学年同步备课套餐之高一物理教科版版必修2讲义章末检测第四章.docx

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学年同步备课套餐之高一物理教科版版必修2讲义章末检测第四章

章末检测（第四章）

（时间：

90分钟　满分：

100分）

一、选择题（1～8为单项选择题，9～12为多项选择题.每小题4分，共48分）

1.如图1所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么下列说法正确的是（　　）

图1

A.摩擦力对轮胎做了负功

B.重力对轮胎做了正功

C.拉力对轮胎不做功

D.支持力对轮胎做了正功

答案　A

2.汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑，在这个过程中（　　）

A.汽车的机械能守恒

B.汽车的动能和势能相互转化

C.机械能转化为内能，总能量守恒

D.机械能和内能之间没有转化

答案　C

解析　汽车关闭发动机后，匀速下滑，重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡，摩擦阻力做功，汽车摩擦生热，温度升高，有部分机械能转化为内能，机械能减少，但总能量守恒.因此，只有选项C正确.

3.如图2所示，运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程.将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是（　　）

图2

A.阻力对系统始终做负功

B.系统受到的合力始终向下

C.重力做功使系统的重力势能增加

D.任意相等的时间内重力做的功相等

答案　A

解析　无论系统在什么运动情况下，阻力一定做负功，A正确；加速下降时，合力向下，减速下降时，合力向上，B错误；系统下降，重力做正功，所以重力势能减少，C错误；由于系统做变速运动，系统在相等时间内下落的高度不同，所以重力做功不同，D错误.

4.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.倍D.倍

答案　D

解析　由P＝Fv＝kv·v＝kv2知P变为原来的2倍时，v变为原来的倍.

5.如图3甲所示，静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆.则小物块运动到x0处时F做的总功为（　　）

图3

A.0B.Fmx0C.Fmx0D.x

答案　C

解析　F为变力，但F－x图像包围的面积在数值上表示拉力做的总功.由于图线为半圆，又因在数值上Fm＝x0，故W＝πF＝π·Fm·x0＝Fmx0.

6.静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力，不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化的关系是（　　）

答案　C

解析　物体机械能的增量等于恒力做的功，恒力做功WF＝Fh，h＝at2，则有外力作用时，物体机械能随时间变化关系为E＝Fat2.撤去恒力后，物体机械能不变，故选项C正确.

7.静止在光滑水平面上的物体，在水平力F的作用下产生位移x，而获得速度v；若水平面不光滑，物体运动时受到的摩擦力为（n是大于1的常数），仍要使物体由静止出发通过位移x而获得速度v，则水平力为（　　）

A.FB.F

C.nFD.（n＋1）F

答案　A

解析　根据动能定理Fx＝mv2，F′x－x＝mv2，解得F′＝F，选项A正确.

8.如图4所示，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动.已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在最高点时对轨道的压力大小为N2.重力加速度大小为g，则N1－N2的值为（　　）

图4

A.3mgB.4mgC.5mgD.6mg

答案　D

解析　设小球在最低点速度为v1，在最高点速度为v2，根据牛顿第二定律，在最低点有N1－mg＝m，在最高点有N2＋mg＝m，从最高点到最低点，根据机械能守恒有mg·2R＋mv＝mv，联立以上三式可以得到：

N1－N2＝6mg，故选项D正确.

9.质量为4kg的物体被人由静止开始向上提升0.25m后速度达到1m/s，不计空气阻力，g取10m/s2，则下列判断正确的是（　　）

A.人对物体传递的功是12J

B.合外力对物体做功2J

C.物体克服重力做功10J

D.人对物体做的功等于物体增加的动能

答案　BC

解析　人提升物体的过程中，人对物体做了功，对物体传递了能量，不能说人对物体传递了功，A错误；合外力对物体做的功（包括重力）等于物体动能的变化，W合＝mv2＝2J，B正确；物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，WG＝mgh＝10J，C正确；W人＝mgh＋mv2＝12J，D错误.

10.下列四个选项中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使之进入右侧不同的竖直轨道：

除去底部一小圆弧，A项中的轨道是一段斜面，高度大于h；B项中的轨道与A项中轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C项中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h；D项中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于h.如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是（　　）

答案　AC

解析　小球在运动过程中机械能守恒，A、C选项中小球不能脱离轨道，在最高点速度为零，因而可以达到h高度.但B、D选项中小球都会脱离轨道而做斜抛运动，在最高点具有水平速度，所以在最高点的重力势能要小于mgh（以最低点为零势能面），即最高点的高度要小于h，选项A、C正确.

11.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时起，第1s内受到2N的水平外力作用，第2s内受到同方向的1N的外力作用.下列判断正确的是（　　）

A.0～2s内外力的平均功率是W

B.第2s内外力所做的功是J

C.第2s末外力的瞬时功率最大

D.第1s内与第2s内质点动能增加量的比值是

答案　AD

解析　根据牛顿第二定律得，物体在第1s内的加速度a1＝＝2m/s2，在第2s内的加速度a2＝＝m/s2＝1m/s2；第1s末的速度v1＝a1t＝2m/s，第2s末的速度v2＝v1＋a2t＝3m/s；0～2s内外力做的功W＝mv＝J，功率P＝＝W，故A正确；第2s内外力所做的功W2＝mv－mv＝（×1×32－×1×22）J＝J，故B错误；第1s末的瞬时功率P1＝F1v1＝4W，第2s末的瞬时功率P2＝F2v2＝3W，故C错误；第1s内动能的增加量ΔEk1＝mv＝2J，第2s内动能的增加量ΔEk2＝W2＝J，则＝，故D正确.

12.如图5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5

A.动摩擦因数μ＝

B.载人滑草车的最大速度为

C.载人滑草车克服摩擦力做功为mgh

D.载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为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°·－μmgcos37°·＝0，解得μ＝，选项A正确；对经过上段滑道的过程，根据动能定理得，mgh－μmgcos45°·＝mv2，解得v＝，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＝＝－g，选项D错误.

二、实验题（本题共2小题，共16分）

13.（6分）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图6甲）：

甲

乙

图6

（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.

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＝＝0.653m/s.

14.（10分）“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10m/s2）

（1）用公式mv2＝mgh验证，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________.

（2）若实验中所用重物质量m＝1kg，打点纸带如图7甲所示，打点时间间隔为0.02s，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___________________________.（结果保留三位有效数字）

图7

（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________.

答案　

（1）0　2mm

（2）0.590m/s　0.174J　0.176J　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　（3）C

解析　

（1）初速度为0，所选的第1、2两点间距应接近2mm.

（2）vC＝＝m/s＝0.590m/s

EkC＝mv＝×1×0.592J≈0.174J

ΔEp＝mgh＝1×10×17.6×10－3J＝0.176J

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.

（3）由mv2＝mgh可得＝gh∝h，故选项C正确.

三、计算题（本题共3小题，共36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）如图8所示，竖直平面内半径为R的光滑半圆形轨道，与水平轨道AB相连接，AB的长度为x.一质量为m的小球，在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动，小球与水平轨道间的动摩擦因数为μ，到B点时撤去力F，小球沿圆轨道运动到最高点时对轨道的压力为2mg，重力加速度为g.求：

图8

（1）小球在C点的加速度大小；

（2）恒力F的大小.

答案　

（1）3g　

（2）μmg＋

解析　

（1）由牛顿第三定律知在C点，轨道对小球的弹力N＝2mg.小球在C点时，受到重力和轨道对球向下的弹力，由牛顿第二定律得N＋mg＝ma，解得a＝3g.

（2）设小球在B、C两点的速度分别为v1、v2，在C点由a＝得v2＝.

从B到C过程中，由机械能守恒定律得

mv＝mv＋mg·2R.

解得v1＝.

从A到B过程中，由动能定理得

Fx－μmgx＝mv－0.

解得F＝μmg＋.

16.（12分）如图9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9

（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）2m/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＝mv＝50J.

（2）物体在斜面上升的最大距离：

x＝×1×10m＝5m

物体到达斜面时的速度v2＝10m/s，到达斜面最