粤教版高中物理必修二第四章《机械能守恒定律》单元检测B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
B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．质量为40kg的跳水运动员从10m跳台跳下，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，运动员从起跳到落水的过程中，重力势能的变化为（　　）
A．增加了4000J B．减少了4000J C．增加了2000J D．减少了2000J
2．一物体静止在粗糙的水平地面上，物体与水平地面间动摩擦因数恒定。现用一大小为的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为3v。对于上述两个过程，用、分别表示拉力、所做的功，、分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
3．如图所示，若从静止位置沿杆向上缓慢拉动b球，至ob与杆垂直，在此过程中a球重力势能变化量的绝对值为EP1，b球的重力势能变化量的绝对值为EP2，则（　　）
A．EP1>E P2 B．EP14．跳台滑雪是最具观赏性的项目之一，如图所示，跳台滑雪赛道由跳台、助滑道（可视为圆心为O的圆轨道）和着陆坡三部分组成，其中助滑道半径OA与竖直线OB夹角为60°。若比赛中，质量m=60kg的运动员从跳台A点以初速度v0=2m/s滑下，到达B点后水平飞出，落在着陆坡上的P点。已知A、B间高度h=30m，B、P间距离s=75m，着陆坡倾角=37°，运动员受到的空气阻力不计，g取10m/s2，sin37°=0.6。以下正确的是（　　）
A．运动员从B运动到P的时间为2s
B．运动员到达B点时对助滑道的压力为1000N
C．运动员在AB段运动过程中克服阻力所做的功为6100J
D．运动员在AB段运动过程中克服阻力所做的功为6150J
5．球场上，以的速度飞来的足球被球员以22m/s的速度顶向球门，已知足球的质量为430g，足球是弹性的，则球员对足球做的功约为（　　）
A．88J B．58J C．28J D．18J
6．如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机，在起重机将质量为m的重物竖直品起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度为a，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率不变，直到重物做速度为vm的匀速运动。不计钢绳的重力和额外功，重力加速度为g。则重物匀加速上升的时间为（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A点由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（　　）
A．环到达B点时，重物上升的高度为
B．环到达B点时，环与重物的速度大小相等
C．环从A到B，环减少的重力势能等于重物增加的重力势能
D．环能下降的最大高度为
评卷人得分
二、多选题
8．2019年12月17日我国第一艘国产航母山东舰正式服役。山东舰舰载机歼—15着舰速度在左右，靠阻拦系统经过几秒减速至零。飞机着舰并成功钩住拦阻索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过拦阻索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。如图为某次舰载机着舰，自成功钩住拦阻索至停止运动的v—t图像已知歼—15质量为，除拦阻索力外，忽略歼—15所受其他阻力。则（ ）
A．舰载机该过程在山东舰上的位移约为
B．舰载机该过程在山东舰上的位移约为
C．该过程拦阻索对舰载机做的功约为
D．该过程拦阻索对舰载机做的功约为
9．如图所示，OB是竖直线，OA 是水平线，B与O的高度为h （h 可调节）， A与O的距离为x （x 已知）。小球从B点以合适的速度水平抛出，每次都能击中水平面上的A点。空气阻力不计，则（　　）
A．h越大，水平抛出的初速度就越小
B．h越大，小球落地前瞬间重力做功的瞬时功率越小
C．当h=0.5x时，小球击中A点的动能最小
D．当h=0.25x时，小球击中A点的动能最小
10．如图所示，质量为1kg的小物块，以初速度v0=11m/s从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=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．恒力F大小为21N
B．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小
11．如图所示，宇航员完成了对月球表面的科学考察任务后，乘坐返回舱返回围绕月球做圆周运动的轨道舱。为了安全，返回舱与轨道舱对接时，必须具有相同的速度。已知返回舱与人的总质量为，月球质量为，月球的半径为，月球表面的重力加速度为，轨道舱到月球中心的距离为，不计月球自转的影响。卫星绕月过程中具有的机械能由引力势能和动能组成。已知当它们相距无穷远时引力势能为零，它们距离为时，引力势能为，则（　　）
A．返回舱返回时，在月球表面的最大发射速度为
B．返回舱在返回过程中克服引力做的功是
C．返回舱与轨道舱对接时应具有的动能为
D．宇航员乘坐的返回舱至少需要获得能量才能返回轨道舱
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．某实验小组利用如图甲所示装置验证动能定理，所用器材包括：一端带有滑轮的长木板，滑块（含宽度为d的遮光片），两个固定光电门、砝码盘和砝码、天平等，已知当地重力加速度为g。

（1）先用螺旋测微器测量遮光片宽度如图乙所示，则遮光片的宽度= mm。
（2）下列实验操作中必要的是 .
A．不悬挂砝码盘抬高木板左端，使滑块通过两个光电门时间相等，从而平衡摩擦力
B．砝码盘及陆码总质量远小于滑块质量
C．滑块必须从同一位置无初速度释放
（3）用天平测出滑块（含遮光片）质量为M，砝码盘和砝码总质量为m，两光电门中心间距离为L，释放砝码盘及砝码后系统运动，遮光片经过两个光电门的时间分别为和。此过程中合外力对系统做功大小 ；系统动能变化量 ；若两者相等则动能定理得到验证。（用上述物理量字母表示）
13．“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法。（g取10 m/s2）
(1)用公式mv2=mgh时，对纸带上起点的要求是初速度为 ，为达到此目的，所选择的纸带第1、2两点间距应接近 （打点计时器打点的时间间隔为0.02 s）。
(2)若实验中所用重物质量m=1 kg，打点纸带如图甲所示，打点时间间隔为0.02 s，则记录C点时，重物速度vC= ，重物的动能EkC= ，从开始下落至C点，重物的重力势能减少量是 ，因此可得出的结论是 。
(3)根据纸带算出相关各点的速度值，量出下落的距离，则以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图乙中的 。
A． B． C． D．
评卷人得分
四、解答题
14．某市有20万台空调机，每台空调机在夏季平均使用60天，每天耗电8 kW·h。为了节约能源，该市政府建议大家都把室内设定温度提高1 ℃，这样每台空调机每天可节省6%的电能。那么这样做能使该市在夏季节省多少电能？已知标准煤的热值是2.92×107 J/kg。发电厂的发电效率是30%。请计算一下，这项节能建议的实现能在1年内节约多少吨标准煤？（结果均保留两位有效数字）
15．一个质量为200kg的雪橇，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力，大小为600N，在水平地面上移动的距离为10m。地面对雪橇的阻力为120N，cos37°＝0.8。求各力对雪橇做的总功。
16．一同学用一根长，最大只能承受60N拉力的轻绳，拴着一个质量的小球（不考虑其大小），在竖直平面内做圆周运动。已知圆心O离地面高，如图所示，若小球运动到达最低点时绳刚好被球拉断。（）求：（答案可用根号表示）
(1)小球到达最低点的速度大小；
(2)小球在最高点时，绳子的拉力；
(3)小球落地点到O点的水平距离。
(
…………○…………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：重力做功为：W=mgh=40×10×10J=4000J，因重力做正功，故重力势能减小了，并且重力势能的减小量等于重力所做的功，所以重力势能减小了4000J．
2．B
解析：由题意可知，两次物体均做匀加速运动，则在同样的时间内，它们的位移之比为
两次物体所受的摩擦力不变，根据力做功表达式，则克服滑动摩擦力做功之比为
由动能定理，则有
联立可得
WF2=9WF1 -6Wf1
答案：B。
3．B
解析：若从静止位置沿杆向上拉动b球，当ob与杆垂直时，两者的速度为零，由功能关系可知：拉力做的功与a球重力势能的减少量之和转化为b球的重力势能，所以在此过程中a球重力势能变化量的绝对值小于b球重力势能变化量的绝对值，故B正确，ACD错误。
答案：B。
4．B
解析：A．运动员从B运动到P做平抛运动，有
，
所用时间
，
故A错误；
B．有几何关系知
运动员到达B点时，有
得
根据牛顿第三定律，运动员到达B点时对助滑道的压力为1000N，故B正确；
CD．运动员在AB段运动过程中，根据动能定理有
得
即运动员在AB段运动过程中克服阻力所做的功为6120J，故CD错误。
答案：B。
5．D
解析：设足球飞来的速度为，被球员顶后的速度为，由动能定理可得
代入数据可得球员对足球做的功
故D正确，ABC错误。
答案：D。
6．C
解析：重物匀速运动时功率最大为P，有
此时牵引力等于重物的重力，牵引力
F=mg
解得
P=mgvm
设重物匀加速阶段的末速度为v1，此时功率达到最大，绳子拉力为F1，可得
牵引力为
加速时间为t，则有，联立解得
答案：C。
7．D
解析：A．由几何关系可知，环到达B处时，重物上升的高度
h=（﹣1）d
A错误；
B．环沿绳子方向的分速度大小等于重物的速度大小，在B点，将环的速度分解如图所示
可得
v环cosθ=v物
在B点，由几何关系可得θ=45°，解得
v环=v物
所以环到达B处时，环的速度大小是重物的倍，B错误；
C．重物与环组成的系统机械能守恒，环从A到B过程中，环减少的重力势能等于重物增加的重力势能与环和重物增加的动能之和，C错误；
D．环下降的最大高度时，环和重物的速度均为零，根据系统机械能守恒得
解得
D正确。
答案：D。
8．AC
解析：AB．v—t图像围成的面积表示位移
A正确，B错误；
BC．根据动能定理得
解得
B错误，C正确。
答案：AC。
9．AC
解析：AB．根据平抛运动的分解，在竖直方向为自由落体运动
水平方向为匀速直线运动
所以高度越高运动时间越长，初速度越小，落地前瞬间重力的功率
越大，故A正确，B错误；
CD．小球击中A点时的动能
根据均值不等式时落地动能最小，故C正确，D错误。
答案：AC。
10．BD
解析：AB．根据v-t中斜率等于加速度的意义可知
不受拉力时
代入数据得
受到拉力的作用时
所以
B正确；A错误；
C．根据运动学公式
可知，因为有恒力F时，小物块的加速度小，位移大，所以在上升过程产生的热量较大，C错误；
D．结合C的分析可知，有恒力F时，小物块上升的高度比较大，所以在最高点的重力势能比较大，而升高的过程动能的减小是相等的，所以在上升过程机械能的减少量较小，D正确。
答案：BD。
11．BC
解析：A．返回舱在月球表面飞行时，重力充当向心力
解得
已知轨道舱离月球表面具有一定的高度，故返回舱要想返回轨道舱，在月球表面的发射速度一定大于，故A错误；
B．返回舱在月球表面时，具有的引力势能为，在轨道舱位置具有的引力势能为，根据功能关系可知，引力做功引起引力势能的变化，结合黄金代换式可知
GM=gR2
返回舱在返回过程中克服引力做的功是
故B正确；
C．返回舱与轨道舱对接时，具有相同的速度，根据万有引力提供向心力可知
解得动能
故C正确；
D．返回舱返回轨道舱，根据功能关系可知，发动机做功，增加了引力势能和动能
即宇航员乘坐的返回舱至少需要获得的能量才能返回轨道舱，故D错误。
答案：BC。
12． 1.860 A mgL
解析：（1）[1]据螺旋测微器读数规则，遮光片的宽度为
（2）[2]A．通过本装置验证动能定理，需要平衡摩擦力，不悬挂砝码盘抬高木板左端，使遮光片通过两个光电门时间相等，说明滑块做匀速直线运动，从而平衡摩擦力，A正确；
B．由于实验过程中，研究对象是滑块、砝码和砝码盘，因此实验不需要满足砝码盘及砝码质量远小于滑块质量，B错误；
C．滑块每次运动初始位置不必为同一位置且初速度不必为零，C错误。
答案：A。
（3）[3][4]滑块通过两光电门的过程中，只有砝码盘和砝码的重力做功，因此合外力做功大小为
滑块通过两个光电门时速度
，
因此系统增加的动能
13． 0 2 mm 0.785 m/s 0.308 J 0.314 J 在实验误差允许的范围内，重物动能的增加量等于重力势能的减少量，机械能守恒 C
解析：（1）[1]用公式
来验证机械能守恒定律时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始。
[2] 重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度，应是所选的纸带最初两点间的距离接近，根据
（2）[3]利用匀变速直线运动的推论
[4] 重物的动能
[5] 从开始下落至C点，重物的重力势能减少量
[6]在实验误差的范围内，动能的增加量等于重力势能的减小量，机械能守恒。
（3）[7] 根据
即
所以，以为纵轴，以h为横，图线应该是过原点的直线。
答案：C。
14．2.1×1013 J，2.4×103 t
解析：设可节省的电能为E，则
E＝8×6%×60×20×104 kW·h＝5.76×106 kW·h≈2.1×1013 J
设1年内节约的标准煤的质量为m，则由能量守恒定律有
2.92×107 J/kg×m×30%＝E
解得
m≈2.4×106 kg≈2.4×103 t
15．J
解析：拉力在水平方向的分力为
雪橇受到的合力为
各力对雪橇做的总功即为合力对雪橇做的功，即
16．(1)；(2)；(3)
解析：(1)对小球受力分析，根据牛顿第二定律和向心力的公式可得
得
(2)小球做圆周运动，机械能守恒，设小球在最高点的速度为，则
在最高点，
解得
即最高点绳子的拉力为0。
(3)绳断后，小球做平抛运动，有
水平方向上：
竖直方向上
代入数值解得
小球落地点与抛出点之间的水平距离是。
答案第1页，共2页
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