人教版高中物理必修二第七章機械能守恒定律單元測試題（解析版）

第七章 機械能守恒定律單元測試題一、單選題(每小題只有一個正確答案) 1.下列關于“驗證機械能守恒定律”實驗的實驗誤差的說法中，正確的是()A 重物質量的稱量不準會造成較大誤差B 重物質量選用得大些，有利于減小誤差C 重物質量選用得較小些，有利于減小誤差D 紙帶下落和打點不同步一定會造成較大誤差2.如圖所示，質量為m的小球以初速度v0水平拋出，恰好垂直打在傾角為的斜面上，(不計空氣阻力)，則球落在斜面上時重力的瞬時功率為()Amgv0tanBCDmgv0cos3.如圖甲所示，用n條相同材料制成的橡皮條彼此平行地沿水平方向拉一質量為m的物塊改變橡皮條條數(shù)進行多次實驗，保證每次橡皮條的伸長量均相同，則物塊的加速度a與所用橡皮條的數(shù)目n的關系如圖乙所示若更換物塊所在水平面的材料，再重復做這個實驗，則圖乙中直線與水平軸線間的夾角將()A 增大B 不變C 減小D 先增大后減小4.如圖所示，物體A和B疊放在光滑水平面上，它們的質量分別為mA1 kg，mB2 kg，在物體B上作用一個大小等于3 N的水平拉力F后，A和B一起前進了4 m，在這一過程中，物體B對物體A做的功是()A 0B 4 JC 8 JD 12 J5.一個物體在粗糙的水平面上運動，先使物體向右滑動距離s，再使物體向左滑動距離s，正好回到起點，來回所受摩擦力大小都為Ff，則整個過程中摩擦力做功為()A 0B 2FfsC FfsD 無法確定6.如圖所示，在加速運動的車廂中，一個人用力沿車前進的方向推車廂，已知人與車廂始終保持相對靜止，那么人對車廂做功的情況是()A 做正功B 做負功C 不做功D 無法確定7.北京時間2019 年12 月22 日9 時29 分，美國太空探索公司(SpaceX)成功發(fā)射新型火箭Falcon 9FT，并在發(fā)射10 分鐘后非常完美地回收了一級火箭，并成功將Orbcomm公司的11 顆通訊衛(wèi)星送入預定軌道一級火箭的回收將大幅降低火箭發(fā)射費用，人類前往太空不再昂貴，廉價太空時代即將到來如圖為火箭通過尾部噴氣正豎直向著降落平臺減速降落的情景火箭質量為m，噴出氣體的質量相對于火箭質量很小，在離平臺高h時速度為v，降落過程中受空氣的浮力和阻力大小之和為Ff，剛要落在平臺上時的速度可忽略，降落過程中各力均可視為恒定下列關于上述過程的描述正確的是()A 火箭處于失重狀態(tài)B 降落過程中噴氣推力為mgmFfC 火箭的機械能減少了FfhD 火箭的重力勢能減少了mgh8.一質量分布均勻的不可伸長的繩索重為G，A、B兩端固定在水平天花板上，如圖所示，今在繩索的最低點C處施加一豎直向下的力將繩索繃直，在此過程中，繩索AB的重心位置將()A 逐漸升高B 逐漸降低C 先降低后升高D 始終不變9.下列運動的物體，機械能守恒的是()A 物體沿斜面勻速下滑B 物體從高處以0.9g的加速度豎直下落C 物體沿光滑曲面滑下D 拉著一個物體沿光滑的斜面勻速上升10.如圖，在豎直平面內滑道ABC關于B點對稱，且A、B、C三點在同一水平面上若小滑塊第一次由A滑到C、第二次由C滑到A，小滑塊運動過程始終沿著滑道滑行，兩次運動的初速度大小分別為v1、v2，而末速度大小相等小滑塊與滑道的動摩擦因數(shù)恒定，則兩次運動的初速度()Av1v2Bv1v2Cv1v2Dv1、v2大小無法比較11.在射箭比賽中，如圖所示，運動員右手向后拉弓弦的過程中，她對弓弦的做功情況是()A 一直做正功B 一直做負功C 先做正功，后做負功D 先做負功，后做正功12.如圖所示圓錐擺，當擺球m在某一水平面上做勻速圓周運動時，下列說法中正確的是()A 擺球的重力不做功，繩的拉力做功B 擺球的重力做功，繩的拉力不做功C 擺球的重力和繩的拉力都不做功D 擺球的重力和繩的拉力都做功13.如圖所示，質量相同的物體a和b，用不可伸長的輕繩跨接在光滑的輕質定滑輪兩側，a在水平桌面的上方，b在光滑的水平桌面上初始時用力拉住b使a、b靜止，撤去拉力后，a開始運動，在a下降的過程中，b始終未離開桌面在此過程中()Aa物體的機械能守恒Ba、b兩物體機械能的總和不變Ca物體的動能總等于b物體的動能D 繩的拉力對a所做的功與對b所做的功的代數(shù)和不為零14.一質量為5 000 kg的汽車，以額定功率由靜止啟動，它在水平面上運動時所受的阻力為車重的0.1倍，發(fā)動機額定功率為50 kW.則汽車在此路面上行駛的最大速度為()A 5 m/sB 7 m/sC 8 m/sD 10 m/s15.在光滑水平面上，有一塊長木板，長木板左端放一個木塊，木塊與長木板間有摩擦，先后兩次用相同的水平力F將木塊拉離木板，第1次將長木板固定，第2次長木板不固定，比較這兩種情況下，下列說法中正確的是 ()A 木塊受到摩擦力的大小不相同B 因摩擦產(chǎn)生的熱相同C 恒力F對木塊做的功相同D 木塊獲得的動能相同二、多選題(每小題至少有兩個正確答案) 16.(多選)光滑楔形木塊放在水平面上，斜面上用固定的豎直擋板擋住一個光滑的鐵球，如圖所示，當整個裝置沿水平面向左運動的過程中，鐵球所受各力做功的情況是()A 斜面對球彈力做正功B 球受的重力不做功C 擋板對球彈力不做功D 不知運動具體情況，無法判斷17.(多選)如圖所示，一輕彈簧固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速度地釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物由A點擺向最低點的過程中()A 重物的機械能減少B 系統(tǒng)的機械能不變C 系統(tǒng)的機械能增加D 系統(tǒng)的機械能減少18.(多選)下列說法正確的是()A 10 J的功大于5 J的功B 功是標量，正、負表示外力對物體做功還是物體克服外力做功C 一個力對物體做了負功，則說明這個力一定阻礙物體的運動D 功是矢量，正、負表示方向19.(多選)一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5 s內做勻加速直線運動，5 s末達到額定功率，之后保持額定功率運動，其vt圖象如圖所示已知汽車的質量為m2103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍，( 取g10 m/s2)則( )A 汽車在前5 s內的牽引力為4103NB 汽車在前5 s內的牽引力為6103NC 汽車的額定功率為60 kWD 汽車的最大速度為20 m/s20.(多選)下列四幅圖片所描述的情景中，人對物體做功的是()A 答案AB 答案BC 答案CD 答案D三、填空題 21.下面是“探究功與速度變化的關系”實驗的步驟，其合理順序是_將小車拉至圖中C處，使A，B和B，C間距離大致相等，接通打點計時器電源，放開小車，小車帶動紙帶運動，打下一系列的小點，由紙帶分析求出小車通過B位置時的速度v，設第1次橡皮筋對小車做的功為W.作出Wv、Wv2的圖象，分析圖象的特點，得出結論如圖所示，先固定打點計時器，在長木板的兩側A處釘兩個小釘，小車放在B處掛上一根橡皮筋(即圖示情況)，使橡皮筋處于自由長度用2條、3條同樣的橡皮筋進行第2次、第3次實驗，每次實驗保持橡皮筋拉伸的長度不變，用同樣的方法測出v2、v3記下W、3W記入表格22.如圖所示，在沒有空氣阻力和摩擦力時(實際很小)，從斜面A上由靜止釋放小球，會發(fā)現(xiàn)無論角怎樣變化，小球最后總能達_的位置，在物理學中，把這一事實說成是有某個量是守恒的，并且把這個量叫_23.質量為20 kg的薄鐵板平放在二樓的地面上，二樓地面與樓外地面的高度差為5 m這塊鐵板相對二樓地面的重力勢能為_ J，相對樓外地面的重力勢能為_ J；將鐵板提高1 m，若以二樓地面為參考平面，則鐵板的重力勢能變化了_ J；若以樓外地面為參考平面，則鐵板的重力勢能變化了_ J.24.(多選)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列說法中正確的是A要用天平稱量重物質量B選用重物時，同樣大小、形狀的重物應選重一點的比較好C要選用第1、2兩點距離接近2 mm的紙帶D實驗時，當松開紙帶讓重物下落的同時，立即接通電源E實驗結果總是動能增加量略小于重力勢能的減少量25.如圖所示，處于自然長度的輕質彈簧一端與墻接觸，另一端與置于光滑地面上的物體接觸，現(xiàn)在物體上施加一水平推力F，使物體緩慢壓縮彈簧，當推力F做功100 J時，彈簧的彈力做功_ J，以彈簧處于自然長度時的彈性勢能為零，則彈簧的彈性勢能為_ J.四、實驗題 26.某實驗小組用圖甲所示裝置“探究功與物體速度變化的關系”(1)為平衡小車運動過程中受到的阻力，應該采用下面所述方法中的_(填入選項前的字母代號)A逐步調節(jié)木板的傾斜程度，讓小車能夠自由下滑B逐步調節(jié)木板的傾斜程度，讓小車在橡皮條作用下開始運動C逐步調節(jié)木板的傾斜程度，給小車一初速度，讓拖著紙帶的小車勻速下滑D逐步調節(jié)木板的傾斜程度，讓拖著紙帶的小車自由下滑(2)圖乙是該實驗小組在實驗過程中打出的一條紙帶，已知打點計時器連接的電源的頻率為50 Hz，則橡皮筋恢復原長時小車的速度為_m/s(結果保留3位有效數(shù)字)27.小玲同學平時使用帶彈簧的圓珠筆寫字，她想估測里面小彈簧在圓珠筆尾端壓緊情況下的彈性勢能的增加量請你幫助她完成這一想法.(1)寫出實驗所用的器材：_.(2)寫出實驗的步驟和所要測量的物理量(用字母量表示)：(要求能符合實際并盡量減少誤差)_(3)彈性勢能的增加量的表達式Ep_.五、計算題 28.如圖所示是一個橫截面為半圓、半徑為R的光滑柱面，一根不可伸長的細線兩端分別系著物體A、B，且mA2mB，由圖示位置從靜止開始釋放A物體，當物體B達到圓柱頂點時，求繩的張力對物體B所做的功六、簡答題 29.“神舟十號”飛船返回艙進入地球大氣層以后，由于它的高速下落，而與空氣發(fā)生劇烈摩擦，返回艙的表面溫度達到1 000攝氏度(1)該過程動能和勢能怎么變化？機械能守恒嗎？(2)該過程中什么能向什么能轉化？機械能和內能的總量變化嗎？答案解析1.【答案】B【解析】從需要驗證的關系式ghn看，與質量無關，A錯誤；當重物質量大一些時，有利于減小誤差，B正確，C錯誤；紙帶先下落而后打點，此時，紙帶上最初兩點的點跡間隔較正常時略大，用此紙帶進行數(shù)據(jù)處理，其結果是重物在打第一個點時就有了初動能，如果仍認為打第1個點時重物的速度為零，此時重物動能的增加量比重物重力勢能的減少量大，若不用第1個點，另選紙帶上的A，B兩點，此時重力勢能的變化量mg(hBhA)與動能的增加量m(vB2vA2)仍然可以相互對應，進而驗證機械能守恒定律，D錯誤2.【答案】B【解析】如圖所示，由于v垂直于斜面，可求出小球落在斜面上時速度的豎直分量v2，此時重力做功的瞬時功率為Pmgv2，B正確3.【答案】B【解析】設摩擦力為Ff，每條橡皮條的拉力為F，由牛頓第二定律則得：F合nFFfma，解得：加速度an在an的函數(shù)表達式中斜率為，可見斜率與摩擦力無關，若更換物塊所在水平面的材料，再重復做這個實驗，摩擦力發(fā)生變化，而F、m不變，即斜率不變，所以夾角不變故B正確，A、C、D錯誤4.【答案】B【解析】5.【答案】B【解析】由題意可知，物體運動過程可分兩段，兩段內摩擦力做功均為負功，為WFfs；則全程摩擦力所做的功W總2Ffs.6.【答案】B【解析】人隨車一起向車前進的方向加速運動，表明車對人在水平方向上的合力向前，根據(jù)牛頓第三定律，人對車在水平方向的合力與車運動方向相反，由于人對車的壓力對車不做功，故人對車做負功，B正確7.【答案】D【解析】火箭減速降落時，加速度向上，由牛頓運動定律知火箭處于超重狀態(tài)，故A錯誤；根據(jù)動能定理得：(mgFFf)h0mv2，解得推力FmgmFf，故B錯誤；C、根據(jù)功能原理知，火箭的機械能減少了(FFf)h，故C錯誤；重力做功mgh，則火箭的重力勢能減少了mgh，故D正確8.【答案】A【解析】本題直接求解很困難，因為重心不在繩索上，但可以通過功和能的關系來處理在用力向下拉繩索的過程中，外界對繩索做功，消耗了能量，一定轉化為繩索的某種能量，而整個過程中繩索只有重力勢能發(fā)生了變化，其他各種能量均不變，所以繩索的重力勢能肯定在逐漸增加，從而其重心位置也逐漸升高，故A正確9.【答案】C【解析】物體沿斜面勻速下滑時，動能不變，重力勢能減小，所以機械能減小物體以0.9g的加速度下落時，除重力外，其他力的合力向上，大小為0.1mg，合力在物體下落時對物體做負功，物體機械能不守恒物體沿光滑曲面滑下時，只有重力做功，機械能守恒拉著物體沿斜面上升時，拉力對物體做功，物體機械能不守恒綜上，機械能守恒的是C項10.【答案】B【解析】設AB軌道上有某一點D，從A到C的過程和C到A的過程，都通過D點時，由牛頓第二定律知，徑向的合力提供向心力，從A到B時速度較大，則支持力較小，摩擦力較小，同理在BC段，徑向的合力提供向心力，從A到B，在BC段的速度較小，支持力較小，摩擦力較小，結合動能定理知，從A到C過程中克服摩擦力做功小于從C到A過程中克服摩擦力做功，而末速度大小相等，知v1v2，故B正確11.【答案】A【解析】在運動員向后拉弓弦的過程，人對弓弦的作用力和其運動位移方向相同，故人一直做正功12.【答案】C【解析】13.【答案】B【解析】a物體下落過程中，有繩子的拉力做功，其機械能不守恒，故A錯誤；對于a、b兩個物體組成的系統(tǒng)，只有重力做功，所以a、b兩物體機械能守恒，故B正確；將b的實際速度進行分解，如圖：由圖可知vavbcos，即a的速度小于b的速度，故a的動能小于b的動能，故C錯誤；在極短時間t內，繩子對a的拉力和對b的拉力大小相等，繩子對a做的功等于FTvat，繩子對b的功等于拉力與拉力方向上b的位移的乘積，即：FTvbcost，又vavbcos，所以繩的拉力對a所做的功與對b所做的功的絕對值相等，二者代數(shù)和為零，故D錯誤14.【答案】D【解析】當汽車以額定功率行駛時，做加速度減小的加速運動，當加速度減到零時，速度最大，此時牽引力等于阻力，即FFfkmg0.15 00010 N5 000 N；此時的最大速度為：vmm/s10 m/s，選項D正確15.【答案】B【解析】兩次壓力(大小等于木塊的重力)大小相同，動摩擦因數(shù)沒變，所以摩擦力大小相同，故A錯誤；摩擦產(chǎn)生的熱等于摩擦力所做的功，由A知道摩擦力不變，距離為兩物體的相對位移即木板的長度因為在兩個過程中摩擦力不變，距離不變(木板長)所以因摩擦產(chǎn)生的熱相同，故B正確；木板固定時候木塊移動距離比木板不固定時候移動的距離短，所以恒力F做功不相同，故C錯誤；由B可知F對木塊做功不同，由動能定理：動能的變化等于合外力所做的功，摩擦力做功相等，F(xiàn)做功不等，所以木塊獲得的動能不相同，故D錯誤16.【答案】AB【解析】17.【答案】AB【解析】重物自由擺下的過程中，彈簧拉力對重物做負功，重物的機械能減少，選項A正確；對系統(tǒng)而言，除重力、彈力外，無其他外力做功，故系統(tǒng)的機械能守恒，選項B正確18.【答案】ABC【解析】功是標量，功的正負既不表示方向也不表示功的大小，而是表示力對物體起動力作用(即力對物體做功)還是力對物體起阻力作用(即物體克服外力做功)選項A，B，C正確19.【答案】BC【解析】由于汽車受到的阻力為Ff0.1mg2103N，而汽車在前5 s內的加速度為a2 m/s2，由牛頓第二定律得，牽引力為FmaFf2103kg2 m/s22103N6103N，A錯誤，B正確；由于5 s末達到額定功率，故汽車的額定功率PFv6103N10 m/s6104W60 kW，C正確；汽車的最大速度vmax30 m/s，D錯誤20.【答案】AD【解析】A項中人對物體做正功；B項中力和位移垂直，不做功；C項中重物位移為零，不做功；D項中人對拖把做正功故A，D正確21.【答案】【解析】實驗步驟應包括儀器安裝、進行實驗、數(shù)據(jù)處理幾個環(huán)節(jié)，所以正確順序應該是.22.【答案】斜面B上距斜面底端豎直高度為h能量【解析】通過“小球從斜面A滾上斜面B”的多次重復性實驗，看到了“小球都到達斜面B上距斜面底端豎直高度為h的同一點”的現(xiàn)象，分析這個現(xiàn)象得出“有一個量是守恒的”這一結論，從而確定這個守恒量的名字叫能量23.【答案】0103200200【解析】根據(jù)重力勢能的定義式，以二樓地面為參考平面：Ep0.以樓外地面為參考平面：Epmgh20105 J103J.以二樓地面為參考平面：EpEp2Ep1mgh1020101 J200 J.以樓外地面為參考平面：EpEp2Ep1mg(hh1)mghmgh120101 J200