2019-2020学年高中物理 第2章 能的转化与守恒章末过关检测（二） 鲁科版必修2

1 章末过关检测章末过关检测 二二 学生用书 p111 单独成册 时间 60 分钟 满分 100 分 一 单项选择题 本题共 5 小题 每小题 6 分 共 30 分 在每小题给出的四个选项中 只有一个选项正确 1 根据能量转化与转移的方向性 下列判断正确的是 a 电能可全部转变为内能 b 在火力发电中 燃气的内能可能全部转变为电能 c 热机中 燃气内能可能全部转化为机械能 d 在热传导中 热量可能自发地从低温物体传向高温物体 解析 选 a 自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过 程 在火力发电中 燃气的内能不能全部转变为电能 机械能可以完全转化为内能 反过 来 内能就不能自发地并不引起任何变化地全部转化为机械能 在热传递过程中 热量总 是自发地从高温物体向低温物体转移 而不可能自发地从低温物体向高温物体转移 故 b c d 错误 电能可全部转变为内能 正确选项是 a 2 一个质量为 0 3 kg 的弹性小球 在光滑水平面以 6 m s 的速度垂直撞到墙上 碰 撞后小球沿相反的方向运动 反弹后的速度大小为 4 m s 则碰撞前后小球速度的变化量 v和动能变化量 ek的大小为 v 2 m s v 10 m s ek 0 6 j ek 3 j a b c d 解析 选 d 速度是矢量 所以速度的变化遵循平行四边形定则 v 10 m s 动能 是标量 ek mv mv 0 3 42 62 j 3 j 即动能减少了 3 j 故选项 d 1 22 2 1 22 1 1 2 正确 3 在足球比赛中 甲队队员在乙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 如图所示 已知球门高度为h 足球飞入球门时的速度为v 足球质量为m 不计 空气阻力且足球可视为质点 则该队员将足球踢出时对足球做的功为 a mv2 b mgh mv2 1 2 1 2 2 c mgh d mv2 mgh 1 2 解析 选 b 运动员踢球做的功等于足球获得的动能 根据动能定理得w mv 足球 1 22 0 从被运动员以速度v0踢出到入球门 只有重力做功 机械能守恒 则mv mgh mv2 1 22 0 1 2 故w mv mgh mv2 不要把运动员踢球做的功误认为只等于足球入球门时的动能或足 1 22 0 1 2 球增加的重力势能 4 一架喷气式飞机 质量m 5 3 103 kg 起飞过程从静止开始滑跑的路程为 s 530 m 时 达到起飞的速度v 60 m s 在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机所受重 力的 0 02 倍 则飞机受到的牵引力约为 a 6 103 n b 1 2 104 n c 1 9 104 n d 2 2 104 n 解析 选 c 取飞机为研究对象 对起飞过程进行分析 飞机受到重力g 支持力fn 牵引力 f和阻力f作用 如图所示 各力做的功分别为wg 0 wfn 0 wf fs wf kmgs 起飞过程中的初动能为 0 末动能为mv2 1 2 据动能定理得fs kmgs mv2 0 1 2 代入已知数据得f kmg m 1 9 104 n v2 2s 5 如图所示 为 圆弧轨道 bc为水平直轨道 圆弧的半径为r bc的长度也是r ab 1 4 一质量为m的物体 与两个轨道间的动摩擦因数都为 当它由轨道顶端a从静止开始下 落时 恰好运动到c处停止 那么物体在段克服摩擦力所做的功为 ab a b mgr 2 mgr 2 c mgr d 1 mgr 3 解析 选 d 设物体在段克服摩擦力所做的功为wab 物体从a到c全过程 据动能 ab 定理 有 mgr wab mgr 0 所以wab mgr mgr 1 mgr 二 多项选择题 本题共 4 小题 每小题 6 分 共 24 分 在每小题给出的四个选项中 有多个选项符合题目要求 全选对的得 6 分 选对但不全的得 3 分 有错选或不答的得 0 分 6 在一种叫 蹦极 的运动中 质量为m的游戏者身上系一根长为l 弹性优良的轻 质柔软橡皮绳 从高处由静止开始下落 1 5l时到达最低点 若在下落过程中不计空气阻力 则关于整个过程以下说法正确的是 a 速度先增大后减小 b 加速度先不变后减小再增大 c 动能增加了mgl d 重力势能减少了mgl 解析 选 ab 人开始只受重力 则在绳张紧之前人做自由落体运动 速度增加 动能 增加 绳张紧后 绳的弹力开始增大 但开始时仍小于重力 故人继续加速 直到弹力等 于人的重力 此后 人受到的弹力大于重力 故人开始减速 速度减小 绳子继续伸长 弹力越来越大 合力向上越来越大 故加速度也越来越大 由以上分析可知 人的速度是 先增大后减小 加速度先保持不变 然后减小 后又增大 故 a b 正确 人在下落的最后 人的速度为零 故动能的变化为零 故 c 错误 人下落的高度大于l 故重力做功大于 mgl 故重力势能减小量大于mgl 故 d 错误 7 如图所示 ab板长为l b端放有质量为m的小物体p 可视为质点 物体与板的动摩 擦因数为 开始时板水平 若绕a缓慢转过一个小角度 的过程中 物体始终保持与 板相对静止 则这个过程中 a 摩擦力对p做功wf mgcos l 1 cos b 摩擦力对p做功wf mgsin l 1 cos c 摩擦力对p做功等于零 d 支持力对p做功为wn mglsin 解析 选 cd 物体随板运动的过程中 在静摩擦力方向上 物体没有位移 做功为零 选项 a b 错 c 对 支持力做正功 由动能定理知 wn wg 0 所以wn mgh mglsin 选项 d 对 4 8 如图所示 一质量为m的小球固定在轻质弹簧的一端 弹簧的另一端固定在o点处 将小球拉至a处 弹簧恰好无形变 由静止释放小球 它运动到o点正下方b点时速度为 v a b之间的竖直高度差为h 则 a 由a到b重力做功为mgh b 由a到b重力势能减少 mv2 2 c 由a到b小球克服弹力做功为mgh d 小球到达位置b时弹簧的弹性势能为mgh mv2 2 解析 选 ad 小球由a到b重力做功为mgh a 正确 小球由a到b重力势能减少了 mgh 由能量守恒 或功能关系 知小球减少的重力势能一部分变为小球的动能 一部分用来 克服弹簧弹力做功 变为弹簧的弹性势能 即mgh mv2 ep 故 b c 错误 d 正确 1 2 9 如图所示 传送带与水平地面的夹角为 传送带以速度v匀速运动 在传送带底端 无初速地放置一个质量为m的物体 当物体上升高度h时 物体已经相对传送带静止 在 这个过程中对物体分析正确的是 a 动能增加mgh b 动能增加mv2 1 2 c 机械能增加mgh mv2 1 2 d 重力势能增加mgh mv2 1 2 解析 选 bc 当物体相对传送带静止时 物体的速度与传送带的速度相等 物体的动 能增加了mv2 选项 b 正确 选项 a 错误 物体升高了h 物体的重力势能增加了mgh 1 2 5 在该过程中物体的机械能增加了mgh mv2 选项 c 正确 d 错误 1 2 三 非选择题 本题共 3 小题 共 46 分 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 10 12 分 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律 甲 乙 1 为了减少 带来的误差 打点计时器的两个限位孔中心连线应在一条竖直线上 2 实验操作时 先 再 选填 释放纸带 或 接通打点 计时器电源 3 如图乙是某次实验得到的一条纸带 a b c d e f g是连续的七个点 为验 证重锤对应b点和f点时的机械能是否相等 并使数据处理简便 应测量 两点间 的距离 两点间的距离和b f两点间的距离 4 若重锤质量为 0 200 kg b f间的距离为 12 00 cm g取 9 8 m s2 对应b到f 的下落过程中 重锤重力势能的减少量 ep j 计算结果保留三位有效数字 解析 1 为了减少纸带与限位孔之间的摩擦带来的误差 打点计时器的两个限位孔中 心连线应在一条竖直线上 2 实验时应先接通打点计时器电源 待打点稳定后再释放纸带 3 实验需要计算b点和f点的速度 应该测量a c两点间的距离和e g两点间的距 离 4 重锤由b点到f点的下落过程中 重力势能的减少量 ep mghbf 0 200 9 8 0 12 j 0 235 j 答案 1 纸带与限位孔之间的摩擦 2 接通打点计时器电源 释放纸带 3 a c e g 4 0 235 6 11 16 分 如图甲所示 在倾角为 30 足够长的光滑斜面ab前 有一粗糙水平面 oa oa长为 4 m 有一质量为m的滑块 从o处由静止开始受一水平向右的力f作用 f 按图乙所示的规律变化 滑块与oa间的动摩擦因数 0 25 g取 10 m s2 试求 1 滑块到a处时的速度大小 2 不计滑块在a处的速率变化 滑块冲上斜面ab的长度是多少 解析 1 由题图乙知 在前 2 m 内 f1 2mg 做正功 在第 3 m 内 f2 0 5mg 做负功 在第 4 m 内 f3 0 滑动摩擦力f mg 0 25mg 始终做负功 对oa过程由动能定理列式得 f1s1 f2s2 fs mv 0 1 22a 即 2mg 2 m 0 5mg 1 m 0 25mg 4 m mv 1 22a 解得va 5 m s 2 2 冲上斜面的过程 由动能定理得 mglsin 30 0 mv 1 22a 所以冲上斜面ab的长度l 5 m 答案 1 5 m s 2 5 m 2 12 18 分 滑板运动是一项惊险刺激的运动 深受青少年的喜爱 如图所示是滑板运 动的轨道 ab和cd是两段圆弧形轨道 bc是一段长 7 m 的水平轨道 一运动员从ab轨道 上的p点以 6 m s 的速度下滑 经bc轨道后冲上cd轨道 到q点时速度减为零 已知运动员的质量为 50 kg h 1 4 m h 1 8 m 不计圆弧 轨道上的摩擦 g取 10 m s2 求 1 若以水平轨道为零势能面 运动员在p q两点的机械能各多大 2 运动员第一次经过b点 c点时的速度各是多少 3 运动员与bc轨道间的动摩擦因数 7 解析 1 以水平轨道平面为零势能面 运动员在p q两位置的机械能分别为ep eq ep mv m