彈力做功是(　　) 圖2 A．mgh－mv2 B.mv2－

3、mgh C．－mgh D．－ 6．在溫哥華冬奧會(huì)上，來自黑龍江省的選手李妮娜在自由式滑雪比賽中獲得銀牌．她在比賽過程中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖3所示，如果不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 B．在a點(diǎn)和c點(diǎn)重力勢(shì)能相等 C．從c點(diǎn)下落到d點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 D．在a點(diǎn)和e點(diǎn)都處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此機(jī)械能相等 二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分) 7．下列說法正確的是(　　) A．物體的機(jī)械能守恒，一定只受重力和彈簧彈力作用 B．物體處于平衡狀態(tài)時(shí)機(jī)械能一定守恒 C．物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能

4、之和增大時(shí)，必定有重力以外的其他力對(duì)物體做了功 D．物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化過程中，一定通過重力做功來實(shí)現(xiàn) 8.如圖4所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m(包括雪具在內(nèi))的滑雪運(yùn)動(dòng)員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為g.在他從上向下滑到底端的過程中，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．運(yùn)動(dòng)員減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 B．運(yùn)動(dòng)員獲得的動(dòng)能為mgh C．運(yùn)動(dòng)員克服摩擦力做功為mgh D．下滑過程中系統(tǒng)減少的機(jī)械能為mgh 9．水平傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為v，現(xiàn)將一小工件放到傳送帶上．設(shè)工件初速度為零，當(dāng)它在傳送帶上滑動(dòng)一段距離后速度達(dá)到v而

5、與傳送帶保持相對(duì)靜止．設(shè)工件質(zhì)量為m，它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則在工件相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的過程中(　　) A．滑動(dòng)摩擦力對(duì)工件做的功為mv2 B．工件的機(jī)械能增量為mv2 C．工件相對(duì)于傳送帶滑動(dòng)的路程大小為 D．傳送帶對(duì)工件做功為零 10．如圖5所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪．質(zhì)量分別為M、m(M>m)的滑塊，通過不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行．兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)．若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過程中(　　) 圖5 A．兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 B．

6、重力對(duì)M做的功等于M動(dòng)能的增加 C．輕繩對(duì)m做的功等于m機(jī)械能的增加 D．兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功 三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共12分) 11．(6分)使用如圖6甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，打出一條紙帶如圖乙所示．圖乙中O是打出的第一個(gè)點(diǎn)跡，A、B、C、D、E、F……是依次打出的點(diǎn)跡，量出OE間的距離為l，DF間的距離為s，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期是T＝0.02 s. 圖6 (1)上述物理量如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)滿足關(guān)系式________，即驗(yàn)證了重物下落過程中機(jī)械能是守恒的． (2)如果發(fā)現(xiàn)圖乙中OA距離大約是4 mm，則出現(xiàn)這種情況的原

7、因可能是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 如果出現(xiàn)這種情況，上述的各物理量間滿足的關(guān)系式可能是________________________________________________________________________ _______________________________________________

8、_________________________. 12．(6分)某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟是： 圖7 ①擺好實(shí)驗(yàn)裝置如圖7所示． ②將質(zhì)量為200 g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車． ③在質(zhì)量為10 g、30 g、50 g的三種鉤碼中，他挑選了一個(gè)質(zhì)量為50 g的鉤碼掛在拉線P上． ④釋放小車，打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條紙帶． (1)在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出較為滿意的一條，經(jīng)測(cè)量、計(jì)算，得到如下數(shù)據(jù)： ①第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的距離為40.0 cm.②打下第N點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.00 m/s. 該同學(xué)將鉤

9、碼的重力當(dāng)作小車所受的拉力，算出拉力對(duì)小車做的功為________J，小車動(dòng)能的增量為________J．(g取10 m/s2) (2)此次實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，他沒能得到“恒力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大，顯然，在實(shí)驗(yàn)探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素．請(qǐng)你根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是(至少說出兩種可能)：_____________________ ________________________________________________________________________ __________________________

10、______________________________________________. 四、計(jì)算題(本題共4小題，共44分．解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 13．(10分)小球自h＝2 m的高度由靜止釋放，與地面碰撞后反彈的高度為h.設(shè)碰撞時(shí)沒有動(dòng)能的損失，且小球在運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力大小不變，求： (1)小球受到的空氣阻力是重力的多少倍？ (2)小球從開始到停止運(yùn)動(dòng)的過程中運(yùn)動(dòng)的總路程． 14. (10分)如圖8所示，在豎直平面內(nèi)，兩個(gè)半徑R＝0.8 m的光滑圓弧軌道AB和CD與平軌

11、道BC平滑連接，BC長(zhǎng)L＝1.5 m．一小物體從A點(diǎn)由靜止釋放，沿軌道運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，最終停在水平軌道上．小物體與水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1.求：(g取10 m/s2) (1)小物體第一次滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大?。? (2)小物體最終停在距B點(diǎn)多遠(yuǎn)處？ 圖8 15．(12分)一列火車由機(jī)車牽引沿水平軌道行駛，經(jīng)過時(shí)間t，其速度由0增大到v.已知列車總質(zhì)量為M，機(jī)車功率P保持不變，列車所受阻力f為恒力．求：這段時(shí)間內(nèi)列車通過的路程． 16．(12分)物塊A的質(zhì)量為m＝2 kg，物塊與坡道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.6

12、，水平面光滑．坡道頂端距水平面高度為h＝1 m，傾角為θ＝37°.物塊從坡道進(jìn)入水平滑道時(shí)，在底端O點(diǎn)處無機(jī)械能損失，將輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定在墻上，另一自由端恰位于坡道的底端O點(diǎn)，如圖9所示．物塊A從坡頂由靜止滑下，重力加速度為g＝10 m/s2，求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 圖9 (1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大??； (2)彈簧為最大壓縮量時(shí)的彈性勢(shì)能； (3)物塊A被彈回到坡道上升的最大高度． 答案精析 章末檢測(cè) 1．D　[物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)合外力不為零，但合外力做的功為零，動(dòng)能不變，A錯(cuò)

13、，D對(duì)；合外力不為零，物體的加速度一定不為零，是否變化不能斷定，B錯(cuò)；合外力不為零，物體的速度方向可能變化，也可能不變，C錯(cuò)．] 2．D 3．A　[設(shè)運(yùn)動(dòng)員對(duì)鉛球做功為W，由動(dòng)能定理得W－mgLsin 30°＝mv，所以W＝mgL＋mv.] 4．C 5．A　[由A到C的過程運(yùn)用動(dòng)能定理可得： －mgh＋W＝0－mv2， 所以W＝mgh－mv2，故A正確．] 6．C　[以停止點(diǎn)e點(diǎn)所在水平面為零勢(shì)能面，a點(diǎn)是起點(diǎn)(最高點(diǎn))，c點(diǎn)是次高點(diǎn)，a點(diǎn)重力勢(shì)能大于c點(diǎn)重力勢(shì)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；d為落地點(diǎn)，從c點(diǎn)下落到

14、d點(diǎn)的過程中，不計(jì)空氣阻力，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，選項(xiàng)C正確；雖然李妮娜在a點(diǎn)和e點(diǎn)都處于靜止?fàn)顟B(tài)，動(dòng)能都為零，但是a點(diǎn)有重力勢(shì)能，e點(diǎn)重力勢(shì)能為零，機(jī)械能不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 7．CD　[物體的機(jī)械能守恒時(shí)，一定只有重力和彈簧的彈力做功，但不一定只受重力和彈簧彈力的作用．] 8．BD　[運(yùn)動(dòng)員的加速度為g，沿斜面：mg－f＝m·g，f＝mg，Wf＝mg·2h＝mgh，所以A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；Ek＝mgh－mgh＝mgh，B項(xiàng)正確．] 9．BC　[滑動(dòng)摩擦力對(duì)工件做功W＝mv2－0，A、D錯(cuò)．工件機(jī)械能的增加量為動(dòng)能的增加量，即mv2，B正確．對(duì)小工件，相對(duì)滑

15、動(dòng)時(shí)，由ma＝μmg得加速度a＝μg，由v＝at得，恰好剛達(dá)到相對(duì)靜止時(shí)所用時(shí)間t＝.小工件的位移s1＝t＝，傳送帶始終勻速運(yùn)動(dòng)，路程s2＝vt＝.工件相對(duì)傳送帶滑過的路程Δs＝s2－s1＝，C對(duì)．] 10．CD　[對(duì)于M和m組成的系統(tǒng)，除了重力、輕繩彈力做功外，摩擦力對(duì)M做了功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)于M，合外力做的功等于其重力、輕繩拉力及摩擦力做功的代數(shù)和，根據(jù)動(dòng)能定理可知，M動(dòng)能的增加等于合外力做的功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)于m，只有其重力和輕繩拉力做了功，根據(jù)功能關(guān)系可知，除了重力之外的其他力對(duì)物體做的正功等于物體機(jī)械能的增加量，選項(xiàng)C正確；對(duì)于M和m組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)輕繩上彈力做

16、功的代數(shù)和等于零，只有兩滑塊的重力和M受到的摩擦力對(duì)系統(tǒng)做了功，根據(jù)功能關(guān)系得，M的摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失量，選項(xiàng)D正確．] 11．(1)gl＝ (2)先釋放紙帶，后接通電源　gl< 12．(1)0.196　0.1 (2)①小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；②沒有平衡摩擦力；③錯(cuò)誤操作：先放小車，后開電源 13．(1)　(2)14 m 解析　設(shè)小球的質(zhì)量為m，所受阻力大小為f. (1)小球從h處釋放時(shí)速度為零，與地面碰撞反彈到h時(shí)，速度也為零， 由動(dòng)能定理得mg－f＝0 解得f＝mg (2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)的總路程為s，且最后小球靜止在地面上，對(duì)于整個(gè)過程，由動(dòng)能定理得

17、mgh－fs＝0 s＝h＝7×2 m＝14 m 14. (1)4 m/s　(2)1 m 解析　(1)由機(jī)械能守恒定律得 mgR＝mv 解得vB＝4 m/s (2)設(shè)小物體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的總路程為s，根據(jù)能量守恒 mgR＝μmgs 解得s＝8 m s＝5L＋0.5 m 最終物體距B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)－0.5 m＝1 m 15. 解析　以列車為研究對(duì)象，列車水平方向受牽引力和阻力． 設(shè)列車通過路程為s.據(jù)動(dòng)能定理 WF－Wf＝Mv2－0① 因?yàn)榱熊嚬β室欢?，?jù)P＝可知牽引力的功率 WF＝Pt Pt－fs＝Mv2 解得：s＝ 16．(1)2 m/s　(2)4 J　(3) m 解析　(1)由動(dòng)能定理得mgh－＝mv2 解得v＝ ，代入數(shù)據(jù)得v＝2 m/s (2)在水平滑道上，由機(jī)械能守恒定律得 mv2＝Ep則 Ep＝mgh－，代入數(shù)據(jù)得Ep＝4 J (3)設(shè)物塊A能夠上升的最大高度為h1，物塊被彈回過程中由動(dòng)能定理得 0－mv2＝－mgh1－ 解得h1＝h，代入數(shù)據(jù)得h1＝ m.