高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律追尋守恒量-能量 省獲獎

人教版物理高二必修2第七章第一節(jié)追尋守恒量—能量同步測試一、選擇題1．伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)反映了一個重要的事實(shí)：如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必將準(zhǔn)確地到達(dá)同它出發(fā)時相同高度的點(diǎn)，決不會更高一點(diǎn)，也不會更低一點(diǎn)。這說明，小球在運(yùn)動過程中有一個“東西”是不變的，這個“東西”應(yīng)是()A．彈力B．勢能C．速度D．能量2．小球在堅直向下的力F作用下，靜止在彈簧上端，某時刻起將力F撤去，小球向上彈起，不計空氣阻力，則從撤去力F開始到小球運(yùn)動到最高點(diǎn)的過程中（）A．小球的動能最大時彈簧的彈性勢能最小B．小球的機(jī)械能先增大后減小C．小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和先減小后增大D．小球的動能與彈簧的彈性勢能之和先增大后減小3．如圖，若x軸表示時間，y軸表示位置，則該圖象反映了某質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動時，位置與時間的關(guān)系．若令x軸和y軸分別表示其它的物理量，則該圖象又可以反映在某種情況下，相應(yīng)的物理量之間的關(guān)系．下列說法中正確的是（）A．若x軸表示時間，y軸表示功能，則該圖象可以反映某物體受恒定合外力作用做直線運(yùn)動過程中，物體動能與時間的關(guān)系B．若x軸表示頻率，y軸表示動能，則該圖象可以反映光電效應(yīng)中，光電子最大初動能與入射光頻率之間的關(guān)系C．若x軸表示時間，y軸表示動量，則該圖象可以反映某物在沿運(yùn)動方向的恒定合外力作用下，物體動量與時間的關(guān)系D．若x軸表示時間，y軸表示感應(yīng)電動勢，則該圖象可以反映靜置于磁場中的某閉合回路，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大時，增長合回路的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系4．將小球豎直上拋，若該球所受的空氣阻力大小不變，對其上升過程和下降過程的時間及損失的機(jī)械能進(jìn)行比較，下列說法正確的是（）A．上升時間大于下降時間，上升損失的機(jī)械能大于下降損失的機(jī)械能B．上升時間小于下降時間，上升損失的機(jī)械能等于下降損失的機(jī)械能C．上升時間小于下降時間，上升損失的機(jī)械能小于下降損失的機(jī)械能D．上升時間等于下降時間，上升損失的機(jī)械能等于下降損失的機(jī)械能5．下列關(guān)于能量概念的說法正確的是()A．能量的概念是牛頓首先提出的一個力學(xué)概念B．能量的概念是伽利略提出的，并用理想斜面實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證能量的存在C．人們從伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)得到啟發(fā)，認(rèn)識到引入能量概念的重要性D．以上說法都不正確6．關(guān)于如圖所示的伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是()。A．小球從A運(yùn)動到B的過程動能保持不變B．小球從A運(yùn)動到B的過程勢能減少C．小球只有從B運(yùn)動到C的過程中動能和勢能的總和不變D．小球在斜面CD上運(yùn)動的最大距離等于AB7．在如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，小球每次從光滑斜面的左端A自由滑下，每次都能到達(dá)右端與A等高的B點(diǎn)。關(guān)于其原因，下列說法正確的是()A．因?yàn)樾∏蚩偸怯浀米约旱母叨菳．因?yàn)樾∏蛟谶\(yùn)動過程中，始終保持能量守恒C．因?yàn)樾∏蛟谶\(yùn)動過程中，始終保持勢能守恒D．因?yàn)樾∏蛟谶\(yùn)動過程中，始終保持動能守恒8．神舟八號無人飛行器，是中國“神舟”系列飛船的第八個，也是中國神舟系列飛船進(jìn)入批量生產(chǎn)的代表．神八已于2023年11月1日5時58分10秒由改進(jìn)型“長征二號”F遙八火箭順利發(fā)射升空．升空后，“神八”與此前發(fā)射的“天宮一號”成功實(shí)現(xiàn)交會對接，于2023年11月16日18時30分，神舟八號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器成功分離，如圖所示，返回艙已于11月17日19時許返回地面，對于神八返回艙返回地球的過程中（假設(shè)返回艙的質(zhì)量不變，返回艙返回時作圓周運(yùn)動）（）A．動能、重力勢能和機(jī)械能都逐漸減小B．重力勢能逐漸減小，動能逐漸增大，機(jī)械能不變C．重力勢能逐漸增大，動能逐漸減小，機(jī)械能不變D．重力勢能逐漸減小，動能逐漸增大，機(jī)械能逐漸減小9．下列說法正確的是()A．能量就是動能和勢能的總和B．做自由落體運(yùn)動的物體，其勢能減小，動能增加C．做豎直上拋運(yùn)動的物體，其動能和勢能總和變小D．平拋運(yùn)動中，動能和勢能總和在不斷變大10．下列例子中，屬于動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，而動能和勢能的總和保持不變的是()A．游樂園中的海盜船，船在搖擺過程中的運(yùn)動B．在不計空氣阻力的情況下，將一小球豎直上拋，小球從拋出點(diǎn)到落回拋出點(diǎn)的運(yùn)動過程C．物體以一定的速度沿粗糙的固定斜面上滑而達(dá)到一定的高度D．自行車從斜坡頂端由靜止滑下11．關(guān)于伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A．伽利略斜面實(shí)驗(yàn)對于任意斜面都適用，都可以使小球在另一個斜面上升到同樣的高度B．無論斜面是否光滑，都有可能重復(fù)伽利略實(shí)驗(yàn)C．在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，只有斜面“坡度”較緩才有可能使小球上升到同樣高度D．設(shè)想在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，若斜面光滑，并且使斜面變成水平面，則可以使小球沿水平面運(yùn)動到無窮遠(yuǎn)處12．如圖所示，分別用恒力F1F2將兩個完全相同的物體，由靜止開始沿相同的固定粗糙斜面從底端推到頂端，其中，F(xiàn)1沿斜面向上，F(xiàn)2沿水平方向向右．如果兩次所用的時間相等，那么，在兩個過程中，下列說法中正確的是（）A．兩個物體的加速度不相同B．兩個物體機(jī)械能的增量相同C．兩個物體克服摩擦力做的功相等D．恒力F1F2這兩個物體做的功的平均功率相同13．矩形滑塊由不同材料的上、下兩層粘合在一起組成，將其放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v水平射向滑塊．若射擊下層，子彈剛好不射出，若射擊上層，則子彈剛好能射穿一半厚度，如圖．上述兩種情況相比較（）A．子彈對滑塊做功一樣多B．子彈對滑塊做的功不一樣多C．木塊增加的動能一樣多D．系統(tǒng)產(chǎn)生熱量不一樣多14．如圖所示表示撐桿跳高運(yùn)動的幾個階段：助跑、撐桿起跳、越橫桿、落地(未畫出)．在這幾個階段中有關(guān)能量轉(zhuǎn)化情況的說法，不正確的是()．A．助跑階段，身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人和桿的動能B．起跳時，人的動能和化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人和桿的勢能C．越過橫桿后，人的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能D．落地后，人的能量消失了15．如果我們把相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫作勢能，把物體由于運(yùn)動而具有的能量稱為動能，那么，伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)可以給我們一個啟示。下列關(guān)于這個啟示的說法正確的是()A．小球在斜面上運(yùn)動時，小球離地面的高度減小，速度增大，小球的速度是由高度轉(zhuǎn)變而來的B．小球在斜面上運(yùn)動時，小球離地面的高度增大，速度減小，小球的高度是由速度轉(zhuǎn)變而來的C．小球在斜面上運(yùn)動時，小球離地面的高度減小，速度減小，小球的動能是由勢能轉(zhuǎn)變而來的D．小球在斜面上運(yùn)動時，小球離地面的高度增大，速度減小，小球的勢能是由動能轉(zhuǎn)變而來的二、填空題16．質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動員從距水面H高處跳下，落入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動．設(shè)水對他的阻力大小恒為F，運(yùn)動員從離開跳臺到落入水中減速下降h高度的過程中，他的重力勢能減少了____，他的機(jī)械能減少了____．17．炮彈在空中高速飛行時能擊中目標(biāo)，這時利用了炮彈的____動能，彎折的竹子具有____彈性勢能，三峽大壩抬高了水位可以用來發(fā)電，這時利用了水的____重力勢能．18．將一物塊放置在固定的斜面上，物塊恰能沿斜面勻速下滑，則下滑過程中物塊的機(jī)械能將____，物塊的內(nèi)能將____．19．一木塊靜止于光滑水平面上，一顆子彈沿水平方向方向飛來射入木塊中，當(dāng)子彈進(jìn)入木塊深度最大值為2厘米時，木塊沿水平面恰好移動距離1厘米．在上述過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能與子彈損失的動能之比為____．20．改變汽車的質(zhì)量和速度，都可能使汽車的動能發(fā)生變化：如果質(zhì)量不變，速度增大到原來2倍，則動能變?yōu)樵瓉淼腳___倍；如果速度不變，質(zhì)量增大到原來2倍，則動能變?yōu)樵瓉淼腳___倍；如果質(zhì)量減半，速度增大到原來4倍，則動能變?yōu)樵瓉淼腳___倍；如果速度減半，質(zhì)量增大到原來4倍，則動能變?yōu)樵瓉淼腳___倍．三、解答題21．如圖所示，一輕質(zhì)彈簧下端與固定擋板相連，上端與放在傾角θ=30°的光滑斜面上的小車A相接觸（未連接）．小車A質(zhì)量M=3kg，內(nèi)有質(zhì)量m0=1kg的砝碼，小車A又與一跨過定滑輪的不可伸長的輕繩一端相連，繩另一端懸掛著物體B，B的下面又掛著物體C，B和C質(zhì)量均為m=1kg，A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)剪斷B和C之間的繩子，則A和B開始做振幅為d=5cm的簡諧運(yùn)動，斜面足夠長且始終靜止．（g取10m/s2）試求：（1）剪斷繩子的瞬間小車A的加速度大??；（2）剪斷繩子后彈簧的最大彈性勢能；（3）當(dāng)小車A運(yùn)動到最低點(diǎn)時，取走小車內(nèi)的砝碼，此后小車A沿斜面上滑的最大距離．22．如圖，MNP為豎直面內(nèi)一固定軌道，其圓弧段MN與水平段NP相切于N、P端固定一豎直擋板．M相對于N的高度為h，NP長度為s．一木塊自M端從靜止開始沿軌道下滑，與擋板發(fā)生一次完全彈性碰撞后停止在水平軌道上某處．若在MN段的摩擦可忽略不計，物塊與NP段軌道間的滑動摩擦因數(shù)為μ，求物塊停止的地方與N點(diǎn)距離的可能值．23．冰壺比賽是在水平冰面上進(jìn)行的體育項(xiàng)目，比賽場地示意如圖．比賽時，運(yùn)動員從起滑架處推著冰壺出發(fā)，在投擲線AB處放手讓冰壺以一定的速度滑出，使冰壺的停止位置盡量靠近圓心O．為使冰壺滑行得更遠(yuǎn)，運(yùn)動員可以用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)減?。O(shè)冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)為μ1=，用毛刷擦冰面后動摩擦因數(shù)減少至μ2=．在某次比賽中，運(yùn)動員使冰壺C在投擲線中點(diǎn)處以2m/s的速度沿虛線滑出．為使冰壺C能夠沿虛線恰好到達(dá)圓心O點(diǎn)，運(yùn)動員用毛刷擦冰面的長度應(yīng)為多少？（g取10m/s2）24．一足夠長的豎直圓筒，質(zhì)量為m=2kg的小球恰能放入圓筒中，小球只要在圓筒內(nèi)就能受到一豎直向上的作用恒力F=23N，最初小球在圓筒的底部且靜止．現(xiàn)讓圓筒以速度V0=4m/s水平向右勻速運(yùn)動2s．重力加速度g=10m/s2．求：（1）此過程中小球的機(jī)械能改變量；（2）2s時小球的位移和速度．25．如圖所示，輕質(zhì)彈簧K一端與墻相連處于自然狀態(tài)，質(zhì)量為4kg木塊沿光滑的水平面以5m/s的速度運(yùn)動并開始擠壓彈簧，求：（1）彈簧的最大彈性勢能是多少（2）木塊被彈回速度增大到3m/s時的彈性勢能．參考答案：一、選擇題1．D2．C3．C4．B5．C6．B7．B8．D9．B10．B11．D12．B13．A14．D15．D二、填空題16．mg（H+h），F(xiàn)H．17．動，彈性勢，重力勢18．減小，增加19．2：320．4，2，8，1三、解答題21．（1）繩子剪短前，由于（M+m0）gsin30°=2mg，彈簧沒有彈力，彈簧沒有彈力．繩子剪短瞬間：對A受力分析得：(M+m0)gsin30°-T=(M+m)a①對B受力分析得：T-mg=ma②聯(lián)立①②解得：a=2m/s2．故剪斷繩子的瞬間小車A的加速度大小為2m/s2．（2）當(dāng)彈簧被壓縮2d時彈性勢能最大，由功能關(guān)系得：（M+m）g×2dsin30°=mg×2d+Epm解得：EPm=1J故剪斷繩子后彈簧的最大彈性勢能EPm=1J．（3）當(dāng)小車滑行道最高點(diǎn)時，A、B的速度均為0，由系統(tǒng)功能關(guān)系得：Epm=Mgssin300-mgs解得：s=．故此后小車A沿斜面上滑的最大距離為．22．根據(jù)功能原理，在物塊從開始下滑到停止在水平軌道上的過程中，物塊的重力勢能的減少△EP與物塊克服摩擦力所做功的數(shù)值相等．△EP=W設(shè)物塊的質(zhì)量為m，在水平軌道上滑行的總路程為s′，則△EP=mgh，W=μmgs1連立化簡得s1=h第一種可能是：物塊與彈性擋板碰撞后，在到達(dá)N前停止，則物塊停止的位置距N的距離為d=2s-s′=2s-h第二種可能是：物塊與彈性擋板碰撞后，可再一次滑上光滑圓弧軌道，滑下后在水平軌道上停止，則物塊停止的位置距N的距離為d=s′-2s=hμ23．設(shè)冰壺在未被毛刷擦過的冰面上滑行的距離為S1，所受摩擦力的大小為f1；在被毛刷擦過的冰面上滑行的距離為S2，所受摩擦力的大小為f2．則有S1+S2=S①式中S為投擲線到圓心O的距離．則f1=μ1mg，f2=μ2mg設(shè)冰壺的初速度為v0，