2017_2018学年高中物理第七章机械能守恒定律章末质量评估新人教版.docx

第七章 机械能守恒定律章末质量评估(三)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.如图所示，在水平的船板上有一人拉着固定在岸边树上的绳子，用力使船向前移动关于力对船做功的下列说法中正确的是()A绳的拉力对船做了功B人对绳的拉力对船做了功C树对绳子的拉力对船做了功D人对船的静摩擦力对船做了功解析：绳的拉力、人对绳子的拉力和树对绳子的拉力都没有作用于船，没有对船做功只有人对船的静摩擦力作用于船，且船发生了位移，故对船做了功，且做正功，故选项A、B、C错误，D正确答案：D2.一小球从如图所示的弧形轨道上的A点，由静止开始滑下由于轨道不光滑，它仅能滑到B点由B点返回后，仅能滑到C点，已知A、B高度差为h1，B、C高度差为h2，则下列关系正确的是()Ah1h2Bh1h2Ch1h2 Dh1、h2大小关系不确定解析：由能的转化和守恒定律可知，小球由A到B的过程中重力势能减少mgh1，全部用于克服摩擦力做功，即WABmgh1.同理，WBCmgh2，又随着小球最大高度的降低，每次滑过的路程越来越短，必有WABWBC，所以mgh1mgh2，得h1h2，故C正确答案：C3.如图所示，在电梯中的斜面上放置了一滑块，在电梯加速上升的过程中，滑块相对斜面静止则在该过程中()A斜面对滑块的弹力对滑块所做的功等于滑块增加的重力势能B滑块所受合力对滑块所做的功等于滑块增加的机械能C斜面对滑块的摩擦力对滑块做负功D斜面对滑块的弹力对滑块所做的功小于滑块增加的机械能解析：滑块克服重力所做的功等于滑块增加的重力势能，故选项A错误；合力对滑块所做的功等于滑块动能的增量，故选项B错误；斜面对滑块的摩擦力沿斜面向上，故摩擦力做正功，选项C错误；斜面对滑块的弹力、摩擦力对滑块做的总功等于滑块机械能的增量，故选项D正确答案：D4质量为m的汽车由静止开始以加速度a做匀加速运动，经过时间t，汽车达到额定功率，则下列说法正确的是 ()Aat即为汽车额定功率下的速度最大值Bat不是汽车额定功率下的速度最大值C汽车的额定功率是ma2tD题中所给条件可以求出汽车的额定功率解析：汽车额定功率下的最大速度是a0时，vm，故选项A错误，B正确汽车的功率是牵引力的功率，不是合力的功率，故选项C错误由FFfma，得FFfma，因Ff不知，则F不知，故求不出汽车的额定功率，故选项D错误答案：B5将质量为m的小球在距地面高度为h处竖直向上抛出，抛出时的速度大小为v，小球落到地面上时的速度大小为3v，若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球整个运动过程，下列说法正确的是()A合外力对小球做的功为4mv2B重力对小球做的功等于mghC小球落地时的机械能会变大D小球克服空气阻力做的功为mv2解析：根据动能定理，合外力对小球所做的功等于小球动能的变化量，故有W合W重W阻m(3v)2mv24mv2，选项A正确；W重Ep1Ep2mgh，选项B错误；空气阻力对小球做负功，小球落地时机械能减少，选项C错误；小球克服空气阻力做的功W阻mv2mghm(3v)2mgh4mv2，选项D错误答案：A6如图所示，ab是个位于竖直平面内的光滑圆弧形轨道，高度为h，轨道的末端与水平轨道相切于b点一个小木块质量为m，在顶端a处由静止释放后沿轨道滑下，最后停止在水平段的c点现使小木块从c点出发，靠惯性沿原路恰好回到a点，小木块具有初动能的值为Ek，则()AEkmgh BmghEk2mghCEk2mgh DEk2mgh解析：对于下滑过程中由动能定理可得：mghWf0，对于上滑过程：mghWf0Ek，联立解得Ek2mgh，故选项C正确答案：C7.如图，一颗小弹丸从离水面不高处落入水中，溅起的几个小水珠可以跳得很高(不计能量损失)，下列说法正确的是()A小弹丸下落时具有的重力势能等于几个水珠在最高点的重力势能B小弹丸下落时具有的重力势能大于几个水珠在最高点的重力势能C小弹丸下落时具有的重力势能小于几个水珠在最高点的重力势能D小水珠跳起的高度超过弹丸下落的高度，是违背能量守恒的解析：弹丸的重力势能转化弹丸的动能，再转化为水的弹性势能最后转化成小水珠的动能，小水珠升高的过程中，动能又转化为重力势能(即表现为小水珠的高度)，在这一过程中，水的总动能要小于弹丸的动能，但是，各个水珠的质量都比较小，因此，小水珠跳起的高度存在多种可能性当弹丸的质量又比较大的时候，完全有可能出现个别小水珠跳起的高度较高的情况，甚至可以超过弹丸下落的高度故B正确，A、C、D都错误答案：B8.如图所示，一个质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30的固定斜面，其运动的加速度大小为0.6g，该物体在斜面上上升的最大高度为h，g取10 m/s2，则在这个过程中物体的()A机械能守恒 B重力势能增加了0.5mghC动能损失了1.1mgh D机械能损失了0.2mgh解析：由牛顿第二定律，得mgsin 30fm0.6g，解得摩擦力f0.1mg，此过程有摩擦力做功，机械能不守恒，故A错误；物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了Epmgh，故B错误；由动能定理，可知动能损失量等于合外力做功的大小，即EkF合sm0.6g2h1.2mgh，故C错误；由功能关系，知机械能的损失量为Efs0.1mg2h0.2mgh，故D正确答案：D9如图所示，小球以初速度v0从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，则经过A点的速度大小为()A. B.C. D.解析：设小球从A到B克服摩擦力做的功为Wf，小球从A至B，由动能定理，有Wfmgh0mv.小球从B至A，由动能定理，有mghWfmv0.解以上两式得vA，B对答案：B10(2014大纲全国卷)一物块沿倾角为的斜坡向上滑动当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H，如图所示当物块的初速度为时，上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为 ()Atan 和B.tan 和Ctan 和D.tan 和解析：设物块与斜坡之间的动摩擦因数为， 由动能定理可得mgHmgcos 0mv2和mghmgcos 0m，解得h，tan ，所以选项D正确答案：D二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11如图所示，长木板A放在光滑水平地面上，物体B以水平速度v0冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中，下列说法正确的是()A摩擦力对物体B做负功，对物体A做正功B物体B动能的减少量等于系统损失的机械能C摩擦力对A物体做的功等于系统机械能增加量D物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和解析：B受的摩擦力方向向左，位移向右，故摩擦力对物体B做负功，A受B给他的摩擦力向右，位移向右，故摩擦力对物体A做正功，故A正确；根据能量守恒定律，物体B动能的减少量等于A的机械能增量和系统损失的机械能之和，故B错误；根据动能定理，摩擦力对木板A做的功等于A动能的增加，故C错误；根据能量守恒定律，物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和，故D正确，故选A、D.答案：AD12如图所示，是一儿童游戏机的工作示意图光滑游戏面板与水平面成一夹角，半径为R的四分之一圆弧轨道BC与AB管道相切于B点，C点为圆弧轨道最高点，轻弹簧下端固定在AB管道的底端，上端系一轻绳，绳通过弹簧内部连一手柄P.将弹珠投入AB管内，缓慢下拉手柄使弹簧被压缩，释放手柄，弹珠被弹出，与游戏面板内的障碍物发生一系列碰撞后落入弹槽里，根据入槽情况可以获得不同的奖励假设所有轨道均光滑，忽略空气阻力和手柄质量，弹珠视为质点某次缓慢下拉手柄，使弹珠与B点距离为L，释放手柄，弹珠被弹出，到达C点速度为v，下列说法正确的是()A弹珠从释放手柄开始到触碰障碍物之前的过程中机械能守恒B弹珠从释放手柄到离开弹簧的过程中，其动能先增大后减小C弹珠脱离弹簧的瞬间，其动能和重力势能之和达到最大D此过程中，弹簧的最大弹性势能为mg(LR)sin mv2解析：弹珠从释放手柄开始到触碰障碍物之前的过程中，弹簧对弹珠做正功，其机械能增加，故A错误；弹珠从释放手柄到离开弹簧的过程中，弹簧的弹力先大于重力沿斜面向下的分力，后小于重力沿斜面向下的分力，先加速后减速，所以其动能先增大后减小，故B正确；释放手柄，弹簧的弹力对弹珠做正功，弹珠的动能和重力势能之和不断增大，根据弹珠和弹簧组成的系统机械能守恒知，弹珠脱离弹簧的瞬间，弹簧的弹性势能全部转化为弹珠的动能和重力势能，所以此瞬间动能和重力势能之和达到最大，故C正确；根据系统的机械能守恒得，弹簧的最大弹性势能等于弹珠在C点的机械能，为mg(LR)sin mv2，故D正确答案：BCD13.如图所示，在排球比赛中，假设排球运动员某次发球后排球恰好从网上边缘过网，排球网高H2.24 m，排球质量为m300 g，运动员对排球做的功为W120 J，排球运动过程中克服空气阻力做功为W24.12 J，重力加速度g取10 m/s2.球从手刚发出位置的高度h2.04 m，选地面为零势能面，则()A与排球从手刚发出时相比较，排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为6.72 JB排球恰好到达球网上边缘时的机械能为22 JC排球恰好到达球网上边缘时的动能为15.88 JD与排球从手刚发出时相比较，排球恰好到达球网上边缘时动能的减少量为4.72 J解析：与排球从手刚发出时相比较，排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为mg(Hh)0.310(2.242.04) J0.6 J，故A错误；根据功能关系可得，排球恰好到达球网上边缘时的机械能为mghW1W20.3102.04 J20 J4.12 J22 J，故B正确；由动能定理可知，排球恰好到达球网上边缘时的动能为W1W2mg(Hh)15.28 J，故C错误；与排球从手刚发出时相比较，排球恰好到达网上边缘时动能的减少量为W2mg(Hh)4.72 J，故D正确答案：BD14某兴趣小组遥控一辆玩具车，使其在水平路面上由静止启动，在前2 s内做匀加速直线运动，2 s末达到额定功率，2 s到14 s保持额定功率运动，14 s末停止遥控，让玩具车自由滑行，其vt图象如图所示可认为整个过程玩具车所受阻力大小不变，已知玩具车的质量为m1 kg，取g10 m/s2，则()A玩具车所受阻力大小为2 NB玩具车在4 s末牵引力的瞬时功率为9 WC玩具车在2 s到10 s内位移的大小为39 mD玩具车整个过程的位移为90 m解析：由图象可知在14 s后的加速度a2m/s21.5 m/s2，故阻力fma21.5 N，A错误；玩具车在前2 s内的加速度a11.5 m/s2，由牛顿第二定律可得牵引力Fma1f3 N，当t2 s时达到额定功率P额Fv9 W此后玩具车以额定功率运动，速度增大，牵引力减小，所以t4 s时功率为9 W，B正确；玩具车在2到10秒内做加速度减小的加速运动，由动能定理得P额tfs2mvmv，解得s239 m，故C正确；由图象可知总位移s32 m39 m64 m46 m78 m，故D错误答案：BC三、非选择题(本题共4小题，共46分把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(8分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图(a)所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能图(a)(1)实验中涉及下列操作步骤：把纸带向左拉直松手释放物块接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是_(填入代表步骤的序号)(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为_m/s.比较两纸带可知，_(选填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能更大些图(b)解析：(1)先压缩弹簧，松手后，弹簧的弹性势能转化为物块离开弹簧时的动能，测量出动能就可得到弹性势能，保证纸带拉直且先接通电源后释放纸带，则正确步骤是.(2)离开弹簧后，由于桌面光滑，物块做匀速直线运动打点周期为0.02 s，取M纸带中最后两段求平均值，则v m/s1.29 m/s，因为纸带M匀速段相邻打点间距大，故纸带M对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大答案：(1)(2)1.29M16(8分)目前上海有若干辆超级电容车试运行，其特点是充电快、运行远，只需在乘客上车间隙充电30 s1 min，就能行驶3 km5 km.假设有一辆超级电容车，质量m2103 kg，额定功率P60 kW，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力f是车重的k0.1倍，g取10 m/s2.求：(1)超级电容车在此路面上能达到的最大速度vm；(2)超级电容车从静止开始以a0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动所能维持的时间t；(3)超级电容车以额定功率从静止开始运动经过t50 s达到最大速度过程中的位移x.解析：(1)由题意可知，当超级电容车速度达到最大值时，有F牵f0，fkmg，PF牵vm，联立，得vm30 m/s.(2)设车在匀加速阶段最终速度为v，则有PF牵v，F牵fma，vat，联立得t40 s(3)由动能定理，得Ptfxmv0，解得x1 050 m.答案：(1)30 m/s(2)40 s(3)1 050 m17(12分)光滑的长轨道形状如图所示，底部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内，A、B为两质量相同的小环，用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，将A、B两环从图示位置静止释放，A环距底部2R.不考虑轻杆和轨道的接触，即忽略系统机械能的损失，求：(1)A、B两环进入半圆形底部前，杆上的作用力；(2)A环到达最低点时，两环的速度大小；(3)若轻杆长为2R，A环仍从距底部2R处静止释放，经过半圆形底部再次上升后离开底部的最大高度解析：(1