2018-2019學年高中物理 第2章 能的轉化與守恒章末檢測 魯科版必修2

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1、第2章 能的轉化與守恒 章末檢測 (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(共10小題，每小題5分，共50分。1～6題為單項選擇題，7～10題為多項選擇題。) 1.下列運動的物體，機械能守恒的是(　　) A.物體沿斜面勻速下滑 B.物體從高處以0.9g的加速度豎直下落 C.物體沿光滑曲面滑下 D.拉著一個物體沿光滑的斜面勻速上升 解析　物體沿斜面勻速下滑時，動能不變，重力勢能減小，所以機械能減小。物體以0.9g的加速度豎直下落時，除重力外，其他力的合力向上，大小為0.1mg，合力在物體下落時對物體做負功，物體機械能不守恒。物體沿光滑曲面滑下時，只有重力做功，機械能守恒。

2、拉著物體沿斜面上升時，拉力對物體做功，物體機械能不守恒。綜上，機械能守恒的是C項。 答案　C 2.下列關于能量轉化或轉移過程的說法中正確的是(　　) A.所有能量守恒的過程都能自發(fā)地發(fā)生 B.摩擦生熱的過程是不可逆過程 C.空調(diào)既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性 D.能的轉化過程符合能量守恒定律，因此不會發(fā)生能源危機 解析　所有能量轉化的過程，都遵循能量守恒定律，而能量的轉化具有方向性，A錯誤；摩擦生熱的過程是不可逆過程，B正確；空調(diào)在制熱或制冷時，有電動機做功，才能實現(xiàn)熱量由低溫處傳到高溫處，這種現(xiàn)象是不能自發(fā)發(fā)生的，C錯誤；能的轉化過程符合能量守恒定律，但是在轉化的過程

3、中，能量的品質(zhì)降低了，由便于利用變?yōu)椴槐阌诶?，D錯誤。 答案　B 3.物體做自由落體運動，Ek表示動能，Ep表示勢能，h表示下落的距離，以水平地面為零勢能面。下列所示圖象中能正確反映各物理量之間的關系的是(　　) 解析　設物體的質(zhì)量為m，初態(tài)勢能為E0，則有Ep＝E0－mg2t2＝E0－mv2＝E0－Ek＝E0－mgh。綜上可知只有B正確。 答案　B 4.(2018·梅州高一檢測)物體在合外力作用下做直線運動的v－t圖象如圖1所示。下列表述正確的是(　　) 圖1 A.在0～1 s內(nèi)，合外力做正功 B.在0～2 s內(nèi)，合外力總是做負功 C.在1～2 s內(nèi)，合外力不做

4、功 D.在0～3 s內(nèi)，合外力總是做正功 解析　根據(jù)動能定理，合外力做的功等于物體動能的變化，0～1 s內(nèi)，動能增加，所以合外力做正功，A正確；0～2 s內(nèi)動能先增加后減少，合外力先做正功后做負功，B錯誤；1～2 s內(nèi)，動能減少，合外力做負功，C錯誤；0～3 s內(nèi)，動能變化量為零，合力做功為零，D錯誤。 答案　A 5.(2018·煙臺高一檢測)一質(zhì)量均勻不可伸長的繩索，固定在A、B兩端，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖2所示。今在最低點C施加一豎直向下的力，將繩索緩慢拉至D點，在此過程中，繩索AB的重心位置將(　　) 圖2 A.升高 B.降低 C.先降低后升高 D.

5、始終不變 解析　物體的重心不一定在物體上，對于一些不規(guī)則的物體要確定重心是比較困難的，本題繩索的重心是不容易標出的。因此，要確定重心的變化，只有通過其他途徑確定。當用力將繩索緩慢地從C點拉到D點，外力在不斷地做正功，而繩索的動能不變，因此外力做功必定使繩索的重力勢能增加，故繩索的重心將升高。 答案　A 6.(2018·全國卷Ⅲ)如圖3，一質(zhì)量為m、長度為l的均勻柔軟細繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距l(xiāng)。重力加速度大小為g。在此過程中，外力做的功為(　　) 圖3 A.mgl B.mgl C.mgl D.mgl 解析　由題意

6、可知，PM段細繩的機械能不變，MQ段細繩的重心升高了，則重力勢能增加ΔEp＝mg·＝mgl，由功能關系可知，在此過程中，外力做的功為W＝mgl ，故選項A正確，B、C、 D錯誤。 答案　A 7.質(zhì)量為m的跳水運動員入水后受到水的阻力而豎直向下做減速運動，設水對他的阻力大小恒為F。那么在他減速下降到深度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當?shù)氐闹亓铀俣?(　　) A.他的動能減少了Fh B.他的重力勢能減少了mgh C.他的動能減少了(F－mg)h D.他的機械能減少了Fh 解析　跳水運動員入水減速下降h的過程中，他的重力勢能減少了mgh，則B選項正確；由動能定理知，動能減少了(F－

7、mg)h，則C選項正確，A錯誤；重力以外的力做的功等于機械能的變化，則D選項正確。 答案　BCD 8.(2018·丹東高一檢測)如圖4所示，長木板A放在光滑水平地面上，物體B以水平速度v0沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上。則從B沖到木板A上到相對板A靜止的過程中，下述說法中正確的是(　　) 圖4 A.摩擦力對物體B做負功，對物體A做正功 B.物體B動能的減少量等于系統(tǒng)損失的機械能 C.摩擦力對A物體做的功等于系統(tǒng)機械能增加量 D.物體B損失的機械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和 解析　物體B受的摩擦力方向向左，位移向右，故摩擦力對物體B做負功，A受B

8、給它的摩擦力向右，位移向右，故摩擦力對物體A做正功，故A正確；根據(jù)能量守恒定律，物體B動能的減少量等于A的機械能增量和系統(tǒng)損失的機械能之和，故B錯誤；根據(jù)動能定理，摩擦力對木板A做的功等于A動能的增加，故C錯誤；根據(jù)能量守恒定律，物體B損失的機械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和，故D正確，故選A、D。 答案　AD 9.(2018·銀川高一檢測)如圖5所示，質(zhì)量為1 kg的物塊靜止于水平面上，與之相連的輕質(zhì)彈簧處于自然伸直狀態(tài)，現(xiàn)用豎直向上的恒力F作用于彈簧上端，使物塊升高了0.2 m，在此過程中拉力F做了10 J的功。在上述過程中(g取10 m/s2) 圖5 A.彈簧的

9、彈性勢能增加了8 J B.物塊的動能增加了8 J C.彈簧的彈性勢能和物塊的動能總和增加了8 J D.物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加了10 J 解析　物塊的動能增加，重力勢能也增加，彈簧的彈性勢能也增加，由于拉力做功10 J，故系統(tǒng)機械能總量增加了10 J；物塊升高了0.2 m，故重力勢能增加量為：mgh＝2 J，故動能和彈性勢能增加量共為8 J，故A、B錯誤，C、D正確。 答案　CD 10.如圖6所示，傳送帶與水平地面的夾角為θ，傳送帶以速度v勻速運動，在傳送帶底端無初速地放置一個質(zhì)量為m的物體，當物體上升高度h時，物體已經(jīng)相對傳送帶靜止，在這個過程中對物體分析正確的是(　　)

10、 圖6 A.動能增加mgh B.動能增加mv2 C.機械能增加mgh＋mv2 D.重力勢能增加mgh＋mv2 解析　當物體相對傳送帶靜止時，物體的速度與傳送帶的速度相等，物體的動能增加了mv2，選項B正確，選項A錯誤；物體升高了h，物體的重力勢能增加了mgh，在該過程中物體的機械能增加了mgh＋mv2，選項C正確，D錯誤。 答案　BC 二、非選擇題(共5小題，共50分) 11.(6分)用如圖7所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。將彈簧放置在水平氣墊導軌上，左端固定，右端在O點；在O點右側的B、C位置各安裝一個光電門，計時器(圖中未畫出)與兩個光電門相連。先用米尺測得B、C兩點間距

11、離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，由靜止釋放，計時器顯示遮光片從B到C所用的時間t，用米尺測量A、O之間的距離x。 圖7 (1)計算滑塊離開彈簧時速度大小的表達式是________。 (2)為求出彈簧的彈性勢能，還需要測量________。 A.彈簧原長 B.當?shù)刂亓铀俣? C.滑塊(含遮光片)的質(zhì)量 (3)增大A、O之間的距離x，計時器顯示時間t將______。 A.增大 B.減小 C.不變 解析　(1)滑塊從B到C所用時間為t，B、C兩點間距離為s，則v＝。 (2)由于滑塊(含遮光片)彈出后速度為，其動能等于彈簧的彈性勢能，因此還需測量滑塊(含遮光

12、片)的質(zhì)量。 (3)增大A、O之間距離x，滑塊經(jīng)B、C間速度變大，計時器顯示時間t減小。 答案　(1)v＝　(2)C　(3)B 12.(10分)某同學用如圖8甲所示的裝置驗證機械能守恒定律： (1)安裝打點計時器時，紙帶的兩個限位孔必須處在同一________線上。 (2)接通電源，讓打點計時器正常工作后，松開________。 (3)將紙帶上打出的第一個點記為0，并在離0點較遠的任意點依次選取幾個連續(xù)的點，分別記為1、2、3……。量出各點與0點的距離h, 算出各點對應的速度，分別記為v1至v6，數(shù)據(jù)如下表： 代表符號 v1 v2 v3 v4 v5 v6 數(shù)值(m/

13、s) 2.80 2.99 3.29 3.39 3.59 3.78 表中有一數(shù)據(jù)有較大誤差，代表符號為________。 圖8 (4)修正數(shù)據(jù)后，該同學計算出各點對應速度的平方值，并作出v2－h(huán)圖象，如圖乙所示，若得出的直線斜率為k，則可測出重力加速度g＝________。與真實值相比，測出的g值________(選填“偏小”或“偏大”)。 解析　(1)根據(jù)本實驗要求可知：安裝打點計時器時，紙帶的兩個限位孔必須處在同一豎直線上。 (2)接通電源，讓打點計時器正常工作后，松開紙帶，讓紙帶和重物一起做自由落體運動。 (3)根據(jù)Δv＝gΔt知，相鄰記數(shù)點間的Δv一定相等，所

14、以v3數(shù)據(jù)誤差較大。 (4)由mgh＝mv2可得：g＝＝；由于重物和紙帶下落過程中受到限位孔的阻力作用，速度值偏小，即測量值與真實值相比，測出的值偏小。 答案　(1)豎直　(2)紙帶　(3)v3　(4)　偏小 13.(10分)(2018·蘇州高一檢測)如圖9所示，光滑坡道頂端距水平面高度為h，質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進入水平面上的滑道時無機械能損失，為使A制動，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線M處的墻上，另一端恰位于坡道的底端O點。已知在OM段，小物塊A與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，其余各處的摩擦不計，重力加速度為g。求： 圖9 (1)小物塊滑到O點時的速度；

15、(2)輕彈簧在最大壓縮量d時的彈性勢能(設輕彈簧處于原長時彈性勢能為零)。 解析　(1)由機械能守恒定律得mgh＝mv2，解得v＝。 (2)在水平滑道上小物塊A克服摩擦力所做的功為W＝μmgd 由能量守恒定律得mv2＝Ep＋μmgd 以上各式聯(lián)立得Ep＝mgh－μmgd。 答案　(1)　(2)mgh－μmgd 14.(12分)如圖10甲所示，質(zhì)量m＝1 kg的物體靜止在光滑的水平面上，t＝0時刻，物體受到一個變力F作用，t＝1 s 時，撤去力F，某時刻物體滑上傾角為37°的粗糙斜面；已知物體從開始運動到斜面最高點的v－t圖象如圖乙所示，不計其他阻力，求： 圖10 (1)變力

16、F做的功； (2)物體從斜面底端滑到最高點過程中克服摩擦力做功的平均功率； (3)物體回到出發(fā)點的速度。 解析　(1)物體1 s末的速度v1＝10 m/s，根據(jù)動能定理得： WF＝mv＝50 J (2)物體在斜面上升的最大距離：s＝×1×10 m＝5 m 物體到達斜面時的速度v2＝10 m/s，到達斜面最高點的速度為零，根據(jù)動能定理： －mgssin 37°－Wf＝0－mv 解得：Wf＝20 J，＝＝20 W (3)設物體重新到達斜面底端時的速度為v3，則根據(jù)動能定理： －2Wf＝mv－mv 解得：v3＝2m/s 此后物體做勻速直線運動，到達原出發(fā)點的速度為2m/s

17、答案　(1)50 J　(2)20 W　(3)2m/s 15.(12分)電機帶動水平傳送帶以速度v勻速傳動，一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ，如圖11所示，當小木塊與傳送帶相對靜止時，求： 圖11 (1)小木塊的位移； (2)傳送帶運動的路程； (3)小木塊獲得的動能； (4)摩擦過程產(chǎn)生的熱量； (5)電機帶動傳送帶勻速傳動輸出的總能量。 解析　(1)小木塊輕放在勻速運動的傳送帶上，二者相對滑動，小木塊在滑動摩擦力作用下加速，直到達到同速，二者相對靜止。據(jù)動能定理可得， μmgs＝mv2 則小木塊的位移為s＝ (2)小木塊由靜止勻加速到v所用時間為t，則t＝＝， 傳送帶勻速運動的路程為s0＝vt＝ (3)小木塊獲得的動能為Ek＝mv2 (4)相對運動過程摩擦產(chǎn)生的熱量等于克服摩擦力所做的功， 即Q＝f·s相對，其中s相對＝s0－s 因此Q＝μmg·＝mv2 (5)根據(jù)能量守恒定律知，電機帶動傳送帶勻速傳動輸出的總能量等于小木塊增加的動能和摩擦產(chǎn)生的熱量之和，即：E＝Q＋Ek＝mv2 答案　(1)　(2)　(3)mv2　(4)mv2 (5)mv2 9