2023学年新教材高中物理章末综合测评4（人教版）必修2.doc

章末综合测评(四) (时间：90分钟　分值：100分) 一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．关于功和功率的计算，下列说法中正确的是(　　) A．用W＝Fxcos θ可以计算变力做功 B．用W合＝Ek2－Ek1可以计算变力做功 C．用W＝Pt只能计算恒力做功 D．用P＝可以计算瞬时功率 B　[W＝Fxcos θ是恒力做功公式，不可以计算变力做功，故A错误；动能定理W合＝Ek2－Ek1既可以计算恒力做功，也可以计算变力做功，故B正确；用W＝Pt计算的是恒定功率下，外力做的功，此力可以是恒力，也可以是变力，C错误；用P＝计算的是平均功率，不能计算瞬时功率，D错误．] 2．A、B两物体的质量之比mA∶mB＝2∶1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示．那么，A、B两物体所受摩擦力之比FA∶FB与A、B两物体克服摩擦力做的功之比WA∶WB分别为(　　) A．2∶1,4∶1　　　　　 B．4∶1,2∶1 C．1∶4,1∶2 D．1∶2,1∶4 B　[由题图可知，物体A的加速度大小aA＝，物体B的加速度大小aB＝，根据牛顿第二定律可得，物体A、B受到的摩擦力分别为FA＝mAaA，FB＝mBaB，又mA∶mB＝2∶1，所以FA∶FB＝4∶1；v­t图象中图线与横轴所围的面积表示位移，从开始运动到停止，A、B两物体的位移分别为lA＝，lB＝＝v0t，又功W＝Flcos α，所以WA∶WB＝FAlA∶FBlB＝2∶1，故选项B正确．] 3.质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，0～t1段为直线，从t1时刻起汽车保持额定功率不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f，则(　　) A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于m B．t1～t2时间内，汽车做匀加速运动 C．t1～t2时间内，汽车的功率等于fv1 D．t1～t2时间内，汽车的功率等于fv2 D　[0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度a＝，根据牛顿第二定律得，F－f＝ma，解得牵引力F＝f＋m，故A错误．从t1时刻起汽车的功率保持不变，根据P＝Fv可知，随速度的增加，牵引力减小，则a＝，可知汽车在t1～t2时间内做加速度减小的加速运动，选项B错误；在t2时刻，汽车的加速度为零，则F＝f，此时汽车的功率P＝Fv2＝fv2，选项D正确，C错误；故选D. ] 4．如图所示，一质量为m、边长为a的正方体物块与地面间的动摩擦因数为μ＝0.1.为使它水平移动距离a，可以用将它翻倒或向前缓慢平推两种方法，则下列说法中正确的是(　　) A．将它翻倒比平推前进做功少 B．将它翻倒比平推前进做功多 C．两种情况做功一样多 D．两种情况做功多少无法比较 B　[使物块水平移动距离a，若将它翻倒一次，需要克服重力做功，使其重心位置由离地h1＝增加到h2＝a，所以至少需要做功W1＝mg(h2－h1)＝mg(－1)a；而缓慢平推需要做功W2＝μmga＝0.1mga<W1.] 5．弹簧发生形变时，其弹性势能的表达式为Ep＝kx2，其中k是弹簧的劲度系数，x是形变量．如图所示，一质量为m物体位于一直立的轻弹簧上方h高度处，该物体从静止开始落向弹簧．设弹簧的劲度系数为k，则物块的最大动能为(弹簧形变在弹性限度内)(　　) A．mgh＋　　　　　 B．mgh－ C．mgh＋ D．mgh－ A　[当重力等于弹力时物体动能最大，此时：kx＝mg，由能量转化和守恒可得：Ek＋Ep＝mg(h＋x)，其中：Ep＝kx2，解得：Ek＝mgh＋，故A正确，B、C、D错误．] 6．如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中(　　) A．圆环的机械能守恒 B．弹簧弹性势能变化了mgL C．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零 D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变 B　[圆环在下落过程中机械能减少，弹簧弹性势能增加，而圆环与弹簧组成的系统机械能守恒，A、D错误．圆环下落到最低点时速度为零，但是加速度不为零，即合力不为零，C错误．圆环重力势能减少了mgL，由机械能守恒可知，弹簧的弹性势能增加mgL，故B正确．] 7.如图所示，一根橡皮筋两端固定在A、B两点，橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态，将弹丸放在橡皮筋内C处并由C处竖直向下拉至D点释放，C、D两点均在AB连线的中垂线上．橡皮筋的质量忽略不计，不计空气阻力，弹丸由D运动到C的过程中(　　) A．橡皮筋对弹丸的弹力一直在增大 B．橡皮筋对弹丸的弹力始终做正功 C．弹丸的机械能守恒 D．弹丸的动能一直在增大 B　[从D到C，橡皮筋的形变量一直减小，所以橡皮筋对弹丸的弹力一直在减小，故A错误；从D到C，橡皮筋对弹丸的弹力的方向始终与弹丸运动的方向相同，所以弹力一直做正功，故B正确；从D到C橡皮筋对弹丸的弹力始终做正功，所以弹丸的机械能一直在增大，故C错误；橡皮筋ACB恰好处于原长状态，在C处橡皮筋的拉力为0，在CD连线中的某一处，弹丸受力平衡，所以从D到C，弹丸的合力先向上后向下，速度先增大后减小，弹丸的动能先增大后减小，故D错误．] 8．一质量为m的小球从高度为H的平台上以速度v0水平抛出，落在松软路面上出现一个深度为h的坑，如图所示，不计空气阻力，对从抛出到落至坑底的过程中，以下说法正确的是(　　) A．外力对小球做的总功为mg(H＋h)＋mv B．小球的机械能减小量为mg(H＋h)＋mv C．路基对小球做的功为－ D．路基对小球做的功为－ BC　[根据动能定理：W＝0－mv＝－mv，故A错误；路基对小球做功为W1：mg(H＋h)＋W1＝0－mv，解得W1＝－mg(H＋h)－mv，故C正确，D错误；根据能量守恒可知，小球机械能的减小量即为小球克服路基做的功，故B正确．] 9．如图甲所示，斜面AB与水平面BC是由同种材料制成的．质量相等的可视为质点的a、b两物块，从斜面上的同一位置A由静止开始下滑，经B点在水平面上滑行一段时间后停止．不计经过B点时的能量损失，用传感器采集到它们的速度－时间图象如图乙所示，则由上述信息判断下列说法正确的是 (　　) 甲　　　　　　　乙 A．在斜面上滑行的加速度物块a比物块b的小 B．在水平面上滑行的距离物块a比物块b的大 C．与斜面间的动摩擦因数物块a比物块b的小 D．在整个运动过程中克服摩擦力做的功物块a比物块b多 BC　[由图象可以看出在斜面上滑行时aa>ab，选项A错误；根据图象与时间轴所夹面积可知在水平面滑行时，xa>xb，选项B正确；在斜面上运动，受力分析有mgsin θ－μmgcos θ＝ma解得：μ＝，因aa>ab，所以μa<μb，选项C正确；整个过程由动能定理可得：mgh－Wf＝0，解得Wf＝mgh，选项D错误．] 10．如图所示，将完全相同的四个小球1、2、3、4分别从同一高度由静止释放(图甲、丙、丁)和平抛(图乙)，其中图丙、丁分别是倾角为45°和60°的光滑斜面，不计空气阻力，则下列对四种情况下相关物理量的比较正确的是(　　) 甲　　 乙 　丙　　丁 A．落地时间t1＝t2<t3<t4 B．全程重力做功W1＝W2＝W3＝W4 C．落地瞬间重力的功率P1＝P2＝P3＝P4 D．全程重力做功的平均功率＝＞＞ BD　[设高度为h，在图甲中做自由落体，则时间为：t1＝ 图乙做平抛运动，竖直方向是自由落体运动，则时间为：t2＝ 设斜面倾角为θ，则根据牛顿第二定律：a＝gsin θ，则：＝gsin θ·t2 即时间为：t＝，将θ＝45°和60°分别代入可以得到：t3＝，t4＝ 即：t1＝t2＜t4＜t3，故选项A错误； 由于重力做功只与高度有关，高度相同，则重力的功相同，即W1＝W2＝W3＝W4＝mgh，故选项B正确； 图甲和乙竖直方向是自由落体运动，则落地时竖直方向的速度为：v＝，与重力的方向夹角为0°； 在图丙和丁中沿斜面到达底端的速度为：v＝＝＝，与重力的方向夹角为θ； 根据功率的公式：P＝Fvcos α＝mgvcos α，则有：P1＝P2＞P4＞P3，故选项C错误； 根据平均功率的公式：＝可知，由于W1＝W2＝W3＝W4＝mgh，而且t1＝t2＜t4＜t3，则可以得到：＝＞＞，故选项D正确．] 二、非选择题(本题共6小题，共60分，按题目要求作答) 11．(6分)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连．先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x. (1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是 ． (2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量 ． A．弹簧原长 B．当地重力加速度 C．滑块(含遮光片)的质量 (3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将 ． A．增大　　　　 B．减小　　　　C．不变 [解析]　(1)滑块从B到C所用时间为t，B、C两点间距离为s，则v＝. (2)由于滑块(含遮光片)弹出后速度为，其动能等于弹簧的弹性势能，因此还需测量滑块(含遮光片)的质量． (3)增大A、O之间距离x，滑块经B、C间速度变大，计时器显示时间t减小． [答案]　(1)v＝　(2)C　(3)B 12．(8分)在“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是 ，可选择的实验器材是 ．(填字母代号) (2)下列方法有助于减小实验误差的是 ． A．在重锤的正下方地面铺海绵 B．必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒 C．重复多次实验，重物必须从同一位置开始下落 D．重物的密度尽量大一些 (3)完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离时如图所示，已知打点计时器每0.02 s打一个点，则B点对应的速度vB＝ m/s. 若H点对应的速度为vH，重物下落的高度为hBH，重物质量为m，当地重力加速度为g，为得出实验结论完成实验，需要比较mghBH与 的大小关系(用题中字母表示)． [解析]　(1)在实验中需要用刻度尺测量纸带上点与点间的距离，从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度．纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表．用电火花计时器时就不用学生电源．必须选取的实验器材为重物、电火花计时器、毫米刻度尺． 重锤的质量可以测量也可以不测量，可选择的实验器材为天平． (2)A.在重锤的正下方地面铺海绵可以防止摔坏实验器材，故A错误； B．不一定要从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒，故B错误； C．重复多次实验时，重物不需要从同一位置开始下落，故C错误； D．重物下落时受到空气阻力和纸带与限位孔之间的摩擦会使实验误差变大．所以选重物的密度尽量大一些，可以减小受到的阻力的影响，可减少实验误差．故D正确． (3)打B点时对应的速度等于A、C两点间的平均速度，vB＝＝ m/s＝1.35 m/s; 如果机械能守恒，物体减小的重力势能等于增加的动能，则mgh＝mv2，即m