必修2物理第四章机械能和能源章末检测教科版附答案和解释.docx

1、必修2物理第四章机械能和能源章末检测教科版附答案和解释必修2物理第四章机械能和能源章末检测（教科版附答案和解释） (时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1小明同学骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶“没电”，故改用脚蹬车匀速前行设小明与车的总质量为100 g，骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的002倍， g取10 /s2通过估算可知，小明骑此电动车做功的平均功率最接近()A10 B100 300 D00 解析：选B由PFv可知

2、，要求骑车人的功率，一要知道骑车人的动力，二要知道骑车人的速度，前者由于自行车匀速行驶，由二力平衡可知Ff20 N，后者对于骑车人的速度我们应该有一个定性估测，约为 /s，所以PFv20 100 2如图所示，现有两个完全相同的可视为质点的物块a、b从静止开始运动，a自由下落，b沿光滑的固定斜面下滑，最终它们都到达同一水平面上，空气阻力忽略不计，则()Aa与b两物块运动位移和时间均相等B重力对a与b两物块所做的功相等重力对a与b两物块所做功的平均功率相等Da与b两物块运动到水平面时，重力做功的瞬时功率相同解析：选B设a、b运动的竖直高度为H，由题意知，a的运动时间ta2Hg，位移xaH到达水平面

3、时的速度va2gH，而b沿斜面运动的加速度abgsin ，位移xbHsin >xA运动时间tb2sbab2Hgsin21sin 2Hg>ta，故A选项错；到达水平面时的速度大小vbatgsin •2Hgsin22gH，方向平行斜面向下，由功的公式Fxs 知ab，故B选项正确；由平均功率公式Pt得Pa>Pb，故选项错误；由瞬时功率公式PFv•s 得Pag2gH，Pbg2gH•s(90)g•2gHsin <Pa，故D选项错3质量为的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，汽车行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速

4、度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v4时，汽车的瞬时加速度的大小为()APv B2Pv3Pv D4Pv解析：选汽车在平直路面行驶，当牵引力F等于阻力f时，汽车速度达到最大值，即Ff，PF•v，故fPv当汽车的速度v1v4时的牵引力F1Pv14Pv由牛顿第二定律得F1fa，所以aF1f4PvPv3Pv故选项正确4一辆汽车在平直的公路上以速度v0开始加速行驶，经过一段时间t，前进了距离l，此时恰好达到其最大速度v，设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作，汽车所受的阻力恒为f，则在这段时间里，发动机所做的功为()Afvt BPt12v212v20fl Dftv0v2解析：选AB

5、因为发动机以额定功率工作，所以发动机的功Pt，故B对达到最大速度v时，牵引力与阻力相等，所以P•tf•v•t，故A对由动能定理f•l12v212v20，所以12v212v20fl，故对故选AB如图所示，一个滑雪运动员从左侧斜坡距离坡底8 处由静止滑下以坡底为零势能参考面，当下滑到距离坡底l1处时，运动员的动能和势能恰好相等；到坡底后运动员又靠惯性冲上右侧斜坡若不计经过坡底时的机械能损失，当上滑到距离坡底l2处时，运动员的动能和势能再次相等，上滑的最大距离为4 在此全过程中，下列说法正确的是()A摩擦力对运动员所做的功等于运动员动能的变化B重力和摩

6、擦力对运动员所做的总功等于运动员机械能的变化l1<4 ，l2>2 Dl1>4 ，l2<2 解析：选在整个过程中，只有重力和摩擦力做功，由动能定理可知重力和摩擦力所做的总功等于运动员动能的变化，选项B错误；由功能关系可知摩擦力所做的功等于运动员机械能的变化，选项A错误；在下滑过程中，若不考虑空气阻力，l14 ；若考虑空气阻力，l1处的机械能应小于初始状态的机械能，即l1<4 ；在上滑过程中，若不考虑空气阻力，l2应在2 处，若考虑空气阻力，l2处机械能应大于4 处机械能，即l2>2 ，选项正确，D错误6 如图所示，斜面AB、DB动摩擦因数相同可视为质点的物体分

7、别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑到底端，下列说法正确的是()A物体沿斜面DB滑动到底端时动能较大B物体沿斜面AB滑动到底端时动能较大物体沿斜面DB滑动过程中克服摩擦力做的功较多D物体沿斜面AB滑动过程中克服摩擦力做的功较多解析：选B已知斜面AB、DB动摩擦因数相同，设斜面倾角为，底边为x，则斜面高度为hxtan ，斜面长度Lxs ，物体分别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑到底端，由动能定理有：ghgLs 12v2，可知物体沿斜面AB滑动到底端时动能较大，故A错误，B正确；物体沿斜面滑动过程中克服摩擦力做的功fgLs gx相同，故、D错误7 一小物体冲上一个固定的粗糙斜面，经过斜面上A、B两点

8、到达斜面的最高点后返回时，又通过了A、B两点，如图所示，对于物体上滑时由A到B和下滑时由B到A的过程中，其动能的增量的大小分别为E1和E2，机械能的增量的大小分别是E1和E2，则以下大小关系正确的是()AE1E2E1E2BE1E2E1E2E1E2E1E2DE1E2E1E2解析：选设物体在A、B间滑动时克服阻力做功为f，则物体由A到B，有ghfE1，由B到A，有ghfE2，所以E1>E2；再根据功能关系，物体克服阻力做的功等于物体机械能改变量的大小，有：fE1E2，故选项正确8如图，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端点与管口A的距离为2x0，一质量为的小球从管口由静止下落，将弹簧压至最

9、低点B，压缩量为x0，不计空气阻力，则()A小球从接触弹簧开始速度一直减小B小球运动过程中最大速度等于2gx0弹簧的最大弹性势能为3gx0D弹簧劲度系数等于gx0解析：选小球由A到B的过程中，小球和弹簧组成的系统只有重力和弹力做功，机械能守恒，B点时弹性势能最大为Ep，则Epg(2x0x0)3gx0，故选项正确；由于弹力与压缩量成正比，且克服弹力做功等于弹性势能的增加量，即x02•x0Ep3gx0，得6gx0，故D选项错；小球从到B的过程中由于弹力越越大，所以小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，当gx时速度最大，动能最大，即xg16x0，最大速度为v，即R

10、26;16x02•16x012v2g(2x016x0)得v6gx06，故A、B均错二、填空题(本题共1小题，共10分，按题目要求作答)9在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为100 g的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示为第一个点，A、B、为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)已知打点计时器每隔002 s打一个点，当地的重力加速度为98 /s2，那么(1)纸带的_端(填“左”或“右”)与重物相连；(2)根据图上所得的数据，应取图中点到_点验证机械能守恒定律；(3)从点到(2)问中所取的点，重物重力势能的减少量Ep

11、_，动能增加量E_(结果取三位有效数字)解析：由题意知，点为第一个点，所以纸带的左端与重物相连，为了减小误差和便于求重物动能的增加量，可取题图中点到B点验证机械能守恒定律，此过程中重力势能的减少量EpghB10098192102 189 打B点时重物的瞬时速度vBA2T229311022002 /s184 /s所以动能增量E12v2B121001842 170 答案：(1)左(2)B(3)189170三、计算题(本题共4小题，共42分，解答时应写出必要的字说明、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)10(8

12、分)质量为2 000 g，额定功率为80 的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20 /s若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 /s2，运动中的阻力不变，求：(1)汽车所受阻力的大小；(2)3 s末汽车的瞬时功率解析：(1)设汽车所受阻力为f，当汽车达到最大速度时有PFvfv(1分)所以fPv8010320 N4103 N(1分)(2)由牛顿第二定律得Ffa则Ffa(1分)汽车达到匀加速运动的最大速度为vPF(1分)又据运动学公式vat(1分)匀加速运动的时间为t s(1分)所以3 s末汽车的瞬时功率PFv3(fa)at3(41032 0002)23 48104 (2分)答案：(1)

13、4103 N(2)48104 11 (10分)如图所示，质量为02 g的木块放在水平台面上，台面比水平地面高出h020 ，木块距水平台的右端L17 质量为010的子弹以v0180 /s的速度水平射向木块，当子弹以v90 /s的速度水平射出时，木块的速度为v19 /s(此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零)若木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为l16 ，求：(g取10 /s2)(1)木块对子弹所做的功1和子弹对木块所做的功2；(2)木块与台面间的动摩擦因数 解析：(1)由动能定理得，木块对子弹所做的功为112v212v20243 (2分)同理，子弹对木块所做的功为212v2181

14、 (2分)(2)设木块离开台面时的速度为v2，木块在台面上滑行阶段对木块由动能定理，有gL12v2212v21(3分)木块离开台面后的平抛阶段lv22hg(2分)解得00(1分)答案：(1)243 81 (2)0012(10分)如图所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其主要部有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆摆锤的质量为，细杆可绕轴在竖直平面内自由转动，摆锤重心到点距离为L测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与等高的位置处静止释放摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(s≪L)，之后继续摆至与竖直方向成角的最高位置若摆锤对地面的

15、压力可视为大小为F的恒力，重力加速度为g，求(1)摆锤在上述过程中损失的机械能；(2)在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功；(3)橡胶片与地面之间的动摩擦因数解析：(1)选从右侧最高点到左侧最高点的过程研究因为初、末状态动能为零，所以全程损失的机械能E等于减少的重力势能，即：EgLs (2分)(2)对全程应用动能定理：Gf0(1分)GgLs (1分)由得fGgLs (2分)(3)由滑动摩擦力公式得fF(1分)摩擦力做的功ffs(1分)式代入式得：gLs Fs(2分)答案：(1)gLs (2)gLs (3)gLs Fs13(14分)(2013•高考浙江卷)谷中有三块石头和一根不可伸长的轻

16、质青藤，其示意图如下图中A、B、D均为石头的边缘点，为青藤的固定点，h118 ，h240 ，x148 ，x280 开始时，质量分别为10 g和2 g的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头大猴抱起小猴跑到点，抓住青藤下端，荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零运动过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g10 /s2，求：(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值；(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小；(3)猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小解析：(1)设猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vin，根据平抛运动规律，有h112gt2(1分)x1vint(1分)联立、式，得vin8 /s(2分)(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时速度为v，有()gh212()v2(2分)v2gh280 /s9 /s(2分)(3)设拉力为T，青藤的长度为L对最低点，由牛顿第二定律得T()g()v2L(2分)由几何关系(Lh2)2x22L2(1分)得：L10 (2分)综合、式并代入数据解得：T()g()v2L216 N(1分)答案：(1)8 /s(2)约9 /s(3)216 N