高一物理人教版必修二-第七章-機械能守恒定律單元練習題(含答案)

高一物理人教版必修二-第七章-機械能守恒定律單元練習題(含答案)高一物理人教版必修二-第七章-機械能守恒定律單元練習題(含答案)/高一物理人教版必修二-第七章-機械能守恒定律單元練習題(含答案)第七章機械能守恒定律一、單選題1.如圖所示，物體從高h的斜面頂端A由靜止滑下，到斜面底端后又沿水平面運動到C點而停止．要使這個物體從C點沿原路返回到A，則在C點處物體應具有的速度大小至少是()A．B．2C．D．2.如圖所示，質(zhì)量為m的蘋果，從距地面高度為H的樹上由靜止開始落下，樹下有一深度為h的坑．若以地面為零勢能參考平面，則蘋果落到坑底時的重力勢能為()A．－mghB．mgHC．－mg(H＋h)D．mg(H＋h)3.下列關(guān)于重力勢能的幾種理解，正確的是()A．重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功B．放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零C．選取地面為參考平面，從不同高度將某一物體拋出，落地時物體的重力勢能不相等D．選取不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢能，但并不影響有關(guān)重力勢能問題的研究4.在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中，關(guān)于橡皮筋做的功，下列說法正確的是()A．橡皮筋做的功可以直接測量B．通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加C．橡皮筋在小車運動的全程中始終做功D．把橡皮筋拉伸為原來的兩倍，橡皮筋做功也增加為原來的兩倍5.關(guān)于功和能，下列說法不正確的是()A．滑動摩擦力對物體可以做正功B．當作用力對物體做正功時，反作用力可以不做功C．做曲線運動的物體，由于速度不斷地變化，一定有外力對物體做功D．只有重力作功的物體，在運動過程中機械能一定守恒6.如圖所示，由理想電動機帶動的水平傳送帶勻速運動，速度大小為v，現(xiàn)將一小工件放到傳送帶左端點上．設工件初速度為零，當它在傳送帶上滑動一段距離后速度達到v，而與傳送帶保持相對靜止．設工件質(zhì)量為m，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，左右端點相距L，則該電動機每傳送完一個工件消耗的電能為()A．μmglB．mv2C．μmgl＋mv2D．mv27.質(zhì)量為m＝20kg的物體，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直線運動.0～2s內(nèi)F與運動方向相反，2～4s內(nèi)F與運動方向相同，物體的v－t圖象如圖所示，g取10m/s2，則()A．拉力F的大小為100NB．物體在4s時拉力的瞬時功率為120WC．4s內(nèi)拉力所做的功為480JD．4s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為320J8.衛(wèi)星發(fā)射上升過程中，其重力做功和重力勢能變化的情況為()A．重力做正功，重力勢能減小B．重力做正功，重力勢能增加C．重力做負功，重力勢能減小D．重力做負功，重力勢能增加9.如圖是被譽為“豪小子”的華裔球員林書豪在NBA賽場上投二分球時的照片．現(xiàn)假設林書豪準備投二分球前先曲腿下蹲再豎直向上躍起，已知林書豪的質(zhì)量為m，雙腳離開地面時的速度為v，從開始下蹲到躍起過程中重心上升的高度為h，則下列說法正確的是()A．從地面躍起過程中，地面對他所做的功為0B．從地面躍起過程中，地面對他所做的功為mv2＋mghC．從下蹲到離開地面上升過程中，他的機械能守恒D．離開地面后，他在上升過程中處于超重狀態(tài)，在下落過程中處于失重狀態(tài)10.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力.已知AP＝2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運動過程中()A．重力做功2mgRB．機械能減少mgRC．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功mgR二、多選題11.(多選)如圖所示，木塊A，B疊放在光滑水平面上，A，B之間不光滑，用水平力F拉B，使A，B一起沿光滑水平面加速運動，設A，B間的摩擦力為Ff，則以下說法正確的是()A．F對B做正功，對A不做功B．Ff對B做負功，對A做正功C．Ff對A不做功，對B做負功D．Ff對A和B組成的系統(tǒng)做功為012.(多選)關(guān)于能源的開發(fā)和節(jié)約，你認為以下觀點正確的是()A．能源是有限的，無節(jié)制地利用常規(guī)能源，如石油之類，是一種盲目的短期行為B．根據(jù)能量守恒定律，擔心能源枯竭實在是一種杞人憂天的表現(xiàn)C．能源的開發(fā)利用，必須要同時考慮對環(huán)境的影響D．和平利用核能是目前開發(fā)新能源的一項有效途徑13.(多選)如圖所示，固定在地面的斜面上開有凹槽，槽內(nèi)緊挨放置六個半徑均為r的相同小球，各球編號如圖．斜面與水平軌道OA平滑連接，OA長度為6r.將六個小球由靜止同時釋放，小球離開A點后均做平拋運動，不計一切摩擦．則在各小球運動過程中，下列正確的是()A．球1的機械能守恒B．六個球落地點各不相同C．球6的水平射程最小D．球6在OA段機械能增大14.(多選)質(zhì)量為m的物體置于傾角為α的斜面上，物體和斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，在外力作用下斜面以加速度a向左做勻加速直線運動，如圖所示，運動過程中物體與斜面之間保持相對靜止，則下列說法正確的是()A．斜面對物體m的支持力一定做正功B．斜面對物體m的摩擦力一定做正功C．斜面對物體m的摩擦力可能不做功D．斜面對物體m的摩擦力可能做負功15.(多選)質(zhì)量為m的物體，由靜止開始下落，由于空氣阻力作用，下落的加速度為g，在物體下落h的過程中，下列說法正確的是()A．物體重力做的功為mghB．物體所受阻力做功為C．物體重力勢能減少了mghD．物體克服阻力所做的功為三、實驗題16.在“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗中．(1)如圖是甲同學的實驗裝置圖，下列做法能夠?qū)崿F(xiàn)橡皮筋對小車做功呈整數(shù)倍變化的是()A．釋放小車的位置等間距的變化B．橡皮筋兩端固定，使橡皮筋的伸長量依次加倍C．橡皮筋兩端固定，使橡皮筋的長度依次加倍D．增加相同橡皮筋的條數(shù)，使小車每次從同一位置靜止釋放(2)該同學按照正確的操作在實驗中得到了若干條紙帶，則紙帶上打下的相鄰點間的距離變化情況是()A．一直增大且增量不變B．先減小后增大C．先增大后減小D．先增大后均勻不變再減小(3)該實驗可以有不同的設計，乙同學設計了如下實驗方案：A：實驗裝置如圖所示，一端系在滑塊上的細繩通過轉(zhuǎn)軸光滑的輕質(zhì)滑輪掛上鉤碼，用墊塊將長木板固定有定滑輪的一端墊起．調(diào)整長木板的傾角，直至輕推滑塊后，滑塊沿長木板向下做勻速直線運動；B：保持長木板的傾角不變，取下細繩和鉤碼，讓滑塊沿長木板向下做勻加速直線運動．請回答下列問題：①滑塊做勻速直線運動時，紙帶上打出的點的分布是________；②滑塊在勻加速下滑過程中所受的合外力大小________鉤碼的重力大小(選填“大于”“等于”或“小于”)．17.如圖為利用氣墊導軌(滑塊在該導軌上運動時所受阻力可忽略)驗證機械能守恒定律的實驗裝置，完成以下填空．實驗步驟如下：①將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，將導軌調(diào)至水平．②測出擋光條的寬度l和兩光電門中心之間的距離s.③將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2.④讀出滑塊分別通過光電門1和光電門2的擋光時間Δt1和Δt2.⑤用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m.⑥滑塊通過光電門1和光電門2時，可以確定系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1＝________和Ek2＝________.⑦在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝________.(重力加速度為g)⑧如果滿足關(guān)系式____________，則可認為驗證了機械能守恒定律．四、計算題18.如圖所示，質(zhì)量m＝1kg的木塊靜止在高h＝1.2m的平臺上，木塊與平臺間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，用水平推力F＝20N，使木塊產(chǎn)生位移l1＝3m時撤去，木塊又滑行l(wèi)2＝1m后飛出平臺，求木塊落地時速度的大?。?9.某探究性學習小組對一輛自制遙控車的性能進行研究．他們讓這輛小車在水平地面上由靜止開始運動，并將小車運動的全過程記錄下來，通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v－t圖象，已知小車在0～t1時間內(nèi)做勻加速直線運動，t1～10s時間內(nèi)小車牽引力的功率保持不變，7s末到達最大速度，在10s末停止遙控讓小車自由滑行，小車質(zhì)量m＝1kg，整個過程中小車受到的阻力Ff大小不變．求：(1)小車所受阻力Ff的大小；(2)在t1～10s內(nèi)小車牽引力的功率P；(3)求出t1的值及小車在0～t1時間內(nèi)的位移．20.在檢測某款電動車性能的實驗中，質(zhì)量為8×102kg的電動車由靜止開始沿平直公路行駛，達到的最大速度為15m/s，利用傳感器測得此過程中不同時刻電動車的牽引力F與對應的速度v，并描繪出F－圖象(圖中AB、BO均為直線)，假設電動車在行駛中所受的阻力恒定，求此過程中：(1)電動車的額定功率；(2)電動車由靜止開始運動，經(jīng)過多長時間，速度達到2m/s五、填空題21.一個質(zhì)量為0.1kg的球在光滑水平面上以5m/s的速度勻速運動，與豎直墻壁碰撞以后以原速率被彈回，若以初速度方向為正方向，則小球碰墻前后速度的變化為________，動能的變化為________.22.質(zhì)量為1kg的物體從離地面1.5m高處以速度10m/s拋出，不計空氣阻力，若以地面為零勢能面，物體的機械能是________J，落地時的機械能是________J；若以拋出點為零勢能面，物體的機械能是________J，落地時的機械能是________J．(g取10m/s2)23.近年來我國建立了許多風力發(fā)電廠．某臺風力發(fā)電機的輸出功率為P，輸出電壓為U，則輸電線上的電流為__________．風輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風力發(fā)電機可接受風能的面積．某臺風力發(fā)電機風輪機葉片的長度為r，設空氣的密度為ρ，氣流速度為v，則在時間t內(nèi)風輪機可以接受到的最大風能為__________．24.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θ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________．25.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列物理量中需要用工具測量的有()；通過計算得到的有()A．重錘的質(zhì)量B．重力加速度C．重錘下落的高度D．與重錘下落高度對應的重錘的瞬時速度答案解析1.【答案】B【解析】從A→C由動能定理得mgh－Wf＝0，從C→A有－mgh－Wf＝0－mv，故C點速度v0＝2.2.【答案】A【解析】以地面為零勢能面，坑在地面以下，蘋果落到坑中時的重力勢能為－mgh；故選A.3.【答案】D【解析】重力勢能的大小與零勢能參考平面的選取有關(guān)，一個物體重力勢能的大小跟它能否對別的物體做功無必然聯(lián)系．4.【答案】B【解析】橡皮筋完全相同，通過增加橡皮筋的條數(shù)來使功倍增，因此不需要計算橡皮筋每次對小車做功的具體數(shù)值，故A錯誤；該實驗中利用相同橡皮筋形變量相同時對小車做功相同，通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加，這個設計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難．故B正確；橡皮筋伸長的長度在逐漸較小，所以彈力也在逐漸減小，小車做加速度減小的加速運動，在橡皮筋恢復原長后，小車受力平衡，將做勻速直線運動．故C錯誤；橡皮筋的彈性勢能與彈簧的彈性勢能相似，滿足關(guān)系：Ep＝kΔx2，所以把橡皮筋拉伸為原來的兩倍，橡皮筋對小車做功增加為原來的四倍，故D錯誤5.【答案】C【解析】6.【答案】D【解析】根據(jù)牛頓第二定律知道工件的加速度為μg，所以速度達到v而與傳送帶保持相對靜止所用時間：t＝工件的位移為x＝工件相對于傳送帶滑動的路程大小為Δx＝vt－＝產(chǎn)生的熱量Q＝μmgΔx＝mv2由能量守恒定律知，電動機每傳送完一個工件消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為一個工件的動能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則E電＝Ek＋Q＝mv2＋mv2＝mv2故D正確．7.【答案】B【解析】由圖象可得：0～2s內(nèi)物體做勻減速直線運動，加速度大小為：a1＝＝m/s2＝5m/s2，勻減速過程有F＋Ff＝ma1.勻加速過程加速度大小為a2＝＝m/s2＝1m/s2，有F－Ff＝ma2，解得Ff＝40N，F(xiàn)＝60N，故A錯誤.物體在4s時拉力的瞬時功率為P＝Fv＝60×2W＝120W，故B正確.4s內(nèi)物體通過的位移為x＝(×2×10－×2×2)m＝8m，拉力做功為W＝－Fx＝－480J，故C錯誤.4s內(nèi)物體通過的路程為s＝(×2×10＋×2×2)m＝12m，摩擦力做功為Wf＝－Ffs＝－40×12J＝－480J，故D錯誤.8.【答案】D【解析】衛(wèi)星發(fā)射時高度逐漸上升，衛(wèi)星的重力做負功，重力勢能越來越大．9.【答案】A【解析】從地面躍起過程中，地面對他有支持力但沒有位移，所以地面對他不做功，故A對，B錯．從下蹲到離開地面上升時，消耗體內(nèi)化學能從而使他具有一定的動能，機械能增加，故C錯．離開地面后無論上升還是下落都處于失重狀態(tài)，D錯．10.【答案】D【解析】重力做功與路徑無關(guān)，所以WG＝mgR，選項A錯；小球在B點時所受重力提供向心力，即mg＝m，所以v＝，從P點到B點，由動能定理知：W合＝mv2＝mgR，故選項C錯；根據(jù)能量守恒知：機械能的減少量為|ΔE|＝|ΔEp|－|ΔEk|＝mgR，故選項B錯；克服摩擦力做的功等于機械能的減少量，故選項D對.11.【答案】ABD【解析】A，B一起沿光滑水平面加速運動，它們的位移相等，F(xiàn)作用在B物體上，沒有作用在A物體上，且AB向前做加速運動，在力F的方向上發(fā)生了位移，由W＝Fl可知，F(xiàn)對B做正功，對A不做功，故A正確；B對A的摩擦力向右，A對B的摩擦力向左，而位移水平向右，由W＝FLcosθ可知，F(xiàn)f對B做負功，F(xiàn)對B做正功，故B正確，C錯誤；Ff對A做功為WA＝Ffl，F(xiàn)f對B做功為WB＝－Ffl，故Ff對AB整體做功為W＝WA＋WB＝0，故Ff對A和B組成的系統(tǒng)不做功，D正確．12.【答案】ACD【解析】13.【答案】CD【解析】6個小球都在斜面上運動時，只有重力做功，整個系統(tǒng)的機械能守恒．當有部分小球在水平軌道上運動時，斜面上的小球仍在加速，球2對1的作用力做功，故球1的機械能不守恒，故A錯誤；由于6、5、4三個球在水平軌道運動時，在斜面上的小球仍在加速，所以離開A點時，球6的速度最小，水平射程最小，而最后三個球在水平軌道上運動時不再加速，3、2、1的速度相等，水平射程相同，所以六個球的落點不全相同，故B錯誤；由于有部分小球在水平軌道上運動時，斜面上的小球仍在加速，所以可知離開A點時球6的速度最小，水平射程最小，故C正確；球6在OA段運動時，斜面上的球在加速，球5對球6的作用力做正功，動能增加，機械能增加，故D正確．14.【答案】ACD【解析】物體所受的支持力始終垂直斜面向上，由于位移方向水平向左，因此支持力一定做正功；摩擦力做的功有三種可能性：當加速度a＝gtanα時，物體所受的摩擦力為零，摩擦力不做功；當加速度a＞gtanα時，物體所受的摩擦力沿斜面向下，摩擦力做正功；當加速度a＜gtanα時，物體所受的摩擦力沿斜面向上，摩擦力做負功．故選項A，C，D正確．15.【答案】ACD【解析】因物體的加速度為g，由牛頓第二定律可知，mg－Ff＝ma解得空氣阻力Ff＝mg.重力做功WG＝mgh，阻力做功Wf＝－mgh，A、D對，B錯；重力做功與重力勢能變化的關(guān)系WG＝－ΔEp，重力做正功，故重力勢能減小mgh，C正確．16.【答案】(1)D(2)D(3)①等間距②等于【解析】(1)并且橡皮筋的拉力是一個變力，根據(jù)胡克定律及功的定義得：W＝x＝kx2，所以當釋放小車的位置等間距的變化時，不能夠?qū)崿F(xiàn)橡皮筋對小車做功呈整數(shù)倍變化，故A錯誤；當橡皮筋伸長量按倍數(shù)增加時，功并不簡單地按倍數(shù)增加，故B、C錯誤；增加相同橡皮筋的條數(shù)，使小車每次從同一位置釋放，這樣保證了x不變，F(xiàn)呈整數(shù)倍增加，橡皮筋做功呈整數(shù)倍增加，可以用一根橡皮筋做功記為W，用兩根橡皮筋做功記為2W，用三根橡皮筋做功記為3W…，從而回避了直接求功的困難，故D正確．(2)橡皮條伸長階段，小車在橡皮條的拉力作用下加速運動，當橡皮條恢復原長后，小車由于慣性繼續(xù)前進，做勻速運動，后在阻力作用下做減速運動，根據(jù)運動學規(guī)律知點間距先增加后均勻，再減小，故D正確．(3)①根據(jù)勻速直線運動規(guī)律x＝vt知，確定滑塊做勻速直線運動的依據(jù)是，看打點計時器在紙帶上所打出點的分布應該是等間距的．②滑塊做勻速直線運動時，由平衡條件得：除細繩對滑塊拉力之外，滑塊所受其它力的合力F其它與拉力等大反向，而拉力與鉤碼的重力等大反向．當保持長木板的傾角不變，取下細繩和鉤碼，讓滑塊沿長木板向下做勻加速直線運動時，滑塊所受的合外力為F其它，故滑塊在勻加速下滑過程中所受的合外力大小等于鉤碼的重力大?。?7.【答案】⑥(M＋m)()2(M＋m)()2⑦mgs⑧ΔEp＝Ek2－Ek1【解析】⑥滑塊通過光電門的速度v1＝，v2＝所以Ek1＝(M＋m)v＝(M＋m)()2Ek2＝(M＋m)v＝(M＋m)()2⑦系統(tǒng)重力勢能的減少量等于托盤和砝碼重力勢能的減少量ΔEp＝mgs.⑧若ΔEp＝Ek2－Ek1，則驗證了機械能守恒定律．18.【答案】8m/s【解析】木塊的運動分為三個階段，先是在l1段做勻加速直線運動，然后是在l2段做勻減速直線運動，最后是平拋運動．對整個過程由動能定理得Fl1－μmg(l1＋l2)＋mgh＝mv2－0，解得v＝8m/s.19.【答案】(1)2N(2)12W(3)1.5s2.25m【解析】(1)在10s末撤去牽引力后，小車只在阻力Ff作用下做勻減速運動，由圖象可得減速時加速度的大小為a＝2m/s2則Ff＝ma＝2N(2)小車做勻速運動階段即7～10s內(nèi)，設牽引力為F，則F＝Ff由