2021-2021学年高中物理 第4章 能量守恒与可持续发展单元检测 沪科版必修2.doc

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1、1第第 4 4 章能量守恒与可持续发展章能量守恒与可持续发展单元单元检测检测（时间：45 分钟满分：100 分）一、选择题（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，选对但不全的得 3 分，有错选或不答的得 0 分）1至今为止，第一类永动机从来没有成功过，其原因是（）A机械制造的技术没有过关B违反了牛顿运动定律C违反了机械能守恒定律D违反了能量守恒定律2下列叙述中正确的是（）A做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B做匀速直线运动的物体的机械能可能守恒C外力对物体做功为零，物体的机械能一定守恒D系统内只有重力和

2、弹力做功时，系统的机械能一定守恒3（2012浙江理综）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内。一质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口D处 静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是（）A小球落到地面时相对于A点的水平位移值为222RHRB小球落到地面时相对于A点的水平位移值为224RHRC小球能从细管A端水平抛出的条件是H2RD小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin52R4如图所示，一小球从A点出发，分别沿光滑斜面下滑和水平抛出到达同一位置B点。不计空气阻力，在这两个过程中，关于重力做功的说法正确的是（）A重力

3、做的功相同B平抛时重力做的功大C沿光滑斜面下滑时重力做的功大D无法比较5关于重力势能，下列说法中正确的是（）A重力势能减少，重力一定对物体做正功B重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功C在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D重力势能实际上是物体和地球所共有的6汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小，在刹车过程中（）A重力势能增加B动能增加C重力做负功D机械能不守恒27一固定在地面上的光滑斜面的顶端固定有一轻弹簧，地面上质量为m的物块（可视为质点）向右滑行并冲上斜面。设物块在斜面最低点A的速率为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则物块运动到C点时弹簧的弹性势能为

4、（）AmghB212mghmvC212mghmvD212mvmgh8一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图所示。现在最低点C施加一竖直向下的力将绳缓慢拉至D点，在此过程中，绳索AB的重心位置（）A逐渐升高B逐渐降低C先降低后升高D始终不变二、填空题（每小题 6 分，共12 分，把答案填在相应的横线上）9用落体法验证机械能守恒定律的实验中：（1）运用公式22mvmgh对实验条件的要求是_，为此，所选择的纸带第 1、2 两点间的距离应接近_。（2）若实验中所用重锤的质量m1 kg，打点纸带如图所示，打点时间间隔为 0.02 s，则记录B点时，重锤速度vB_，重锤动能Ek

5、_，从开始下落起至B点重锤的重力势能减少量是_，由此可得出的结论是_。10 某小组同学利用斜槽和小钢球来验证机械能守恒定律，每次都使小球在斜槽上同一位置滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动。在小球经过的地方水平放置一块木板，木板上放一张白纸，白纸上放有复写纸，这样可记录小球在白纸上的落点。要判断小球从斜槽滚下减少的重力势能等于其在斜槽末端具有的动能：（1）提供的测量仪器有秒表、刻度尺、天平、弹簧秤，请指出需要使用的有_。（2）需要测量的物理量有：用刻度尺测小球在斜槽上的起始位置到斜槽末端的高度h；还需 要用 _测_；用_测_。（3）若小球的质量为m，用测量的物理量表示小球在斜槽上滑下过程中所减少的

6、重力势能为_；小球在斜槽末端具有的动能为_。（4）为提高实验的准确程度，你认为以下建议确实有作用的是_。（填入选项前字母）A斜槽表面要尽量光滑B小球的质量要测量精确C钢球的体积越大越好3D木板要尽量水平放置三、计算题（每小题 20 分，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、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）11如图所示，在高度h0.8 m 的水平光滑桌面上，有一轻弹簧左端固定，质量为m1 kg 的小球在外力作用下使弹簧处于压缩状态。由静止释放小球，将小球水平弹出，小球离开弹簧时的速度为v13 m/s，不计空气阻力，求：（1）弹簧的

7、弹力对小球所做的功为多少？（2）小球落地时速度v2的大小。（g取 10 m/s2）12如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上。已知l1.4 m，v3.0 m/s，m0.10 kg，物块与桌面间的动摩擦因数0.25，桌面高h0.45 m。不计空气阻力，重力加速度g取 10 m/s2。求：（1）小物块落地点距飞出点的水平距离s；（2）小物块落地时的动能Ek；（3）小物块的初速度大小v0。4参考答案参考答案1 1 答案：答案：D解析：解析：第一类永动机是不需消耗能量或消耗很少能量，而获得能量或得到更多能量，它违反了能量守恒定律，因此第一类

8、永动机不会成功，选项 D 正确。2 2 答案答案：BD解析解析：做匀速直线运动的物体所受合力为零，重力以外的其他力的合力是重力的平衡力，只有当物体做水平方向的匀速直线运动时，这些力才对物体不做功，物体的机械能才守恒。当物体沿除水平直线以外的任意直线运动时，重力以外的其他力的合力对物体做功，物体的机械能不再守恒。故 A 错，B 对；若重力、弹力以外的其他力对物体做功的代数和不为零，则物体的机械能不守恒。外力对物体做功为零时，有两种情况：若重力、弹力不做功，则其他力对物体做功的代数和也必为零，此时物体的机械能守恒（如小球在水平面内做匀速圆周运动）；若重力、弹力做功，其他外力做功的代数和必不为零，此

9、时机械能不守恒，C 错；只有重力和弹簧弹力对物体做功时，系统的机械能守恒，D 正确。3 3答案答案：BC解析解析：由D到A由机械能守恒定律得：mg（H2R）212Amv，2(2)Avg HR，小球在A处抛出后做平抛运动，下落y2R后落地，则由xvAt和y2R212gt得22 24xRHR，B 选项正确，A 错误；由于小球能到达A处，小球在双层轨道内部，vA0，当vA0 时，小球不能抛出，因此小球从A处抛出的速度为vA0，由前mg（H2R）2102Amv得H2R，C 选项正确，D 选项错误。4 4 答案：答案：A解析：解析：重力做功和路径无关，只决定于初、末位置的高度差，小球两次运动中，初、末位

10、置高度差相同，故重力做的功相同，都为Wmg（h1h2），A 正确。5 5 答案答案：AD解析解析：重力势能的变化与重力做功有关，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大，所以 A 正确；重力势能具有相对性，因此对不同的零势能面，重力势能的数值不同，所以 B、C 错误；重力势能是由于地球和物体之间的相互作用力而具有的能，所以重力势能是物体和地球所共有，D 正确。6 6 答案答案：D解析解析：汽车沿坡面向下运动，重力做正功，重力势能减小，故 A、C 错；由于速度逐渐减小，由2k12Emv知，动能减小，B 错；由于动能、重力势能都减小，故机械能是减小的，D 项正确。7 7 答案答案：D解析

11、解析：由机械能守恒定律可得物块的动能转化为其动能和弹簧的弹性势能，有12mv2mghEp，故Ep12mv2mgh。8 8 答案答案：A解析解析：当用力将绳上某点C拉到D，外力在不断地做正功，而物体的动能不增加。因此外力做的功必定转化为物体的重力势能。重力势能增加了，则说明物体的重心升高了，正确选项为 A。9 9 答案：答案：打第一个点时重锤的初速度为零2 mm答案：答案：0.59 m/s0.17 J0.17 J机械能守恒解析解析：（1）物体自由下落时，在 0.02 s 内的位移大小应为21=2hgt129.8（0.02）2m2 mm。（2）vB3(31.47.8)10=m/s2 0.02ACt

12、0.59 m/s，此时重锤的动能为2k1=2BEmv121（0.59）2J0.17 J，物体的重力势能减少量为Epmgh19.817.6103J0.17J。1010 答案：答案：见解析5解析解析：（1）本实验中，可以求出平抛运动的初速度，需要测出平抛运动的水平位移和竖直位移，不需要测量时间和质量，故只需要刻度尺。（2）要用刻度尺测出小球在木板上的落点的斜槽末端的水平距离s，用刻度尺测出斜槽末端到木板的竖直高度H。（3）减少的重力势能等于重力做的功，即mgh；由21=2Hgt和svt可得平抛运动的初速度即小球到斜槽水平部分时的速度=2gv sH，故小球在斜槽末端具有的动能为221=24mgsmv

13、H。（4）AD1111 答案：答案：4.5 J答案：答案：5 m/s解析解析：（1）根据动能定理，弹簧的弹力对小球所做的功等于小球增加的动能，即W212mv12132J4.5 J。（2）根据机械能守恒定律，取水平地面为零势能面，则221211+=22mvmghmv代入数据解得：v25 m/s。1212 答案：答案：0.9 m答案：答案：0.90 J答案：答案：4.0 m/s解析解析：（1）由平抛运动规律，有竖直方向21=2hgt水平方向svt得水平距离s2hvg0.90 m。（2）由机械能守恒定律，动能Ek12mv2mgh0.90 J。（3）由动能定理，有mgl2201122mvmv得初速度大小v022+gl v4.0 m/s。