精品教案
章末综合测评(四)
(时间：60分钟 满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全
部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．如图所示实例中均不考虑空气阻力，系统机械能守恒的是( )
A.上楼 B.跳绳人与地球组成的系统
人与绳组成的系统
C.水滴石穿 D.箭射出后水滴与石头组成的系统
箭、弓、地球组成的系统
【解析】 人上楼、跳绳过程中机械能不守恒，从能量转化角度看都是消耗人体的化学能；水滴石穿，水滴的机械能减少的部分转变为内能；弓箭射出过程中是弹性势能与动能、重力势能的相互转化，只有重力和弹力做功，机械能守恒．
【答案】 D
2．如图1所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员1
从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g.在他从上向下滑到底端的
3过程中，下列说法正确的是( )
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图1
A．运动员减少的重力势能全部转化为动能 1
B．运动员获得的动能为mgh
3C．运动员克服摩擦力做功为mgh
31
D．下滑过程中系统减少的机械能为mgh
3
11111
【解析】 运动员的加速度为g，沿斜面：mg－f＝m·g，f＝mg，Wf＝mg·2h32366112
＝mgh，所以A、C项错误，D项正确；Ek＝mgh－mgh＝mgh，B项错误． 333
【答案】 D
3．如图2所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g，当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为( )
【导学号：02690053】
2
图2
A．Mg－5mg C．Mg＋5mg
B．Mg＋mg D．Mg＋10mg
1
【解析】 设小环到大环最低点的速度为v，由能量守恒定律，得mv2＝mg2R①
2小环在大环上做圆周运动，在最低点时，大环对它的支持力方向竖直向上，设为FN，
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v2
由牛顿第二定律，得FN－mg＝m②
R由①②得FN＝5mg，由牛顿第三定律可知，小环对大环竖直向下的压力FN′＝FN＝5mg.大环平衡，轻杆对大环的拉力为F＝FN′＋Mg＝Mg＋5mg，选项C正确．
【答案】 C
4．一小石子从高为10 m处自由下落，不计空气阻力，经一段时间后小石子的动能恰等于它的重力势能(以地面为参考平面)，g取10 m/s2，则该时刻小石子的速度大小为( )
A．5 m/s C．15 m/s
B．10 m/s D．20 m/s
【解析】 设小石子的动能等于它的重力势能时速度为v，根据机械能守恒定律得mgh1
＝mgh′＋mv2
2
1
由题意知mgh′＝mv2，所以mgh＝mv2
2故v＝
gh＝10 m/s，B正确．
【答案】 B
5.如图3所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A与B始终沿同一直线运动，则A与
B组成的系统动能损失最大的时刻是( )
图3
A．A开始运动时 C．B的速度等于零时
B．A的速度等于v时 D．A和B的速度相等时
【解析】 因系统只有弹力做功，系统机械能守恒，故A与B组成的系统动能损失最大时，弹簧弹性势能最大．又因当两物体速度相等时，A与B间弹簧形变量最大，弹性势能最大，故D项正确．
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【答案】 D
6.如图4所示，一小球自A点由静止自由下落到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短．若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由A→B→C的运动过程中( )
图4
A．小球和弹簧总机械能守恒 B．小球的重力势能减少 C．小球在B点时动能最大
D．到C点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
【解析】 小球由A→B→C的运动过程中，小球和弹簧组成的系统只有重力和系统内弹力做功，机械能守恒，A正确；到C点时小球重力势能减少量等于弹簧弹性势能的增加量，B、D正确；小球下落过程中动能先增大后减小，重力和弹力相等时小球动能最大，故C错误．
【答案】 ABD
7．下列过程中，可能发生的是( )
A．某工作物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有引起其他变化
B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发进去，恢复原状 C．利用其他手段，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高 D．将两瓶不同液体混合，不会自发地各自分开
【解析】 根据能量转化的方向性可知，机械能可以完全转化为内能，但内能不能够完全转化成机械能而不引起其他变化，内能完全转化为机械能需要借助其他条件，引起其他变化，选项A错误；高压密闭容器内气体可以自由地溢出变为低压气体，但低压气体要变为
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高压气体，再返回到容器内需要外力作用才能完成，选项B错误；利用空调和冰箱，通过消耗电能可以使物体的温度变得更低，利用电炉可以使物体的温度变得更高，选项C正确；两瓶不同液体混合，分子间扩散，但扩散过程不可逆，选项D正确．
【答案】 CD
8．由光滑细管组成的轨道如图5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( ) 【导学号：02690054】
图5
A．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2B．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2C．小球能从细管A端水平抛出的条件是H＞2R 5
D．小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin＝R
2
【解析】 要使小球从A点水平抛出，则小球到达A点时的速度v＞0，根据机械能守恒定律，有mgH－mg·2R＝mv2，所以H＞2R，故选项C正确，选项D错误；小球从A2点水平抛出时的速度v＝
1
2gH－4gR，小球离开A点后做平抛运动，则有2R＝gt2，水
2
2RH－4R2，选项A错误，选项B正确．
1
RH－2R2
2RH－4R2
平位移x＝vt，联立以上各式可得水平位移x＝2【答案】 BC
二、非选择题(共4小题，共52分)
9．(10分)(2016·全国甲卷)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图6所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿
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高中物理 第4章 能量守恒与可持续发展章末综合测评 沪科版必修2
