必修二練習(xí)測(cè)試機(jī)械能守恒與能量守恒定律

1、精心整理高中同步測(cè)試卷（七）第七單元機(jī)械能守恒與能量守恒定律（時(shí)間：90分鐘，滿分：100分）、單項(xiàng)選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確.在最近幾年的夏季家電市場(chǎng)上出現(xiàn)一個(gè)新寵一一變頻空調(diào)，據(jù)專家介紹，變頻空調(diào)比定頻的要節(jié)能，因?yàn)槎l空調(diào)開機(jī)時(shí)就等同于汽車啟動(dòng)時(shí)，很耗能，是正常運(yùn)行耗能的5至7倍.空調(diào)在工作時(shí)達(dá)到設(shè)定溫度就停機(jī)，等溫度高了再繼續(xù)啟動(dòng).這樣會(huì)頻繁啟動(dòng)，耗電多，而變頻空調(diào)啟動(dòng)時(shí)有一個(gè)由低到高的過程，而運(yùn)行過程是自動(dòng)變速來保持室內(nèi)溫度，從開機(jī)到關(guān)機(jī)中間不停機(jī)，而是達(dá)到設(shè)定溫度后就降到最小功率運(yùn)行,所以比較省電.閱讀上述介紹后,探究以下

2、說法中合理的是（）A.變頻空調(diào)節(jié)能，運(yùn)行中不遵守能量守恒定律B.變頻空調(diào)運(yùn)行中做功少，轉(zhuǎn)化能量多C.變頻空調(diào)在同樣工作條件下運(yùn)行效率高，省電D.變頻空調(diào)和定頻空調(diào)做同樣功時(shí)，消耗的電能不同2.如圖所示，從傾角為0=30。的斜面頂端以初動(dòng)能Ei = 6 -J向下坡方向平小球落到斜面上時(shí)的動(dòng)能2為（）拋出一個(gè)小球，則C. 14 J3.如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體于光滑水平桌面上， A右端連接一細(xì)線， 細(xì)線繞過光滑的定滑輪與物體BA處于靜止且細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放程的分析中正確的是（）A . B物體受到細(xì)線的拉力保持不變度.下列有關(guān)該過B,直至B獲得最大速A相連，

3、物體A置 相連.開始時(shí)托住B . B物體機(jī)械能的減少量小于彈簧彈性勢(shì)能的增加量A物體動(dòng)能的增加量等于B物體的重力對(duì) B做的功與彈簧彈力對(duì)A做的功之和A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量等于細(xì)線的拉力對(duì)A做的功4.有一豎直放置的 “破架，表面光滑，滑塊 A、B分別套在水平桿與 一不可伸長(zhǎng)的輕細(xì)繩相連，A、B質(zhì)量相等，且可看做質(zhì)點(diǎn)，如圖所示，開豎直桿上，A、B用始時(shí)細(xì)繩水平伸直，A、B靜止.由靜止釋放 B后，已知當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60時(shí)，滑塊B沿著豎直桿下滑的速度為v,則連接A、B的繩長(zhǎng)為（）4v23v2g 2v2 C- 3gg4v2D. 3g5.利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以研究快速變化的力的大

4、小,實(shí)驗(yàn)時(shí)讓某消自由下落2 m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心后停止.用這種方法獲得消防隊(duì)員受到地面沖擊力隨時(shí)間變化圖象如圖又下降了 0.5 m ,最所示，由圖象可知防隊(duì)員從一平臺(tái)上精心整理A . t2時(shí)刻消防員的速度最大B . t3時(shí)刻消防員的動(dòng)能最小C. t4時(shí)刻消防員的加速度最大D.消防員在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒6.內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為 R,固定在豎直平面內(nèi)，一根長(zhǎng)度為42r的質(zhì)量為m的小球甲，另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙.現(xiàn)將兩小球放入凹槽槽的最低點(diǎn)，如圖所示，由靜止釋放后（）A .下滑過程中甲球減少的機(jī)械能總是等于乙球增加的機(jī)械能輕桿，一端固定有內(nèi)，小球乙位

5、于凹B .下滑過程中甲球減少的重力勢(shì)能總是等于乙球增加的重力勢(shì)能C,甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點(diǎn)D.桿從右向左滑回時(shí)，乙球一定不能回到凹槽的最低點(diǎn)7.如圖所示，質(zhì)量為 m的物塊從A點(diǎn)由靜止開始下落，加速度為彈簧接觸，又下落 h后到達(dá)最低點(diǎn) C.在由A運(yùn)動(dòng)到C的過程中，則A .物塊機(jī)械能守恒B .物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.物塊機(jī)械能減少 mg（H + h）/2D.物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少mg（H+h）/2、多項(xiàng)選擇題（本題共5小題，每小題6分，共30分.在每小題給出的個(gè)選項(xiàng)符合題意.）8.如圖所示，斜面置于光滑水平地面， 其光滑斜面上有一物體由靜止沿 下滑過程中，下列說法正確的是（

6、）A .物體的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加.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)械能守恒四個(gè)選項(xiàng)中，有多斜面下滑，在物體1g,下洛.如圖，一物體以初速度 V0沖向光滑斜面 AB,并能沿斜面升高 h,下列說法中錯(cuò)誤的是A.若把斜面從 C點(diǎn)鋸斷，由機(jī)械能守恒定律知，物體沖出C點(diǎn)后仍能升高h(yuǎn)H到B點(diǎn)后與一輕B.若把斜面彎成圓弧形，物體仍能沿AB升高h(yuǎn)C.若把斜面從 C點(diǎn)鋸斷或彎成圓弧狀，物體都不能升高h(yuǎn),因?yàn)闄C(jī)械能不守恒D.若把斜面從 C點(diǎn)鋸斷或彎成圓弧狀，物體都不能升高h(yuǎn),但機(jī)械能仍守恒.如圖所示，長(zhǎng)為 L的粗糙長(zhǎng)木板水平放置，在木板的緩慢地抬高 A

7、端，使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為此時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)木板， 小物塊滑到底端的速度為v,重力加速度為g.下列判斷正整個(gè)過程物塊所受的支持力垂直于木板，所以不做功A端放置一個(gè)質(zhì)時(shí)小物塊開始滑動(dòng),確的是（）量為m的小物塊.現(xiàn)B.物塊所受支持力做功為mgLsin aC.發(fā)生滑動(dòng)前靜摩擦力逐漸增大整個(gè)過程木板對(duì)物塊做的功等于物塊機(jī)械能的增量.如圖所示，離水平地面一定高度處水平固定一內(nèi)壁光滑的圓筒，筒內(nèi)固定一輕質(zhì)彈簧，輕質(zhì)彈簧處于自然長(zhǎng)度.現(xiàn)將一小球從地面以某一初速度斜向上拋出,剛好能水平進(jìn)入圓筒中，不計(jì)空氣阻力.下列說法中錯(cuò)誤的是（）A .輕質(zhì)彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能小于小球拋出時(shí)的動(dòng)能精心整

8、理B .輕質(zhì)彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能等于小球拋出時(shí)的動(dòng)能C .小球從拋出到將輕質(zhì)彈簧壓縮到最短的過程中小球的機(jī)械能守恒D .小球拋出的初速度大小僅與圓筒離地面的高度有關(guān).如圖所示，物體 A、B通過細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體 A、B的質(zhì)量分別為 m、2m.開始時(shí)細(xì)繩伸 直，用手托著物體 A使彈簧處于原長(zhǎng)，且 A與地面的距離為 h,物體B靜止在地面上.放手后物體 A下落，與地面即 將接觸時(shí)速度為 v,此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無壓力.若在物體A下落的過程中，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，則A接觸地面前的瞬間（）A .物體A的加速度大小為 g,方向豎直向下2B .彈簧的彈性勢(shì)能等于 mgh QmvC.物

9、體B有向上的加速度（1）比較這兩種方案， （選填“甲”或“乙”）方案好些，理由是 .（2）下圖是該實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，測(cè)出每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，已知每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T= 0.1 s,物體運(yùn)動(dòng)的加速度 a =;該紙帶是采用 （選填“甲”或“乙”）實(shí)驗(yàn)方案得到的.簡(jiǎn)要寫出判斷依據(jù)：下圖是采用甲方案得到的一條紙帶，在計(jì)算圖中N點(diǎn)的速度時(shí)，幾位同學(xué)分別用下列不同的方法進(jìn)行，其中正確的是.（填選項(xiàng)前的字母）A . v N= gnTB. vnXn+ Xn+ 12Tdn+ 1 - dn-1 c. vn= 2TD . vN=g(n- 1)T四、計(jì)算題（本題共3小題，共32分.解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字

10、說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.）（10分）（2016高考全國(guó)卷丙）如圖，在豎直平面內(nèi)有由:圓弧AB和口圓弧RfcBC組成的光滑固定軌道，兩者在最低點(diǎn)B平滑連接.AB弧的半徑為 R, BC弧的半徑為R.一小球在A點(diǎn)正上方與 A,R,相距R處由靜止開始自由下落，經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng).（1）求小球在B、A兩點(diǎn)的動(dòng)能之比；（2）通過計(jì)算判斷小球能否沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn).（10分）三峽水力發(fā)電站是我國(guó)最大的水力發(fā)電站，平均水位落差約 100 m ,水的流量約1.35 x 104m3/s.船只通航需要約3 500 m3/s的流量，其余流量

11、全部用來發(fā)電. 水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時(shí)， 水流減少的機(jī)械能有 20%轉(zhuǎn)化為電能.（g 取 10 m/s2）按照以上數(shù)據(jù)估算，三峽發(fā)電站的發(fā)電功率最大是多少？（2）根據(jù)對(duì)家庭生活用電量的調(diào)查，三口之家平均每戶同時(shí)用電的功率為0.5 kW ,如果三峽電站全部用于城市生活精心整理用電，它可以滿足多少個(gè)百萬人口城市的生活用電?(12分)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為m的小木塊靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為心，如圖所示，當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，求:小木塊的位移；傳送帶轉(zhuǎn)過的路程；小木塊獲得的動(dòng)能；(4)摩擦過程產(chǎn)生的內(nèi)能；因傳送小木塊，電動(dòng)機(jī)多輸出多少能量?參考

12、答案與解析A錯(cuò)；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做同樣C對(duì).1 .導(dǎo)學(xué)號(hào)94770099解析選C.自然界的一切過程都遵守能量守恒定律, 功，消耗同樣電能，B、D錯(cuò)；由變頻空調(diào)的工作特點(diǎn)可知省電的原理是效率高，1 2.解析選C.由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知，當(dāng)小球落到斜面上時(shí)：水平方向的位移x = vot,豎直方向的位移 y=gt ,1根據(jù)Ek=1mv0,斜面傾角為0 =30。，且初動(dòng)能Ei = 6 J,聯(lián)立以上各式解得，小球落到斜面上時(shí)的動(dòng)能E2為14 J, C2正確.解析選D.由靜止釋放B直至B獲得最大速度的過程中，由于彈簧隨著A、B 一起運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致彈力變大，所以A、B的合力以及加速度都在減小，速度增大，B物體受到

13、細(xì)線的拉力一直在增大，A錯(cuò)誤；B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量和A的動(dòng)能的增加量之和，故 B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可知 A物體動(dòng)能的增加量等于細(xì)線對(duì)A做的功與彈簧彈力對(duì) A做的功的代數(shù)和， C錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系可判斷D正確.4 .解析選D.由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知滑塊A和B在繩長(zhǎng)方向的速度大小相等，有va sin 60 = vb cos 60，。解得丫人=當(dāng),將滑塊A、B看成一系統(tǒng)，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，設(shè)滑塊 B下滑的高度為h,有mgh=mvA+mvB,解得h =誓，由幾何關(guān)系可知繩子的長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 2h =平，故選項(xiàng)D正確.3g 3g，.解析選A.0t1,消防員做自由落體運(yùn)動(dòng)，t1t2,

14、消防員做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，t2時(shí)，F(xiàn)=mg, a=0,此時(shí)速度最大，所以 A正確；t2t4,消防員做減速運(yùn)動(dòng)，t4時(shí)，消防員停止運(yùn)動(dòng)，v=0, F = mg,則a=0,所以B、C錯(cuò)誤；t2t4,消防員的勢(shì)能減小，動(dòng)能也減小，所以機(jī)械能不守恒，故 D錯(cuò)誤.解析選A.環(huán)形槽光滑，甲、乙組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，下滑過程中甲 減少的機(jī)械能總是等于乙增加的機(jī)械能，甲、乙系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能等于系統(tǒng)增加的動(dòng)能；甲減少的重力勢(shì)能等于乙 增加的勢(shì)能與甲、乙增加的動(dòng)能之和；由于乙的質(zhì)量較大，系統(tǒng)的重心偏向乙一端，由機(jī)械能守恒，知甲不可能滑到 槽的最低點(diǎn)，桿從右向左滑回時(shí)乙一定會(huì)回

15、到槽的最低點(diǎn).解析選D.由牛頓第二定律可知，mg-f= ma=mg/2,則f=mg/2；物塊機(jī)械能的減少量取決于空氣阻力和彈簧的彈力對(duì)物塊做的功，物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能的減少量取決于空氣阻力對(duì)物塊做的功：Wf=f(H + h)=mg(H + h)/2,即D正確.解析選AD.物體由靜止開始下滑的過程其重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，A正確.物體在下滑過程中，斜面做加速運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能增加，B錯(cuò)誤.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，彈力方向垂直于接觸面，但與速度方向之間的夾角大于90。，所以斜面對(duì)物體的作用力做負(fù)功，C錯(cuò)誤.對(duì)物體與斜面組成的系統(tǒng)，只有物

16、體的重力和物體與斜面間的彈力做功，機(jī)械能守恒，D正確.解析選ABC.若把斜面從C點(diǎn)鋸斷，物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)水平速度不為零，由機(jī)械能守恒定律可知，物體沖精心整理h之前已經(jīng)脫離軌道.但兩種情況下機(jī)械能均守恒.出C點(diǎn)后不能升高h(yuǎn)；若把斜面彎成半圓弧狀，物體在升高.解析選BCD.由題意得，物塊滑動(dòng)前支持力屬于沿運(yùn)動(dòng)軌跡切線方向的變力，由微元法可知在這個(gè)過程中支持力做正功，而且根據(jù)動(dòng)能定理，在緩慢抬高A端的過程中， W mgLsin a= 0 ,可知 W= mgLsin %所以A項(xiàng)錯(cuò),B項(xiàng)正確.由平衡條件得在滑動(dòng)前靜摩擦力 重力以外其他力做功等于機(jī)械能的變化量可知f靜 = mgsin e,當(dāng)。時(shí)，f靜T,

17、所以C項(xiàng)正確.在整個(gè)過程中，根據(jù)除了 D項(xiàng)正確.解析選BCD.小球從拋出到將輕質(zhì)彈簧壓縮到最短的過程中，只有重力和彈力做功，因此小球和輕質(zhì)彈簧 1 C 1組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守怛，即-mv2=mgh+Ep,由此得到Epmv2,選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤；斜上拋運(yùn)動(dòng)可分解為豎直上拋運(yùn)動(dòng)和水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上有2gh=v2sin28(0為vo與水平方向的夾角)，解得v0=02gh, sin 0由此可知，選項(xiàng) D錯(cuò)誤.解析選BD.當(dāng)A即將接觸地面時(shí)，物體 B對(duì)地面無壓力，對(duì) B受力分析可知，細(xì)繩拉力等于輕彈簧彈力F = 2mg,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；然后對(duì) A受力分析可得：F mg=ma,可得a=

18、g,方向豎直向上，選項(xiàng) A錯(cuò)誤；A下落過程 中，A與彈簧整體機(jī)械能守恒，可得mgh=Ep + ；mv2,彈簧的彈性勢(shì)能Ep= mgh-mv2,選項(xiàng)B正確；拉力的瞬時(shí)功率為P=Fv = 2mgv,選項(xiàng) D正確., ；./.解析(1)機(jī)械能守恒的前提是只有重力做功，實(shí)際操作的方案中應(yīng)該使摩擦力越小越好，所以甲方案好.(sde sB)+( sef sbc)(2)處理紙帶數(shù)據(jù)時(shí)，為減小誤差一般采用逐差法，即 a=77，代入數(shù)值，解得a=4.86 Im/s2(4.7 m/s24.9 m/s2均可).該紙帶是采用乙實(shí)驗(yàn)方案得到的，這是因?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)的加速度比重力加速度小很多.(3)勻變速運(yùn)動(dòng)中某一段位移的平均速度等于該段位移中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度.因?yàn)樗∮?jì)時(shí)起點(diǎn)O的速度不一定為零，同時(shí)物體在下落過程中由于受到阻力作用，下落的加速度要小于重力加速度，所以A、D錯(cuò)誤，B、C正確.答案(1)甲 甲方案中摩擦力較小(2)4.8 m/s2乙物體運(yùn)動(dòng)的加速度a = 4.8 m/s20 (2分)（1分）（1分）（2分）（1分）設(shè)小千在C點(diǎn)的速度大小為 vc,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和向心加速度公式有 2N + mg = mTzCD r22vC_由式得，vc應(yīng)滿足mg m2zCr由機(jī)械能守恒有mgR=2mvCC點(diǎn).由式可知，小球恰好可以沿軌道運(yùn)動(dòng)到答案(1)5 ：