物理必修ⅱ滬科版第四章 能量守恒與可持續(xù)發(fā)展同步練習(xí)

1、 限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)(時(shí)間：45分鐘分值：100分)1如圖所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物體由靜止下滑，在物體下滑過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A物體的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加B斜面的機(jī)械能不變C斜面對(duì)物體的作用力垂直于接觸面，不對(duì)物體做功D物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析：物體下滑過(guò)程中，由于物體與斜面相互間有垂直于斜面的作用力，使斜面加速運(yùn)動(dòng)，斜面的動(dòng)能增加；物體沿斜面下滑時(shí)，既沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，又隨斜面向右運(yùn)動(dòng)，其合速度方向與彈力方向不垂直，且?jiàn)A角大于90°，所以物體克服彈力做功，物體的機(jī)械能減少，但動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少，故A項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤對(duì)物體與斜面組成的系統(tǒng)內(nèi)

2、，只有動(dòng)能和重力勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，D項(xiàng)正確答案：AD2如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)小球，用長(zhǎng)為2L的輕質(zhì)桿相連接，在豎直平面內(nèi)，繞固定軸O沿順時(shí)針?lè)较蜃杂赊D(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)軸在桿的中點(diǎn)), 不計(jì)一切摩擦，某時(shí)刻A、B球恰好在如圖所示的位置，A、B球的線速度大小均為v，下列說(shuō)法正確的是()A運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B球機(jī)械能守恒B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B球速度大小不變CB球在運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)之前，單位時(shí)間內(nèi)機(jī)械能的變化量保持不變DB球在運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)之前，單位時(shí)間內(nèi)機(jī)械能的變化量不斷改變解析：以A、B球?yàn)橄到y(tǒng)，兩球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有重力做功(輕桿對(duì)兩球做功的和為零)，兩球的機(jī)械能守恒以過(guò)O點(diǎn)的水平面為重力勢(shì)能的參考

3、平面時(shí)，系統(tǒng)的總機(jī)械能為E2×mv2mv2.假設(shè)A球下降h，則B球上升h，此時(shí)兩球的速度大小是v，由機(jī)械能守恒定律知mv2mv2×2mghmgh，得到vv，故運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B球速度大小不變當(dāng)單獨(dú)分析B球時(shí)，B球在運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)之前，動(dòng)能保持不變，重力勢(shì)能在不斷增加由幾何知識(shí)可得單位時(shí)間內(nèi)機(jī)械能的變化量 是不斷改變的，B、D正確答案：BD32012·湖南長(zhǎng)沙一中月考一個(gè)高爾夫球靜止于平坦的地面上，在t0時(shí)球被擊出，以初速度v031 m/s做斜拋運(yùn)動(dòng)，飛行中球的速率與時(shí)間的部分關(guān)系如圖所示若不計(jì)空氣阻力的影響，根據(jù)圖象提供的信息可以求出()A高爾夫球在何時(shí)離地最高B高爾夫球

4、可上升的最大高度C高爾夫球的最大重力勢(shì)能D高爾夫球落地時(shí)離擊球點(diǎn)的距離解析：本題借助vt圖線，考查了機(jī)械能因高爾夫球被擊出后機(jī)械能守恒，所以從題圖中得出，5 s末速率與初速率相等，說(shuō)明高爾夫球落回到地面，在2.5 s速率最小，為水平速度，離地最高，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解可以算出豎直方向的初速度，這樣就可以算出高爾夫球上升的最大高度和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，在水平方向高爾夫球勻速運(yùn)動(dòng)，可以求出射程，因高爾夫球的質(zhì)量未知，不能算出高爾夫球的最大重力勢(shì)能，C項(xiàng)錯(cuò)誤答案：ABD4小明和小強(qiáng)在操場(chǎng)上一起踢足球，足球質(zhì)量為m.如圖所示，小明將足球以速度v從地面上的A點(diǎn)踢起 ，當(dāng)足球到達(dá)離地面高度為h的B點(diǎn)位置時(shí)，取B處

5、為零勢(shì)能參考面 ，不計(jì)空氣阻力則下列說(shuō)法中正確的是()A小明對(duì)足球做的功等于mv2mghB小明對(duì)足球做的功等于mghC足球在A點(diǎn)處的機(jī)械能為mv2D足球在B點(diǎn)處的動(dòng)能為mv2mgh解析：小明對(duì)足球做的功Wmv2，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；足球在A處的機(jī)械能為mv2mgh，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由機(jī)械能守恒知，B處動(dòng)能為mv2mgh，D項(xiàng)正確答案：D5如圖所示，A、B質(zhì)量均為m，輕質(zhì)小滑輪距光滑水平桿高度為H，開(kāi)始時(shí)輕質(zhì)細(xì)繩與桿夾角45°.釋放B后，A、B同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，小滑輪繞軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)則在A、B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)以后，下列說(shuō)法正確的是()AA、B速度同時(shí)達(dá)到最大值B輕質(zhì)細(xì)繩一直對(duì)B做負(fù)功CA能獲得的最大動(dòng)能為(1)

6、mgHDB將在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)解析：A的速度最大，動(dòng)能最大，此時(shí)B的速度為零由機(jī)械能守恒定律，得： Ekmg(H)(1)mgH.A錯(cuò)C對(duì)當(dāng)與A連接的細(xì)繩運(yùn)動(dòng)越過(guò)豎直方向后，輕質(zhì)細(xì)繩對(duì)B做正功，B將在豎直方向做機(jī)械振動(dòng)但由于細(xì)繩拉力大小不與B對(duì)其平衡位置位移大小成正比，所以B、D均錯(cuò)答案：C6如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑3/4圓弧軌道ABCD，其A點(diǎn)與圓心等高，D點(diǎn)為軌道最高點(diǎn)，AC為圓弧的一條水平直徑，AE為水平面現(xiàn)使小球自A點(diǎn)正上方O點(diǎn)處?kù)o止釋放，小球從A點(diǎn)進(jìn)入圓軌道后能通過(guò)軌道最高點(diǎn)D.則()A小球通過(guò)D點(diǎn)時(shí)速度可能為零B小球通過(guò)D點(diǎn)后，一 定會(huì)落到水平面AE上C小球通過(guò)D點(diǎn)后，一定

7、會(huì)再次落到圓軌道上DO點(diǎn)可能與D點(diǎn)等高解析：由豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知：小球既然能通過(guò)最高點(diǎn)則過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度不可能為零，其臨界速度為v，其中R為光滑圓弧軌道的半徑由機(jī)械能守恒可得mgHmgRmv2，小球要通過(guò)最高點(diǎn)D，至少應(yīng)從HR處開(kāi)始下落，因此AD錯(cuò)誤；若小球剛好可以通過(guò)D點(diǎn)，則離開(kāi)D點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)下落R高度時(shí)，需要時(shí)間為t，其水平位移為svtR，大于圓軌道的半徑，故小球一定不會(huì)落到圓軌道上，只能落在水平面AE上，C錯(cuò)誤；B正確答案：B7. 2012·金考卷發(fā)射地球同步衛(wèi)星要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、

8、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖所示當(dāng)衛(wèi)星分析都在軌道1、2、3上正常運(yùn)行時(shí)，則以下說(shuō)法正確的是()A衛(wèi)星在軌道3上的運(yùn)行速率大于7.9 km/sB衛(wèi)星在軌道3上的機(jī)械能小于它在軌道1上的機(jī)械能C衛(wèi)星在軌道2上，P點(diǎn)的機(jī)械能大于Q點(diǎn)的機(jī)械能D衛(wèi)星在軌道1上的機(jī)械能小于在軌道2上的機(jī)械能解析：由Gm得v，且v7.9 km/s為衛(wèi)星在最低軌道的運(yùn)行速度，可見(jiàn)A錯(cuò)；向更高的軌道發(fā)射需要更大的機(jī)械能，B錯(cuò)、D正確；同一軌道運(yùn)行時(shí)只有萬(wàn)有引力做功其機(jī)械能守恒，C錯(cuò)答案：D8如圖所示，質(zhì)量為m的小球(可看作質(zhì)點(diǎn))在豎直放置的半徑為R的固定光滑圓環(huán)軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)若小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速率為v0，下列說(shuō)法中

9、正確的是()A小球在最高點(diǎn)時(shí)只受到重力作用B小球在最高點(diǎn)對(duì)圓環(huán)的壓力大小為2mgC小球繞圓環(huán)一周的時(shí)間等于2R/v0D小球經(jīng)過(guò)任一直徑兩端位置時(shí)的動(dòng)能之和是一個(gè)恒定值解析：最高點(diǎn)處Nmg，因此Nmg；最高點(diǎn)速率最小，因此周期一定小于2R/v0；小球到任意位置的機(jī)械能都相等，任意兩個(gè)位置的機(jī)械能之和恒定，不妨設(shè)圓心等高處為重力勢(shì)能參考平面，則任一直徑兩端位置勢(shì)能之和恒定為零，因此動(dòng)能之和也恒定答案：D92011年7月16日，第14屆世界游泳錦標(biāo)賽在上海開(kāi)幕同日產(chǎn)生了首枚金牌，在女子三米板個(gè)人決賽中，吳敏霞盡顯強(qiáng)大實(shí)力，以356.40分奪取金牌，這已經(jīng)是中國(guó)隊(duì)在世界游泳錦標(biāo)賽上連續(xù)第六次拿到該項(xiàng)冠

10、軍，如圖為吳敏霞空中完美動(dòng)作若吳敏霞的質(zhì)量為m，她入水后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)水對(duì)她的阻力大小恒為F，在水中下降高度h的過(guò)程中，她在水中(g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?()A動(dòng)能減少了FhB重力勢(shì)能減少了mghC機(jī)械能減少了(Fmg)hD機(jī)械能減少了Fh解析：本題考查動(dòng)能定理根據(jù)動(dòng)能定理可知合力做功等于動(dòng)能變化量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；重力做功等于重力勢(shì)能減少量，選項(xiàng)B正確；機(jī)械能減少量等于克服阻力所做的功，即為EFh，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確答案：BD10.如圖所示，長(zhǎng)度相同的三根輕桿構(gòu)成一個(gè)正三角形支架，在A處固定質(zhì)量為2m的小球，B處固定質(zhì)量為m的小球，支架懸掛在O點(diǎn)，可繞過(guò)O點(diǎn)并與支架所在平面相垂直的固定

11、軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始時(shí)OB與地面相垂直，放手后開(kāi)始運(yùn)動(dòng)在不計(jì)任何阻力的情況下，下列說(shuō)法正確的是 ()AA球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度恰好為零B該系統(tǒng)順時(shí)針擺動(dòng)過(guò)程A球勢(shì)能逐漸減小B球勢(shì)能逐漸增加C該系統(tǒng)順時(shí)針擺動(dòng)過(guò)程B球達(dá)到的最高位置高于A球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的高度D當(dāng)支架逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，A球不可能回到起始高度解析：順時(shí)針擺動(dòng)角度大于60°，OA會(huì)超過(guò)豎直位置繼續(xù)順時(shí)針擺動(dòng)一定角度答案：C11如圖所示，光滑弧形軌道與半徑為r的光滑圓軌道相連，固定在同一個(gè)豎直面內(nèi)將一只質(zhì)量為m的小球由圓弧軌道上離水平面某一高度處無(wú)初速釋放為使小球在沿圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)始終不離開(kāi)軌道，這個(gè)高度h的取值范圍如何？解析：可能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)

12、，在圓軌道最高點(diǎn)重力提供向心力mg，由機(jī)械能守恒得 mghmg·2rmv2得h2.5r.也可能不超過(guò)與圓心等高處，由機(jī)械能守恒得mghmg·r 得hr，綜上得hr或h2.5r.答案：hr或h2.5r.12如圖所示為蕩秋千的示意圖，最初人直立站在踏板上，兩繩與豎直方向的夾角均為，人的重心到懸點(diǎn)O的距離為l1；從A點(diǎn)向最低點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，人由直立狀態(tài)變?yōu)樽匀幌露?，在B點(diǎn)人的重心到懸點(diǎn)O的距離為l2；在最低點(diǎn)處，人突然由下蹲狀態(tài)變成直立狀態(tài)(人的重心到懸點(diǎn)O的距離恢復(fù)為l1)，且保持該狀態(tài)到最高點(diǎn)C.設(shè)人的質(zhì)量為m，不計(jì)踏板和繩的質(zhì)量，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力求：(1)人第一次到

13、達(dá)最低點(diǎn)B還處于下蹲狀態(tài)時(shí)，從身上掉下一件物品，問(wèn)物品落地點(diǎn)到最低點(diǎn)的距離為多少？假設(shè)人在最低點(diǎn)時(shí)離地面高度為h.(2)人第一次到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí)，繩與豎直方向的夾角為多大？(可用反三角函數(shù)表示；解答本問(wèn)時(shí)不考慮超重和失重)解析：(1)人從A點(diǎn)到B點(diǎn)(還處于下蹲狀態(tài))的過(guò)程中，設(shè)B點(diǎn)此時(shí)的速度為v根據(jù)機(jī)械能守恒得mg(l2l1cos) mv2物品落地的時(shí)間為t，有hgt2物品落地點(diǎn)的水平位移xvt解得x2則該點(diǎn)離最低點(diǎn)B的距離 s.(2)人從B點(diǎn)保持直立狀態(tài)到達(dá)C點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律mv2mgl1(1cos)解得arccos( cos)答案：(1) (2)arccos(cos)13如圖所示，在光滑平臺(tái)上，有一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，其一端固定在固定擋板上，另一端連接一質(zhì)量為m的物體A.有一細(xì)繩通過(guò)定滑輪，細(xì)