2018學年高一物理必修二人教版第七章機械能守恒定律單元測驗卷解析版

2021學年高一物理必修二〔人教版〕第七章機械能守恒定律+單元測驗卷一、選擇題1.用拉力將質(zhì)量為1kg物體勻速提高2m，在此過程中，以下說法錯誤的選項是〔〕A.拉力做的功是20ＪB.重力做的功是-20JC.合外力做的功是20JD.物體重力勢能增加20J【答案】C【解析】【詳解】A.用拉力將質(zhì)量為1kg物體勻速提高2m，F(xiàn)=mg=10N，拉力做的功W=Fx=B.重力做的功是WG=?mC.合外力為零，合外力做的功是0

，故C錯誤；D.重力做的功是-20J，物體重力勢能增加20J

，故D正確。此題選錯誤的：應(yīng)選C。2.如下圖，一質(zhì)量為m的木塊靜止在傾角為θ的斜面上，木塊與斜面間動摩擦因數(shù)為μ．那么在斜面與木塊一起沿水平面向左勻速移動距離L的過程中，摩擦力對木塊所做的功為〔〕A.0B.﹣μmgLcos2θC.﹣mgLsinθcosθD.﹣mgLsin2θ【答案】C【解析】分析：對物體受力分析，可以求得摩擦力，再由功的公式即可求得對物體做的功的大?。獯穑航猓何矬w處于靜止，對物體受力分析可得，學|科|網(wǎng)...學|科|網(wǎng)...學|科|網(wǎng)...學|科|網(wǎng)...學|科|網(wǎng)...學|科|網(wǎng)...學|科|網(wǎng)...在豎直方向mg=Ncosθ+fsinθ在水平分析Nsinθ=fcosθ解得N=mgcosθf=mgsinθ摩擦力做的功Wf=-fcosθ?L=-mgLsinθcosθ應(yīng)選C．點評：對物體受力分析，求出力的大小，再由功的公式即可求得功的大小．3.如下圖，物體在恒力F作用下沿光滑水平面前進L，力F的方向與物體運動方向夾角為α，物體的質(zhì)量為m，重力加速度為g．在此過程中，以下關(guān)于力做功的說法中正確的選項是〔〕A.力F做功為FLB.力F做功為FLcosαC.重力做功為mgLD.合力對物體做功為0【答案】B【解析】【分析】對物體進行受力分析，受重力、支持力、拉力F，由做功公式可求得拉力及合力所做的功．【詳解】A、根據(jù)題意及功的公式可得：力F對物體所做的功：W=FLosα，故A錯誤，B正確；C、重力在豎直方向，位移在水平方向，故重力不做功，故C錯誤；D、物體受到重力、支持力、拉力F，其中重力和支持力都不做功，只有拉力做功，所以合力對物體做的功等于拉力做的功，即為FLosα，故D錯誤．應(yīng)選：B【點睛】功的計算中要注意功等于力與在力的方向上發(fā)生的位移，求合力做的功時可以先求出各個力做的功，再求其代數(shù)和，也可以先求出合力，再求合力做功．4.質(zhì)量為2kg的物體做自由落體運動，經(jīng)過2s落地。重力加速度g=10m/s2．關(guān)于重力做功及功率，以下說法正確的選項是〔〕A.下落過程中重力的平均功率是200

WB.下落過程中重力做的功是200

JC.落地前的瞬間物體的動能是200

JD.落地前的瞬間重力的瞬時功率是200

W【答案】A【解析】下落的高度h=12gt2＝12×10×22m＝20m，那么下落過程中重力的平均功率P＝mght＝2×10×2025.伊朗“伊斯蘭革命衛(wèi)隊〞于2021年2月25日在霍爾木茲海峽附近海域舉行大規(guī)模?？辗烙萘暎渲杏幸粋€演習工程：包括快艇在內(nèi)的數(shù)十艘艦只，迅速包圍并攻擊一艘航母模型．假設(shè)快艇航行時所受水的阻力與它的速度的平方成正比，如果快艇以速度2v勻速航行時，發(fā)動機的功率為P，那么當快艇以速度v勻速航行時，發(fā)動機的功率為〔〕A.0.125PB.0.25PC.0.5PD.2P【答案】A【解析】【分析】快艇勻速運動時所受阻力與牽引力相等，應(yīng)用功率公式P=Fv可以求出快艇的功率．【詳解】阻力與速度的平方成正比，不妨設(shè)：f=kv2，快艇勻速運動時處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：F=f=kv2，由題意可知，速度為2v時，F(xiàn)=k〔2v〕2=4kv2，P=F?2v=8kv3，當速度為v時，F(xiàn)′=kv2，P′=F應(yīng)選：A．【點睛】此題是一道信息給予題，認真審題、理解題意，從題中獲取所需信息，然后應(yīng)用平衡條件、功率公式可以解題．6.如下圖為汽車在水平路面上啟動過程中的v-t圖象，Oa為過原點的傾斜直線，ab段表示以額定功率行駛時的加速階段．bc段是與ab段相切的水平直線．下述說法正確的選項是〔〕A.0～t1時間內(nèi)汽車以恒定功率做勻加速運動B.t1～t2時間內(nèi)的平均速度為v=C.t1～t2時間內(nèi)汽車牽引力做功等于12m〔v22-v12D.在全過程中t1時刻的牽引力及其功率都是最大值【答案】D【解析】0～t1時間內(nèi)，汽車做勻加速直線運動，牽引力不變，速度增大，根據(jù)P=Fv知，汽車的功率增大，故A錯誤。t1～t2時間內(nèi)，汽車做變加速直線運動，平均速度v≠v1+v22，故B錯誤。t1～t2時間內(nèi)，根據(jù)動能定理得，W-fs=12mv22?12mv12，那么牽引力做功W=fs+12mv22?12mv12，故C錯誤。0～t1時間內(nèi)，汽車做勻加速直線運動，牽引力不變，速度增大，功率增大，t1～t點睛：解決此題的關(guān)鍵理清在整個過程中汽車的運動規(guī)律，知道汽車何時速度最大，運用動能定理求解牽引力做功時，不能忽略阻力做功．7.以下過程中，運動物體機械能守恒的是〔〕A.物體沿斜面勻速下滑B.物體沿水平面做勻速直線運動C.物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動D.物體豎直向下做勻速直線運動【答案】B【解析】機械能等于動能與勢能之和A、物體沿斜面勻速下滑，動能不變，當重力勢能減小，所以機械能發(fā)生了變化，故A錯誤；B、物體沿水平面做勻速直線運動，動能不變，勢能不變，所以機械能也不變，故B正確；C、物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，動能不變，而勢能時刻在變化，所以C錯誤；D、物體豎直向下做勻速直線運動，動能不變，而重力勢能在減小，所以機械能減少，故D錯誤；點睛：知道機械能等于動能與勢能之和，要判斷機械能是否變化，只要看動能與勢能之和是否變化即可。8.如下圖，勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在墻上，另一端與置于水平面上的質(zhì)量為m的小物體接觸〔未連接〕，如圖中O點，彈簧水平且無形變．用水平力F緩慢向左推動物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0，如圖中B點，此時物體靜止．撤去F后，物體開始向右運動，運動的最大距離距B點為3x0，C點是物體向右運動過程中彈力和摩擦力大小相等的位置，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，那么〔〕A.撤去F時，彈簧的彈性勢能為2μmgx0B.撤去F后物體先做加速度逐漸變小的加速運動，再做加速度逐漸變大的減速運動，最后做勻減速運動C.物體從B→C，彈簧彈性勢能的減少量等于物體動能的增加量D.撤去F后，物體向右運動到O點時的動能最大【答案】B【解析】試題分析：A、撤去F后，物體開始向右運動，運動的最大距離距B點為3x0，根據(jù)能量守恒定理得，Ep=μmg?3x0=3μmgx0，故A錯誤．B、撤去F后，開始彈簧的彈力大于摩擦力，物體向右做加速度減小的加速運動，當彈力與摩擦力相等時，速度最大，然后彈力小于摩擦力，做加速度增大的減速運動，與彈簧脫離后，做勻減速直線運動，故B正確．C、從B到C的過程，動能增加，彈性勢能減小，內(nèi)能增加，根據(jù)能量守恒知，彈簧彈性勢能的減小量等于物體動能的增加量和摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，故C錯誤．D、撤去F后，物體運動到C點時的速度最大，動能最大，故D錯誤．應(yīng)選：B．考點：動能定理的應(yīng)用。9.如下圖，斜面AB豎直固定放置，物塊〔可視為質(zhì)點〕從A點靜止釋放沿斜面下滑，最后停在水平面上的C點，從釋放到停止的過程中克服摩擦力做的功為W．因斜面塌陷，斜面變成APD曲面，D點與B在同一水平面上，且在B點左側(cè)。各接觸面粗糙程度均相同，不計物塊經(jīng)過B、D處時的機械能損失，忽略空氣阻力，現(xiàn)仍將物塊從A點靜止釋放，那么〔〕A.物塊將停在C點B.物塊將停在C點左側(cè)C.物塊從釋放到停止的過程中克服摩擦力做的功大于WD.物塊從釋放到停止的過程中克服摩擦力做的功小于W【答案】B【解析】物塊在斜面上滑動時，克服摩擦力做的功為Wf=μmgcosθ·L，物塊在曲面上滑動時，做曲線運動，根據(jù)牛頓第二定律有：FN?mgcosθ=mv2R，即F10.如下圖，質(zhì)量為m的小球用長為l的細線懸掛于O點?，F(xiàn)將小球拉到細線與豎直方向夾角為60°的位置由靜止釋放，不計空氣阻力，重力加速度為g，小球過最低點時，小球的速度、對細線的拉力大小分別為〔〕A.gl，2B.2glC.gl，3D.2gl【答案】A【解析】設(shè)球由靜止釋放運動到最低點時的速度大小為v，根據(jù)機械能守恒定律得：mgL1?cos60°=12m11.如下圖，由長為L的輕桿構(gòu)成的等邊三角形支架位于豎直平面內(nèi)，其中兩個端點分別固定質(zhì)量均為m的小球A、B，系統(tǒng)可繞O點在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，初始位置OA水平。由靜止釋放，重力加速度為g，不計一切摩擦及空氣阻力。那么〔〕A.系統(tǒng)在運動過程中機械能守恒B.B球運動至最低點時，系統(tǒng)重力勢能最小C.A球運動至最低點過程中，動能一直在增大D.擺動過程中，小球B的最大動能為34【答案】AD【解析】系統(tǒng)在整個運動的過程中，只有重力做功，所以系統(tǒng)在運動過程中機械能守恒，故A正確；A、B兩球組成的系統(tǒng)的重心在AB兩球連線的中點，所以當AB桿水平時，重心最低，此時重力勢能最小，故B錯誤；由系統(tǒng)能量守恒可知A球運動至最低點過程中，動能先增大后減小，故C錯誤；當A、B水平時B的動能最大，根據(jù)動能定理可得：mgLsin600=2EKmax12.如圖質(zhì)量分別為m和2m的兩個小球A和B，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點O處有一固定轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平位置后釋放，在B球順時針擺動到最低位置的過程中(不計一切摩擦)()A.B球的重力勢能減少，動能增加，B球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒B.A球的重力勢能增加，動能也增加，A球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒C.A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒D.A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒【答案】AC【解析】【分析】把桿置于水平位置后釋放，兩球速度都增大，A球重力勢能增大，根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒分析B球機械能的變化【詳解】A.由于B球的質(zhì)量較大，所以B球要向下擺動，重力勢能減小，動能增加，但B球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒，故A正確；B、.A球向上擺動，重力勢能和動能都增加，那么A球的機械能增加，所以A球和地球組成的系統(tǒng)機械能增加，故B錯誤；CD、.A球和B球組成的系統(tǒng)，只有重力做功，總的機械能守恒，故C正確，D錯誤；應(yīng)選AC?！军c睛】此題考查了機械能守恒，根據(jù)系統(tǒng)能量守恒，分析動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化。13.質(zhì)量為1kg的質(zhì)點靜止于光滑水平面上，從t=0時起，第1秒內(nèi)受到2N的水平外力作用，第2秒內(nèi)受到同方向的1N的外力作用．以下判斷正確的選項是〔〕A.0~2s內(nèi)外力的平均功率是94B.第2s內(nèi)外力所做的功為54C.第1s末外力的瞬時功率最大D.第1s內(nèi)與第2s內(nèi)外力做功之比2【答案】AC【解析】【分析】此題可由動量定理求得1s末及2s末的速度，再由動能定理可求得合力的功，由功率公式求得功率；也可由動力學公式求解出1s末及2s末的速度，再由動能定理求解，不過在過程上就稍微繁瑣了點【詳解】由動量定理Ft=mv2-mv1求出1s末、2s末速度分別為：v1=2m/s、v2=3m/s

A.由動能定理可知合力做功為W=故0～2s內(nèi)外力的平均功率是P=Wt=B、第2秒動能增加量為12mv22?12mv1C、第1s末外力的瞬時功率P1=F1v1=4W，第2s末功率分別為：、P2=F2v2=3W，故C對；D、第1s內(nèi)外力的功等于動能的變化量W1同理第2s內(nèi)外力的功等于動能的變化量W2所以第1s內(nèi)與第2s內(nèi)外力做功之比4：5，故D錯誤；應(yīng)選AC14.質(zhì)量為m的物體，由靜止開始下落，由于阻力的作用，下落的加速度為4g/5，在物體下落高度為h的過程中，以下說法正確的選項是〔〕A.物體的機械能減少了4mgh/5B.物體的動能增加了4mgh/5C.物體克服阻力做功mgh/5D.物體的重力勢能減少了mgh【答案】BCD【解析】試題分析：A、根據(jù)合力做功量度動能的變化，下落的加速度為g，那么物體的合力為mg，w合=mgh，所以物體的動能增加了mgh．故A正確．B、重力做功wG=mgh，重力做功量度重力勢能的變化，所以重力勢能減少了mgh，物體的動能增加了mgh，即機械能就減少了mgh．故B不正確．C、物體受豎直向下的重力和豎直向上的阻力，下落的加速度為g，根據(jù)牛頓第二定律得阻力為mg，所以阻力做功wf=﹣fh=﹣mgh．所以物體克服阻力所做的功為mgh，故C正確．D、重力做功wG=mgh，重力做功量度重力勢能的變化，所以重力勢能減少了mgh，故D正確．應(yīng)選B．15.物塊先沿軌道1從A點由靜止下滑至底端B點，后沿軌道2從A點由靜止下滑經(jīng)C點至底端B點，AC=CB，如下圖。物塊與兩軌道的動摩擦因數(shù)相同，不考慮物塊在C點處撞擊的因素，那么物塊沿兩個軌道下滑的整個過程中〔〕A.沿兩個軌道下滑的位移大小相同B.沿軌道2下滑的位移大C.物塊滑至B點時速度大小相同D.沿軌道2下滑克服摩擦力做功多【答案】AC【解析】A、由于初、末位置相同，故物塊沿兩條軌道下滑的位移相同，故A正確，B錯誤；C、如下圖：沿軌道2運動，摩擦力做的功為：Wf2=μmgcosα?xAC+μm點睛：根據(jù)動能定理，結(jié)合摩擦力做功的大小關(guān)系，判斷到達B端的動能大小，從而得出速度的關(guān)系。二、實驗題16.在用自由落體法“探究動能定理〞的實驗中，〔1〕為完成此實驗，除了圖1中所給的器材，以下所列器材中必需的有______．〔填字母〕A．毫米刻度尺

B．秒表

C．天平

D．低壓交流6V電源〔2〕圖2為實驗打下的紙帶，紙帶上的點都是連續(xù)打下的點．打點計時器所用交流電源周期為T，重力加速度為g．量得A、B、C各點到起點O〔打下的第一個點〕的長度分別是

h1、h2、h3．重錘質(zhì)量為m，從起點O到B點重錘所受重力做功WG=______，動能增加量△EK=______．〔用題中所給字母表示〕〔3〕在實驗中，WG和△EK增并不嚴格相等，產(chǎn)生誤差的主要原因是______．【答案】(1).AD；(2).mgh2；(3).m【解析】【詳解】〔1〕實驗需要求出重力做功與重錘動能的增加量，需要驗證：mg即驗證：gh實驗需要用刻度尺測下落高度h，另外打點計時器需要使用交流電源，因此需要的器材為：AD．〔2〕從起點O到B點重錘所受重力做功為：WG=mgh2，大小B點時重錘的速度為：v=重錘動能的增加量為：△E〔3〕重錘下落過程受到阻力作用，要克服阻力做功，因此動能的增加量與重力做功不相等．故此題答案是：(1).AD；(2).mgh2；(3).【點睛】探究動能定理的方案很多，本實驗通過自由落體運動探究動能定理實驗，要理解實驗原理，理解實驗原理是解題的前提與關(guān)鍵；應(yīng)用勻變速直線運動的推論可以求出重錘的瞬時速度，然后求出動能．三、計算題17.在粗糙水平面上豎直放置半徑為R=6cm的光滑圓軌道，質(zhì)量為m=4kg的物塊靜止放置在粗糙水平面A處，物塊與水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.75，A與B的間距L=0.5m，現(xiàn)對物塊施加大小恒定的力F使其沿粗糙水平面做直線運動，到達B處將拉力F撤去，物塊沿豎直光滑圓軌道運動，假設(shè)拉力F與水平面的夾角為θ時，物塊恰好沿豎直光滑圓軌道通過最高點，重力加速度g取10m/s2，物塊可視為質(zhì)點，求：〔1〕物塊到達B處時的動能；〔2〕拉力F的最小值及此時拉力方向與水平方向的夾角θ．【答案】〔1〕6J〔2〕33.6N，夾角為370【解析】試題分析：〔1〕設(shè)物塊到達豎直光滑軌道最高點速度為v，那么：物塊從B處沿光滑圓軌道運動最高點，因為機械能守恒，取B為零勢能所以由以上兩式解得：EKB=6J〔2〕物塊從A運動到B，由動能定理得：FLcosθ－μ〔mg－Fsinθ〕=EKB代入數(shù)據(jù)并解得：所以當θ=37°時，F(xiàn)最小值為33.6N考點：動能定理；向心力【名師點睛】此題主要考查了動能定理與圓周運動相結(jié)合的