2019-2020学年高中物理 第4章 能量守恒与可持续发展 能量守恒与可持续发展 章末过关检测（四）（含解析）沪科版必修2

章末过关检测(四)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24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a2一根粗细均匀的长直铁棒重600 n，平放在水平地面上现将一端从地面抬高050 m，而另一端仍在地面上，则()a铁棒的重力势能增加了300 jb铁棒的重力势能增加了150 jc铁棒的重力势能增加量为0d铁棒重力势能增加多少与势能零点选取有关，所以无法确定解析：选b铁棒的重心升高的高度h025 m，铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功，与势能零点的选取无关，即epmgh600025 j150 j3如图所示，演员正在进行杂技表演由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于()a03 jb3 jc30 j d300 j解析：选a由生活常识及题图知，一只鸡蛋的质量接近005 kg，上抛高度在06 m左右，则人对鸡蛋做的功wmgh03 j，故a对，b、c、d错4如图所示，在高15 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g取10 m/s2)()a10 j b15 jc20 j d25 j解析：选a由hgt2和vygt得vy m/s，落地时，tan 60可得v0 m/s，由机械能守恒可得epmv，可得ep10 j，故a正确5如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在处相遇(不计空气阻力)则()a两球同时落地b相遇时两球速度大小相等c从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量d相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等解析：选c设两球释放后经过时间t相遇，因它们的位移大小相等，故有v0tgt2gt2，得v0gt，这表明相遇时a球的速度为零，根据竖直上抛运动的对称性可知a球从抛出至落地时间为2t，而b球的落地时间小于2t，选项a、b错误；从开始到相遇，球a的机械能守恒，球a的动能减小量等于；球b的机械能守恒，球b的动能增加量等于，选项c正确；相遇后的任意时刻，a、b球的速度均不等，重力大小相同，所以重力的功率不等，选项d错误6如图所示，两个用不可伸长的细软线连接的小球，(球很小，可看成质点)跨过光滑的圆柱体，质量为m的b球处于刚好离开地面的位置，质量为2m的a球恰好与圆柱轴心o处一样高，释放后a球到达地面的速度是()a bc d解析：选ba、b构成的系统满足机械能守恒的条件，取地面为零势能面，初状态的机械能e1epa2mgr，设a到达地面时的速度为v，由于a、b在运动过程中速度大小始终相同，则末状态的机械能e2epbekaekbmgr(m2m)v2，由机械能守恒定律得2mgrmgr(m2m)v2，故v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，有多个选项正确全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)7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15l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mgld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8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wfmgcos l(1cos )b摩擦力对p做功wfmgsin l(1cos )c摩擦力对p做功等于零d支持力对p做功为wnmglsin 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：wnwg0，所以wnmghmglsin ，选项d对9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mghb由a到b重力势能减少c由a到b小球克服弹力做功为mghd小球到达位置b时弹簧的弹性势能为mgh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mghmv2ep，故b、c错误，d正确10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mghb动能增加mv2c机械能增加mghmv2d重力势能增加mghmv2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，在该过程中物体的机械能增加了mghmv2，选项c正确、d错误三、非选择题(本题共3小题，共52分按题目要求作答解答题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)11(14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0200 kg，b、f间的距离为1200 cm，g取98 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epmghbf020098012 j0235 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、ce、g(4)023512(18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025，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，f12mg，做正功；在第3 m内，f205mg，做负功；在第4 m内，f30滑动摩擦力fmg025mg，始终做负功对oa过程由动能定理列式得f1s1f2s2fsmv0即2mg2 m05mg1 m025mg4 mmv，解得va5 m/s(2)冲上斜面的过程，由动能定理得mglsin 300mv所以冲上斜面ab的长度l5 m答案：(1)5 m/s(2)5 m13(20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，h14 m，h18 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