20xx年高中物理必修二第八章機械能守恒定律(四十二)

單選題1、如圖所示，彈簧下面掛一質量為m的物體，物體在豎直方向上做振幅為A的簡諧運動，當物體振動到最高點時，彈簧正好為原長，彈簧在彈性限度內，則物體在振動過程中（

）A．彈簧的最大彈性勢能等于2mgAB．彈簧的彈性勢能和物體動能總和不變C．物體在最低點時的加速度大小應為2gD．物體在最低點時的彈力大小應為mg答案：AA．因物體振動到最高點時，彈簧正好為原長，此時彈簧彈力等于零，物體的重力mg=F回=kA當物體在最低點時，彈簧的彈性勢能最大等于2mgA，故A正確；B．由能量守恒知，彈簧的彈性勢能和物體的動能、重力勢能三者的總和不變，故B錯誤；C．在最低點，由F回=mg=ma故C錯誤；D．在最低點，由F彈－mg=F回得F彈=2mg故D錯誤。故選A。2、已知高鐵在運行時所受的阻力與速度成正比，則以速度v勻速行駛時，發(fā)動機的功率為P；若以2v的速度勻速行駛時，發(fā)動機的功率為（

）A．PB．2PC．4PD．8P答案：C當列車以速度v勻速運動時，有若列車以速度2v勻速運動時，有由此可知，發(fā)動機的功率為故選C。3、短道速滑接力賽是冰上運動競爭最為激烈的項目之一。比賽規(guī)定，前（甲）、后（乙）隊員必須通過身體接觸完成交接，交接時兩隊員間距離先縮短到很近，如圖（a），然后乙隊員用手大力推送甲隊員到手臂盡量伸直狀態(tài)，兩人分離，如圖（b）。相互作用前后的系統(tǒng)（由兩隊員組成）的總動能分別為Ek1、Ek2，總動能變化量ΔEk＝|Ek1－Ek2|，乙隊員對甲隊員的平均作用力為F1，甲隊員對乙隊員的平均作用力為F2，乙隊員的手臂長為l，冰道摩擦力不計，那么（

）A．Ek1<Ek2，ΔEk＝F2lB．Ek1>Ek2，ΔEk＝F1lC．Ek1<Ek2，ΔEk＝F2lD．Ek1>Ek2，ΔEk＝F1l答案：A設甲、乙的初始動能分別為E、E1，末動能分別為、，甲乙兩運動員從接觸到分開，乙的位移大小為x，根據動能定理，對甲、乙分別列方程有根據牛頓第三定律，F(xiàn)1與F2的大小相等，則有

可知有故BCD錯誤，A正確。故選A。4、關于機械能，以下說法正確的是（

）A．質量大的物體，重力勢能一定大B．速度大的物體，動能一定大C．做平拋運動的物體機械能時刻在變化D．質量和速率都相同的物體，動能一定相同答案：DA．重力勢能的大小與零勢能面的選取有關，質量大但重力勢能不一定大，A錯誤；B．動能的大小與質量以及速度有關，所以速度大小，動能不一定大，B錯誤；C．平拋運動過程中只受重力作用，機械能守恒，C錯誤；D．根據可知質量和速率都相同的物體，動能一定相同，D正確。故選D。5、細繩懸掛一個小球在豎直平面內來回擺動，因受空氣阻力最后停止在最低點，則此過程中（）A．空氣阻力對小球不做功B．小球的動能一直減小C．小球的重力勢能一直減小D．小球的機械能不守恒答案：DA．空氣阻力對小球做負功，A錯誤；B．合外力做正功時小球動能增大，合外力做負功時動能減小，故小球的動能不是一直減小，B錯誤；C．小球上升過程中重力勢能變大，小球下落過程中重力勢能減小，故小球的重力勢能不是一直減小，C錯誤；D．小球的機械能不守恒，不斷減小，轉化為內能，D正確。故選D。6、如圖所示。固定在豎直平面內的光滑的圓周軌道MN，圓心O與M點等高。并處在最低點N的正上方。在O，M兩點各有一質量為m的小物塊a和b（均可視為質點）。a，b同時由靜止開始運動，a自由下落，小沿圓弧下滑?？諝庾枇Σ挥?，下列說法正確的是（

）A．a比b先到達N點，它們到達N點的動能相同B．a比b先到達N點，它們到達N點的動能不同C．a與b同時到達N點，它們到達N點的動能相同D．a與b同時到達N點，它們到達N點的動能不同答案：A在物塊下降的過程，根據機械能守恒有所以a、b兩物塊到達同一高度時的速度大小都相同，由于a和b

質量相同，所以到N點的動能相同；下降同一很小高度的過程中，a的豎直方向的位移小于b沿圓弧切線方向的位移，a、b的初速度大小相同，

a的加速度為g，b沿圓弧運動時，把重力沿圓弧切線和垂直切線方向分解，除M點外，b所受得切線方向的外力小于重力，則b沿切線方向的加速度小于g

，由可得，a的運動時間較短，所以a比b先到達N點，故A項正確。故選A。7、2020年9月21日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號乙運載火箭，成功將海洋二號C衛(wèi)星送入預定軌道做勻速圓周運動。已該衛(wèi)星的軌道半徑為7400km，則下列說法中正確的是（

）A．可以計算海洋二號C衛(wèi)星的線速度B．可以計算海洋二號C衛(wèi)星的動能C．可以計算海洋二號C衛(wèi)星的機械能D．可以計算海洋二號C衛(wèi)星的質量答案：AA．根據又由于整理可得由于地球表面的重力加速度g，地球半徑R以及衛(wèi)星的軌道半徑r已知，因此可求出衛(wèi)星的運行的線速度，A正確；BCD．由于無法求出衛(wèi)星的質量，因此衛(wèi)星的機械能，動能都無法求出，BCD錯誤。故選A。8、有一輛質量為170kg、輸出功率為1440W的太陽能試驗汽車，安裝有約6m2的太陽能電池板和蓄能電池，該電池板在有效光照條件下單位面積輸出的電功率為30W/m2。駕駛員的質量為70kg，汽車最大行駛速度為90km/h。假設汽車行駛時受到的阻力與其速度成正比，則汽車（

）A．以最大速度行駛時牽引力大小為60NB．以額定功率啟動時的加速度大小為0.24m/s2C．保持最大速度行駛1h至少需要有效光照8hD．直接用太陽能電池板輸出的功率可獲得6m/s的最大行駛速度答案：CA．根據P額＝Fvmax可得F＝＝N＝57.6N故A錯誤；B．以額定功率啟動時，由牛頓第二定律有－Ff＝ma而剛啟動時速度v為零，則阻力Ff也為零，故剛啟動時加速度趨近于無窮大，故B錯誤；C．由能量守恒得W＝Pt＝1440W×1h＝30×6W×t解得t＝8h即保持最大速度行駛1h至少需要有效光照8h，故C正確；D．由題意，汽車行駛時受到的阻力與其速度成正比，設Ff＝kv達到最大速度時有57.6＝k×解得k＝2.304當直接用太陽能電池板輸出的功率行駛且有最大速度時，則有＝kv′解得v′≈8.84m/s故D錯誤。故選C。9、如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率運行，初速度大小為的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶。若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運動的v-t圖象（以地面為參考系）如圖乙所示。已知，物塊和傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，物塊的質量為m。則（

）A．時刻，小物塊離A處的距離最大B．時間內，小物塊的加速度方向先向右后向左C．時間內，因摩擦產生的熱量為D．時間內，物塊在傳送帶上留下的劃痕為答案：CA．初速度大小為的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶，小物塊在傳送帶上運動的圖象可知，時刻，小物塊離A處的距離達到最大，A錯誤；B．時間內，小物塊受到的摩擦力方向一直向右，所以小物塊的加速度方向一直向右，B錯誤；CD．時間內物體相對地面向左的位移這段時間傳送帶向右的位移因此物體相對傳送帶的位移時間內物體相對地面向右的位移這段時間傳送帶向右的位移因此物體相對傳送帶的位移時間內物塊在傳送帶上留下的劃痕為這段時間內，因此摩擦產生的熱量C正確，D錯誤。故選C。10、用100N的力在水平地面上拉車行走200m，拉力與水平方向成60°角斜向上。在這一過程中拉力對車做的功約是（

）A．3.0×104JB．4.0×104JC．1.0×104JD．2.0×104J答案：C根據功的定義式故選C。多選題11、如圖所示，人通過滑輪將質量為m的物體，沿粗糙的斜面由靜止開始勻加速地由底端拉上斜面，物體上升的高度為h時，速度為v。則在此過程中（

）A．物體所受的合力做功等于B．物體所受的合力做功等于C．人的拉力做功等于D．人的拉力做功大于答案：BDAB．根據動能定理，物體所受的合力做功等于物體的動能變化量，即為，故A錯誤，B正確；CD．根據動能定理則人的拉力做功等于故C錯誤，D正確。故選BD。12、如圖所示，豎直平面內固定兩根足夠長的細桿L1、L2，兩桿分離不接觸，且兩桿間的距離忽略不計，兩個小球a、b（視為質點）質量均為m，a球套在豎直桿L1上，b球套在水平桿L2上，a、b通過鉸鏈用長度為L的剛性輕桿連接，將a球從圖示位置由靜止釋放（輕桿與L2桿夾角為45°），不計一切摩擦，已知重力加速度為g，在此后的運動過程中，下列說法中正確的是（

）A．a球和b球所組成的系統(tǒng)機械能守恒B．b球的速度為零時，a球的加速度大小一定等于gC．b球的最大速度為D．a球的最大速度大于答案：ACDA．a球和b球所組成的系統(tǒng)只有重力做功，則機械能守恒，故A正確；B．b的速度為零時，a達到L2所在面，在豎直方向只受重力作用，水平方向上合力為0，則加速度為g，初始時刻，a、b速度均為0，但a除重力外還有桿的支持力，加速度小于g，故B錯誤；C．當a球運動到兩桿的交點后再向下運動L距離，此時b達到兩桿的交點處，a的速度為0，b的速度最大為vbm，由機械能守恒得mg（L）解得vbm故C正確；D．a球運動到兩桿的交點處，b的速度為0，此時a的速度為va，由機械能守恒得mg解得va但此后桿向下運動，會再加速一段距離后達到一最大速度再減速到0，則其最大速度要大于，故D正確。故選ACD。13、將一質量為2kg的物塊從距地面某高處由靜止釋放，物塊下落過程中的機械能、動能和重力勢能隨下落高度h變化的圖線如圖所示，取地面為零勢能面。重力加速度g取，下列說法正確的是（

）A．物塊的釋放點距地面的高度為10mB．直線①③分別表示物塊機械能與重力勢能的變化C．物塊下落的時間為D．物塊下落過程中重力做功的平均功率為130W答案：ADAB．物塊下落過程中，動能增加，重力勢能減小，機械能，所以圖線①表示機械能的變化，②表示重力勢能的變化，③表示動能的變化，由題圖可知物塊在運動過程中受阻力作用，物塊釋放位置處物塊質量m＝2kg，物塊下落的高度h＝10mA正確，B錯誤；CD．物塊落地時所以根據動能定理可得所以對物塊受力分析可得解得由得物塊重力做功的平均功率為C錯誤，D正確。故選AD。小提示：求阻力時也可以由得，f＝3.1N。14、如圖所示，一光滑寬闊的斜面，傾角為θ，高為h。現(xiàn)有一小球在A處以水平速度v0射出，最后從B處離開斜面，下面說法中正確的是（

）A．小球的運動軌跡為拋物線B．小球的加速度為gsinθC．小球到達B點的時的速度為D．小球到達B點時小球的水平位移為答案：ABDA．小球受重力和支持力兩個力作用，合力沿斜面向下，與初速度垂直，做類平拋運動，軌跡為拋物線。故A正確；B．根據牛頓第二定律知，小球的加速度故B正確；C．根據機械能守恒定律，則有解得故C錯誤；D．小球在沿斜面方向上的位移為，根據解得在水平方向上做勻速直線運動故D正確。故選ABD。15、質量m＝1kg的物體靜止放在粗糙水平地面上，現(xiàn)對物體施加一個隨位移變化的水平外力F時物體在水平面上運動。已知物體與地面間的滑動摩擦力與最大靜摩擦力相等。若圖像如圖所示。且4~5m內物體勻速運動。x＝7m時撤去外力，g取10m/s2，則下列有關描述正確的是（

）A．物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.1B．x＝4m時物體的速度最大C．撤去外力時物體的速度為m/sD．撤去外力后物體還能在水平面上滑行3s答案：BCA．4~5m內物體勻速運動，則有F＝f＝μmg得故A錯誤；B．只要F＞f＝μmg物體就在加速，所以x在0~4m內物體一直加速，x＝4m時物體的速度最大，故B正確；C．根據圖像與x軸所圍的面積表示外力F做的功，可得0~7m內外力做功為W＝J＝22J設撤去外力時物體的速度為v，根據動能定理得W－fx＝mv2－0其中x＝7m，解得v＝m/s，故C正確；D．撤去外力后物體的加速度大小為a＝μg＝3m/s2物體還能滑行時間故D錯誤。故選BC。16、一輛摩托車在時刻由靜止開始在平直的公路上行駛，其運動過程的圖像如圖所示，根據已知信息，可知（

）A．摩托車的最大速度B．摩托車在30s末的速度大小C．在的時間內牽引力對摩托車做的功D．10s末摩托車開始反向運動答案：ABA．由圖像可知，摩托車在內做勻加速運動，在內做減速運動，故10s末速度最大，最大速度為故A正確；B．圖像與橫軸圍成的面積表示速度的變化量大小，橫軸上方的面積表示速度變化量為正，橫軸下方的面積表示速度變化量為負，從內的速度變化為由于時，摩托車的速度為零，可知摩托車在30s末的速度為零，故B正確；C．摩托車的質量未知，不知道阻力信息，不能求出牽引力，故不能求出牽引力對摩托車做的功，故C錯誤；D．由圖像可知摩托車在內一直做勻加速運動，10s末加速度方向變?yōu)樨摲较?，摩托車開始做減速運動，但運動方向保持不變，故D錯誤。故選AB。17、如圖所示，乒乓球以較大速度從地面豎直向上拋出，若球所受空氣阻力與速率成正比，且乒乓球在落回地面前已趨于勻速。取地面為重力勢能零勢能面，則乒乓球在空中運動過程中，其動能及重力勢能隨時間變化的圖象可能正確的是（）A．B．C．D．答案：BCAB．乒乓球上升階段，設某一很短時間內速度大小為v，則阻力發(fā)生的位移為由動能定理有可得上升過程，速度逐漸減小，的絕對值逐漸減小，即圖線切線的斜率的絕對值減小，到達最高點時，速度減為0，斜率也為0，同理，下降階段有下降過程乒乓球速度大小逐漸增加，所受合力逐漸減小，最后乒乓球趨于勻速，所受合力趨于0，的絕對值從0先增加然后減小最終趨于0，A錯誤，B正確；CD．上升階段結合上述分析，有有上升階段速度逐漸減小，的絕對值逐漸減小，即圖線斜率逐漸減小，到達最高點時，速度減為0，圖線斜率也為0，同理，下降階段有速度大小逐漸增加，圖線斜率絕對值逐漸增大，C正確，D錯誤。故選BC。18、如圖甲、乙所示有兩個物塊，質量分別為，，甲圖中用輕繩將兩物塊連接在滑輪組上，乙圖中用輕繩將兩物塊連接放在固定光滑斜面上，斜面傾角為30°，滑輪的質量不計，輕繩與滑輪的摩擦也不計，重力加速度為g?，F(xiàn)將兩物塊從靜止釋放，物塊A上升一小段距離h，在這一過程中，下列說法正確的是（

）A．甲、乙兩圖中，兩物塊的重力勢能之和均不變B．甲圖中，A物塊上升到h高度時的速度為C．甲圖中，輕繩對兩物塊做的功率大小不相等D．甲、乙兩圖中，輕繩的拉力大小分別為和答案：BDA．根據機械能守恒可知，B物塊減小的重力勢能全部轉化為A物塊的重力勢能和兩物塊的動能，則兩物塊的重力勢能之和發(fā)生變化，選項A錯誤；B．題圖甲中，根據動滑輪的特點可知，B物塊的速度為A物塊速度的2倍，根據動能定理可得解得選項B正確；C．題圖甲中同一根輕繩的拉力相同，故輕繩對B物塊做功的功率輕繩對A物塊做功的功率由于故輕繩對B物塊做功的功率與輕繩對A物塊做功的功率大小相等，選項C錯誤；D．對題圖甲中兩物塊，根據動滑輪的特點可知，A物塊的加速度為B物塊的加速度的一半，根據牛頓第二定律可知聯(lián)立解得對題圖乙中兩物塊，根據牛頓第二定律可知解得選項D正確。故選BD。19、我國未來的航母將采用自行研制的電磁彈射器。電磁彈射系統(tǒng)由電源、強迫儲能裝置、導軌和脈沖發(fā)生器等組成。其工作原理如圖所示，利用與飛機連接的通電導體在兩平行金屬導軌的強電流產生的磁場中受到安培力的作用加速獲得動能。設飛機質量為1.8×104

kg，起飛速度為v=70

m/s，起飛過程中所受平均阻力恒為機重的，在沒有電磁彈射器的情況下，飛機從靜止開始在恒定的牽引力作用下運動，起飛距離為l＝210

m；在電磁彈射器與飛機發(fā)動機（牽引力不變）同時工作的情況下，起飛距離減為，則（g取10

m/s2）（

）A．在沒有電磁彈射器的情況下，飛機所受牽引力2.46×105

NB．在沒有電磁彈射器的情況下，飛機所受牽引力2.1×105

NC．在電磁彈射器與飛機發(fā)動機同時工作時，若只增大電流，則起飛的距離將更小D．在電磁彈射器與飛機發(fā)動機同時工作時，電磁彈射器對飛機所做的功2.94×108

J答案：ACAB．沒有電磁彈射器時，由動能定理可得所以飛機所受的牽引力F＝2.46×105

N選項A正確，B錯誤；C．在電磁彈射器與飛機發(fā)動機同時工作時，若只增大電流，由于飛機所受的安培力增大，故起飛的距離將更小，選項C正確；D．電磁彈射器和飛機發(fā)動機同時工作時，由動能定理得所以W＝2.94×107

J選項D錯誤。故選AC。20、如果汽車以額定功率P由靜止出發(fā)，沿平直路面行駛，受到的阻力恒為Ff，則下列判斷正確的是（

）A．汽車行駛的最大速度為B．汽車先做勻加速運動，最后做勻速運動C．汽車先做加速度越來越小的加速運動，最后做勻速運動D．汽車先做勻加速運動，再做勻減速運動，最后做勻速運動答案：ACA．汽車以最大速度行駛時，牽引力與阻力大小相等，所以汽車行駛的最大速度為故A正確；BCD．汽車以額定功率啟動，根據可知隨著速度的增大，牽引力減小，而阻力不變，則汽車所受合外力減小，加速度減小，所以汽車先做加速度越來越小的加速運動，當加速度最后減小至零后，汽車做勻速運動，故C正確，BD錯誤。故選AC。填空題21、物體從高空墜落到地面，即使質量較小，也可能會造成危害。設一質量為的蘋果從距離地面處由靜止下落，取重力加速度，落地時蘋果的動能約為___________。答案：依題意，根據動能定理，可得代入題中相關數(shù)據求得：落地時蘋果的動能22、如圖所示，某人乘雪橇從雪坡經A點滑至B點。接著沿水平路面滑至C點停止。人與雪橇的總質量為70kg。表中記錄了沿坡滑下過程中的有關數(shù)據，請根據圖表中的數(shù)據解決下列問題：（g取10m/s2）位置ABC速度（m/s）2100時刻（s）0410（1）人與雪橇從A到B的