2017-2018学年同步备课套餐之高一物理泸科版必修二讲义：章末检测（第三章 动能的变化与机械功）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精章末检测（第3章)(时间:90分钟满分:100分）一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分）1.下面列举的情况中所做的功不为零的是（）A.举重运动员,举着杠铃在头上方停留3s,运动员对杠铃做的功B。木块在粗糙的水平面上滑动，支持力对木块做的功C.一个人用力推一个笨重的物体，但没推动，人的推力对物体做的功D。自由落体运动中，重力对物体做的功答案D解析举重运动员举着杠铃在头上方停留3s的时间内，运动员对杠铃施加了竖直向上的支持力,但杠铃在支持力方向上没有位移，所以运动员对杠铃没有做功；木块滑动过程中,在支持力方向上没有位移，故支持力对木块没有做功；人推物体但没推动,只有力而没有位移，做的功等于零；自由落体运动中，重力竖直向下，物体的位移也竖直向下，故重力对物体做了功，D选项正确。2。某运动员臂长为L，将质量为m的铅球推出，铅球出手时的速度大小为v0，方向与水平方向成30°角，则该运动员对铅球所做的功是(）A。eq\f(mgL＋v\o\al（2，0）,2） B.mgL＋eq\f（1，2)mveq\o\al(2,0)C.eq\f(1，2)mveq\o\al(2，0) D。mgL＋mveq\o\al（2,0）答案A解析设运动员对铅球做功为W,由动能定理得W－mgLsin30°＝eq\f（1，2）mveq\o\al（2,0),所以W＝eq\f（1，2）mgL＋eq\f（1,2)mveq\o\al（2，0）。3。假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的(）A。4倍B.2倍C。eq\r(3)倍D.eq\r(2）倍答案D解析设f＝kv,当阻力等于牵引力时，速度最大,输出功率变化前,有P＝Fv＝fv＝kv·v＝kv2，变化后有2P＝F′v′＝kv′·v′＝kv′2，联立解得,v′＝eq\r(2）v，D正确.4.如图1,水平放置的光滑板中心开一小孔O，穿过一细绳，绳的一端系一小球，另一端用力F拉着使球在平板上做半径为r的匀速圆周运动,在运动过程中逐渐增大拉力，当拉力增大为8F时，球的运动半径减小为eq\f(r，2），在此过程中拉力做的功为(）图1A。0B。1。5FrC.3。5FrD.4Fr答案B解析开始：F＝meq\f（v\o\al（2,1)，r）后来：8F＝meq\f(v\o\al（2,2)，\f(r,2))解得W＝eq\f（1，2）mveq\o\al(2，2)－eq\f(1，2)mveq\o\al（2，1）＝1.5Fr,B正确.5.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P.快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶.下面四个图像中，哪个图像正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系（)答案C解析功率减小一半后，汽车做加速度越来越小的减速运动,最终匀速运动.故C正确。6.如图2所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下，已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ，滑雪者（包括滑雪板）的质量为m，A、B两点间的水平距离为l.在滑雪者经过AB段的过程中,摩擦力所做功的大小为（已知滑雪者从斜坡滑上水平面时没有动能损失）（)图2A。大于μmgl B.小于μmglC.等于μmgl D.以上三种情况都有可能答案C解析设在斜面上滑动的距离为x，斜面倾角为θ，由A到B的过程中摩擦力所做的功为Wf＝－μmgcosθ·x－μmg(l－xcosθ)＝－μmgl,故C正确。7。某人通过定滑轮将一物体提升，第一次此人竖直向下拉绳，如图3甲所示，使物体匀速上升高度h,该过程人对物体做功为W1;第二次此人以速度v匀速向左拉着绳运动，如图乙所示，使物体上升相同的高度,此时绳子与水平面夹角为θ,已知重力加速度为g，人对物体做功为W2，关于两次人对物体做的功的关系正确的是（）图3A.W1＝W2 B。W1>W2C.W1〈W2 D.都有可能答案C解析第一次：W1－mgh＝0，即W1＝mgh；第二次：物体速度v′＝vcosθ,随人左移v′增大，即物体加速上升，由W2－mgh＝ΔEk知，W2＝mgh＋ΔEk所以W1〈W2，C正确.8.如图4所示，四个相同的小球在距地面相同的高度以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜上抛，不计空气阻力，则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的是(）图4A。小球飞行过程中单位时间内的速度变化相同B.小球落地时，重力的瞬时功率均相同C.从开始运动至落地，重力对小球做功相同D。从开始运动至落地，重力对小球做功的平均功率相同答案AC解析因为抛体运动的加速度恒为g，所以选项A正确；小球落地时竖直方向速度大小不同，B错误;WG＝mgh，选项C正确;从抛出到落地所用时间不等，所以D错误。9。质量不等，但有相同动能的两个物体,在动摩擦因数相同的水平地面上滑行，直至停止，则（）A.质量小的物体滑行的距离大B。质量大的物体滑行的距离大C.它们滑行的距离一样大D。它们克服摩擦力所做的功一样多答案AD解析由动能定理可得－fx＝0－Ek，即μmgx＝Ek，由于两者动能相同,故质量小的滑行距离大,它们克服摩擦力所做的功都等于Ek.10。质量为2kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用,沿水平方向做匀变速运动，拉力F作用2s后撤去，物体运动的速度图像如图5所示,则下列说法正确的是(取g＝10m/s2)()图5A。拉力F做功150JB.拉力F做功350JC。物体克服摩擦力做功100JD。物体克服摩擦力做功175J答案AD解析由图像可知撤去拉力后，物体做匀减速直线运动，加速度大小a2＝2。5m/s2,所以滑动摩擦力f＝ma2＝5N;加速过程加速度大小a1＝2。5m/s2，由F－f＝ma1得，拉力F＝ma1＋f＝10N.由图像可知F作用2s时间内的位移s1＝15m，撤去F后运动的位移s2＝20m，全程位移s＝35m,所以拉力F做功W1＝Fs1＝10×15J＝150J，A正确，B错误；物体克服摩擦力做功W2＝fs＝5×35J＝175J,C错误,D正确。11。如图6，一固定容器的内壁是半径为R的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则（)图6A.a＝eq\f（2mgR－W，mR）B。a＝eq\f（2mgR－W，mR）C。N＝eq\f(3mgR－2W，R）D。N＝eq\f(2mgR－W,R)答案AC解析质点P下滑过程中，重力和摩擦力做功，根据动能定理可得mgR－W＝eq\f(1,2）mv2，根据公式a＝eq\f(v2,R),联立可得a＝eq\f（2mgR－W,mR）,A正确，B错误；在最低点重力和支持力的合力充当向心力，根据牛顿第二定律可得，N－mg＝ma，代入可得，N＝eq\f（3mgR－2W,R),C正确，D错误。12.如图7所示为一滑草场.某条滑道由上、下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端（不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失,sin37°＝0。6，cos37°＝0。8）.则（)图7A。动摩擦因数μ＝eq\f（6,7）B.载人滑草车的最大速度为eq\r(\f(2gh，7)）C.载人滑草车克服摩擦力做功为mghD。载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为eq\f（3，5）g答案AB解析对滑草车从坡顶由静止滑下，到底端静止的全过程分析，得mg·2h－μmgcos45°·eq\f（h，sin45°）－μmgcos37°·eq\f（h,sin37°)＝0，解得μ＝eq\f（6,7)，选项A正确；对经过上段滑道的过程,根据动能定理得，mgh－μmgcos45°·eq\f(h，sin45°）＝eq\f（1，2)mv2,解得v＝eq\r（\f(2gh，7)），选项B正确；载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh，选项C错误;载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为a＝eq\f(mgsin37°－μmgcos37°，m）＝－eq\f(3，35)g,选项D错误.二、实验题（本题共2小题，共10分）13。(4分)在“探究恒力做功与动能变化的关系”实验中（装置如图8甲）：甲乙图8(1）下列说法哪一项是正确的()A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B。为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C.实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放（2)图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,则打B点时小车的瞬时速度大小为____m/s（保留三位有效数字)。答案(1）C(2）0。653解析(1)平衡摩擦力的原理就是在没有拉力的情况下调整斜面倾角，使μ＝tanθ，A错；为减小系统误差应使钩码质量远小于小车质量,B错；实验时使小车靠近打点计时器能充分利用纸带,由静止释放则后面点测出的动能即等于该过程的动能变化量,便于利用实验数据进行探究,故选C。(2）vB＝eq\f(xAC,2T）＝0.653m/s。14.(6分)在“探究恒力做功和物体速度变化的关系”实验中：（1）某同学的实验设计方案如图9甲所示，该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力，为此，实验时在安装正确、操作规范的前提下(已平衡摩擦力）,还需要满足的条件是________.图9（2）如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是该同学确定的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图所示。则打C点时小车的速度为________；要验证合外力的功与速度变化的关系，除位移、速度外,还要测出的物理量有________。答案(1)钩码的重力远小于小车的重力(2）eq\f（Δs2＋Δs3，2T)钩码的质量和小车的质量解析（1）只有当钩码的重力远小于小车的重力时，才能近似地认为小车受到的拉力等于钩码的重力.(2)C点的速度等于BD段的平均速度，故vC＝eq\f（sBD,2T)＝eq\f(Δs2＋Δs3,2T）。三、计算题(本题共4小题，共42分，解答应写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)15.（10分)质量为m＝5×103kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0。1倍.让车保持额定功率P0＝60kW,从静止开始行驶。(g取10m/s2）(1）若以额定功率启动，求汽车达到的最大速度vm及汽车车速v1＝2m/s时的加速度大小.(2）若汽车以v＝6m/s的速度匀速行驶,求汽车的实际功率。答案（1)12m/s5m/s2（2）30kW解析（1）由P0＝Fvm＝fvm得vm＝eq\f（P0,f)＝eq\f（60×103,0.1×5×103×10）m/s＝12m/s由P＝Fv得F＝eq\f（P，v),当v1＝2m/s时，F1＝eq\f（P0,v1)＝eq\f（60×103,2)N＝3×104N由牛顿第二定律得F1－f＝ma,所以a＝eq\f（F1－f,m）＝eq\f(3×104－0。1×5×103×10,5×103）m/s2＝5m/s2（2)汽车以6m/s的速度匀速行驶，则牵引力F＝f＝0。1×5×103×10N＝5×103N实际功率为P＝Fv＝5×103×6W＝30kW.16.（10分)如图10所示,质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点，与O点处于同一水平线上的P点处有一颗光滑的细钉，已知OP＝eq\f(L，2），在A点给小球一个水平向左的初速度v0，发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B.求：图10（1）小球到达B点时的速率。（2）若不计空气阻力，则初速度v0为多少？(3)若初速度变为v0′＝3eq\r（gL），其他条件均不变，则小球从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功？答案（1)eq\r(\f（gL，2)）(2)eq\r(\f（7gL，2))(3）eq\f(11，4)mgL解析（1）小球恰能到达最高点B，则在最高点有mg＝eq\f(mv2,\f(L,2))，小球到达B点时的速率v＝eq\r（\f（gL,2））.（2)从A点到B点，由动能定理得－mg(L＋eq\f（L，2）)＝eq\f（1，2）mv2－eq\f（1,2）mveq\o\al(2，0），则v0＝eq\r(\f(7gL,2)）(3)空气阻力是变力，设小球从A到B克服空气阻力做功为Wf，由动能定理得－mg（L＋eq\f(L,2)）－Wf＝eq\f(1,2)mv2－eq\f（1,2）mv0′2，解得Wf＝eq\f（11，4）mgL。17。(10分)如图11甲所示，质量m＝1kg的物体静止在光滑的水平面上，t＝0时刻,物体受到一个变力F作用,t＝1s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v－t图像如图乙所示，不计其他阻力，g取10m/s2，求：图11（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大小。答案(1)50J（2）20W(3)2eq\r（5)m/s解析(1)由图像知物体1s末的速度v1＝10m/s,根据动能定理得：WF＝eq\f（1，2）mveq\o\al（2,1)＝50J。（2）物体在斜面上升的最大距离:x＝eq\f(1,2)×1×10m＝5m物体到达斜面时的速度v2＝10m/s，到达斜面最高点的速度为零，根据动能定理：－mgxsin37°－Wf＝0－eq\f（1，2）mveq\o\al（2,2)解得：Wf＝20J,eq\x\to（P）＝eq\f(Wf,t)＝20W.(3)设物体重新到达斜面底端时的速度为v3，则根据动能定理：－2Wf＝eq\f（1，2）mveq\o\al（2，3)－eq\f(1,2）mveq\o\al(2,2