粤教版高中物理必修二第四章《机械能守恒定律》单元检测A卷

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粤教版 高中物理必修二 第四章 《机械能守恒定律》单元检测
A卷（后附解析）
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．某利用太阳能驱动的小车质量为m，当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．小车在平直的道路上由静止开始匀加速行驶，经过时间t，速度达到时电动机功率达到额定功率，并保持不变；小车又继续前进了s距离，达到最大速度．小车运动过程中所受阻力恒为，则小车的额定功率为( )
A． B． C． D．
2．如图所示，水平平台上放置一长为L、质量为m的均匀木板，板右端距离平台边缘为s，板与台面间动摩擦因数为μ，重力加速度为g.现对板施加水平推力，要使板脱离平台，推力做功的最小值为(　　)
A． B． C． D．
3．质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块并最终留在木块中与木块一起以速度v运动当子弹进入木块的深度为d 时，子弹相对木块静止，这时木块前进的距离为L若木块对子弹的阻力大小F视为恒定，则下列关系式错误的是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，下述说法正确的是（ ）
A．时间内汽车以恒定功率做匀加速运动
B．时间内的平均速度为
C．时间内汽车牵引力做功等于
D．在全过程中时刻的牵引力及其功率都是最大值
5．在一个平直公路上，一辆质量为m的汽车在大小为F的恒定牵引力作用下从静止开始加速，当运动的位移为x时，牵引力的功率为P（P小于额定功率），则汽车受到的恒定阻力大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．物体静止在光滑水平面上，先对物体施加一水平向右的恒力，经过t时间后撤去，立即再对它施加一个水平向左的恒力，又经过时间后物体回到出发点。在这一过程中，、分别对物体做的功、之间的关系是（　　）
A． B． C． D．
7．某同学的质量为，所骑自行车的质量为，设该同学在水平路面上直线骑行时脚踏自行车的功率为，若人与车受到的阻力是其重力的倍，则该同学骑行自行车时的速度大小约为（　　）
A． B． C． D．
评卷人得分
二、多选题
8．如图所示，跳跳球多由橡胶等弹性材料制成．游戏者用脚夹住球，让球和人一起上下跳动．在某次人保持直立和球一起下落过程中，下列说法正确的是（）
A．当球刚碰到地面时，球与人一起立即做减速运动
B．当球与人速度最大时，球与人的加速度为零
C．当球刚碰地到最低点过程中，地面给球的作用力一直增大
D．从球刚碰地到最低点过程中，球的弹性势能一直增大
9．如图所示，电动机带动水平传送带以速度v匀速运动，一质量为m的物体轻放在传送带上，经过一段时间后物体与传送带相对静止。已知物体与传送带间的动摩擦因数为μ，则对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是（　　）
A．物体运动的时间为
B．传送带克服摩擦力做的功为
C．物体在传送带上的划痕长度为
D．电动机增加的功率为
10．如图甲所示，电动机通过绕过光滑定滑轮的细绳与放在倾角为30°的光滑斜面上的物体相连，启动电动机后物体沿斜面上升；在0~3s时间内物体运动的v—t图像如图乙所示，其中除1~2s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，1s后电动机的输出功率保持不变；已知物体的质量为2kg，重力加速度g=10m/s2。则下列计算正确的是（　　）

A．1s后电动机的输出功率P为100W
B．物体运动的最大速度vm为10m/s
C．在0~1s内电动机所做的功为25J
D．在0~3s内电动机所做的功为250J
11．如图甲所示，质量为1 kg的小物块，以初速度v0=11 m/s从θ＝53 的固定斜面底端先后两次滑上斜面，第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力F，第二次不施加力，图乙中的两条线段a、b分别表示施加力F和无力F时小物块沿斜面向上运动的v-t图线，不考虑空气阻力，g=10 m/s2，sin37 =0.6， cos37 =0.8，下列说法正确的是（ ）
A．有恒力作用时，恒力F做的功是6.5 J
B．小物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．有恒力F时，小物块在整个上升过程产生的热量较少
D．有恒力F时，小物块在整个上升过程机械能的减少量较少
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
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三、实验题
12．某实验小组用如图所示装置验证机械能守恒定律。光电门1、光电门2固定在铁架台上，两光电门分别与数字计时器连接。当地的重力加速度为g
（1）实验前先测得小球的直径为d；
（2）让小球从光电门1正上方某位置由静止释放，小球通过光电门1和光电门2时，小球的挡光时间分别为t1、t2，则小球通过光电门1时的速度大小为v1= （用物理量的符号表示）；要验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是 （写出物理量的名称和符号）；
（3）若小铁球在下落过程中机械能守恒，则满足的表达式为 （用题中相应物理量符号表示）
13．图甲是“探究小车速度随时间变化规律”的实验装置。
（1）为完成该实验，下列器材中必须选用的是 （填字母代号）；
A． B． C． D．
（2）若使用图乙所示的打点计时器，则应选用实验台上 （填字母代号）处的电源。
（3）在该实验中，下列举措正确的是 。
A．长木板必须水平放置在桌面上
B．应先接通打点计时器电源，再释放小车
C．必须在纸带上连续五个点选择一个计数点
D．连接重物与小车的细线必须与长木板保持平行
（4）图丙是该实验得到的一条清晰的纸带，其中A、B、C、D、E、F为纸带上的六个计数点（两个相邻计数点间有四个计时点未画出）。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，则打计数点D时小车的速度大小为 m/s。（计算结果保留两位有效数字）
（5）图甲装置在补偿小车摩擦阻力的前提下， （填“能”或“不能”用来验证小车与重物所组成的系统的机械能守恒。
评卷人得分
四、解答题
14．如图所示，AB为竖直平面内光滑弧形轨道，质量m=1kg的物体，在高度h=0.8m的A点，从静止沿轨道滑下，并进入与弧形轨道平滑连接的水平轨道BC．选BC所在平面重力势能为零，g取10m/s．求：
（1）物体在A点所具有的重力势能Ep
（2）物体下滑至B点时速度的大小v；

15．如图所示，质量为m=10kg的物体，取g＝10 m/s2，在F=60N水平向右的拉力作用下，由静止开始运动。设物体与水平面之间的动摩擦因数 =0.3。求：
（1）物体所受的滑动受摩擦力为多大？
（2）物体的加速度为多大？
（3）5s内物体增加的动能？
16．如图，光滑水平面与粗糙竖直面内的半圆形导轨在点相连接，导轨半径为，一质量为的静止小球在A处压缩弹簧，释放后，小球向右运动，当它经过点进入导轨瞬间对导轨的压力是其重力的7倍，之后向上运动恰能通过轨道顶点，不计空气阻力，试求：
（1）小球释放时，弹簧的弹性势能；
（2）小球从到过程中产生的摩擦热；
（3）小球离开点即将落回水平面时的动能。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
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参考答案：
1．B
解析：小车匀加速运动时，根据牛顿第二定律
且
解得
当达到最大速度时，此时牵引力
则
答案：项B正确，ACD错误。
答案：B。
考点：功率；牛顿第二定律.
2．B
解析：要使板脱离平台，即让板的重心脱离平台，则板运动的距离为，需要克服摩擦力做功为，即推力做功的最小值为，故B正确，ACD错误．
3．B
解析：对子弹和木块分别应用动能定理，有
则
ACD正确不符合题意，B错误符合题意。
答案：B。
4．D
解析：A．时间内，汽车做匀加速直线运动，牵引力恒定，根据知，汽车的功率逐渐增大，故A错误；
B．时间内，汽车做变加速直线运动，平均速度不等于，故B错误；
C．时间内，根据动能定理知，合力做功为
合力做功等于牵引力和阻力做功的代数和，可知牵引力做功不等于，故C错误；
D．时间内，汽车做匀加速直线运动，牵引力恒定，功率逐渐增大；时刻功率达到最大，之后功率保持不变，牵引力逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动；时刻，牵引力减小到等于阻力，汽车开始做匀速运动；可知时刻的牵引力及其功率都是最大值，故D正确。
答案：D。
5．A
解析：当汽车位移为x时，汽车的速度为
则汽车的加速度为
设汽车所受阻力为f，由牛顿第二定律得
联立解得
故A正确，BCD错误。
答案：A。
6．D
解析：物体静止时受水平恒力作用，向右做匀加速运动，加速度为
经过t时间后的速度为
之后受到恒力作用，先向右做匀减速运动，再向左做匀加速运动，加速度大小为
又经过时间后物体回到出发点，故整个过程中物体的总位移为零，所以前后两个时间段内物体的位移大小相等，方向相反。
取方向为正方向，则根据位移关系得
联立解得
撤去，在作用下物体又回到出发点，两段位移大小相等，两个力做的功分别为
可知
ABC错误，D正确。
答案：D。
7．A
解析：人与车受到的阻力
该同学在水平路面上直线骑行时脚踏自行车的车约等于阻力，该同学骑行自行车时的速度大小约为
答案：A。
8．BCD
解析：A.当球刚碰地面时，球对人的弹力小于人的重力，人的合力方向向下，继续向下加速运动，A错误
B.当球与人所受的合力为零时，加速度为零，速度达到最大，B正确
C.从球刚碰地到最低点过程中，球的形变量越来越大，球对地面的弹力在增大，根据牛顿第三定律可知：地面给球的作用力一直增大，C正确
D.从球刚碰地到最低点过程中，球的形变量越来越大，弹性势能越来越大，D正确
9．ACD
解析：A．根据牛顿第二定律，有
解得
物体运动的时间为
故A正确；
C．物体运动的位移为
物体在传送带上的划痕长度为
故C正确；
B．传送带克服摩擦力做的功就是电动机多做的功,电动机多做的功转化成了物体的动能和摩擦产生的内能,物体在这个过程中获得的动能为，所以电动机多做的功一定大于
故B错误；
D．电动机增加的功率为
故D正确。
答案：ACD。
10．ABD
解析：A．设物体质量为m，由题图乙可知，在t1＝1s时间内，物体做匀加速直线运动的加速度大小为a，1s末物体的速度大小达到
v1＝5 m/s
此过程中，设细绳拉力的大小为F1，则根据运动学公式和牛顿第二定律可得
v1＝at1
F1﹣mgsin 30°＝ma
由图像可知
v1＝5m/s
由功率公式有
P＝F1v1
联立解得在1s末电动机输出功率为
P＝100W
故A正确；
B．当物体达到最大速度vm后，细绳的拉力大小F2，由牛顿第二定律和功率的公式可得
F2﹣mgsinθ＝0
由
P＝F2vm
解得
vm＝10m/s
故B正确；
C．在时间t1＝1s内，物体的位移为x，电动机做的功为W1，则由运动学公式得
x＝at12
由动能定理得
W1﹣mgxsin30°＝mv12
联立解得
W1＝50J
故C错误；
D．在时间t＝3s内电动机做的功为W，则有
W＝W1+P（t﹣t1）
联立解得
W＝250J
故D正确。
答案：ABD。
11．BD
解析：根据v-t图线的斜率等于加速度，可知： ；根据牛顿第二定律得：不加拉力时有：mab=-mgsin53°-μmgcos53°；代入数据得：μ=0.5；加拉力时有：maa=F-mgsin53°-μmgcos53°，解得：F=1N．位移，则恒力F做的功是WF=Fx=6.05J，故A错误，B正确；根据v-t图象与坐标轴所围的面积表示位移，可知有恒力F时小物块的位移较大，所以在上升过程产生的热量较大．故C错误；有恒力F时，小物块上升的高度比较大，所以该过程物块重力势能增加量较大，而升高的过程中动能的减小量是相等的，所以有恒力F时，小物块在整个上升过程机械能的减少量较小．故D正确．
12． 两个光电门的高度差h
解析：（1）[1]小球通过光电门1时的速度大小为
（2）[2]小球通过光电门2时的速度大小为
要验证机械能守恒定律，即
即
则还需要测量的物理量是两个光电门的高度差h；
（3）[3]若小铁球在下落过程中机械能守恒，则满足的表达式为
13． B D BD 0.22 不能
解析：（1）[1]为完成该实验，下列器材中只需要选用刻度尺，答案：B；
（2）[2]图乙所示是电火花打点计时器，则应选用实验台上的交流220V电源。答案：D。
（3）[3]A．长木板可以倾斜放置在桌面上，选项A错误；
B．应先接通打点计时器电源，再释放小车，选项B正确；
C．实验时不一定必须在纸带上连续五个点选择一个计数点，选项C错误；
D．连接重物与小车的细线必须与长木板保持平行，选项D正确。
答案：BD。
（4）[4]打计数点D时小车的速度大小为
（5）[5]机械能守恒的条件是只有重力做功，或其它力做功为零，此实验虽然平衡摩擦力，但操作中有摩擦力做功，所以不能验证该系统的机械能守恒．
14．(1) 8J (2)
解析：（1）BC所在平面重力势能为零，则物体在A点的重力势能为：；
（2）根据动能定理得：，解得；
15．（1）30N；（2）3m/s2；（4）1125J
解析：（1）物体所受的滑动摩擦力大小为
（2）根据牛顿第二定律可得物体的加速度大小为
（3）5s时刻物体的速度大小为
5s内物体增加的动能为
16．（1）；（2）；（3）
解析：（1）小球向右运动，当它经过点进入导轨瞬间对导轨的压力是其重力的7倍，根据牛顿第三定律，对小球分析有
根据能量守恒定律有
解得
（2）小球向上运动恰能通过轨道顶点，则有
根据能量守恒定律，小球从到过程中产生的摩擦热
的
（3）小球离开点后做平抛运动，根据动能定理有
解得
答案第1页，共2页
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