章末综合检测(八)机械能守恒定律（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（人教版2019）

章末综合检测(八)　机械能守恒定律 (满分：100分) 一、选择题(本题共12小题。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9～12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．(2022·浙江台州高一期末)如图所示，小艳同学将手臂与水平面成θ角倾斜地捧着一个硬皮本，又将一个手机盒放在硬皮本上，手臂、硬皮本、手机盒始终保持相对静止。已知手机盒质量为m，当她保持手臂的姿势不变，匀速水平向前运动了距离x的过程中(　　) A．重力对手机盒做功mgx B．支持力对手机盒做功mgx cos θ C．合力对手机盒做功mgx sin θ D．摩擦力对手机盒做功－mgx sin θcos θ D　解析：物体在重力的方向上位移为零，则重力做功为零，A错误；支持力为mg cos θ，则支持力做功W＝FNx cos (90°－θ)＝mgx cos θsin θ，B错误；匀速水平向前运动，合力为零，合力对手机盒做功为零，C错误；摩擦力为mg sin θ，则摩擦力做功Wf＝Ffx cos (180°－θ)＝－mgx cos θsin θ，D正确。 2．如图所示的是我国复兴号CR400AF型电力动车组，车重为420 t，其电机的最大牵引功率P＝6 300 kW，其试验的最大车速为420 km/h，此时电机的牵引功率达到了最大。而动车组正常运行时的最大车速为350 km/h。设动车组在平直的高铁线路上行驶时，所受阻力与车速成正比，动车组消耗的电功率正比于电机的牵引功率。则动车组在平直的高铁线路上行驶时(　　) A．当动车组以350 km/h匀速行驶时，电机的牵引功率为5 250 kW B．当动车组匀速行驶时，每公里的能耗与动车组行驶的车速成正比 C．当动车组匀加速行驶，其速度达到210 km/h时，电机的牵引功率为1 575 kW D．当动车组匀加速行驶时，动车组电机的牵引功率正比于车速的平方 B　解析：当动车组以v m＝420 km/h匀速行驶时，其所受阻力大小f m＝kvm，此时电机的牵引力与阻力大小相等，所以牵引功率Pm＝fvm，当动车组以v1＝350 km/h匀速行驶时，其所受阻力大小f1＝kv1，电机的牵引功率P1＝f1v1，联立解得P1＝4 375 kW，A错误；当动车组匀速行驶时，每公里的能耗W＝Pt＝kv2·＝kv·1 km∝v，B正确；假设当动车组以加速度a匀加速行驶时某时刻速度大小为v，则此时动车组所受阻力大小f＝kv，根据牛顿第二定律有F－f＝ma，此时动车组电机的牵引功率P＝Fv，联立解得P＝kv2＋mav，可知P与v成二次函数关系，并不是正比与v2，且当v＝210 km/h时，电机的牵引功率大于1 575 W，C、D错误。 3．(2022·江西九江高一期末)某同学将5个相同的玻璃球固定在一根细线上，玻璃球等间距分布，初始时整体放置在光滑水平面上，细线刚好伸直，如图所示。甲同学用外力将球1抓住缓慢竖直向上提起，直至球5刚好离开地面，此过程甲同学做的功为W1；乙同学用外力将球3抓住缓慢竖直向上提起，直至球5刚好离开地面，此过程乙同学做的功为W2，则W1与W2的比值为(　　) A．5∶4 B．5∶2 C．15∶4 D．3∶1 B　解析：设玻璃球之间的距离为L，每个玻璃球的质量都为m，根据动能定理可知，甲同学做的功W1＝mgL＋2mgL＋3mgL＋4mgL＝10mgL，乙同学做的功W2＝2mgL＋mg·2L＝4mgL，所以W1∶W2＝5∶2，B正确。 4．(2023·上海交通大学附属中学高一摸底考试)有两个质量均为1 kg的实心铝球、铜球，放在同一水平桌面上保持静止。重力势能大的球是(　　) A．铝球 B．铜球 C．一样大 D．视情况而定 A　解析：铝球的密度小于铜球，则质量相同时铝球的体积较大，放在同一水平桌面上时铝球重心的高度更高，由Ep＝mgh可知两个质量均为1 kg的实心铝球、铜球，放在同一水平桌面上保持静止时，铝球的重力势能大，A正确。 5.如图所示，ABCD是一条长轨道，其中AB段是倾角为θ的斜面，CD段是水平的，BC是与AB和CD都相切的一段圆弧，其长度可以略去不计。一个质量为m的小滑块从A点由静止滑下，最后停在D点，现用一沿着轨道方向的拉力拉滑块，使它缓缓地由D点回到A点，则拉力对滑块做的功等于(设滑块与轨道间的动摩擦因数为μ)(　　) A．mgh B．2mgh C．μmg(l＋) D．μmgl＋μmgh cot θ B　解析：由A到D，滑块先在斜面上加速，后在水平面上减速停下。在整个过程中，重力做正功WG＝mgh，摩擦力做功Wf＝－＝－μmg·(l＋hcot θ)，支持力始终不做功。全程由动能定理有