2020版新教材高中物理章末综合测评4新人教版必修2.docx

章末综合测评(四)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第810题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1关于功和功率的计算，下列说法中正确的是()A用WFxcos 可以计算变力做功B用W合Ek2Ek1可以计算变力做功C用WPt只能计算恒力做功D用P可以计算瞬时功率BWFxcos 是恒力做功公式，不可以计算变力做功，故A错误；动能定理W合Ek2Ek1既可以计算恒力做功，也可以计算变力做功，故B正确；用WPt计算的是恒定功率下，外力做的功，此力可以是恒力，也可以是变力，C错误；用P计算的是平均功率，不能计算瞬时功率，D错误2A、B两物体的质量之比mAmB21，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示那么，A、B两物体所受摩擦力之比FAFB与A、B两物体克服摩擦力做的功之比WAWB分别为()A21,41B41,21C14,12 D12,14B由题图可知，物体A的加速度大小aA，物体B的加速度大小aB，根据牛顿第二定律可得，物体A、B受到的摩擦力分别为FAmAaA，FBmBaB，又mAmB21，所以FAFB41；vt图象中图线与横轴所围的面积表示位移，从开始运动到停止，A、B两物体的位移分别为lA，lBv0t，又功WFlcos ，所以WAWBFAlAFBlB21，故选项B正确3.质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，0t1段为直线，从t1时刻起汽车保持额定功率不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f，则()A0t1时间内，汽车的牵引力等于mBt1t2时间内，汽车做匀加速运动Ct1t2时间内，汽车的功率等于fv1Dt1t2时间内，汽车的功率等于fv2D0t1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度a，根据牛顿第二定律得，Ffma，解得牵引力Ffm，故A错误从t1时刻起汽车的功率保持不变，根据PFv可知，随速度的增加，牵引力减小，则a，可知汽车在t1t2时间内做加速度减小的加速运动，选项B错误；在t2时刻，汽车的加速度为零，则Ff，此时汽车的功率PFv2fv2，选项D正确，C错误；故选D. 4如图所示，一质量为m、边长为a的正方体物块与地面间的动摩擦因数为0.1.为使它水平移动距离a，可以用将它翻倒或向前缓慢平推两种方法，则下列说法中正确的是()A将它翻倒比平推前进做功少B将它翻倒比平推前进做功多C两种情况做功一样多D两种情况做功多少无法比较B使物块水平移动距离a，若将它翻倒一次，需要克服重力做功，使其重心位置由离地h1增加到h2a，所以至少需要做功W1mg(h2h1)mg(1)a；而缓慢平推需要做功W2mga0.1mgaab，选项A错误；根据图象与时间轴所夹面积可知在水平面滑行时，xaxb，选项B正确；在斜面上运动，受力分析有mgsin mgcos ma解得：，因aaab，所以ab，选项C正确；整个过程由动能定理可得：mghWf0，解得Wfmgh，选项D错误10如图所示，将完全相同的四个小球1、2、3、4分别从同一高度由静止释放(图甲、丙、丁)和平抛(图乙)，其中图丙、丁分别是倾角为45和60的光滑斜面，不计空气阻力，则下列对四种情况下相关物理量的比较正确的是()甲 乙 丙丁A落地时间t1t2t3t4B全程重力做功W1W2W3W4C落地瞬间重力的功率P1P2P3P4D全程重力做功的平均功率BD设高度为h，在图甲中做自由落体，则时间为：t1图乙做平抛运动，竖直方向是自由落体运动，则时间为：t2设斜面倾角为，则根据牛顿第二定律：agsin ，则：gsin t2即时间为：t，将45和60分别代入可以得到：t3，t4即：t1t2t4t3，故选项A错误；由于重力做功只与高度有关，高度相同，则重力的功相同，即W1W2W3W4mgh，故选项B正确；图甲和乙竖直方向是自由落体运动，则落地时竖直方向的速度为：v，与重力的方向夹角为0；在图丙和丁中沿斜面到达底端的速度为：v，与重力的方向夹角为；根据功率的公式：PFvcos mgvcos ，则有：P1P2P4P3，故选项C错误；根据平均功率的公式：可知，由于W1W2W3W4mgh，而且t1t2t4t3，则可以得到：，故选项D正确二、非选择题(本题共6小题，共60分，按题目要求作答)11(6分)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x.(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是 (2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量 A弹簧原长B当地重力加速度C滑块(含遮光片)的质量(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将 A增大 B减小C不变解析(1)滑块从B到C所用时间为t，B、C两点间距离为s，则v.(2)由于滑块(含遮光片)弹出后速度为，其动能等于弹簧的弹性势能，因此还需测量滑块(含遮光片)的质量(3)增大A、O之间距离x，滑块经B、C间速度变大，计时器显示时间t减小答案(1)v(2)C(3)B12(8分)在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是 ，可选择的实验器材是 (填字母代号)(2)下列方法有助于减小实验误差的是 A在重锤的正下方地面铺海绵B必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒C重复多次实验，重物必须从同一位置开始下落D重物的密度尽量大一些(3)完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离时如图所示，已知打点计时器每0.02 s打一个点，则B点对应的速度vB m/s.若H点对应的速度为vH，重物下落的高度为hBH，重物质量为m，当地重力加速度为g，为得出实验结论完成实验，需要比较mghBH与 的大小关系(用题中字母表示)解析(1)在实验中需要用刻度尺测量纸带上点与点间的距离，从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表用电火花计时器时就不用学生电源必须选取的实验器材为重物、电火花计时器、毫米刻度尺重锤的质量可以测量也可以不测量，可选择的实验器材为天平(2)A.在重锤的正下方地面铺海绵可以防止摔坏实验器材，故A错误；B不一定要从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒，故B错误；C重复多次实验时，重物不需要从同一位置开始下落，故C错误；D重物下落时受到空气阻力和纸带与限位孔之间的摩擦会使实验误差变大所以选重物的密度尽量大一些，可以减小受到的阻力的影响，可减少实验误差故D正确(3)打B点时对应的速度等于A、C两点间的平均速度，vB m/s1.35 m/s; 如果机械能守恒，物体减小的重力势能等于增加的动能，则mghmv2，即mghBHmvmv.答案(1)AEFD(2)D(3)1.35mvmv13(8分)游乐场过山车的运动情况可以抽象为如图所示的模型，弧形轨道AB的下端B点与半径为R的竖直圆轨道平滑连接，质量为m的小球从弧形轨道上离水平地面高度为h的A点由静止开始滚下，小球进入竖直圆轨道后顺利通过圆轨道最高点C，不考虑摩擦等阻力，重力加速度为g.求：(1)小球位于A点时的重力势能(以水平地面为参考平面)；(2)小球从A点运动到C点的过程中，重力所做的功；(3)小球经过C点时的速度大小解析(1)以水平地面为参考平面，小球位于A点时的重力势能Epmgh.(2) 小球从A点运动到C点的过程中，WGmg(h2R)(3)从A到C运用动能定理：WGmv，vC.答案(1)mgh(2)mg(h2R)(3)14(12分)质量为1.0103 kg的汽车，汽车发动机的额定输出功率为5.6104 W，沿倾角为30的斜坡由静止开始从坡底向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N，开始时以a1 m/s2的加速度做匀加速运动(取g10 m/s2)求：(1)汽车做匀加速运动持续的时间t1；(2)汽车所能达到的最大速率；(3)若斜坡长143.5 m，且认为汽车达到坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间？解析(1)根据牛顿第二定律有： Fmgsin 30fma设匀加速过程的末速度为v，则有：PFv；vat1代入数值，联立解得：匀加速的时间为t17 s.(2)当达到最大速度vm时，有：P(mgsin 30f)vm解得：汽车的最大速度为vm8 m/s.(3)汽车匀加速运动的位移为x1at24.5 m在后一阶段牵引力对汽车做正功，重力和阻力做负功，根据动能定理有：Pt2(mgsin 30f)x2mvmv2, 又有x2xx1代入数值，联立求解得：t215 s所以汽车总的运动时间为tt1t222 s.答案(1)7 s(2)8 m/s(3)22 s15(12分)如图所示，A物体用板托着，位于离地h1.0 m处，轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连，绳子处于绷直状态，已知A物体质量M1.5 kg，B物体质量m1.0 kg，现将板抽走，A将拉动B上升，设A与地面碰后不反弹，B上升过程中不会碰到定滑轮，问：(1)A落地前瞬间的速度大小为多少？(2)B物体在上升过程中离地的最大高度为多大？解析(1)A落地时，A、B系统重力势能的减少量Ep减Mghmgh，系统动能的增加量Ek增(Mm)v2根据系统机械能守恒有Mghmgh(Mm)v2故A落地前瞬间，A、B物体的瞬时速度v2 m/s(2)A落地后，B物体上升过程机械能守恒，设上升h后速度变为零，取地面为参考平面故：mghmv2mg(hh)所以h0.2 m故B物体离地面的最大高度为hh1.2 m.答案(1)2 m/s(2)1.2 m16(14分)如图甲所示，质量m1 kg的物体静止在光滑的水平面上，t0时刻，物体受到一个变力F作用，t1 s时，撤去力F，某时刻物体滑上倾角为37的粗糙斜面；已知物体从开始运动到斜面最高点的vt图象如图乙所示，不计其他阻力，求：甲乙(1)变力F做的功；(2)物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率；(3)物体回到出发点的速度解析(1)物体