人教版高中物理必修二第七章机械能守恒定律单元测试题（解析版）

第七章 机械能守恒定律单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案) 1.下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是()A 重物质量的称量不准会造成较大误差B 重物质量选用得大些，有利于减小误差C 重物质量选用得较小些，有利于减小误差D 纸带下落和打点不同步一定会造成较大误差2.如图所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为的斜面上，(不计空气阻力)，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为()Amgv0tanBCDmgv0cos3.如图甲所示，用n条相同材料制成的橡皮条彼此平行地沿水平方向拉一质量为m的物块改变橡皮条条数进行多次实验，保证每次橡皮条的伸长量均相同，则物块的加速度a与所用橡皮条的数目n的关系如图乙所示若更换物块所在水平面的材料，再重复做这个实验，则图乙中直线与水平轴线间的夹角将()A 增大B 不变C 减小D 先增大后减小4.如图所示，物体A和B叠放在光滑水平面上，它们的质量分别为mA1 kg，mB2 kg，在物体B上作用一个大小等于3 N的水平拉力F后，A和B一起前进了4 m，在这一过程中，物体B对物体A做的功是()A 0B 4 JC 8 JD 12 J5.一个物体在粗糙的水平面上运动，先使物体向右滑动距离s，再使物体向左滑动距离s，正好回到起点，来回所受摩擦力大小都为Ff，则整个过程中摩擦力做功为()A 0B 2FfsC FfsD 无法确定6.如图所示，在加速运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么人对车厢做功的情况是()A 做正功B 做负功C 不做功D 无法确定7.北京时间2019 年12 月22 日9 时29 分，美国太空探索公司(SpaceX)成功发射新型火箭Falcon 9FT，并在发射10 分钟后非常完美地回收了一级火箭，并成功将Orbcomm公司的11 颗通讯卫星送入预定轨道一级火箭的回收将大幅降低火箭发射费用，人类前往太空不再昂贵，廉价太空时代即将到来如图为火箭通过尾部喷气正竖直向着降落平台减速降落的情景火箭质量为m，喷出气体的质量相对于火箭质量很小，在离平台高h时速度为v，降落过程中受空气的浮力和阻力大小之和为Ff，刚要落在平台上时的速度可忽略，降落过程中各力均可视为恒定下列关于上述过程的描述正确的是()A 火箭处于失重状态B 降落过程中喷气推力为mgmFfC 火箭的机械能减少了FfhD 火箭的重力势能减少了mgh8.一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为G，A、B两端固定在水平天花板上，如图所示，今在绳索的最低点C处施加一竖直向下的力将绳索绷直，在此过程中，绳索AB的重心位置将()A 逐渐升高B 逐渐降低C 先降低后升高D 始终不变9.下列运动的物体，机械能守恒的是()A 物体沿斜面匀速下滑B 物体从高处以0.9g的加速度竖直下落C 物体沿光滑曲面滑下D 拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升10.如图，在竖直平面内滑道ABC关于B点对称，且A、B、C三点在同一水平面上若小滑块第一次由A滑到C、第二次由C滑到A，小滑块运动过程始终沿着滑道滑行，两次运动的初速度大小分别为v1、v2，而末速度大小相等小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则两次运动的初速度()Av1v2Bv1v2Cv1v2Dv1、v2大小无法比较11.在射箭比赛中，如图所示，运动员右手向后拉弓弦的过程中，她对弓弦的做功情况是()A 一直做正功B 一直做负功C 先做正功，后做负功D 先做负功，后做正功12.如图所示圆锥摆，当摆球m在某一水平面上做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是()A 摆球的重力不做功，绳的拉力做功B 摆球的重力做功，绳的拉力不做功C 摆球的重力和绳的拉力都不做功D 摆球的重力和绳的拉力都做功13.如图所示，质量相同的物体a和b，用不可伸长的轻绳跨接在光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在光滑的水平桌面上初始时用力拉住b使a、b静止，撤去拉力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面在此过程中()Aa物体的机械能守恒Ba、b两物体机械能的总和不变Ca物体的动能总等于b物体的动能D 绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和不为零14.一质量为5 000 kg的汽车，以额定功率由静止启动，它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍，发动机额定功率为50 kW.则汽车在此路面上行驶的最大速度为()A 5 m/sB 7 m/sC 8 m/sD 10 m/s15.在光滑水平面上，有一块长木板，长木板左端放一个木块，木块与长木板间有摩擦，先后两次用相同的水平力F将木块拉离木板，第1次将长木板固定，第2次长木板不固定，比较这两种情况下，下列说法中正确的是 ()A 木块受到摩擦力的大小不相同B 因摩擦产生的热相同C 恒力F对木块做的功相同D 木块获得的动能相同二、多选题(每小题至少有两个正确答案) 16.(多选)光滑楔形木块放在水平面上，斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的铁球，如图所示，当整个装置沿水平面向左运动的过程中，铁球所受各力做功的情况是()A 斜面对球弹力做正功B 球受的重力不做功C 挡板对球弹力不做功D 不知运动具体情况，无法判断17.(多选)如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中()A 重物的机械能减少B 系统的机械能不变C 系统的机械能增加D 系统的机械能减少18.(多选)下列说法正确的是()A 10 J的功大于5 J的功B 功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C 一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动D 功是矢量，正、负表示方向19.(多选)一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其vt图象如图所示已知汽车的质量为m2103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，( 取g10 m/s2)则( )A 汽车在前5 s内的牵引力为4103NB 汽车在前5 s内的牵引力为6103NC 汽车的额定功率为60 kWD 汽车的最大速度为20 m/s20.(多选)下列四幅图片所描述的情景中，人对物体做功的是()A 答案AB 答案BC 答案CD 答案D三、填空题 21.下面是“探究功与速度变化的关系”实验的步骤，其合理顺序是_将小车拉至图中C处，使A，B和B，C间距离大致相等，接通打点计时器电源，放开小车，小车带动纸带运动，打下一系列的小点，由纸带分析求出小车通过B位置时的速度v，设第1次橡皮筋对小车做的功为W.作出Wv、Wv2的图象，分析图象的特点，得出结论如图所示，先固定打点计时器，在长木板的两侧A处钉两个小钉，小车放在B处挂上一根橡皮筋(即图示情况)，使橡皮筋处于自由长度用2条、3条同样的橡皮筋进行第2次、第3次实验，每次实验保持橡皮筋拉伸的长度不变，用同样的方法测出v2、v3记下W、3W记入表格22.如图所示，在没有空气阻力和摩擦力时(实际很小)，从斜面A上由静止释放小球，会发现无论角怎样变化，小球最后总能达_的位置，在物理学中，把这一事实说成是有某个量是守恒的，并且把这个量叫_23.质量为20 kg的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为5 m这块铁板相对二楼地面的重力势能为_ J，相对楼外地面的重力势能为_ J；将铁板提高1 m，若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了_ J；若以楼外地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了_ J.24.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法中正确的是A要用天平称量重物质量B选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好C要选用第1、2两点距离接近2 mm的纸带D实验时，当松开纸带让重物下落的同时，立即接通电源E实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减少量25.如图所示，处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触，另一端与置于光滑地面上的物体接触，现在物体上施加一水平推力F，使物体缓慢压缩弹簧，当推力F做功100 J时，弹簧的弹力做功_ J，以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零，则弹簧的弹性势能为_ J.四、实验题 26.某实验小组用图甲所示装置“探究功与物体速度变化的关系”(1)为平衡小车运动过程中受到的阻力，应该采用下面所述方法中的_(填入选项前的字母代号)A逐步调节木板的倾斜程度，让小车能够自由下滑B逐步调节木板的倾斜程度，让小车在橡皮条作用下开始运动C逐步调节木板的倾斜程度，给小车一初速度，让拖着纸带的小车匀速下滑D逐步调节木板的倾斜程度，让拖着纸带的小车自由下滑(2)图乙是该实验小组在实验过程中打出的一条纸带，已知打点计时器连接的电源的频率为50 Hz，则橡皮筋恢复原长时小车的速度为_m/s(结果保留3位有效数字)27.小玲同学平时使用带弹簧的圆珠笔写字，她想估测里面小弹簧在圆珠笔尾端压紧情况下的弹性势能的增加量请你帮助她完成这一想法.(1)写出实验所用的器材：_.(2)写出实验的步骤和所要测量的物理量(用字母量表示)：(要求能符合实际并尽量减少误差)_(3)弹性势能的增加量的表达式Ep_.五、计算题 28.如图所示是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面，一根不可伸长的细线两端分别系着物体A、B，且mA2mB，由图示位置从静止开始释放A物体，当物体B达到圆柱顶点时，求绳的张力对物体B所做的功六、简答题 29.“神舟十号”飞船返回舱进入地球大气层以后，由于它的高速下落，而与空气发生剧烈摩擦，返回舱的表面温度达到1 000摄氏度(1)该过程动能和势能怎么变化？机械能守恒吗？(2)该过程中什么能向什么能转化？机械能和内能的总量变化吗？答案解析1.【答案】B【解析】从需要验证的关系式ghn看，与质量无关，A错误；当重物质量大一些时，有利于减小误差，B正确，C错误；纸带先下落而后打点，此时，纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大，用此纸带进行数据处理，其结果是重物在打第一个点时就有了初动能，如果仍认为打第1个点时重物的速度为零，此时重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大，若不用第1个点，另选纸带上的A，B两点，此时重力势能的变化量mg(hBhA)与动能的增加量m(vB2vA2)仍然可以相互对应，进而验证机械能守恒定律，D错误2.【答案】B【解析】如图所示，由于v垂直于斜面，可求出小球落在斜面上时速度的竖直分量v2，此时重力做功的瞬时功率为Pmgv2，B正确3.【答案】B【解析】设摩擦力为Ff，每条橡皮条的拉力为F，由牛顿第二定律则得：F合nFFfma，解得：加速度an在an的函数表达式中斜率为，可见斜率与摩擦力无关，若更换物块所在水平面的材料，再重复做这个实验，摩擦力发生变化，而F、m不变，即斜率不变，所以夹角不变故B正确，A、C、D错误4.【答案】B【解析】5.【答案】B【解析】由题意可知，物体运动过程可分两段，两段内摩擦力做功均为负功，为WFfs；则全程摩擦力所做的功W总2Ffs.6.【答案】B【解析】人随车一起向车前进的方向加速运动，表明车对人在水平方向上的合力向前，根据牛顿第三定律，人对车在水平方向的合力与车运动方向相反，由于人对车的压力对车不做功，故人对车做负功，B正确7.【答案】D【解析】火箭减速降落时，加速度向上，由牛顿运动定律知火箭处于超重状态，故A错误；根据动能定理得：(mgFFf)h0mv2，解得推力FmgmFf，故B错误；C、根据功能原理知，火箭的机械能减少了(FFf)h，故C错误；重力做功mgh，则火箭的重力势能减少了mgh，故D正确8.【答案】A【解析】本题直接求解很困难，因为重心不在绳索上，但可以通过功和能的关系来处理在用力向下拉绳索的过程中，外界对绳索做功，消耗了能量，一定转化为绳索的某种能量，而整个过程中绳索只有重力势能发生了变化，其他各种能量均不变，所以绳索的重力势能肯定在逐渐增加，从而其重心位置也逐渐升高，故A正确9.【答案】C【解析】物体沿斜面匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，所以机械能减小物体以0.9g的加速度下落时，除重力外，其他力的合力向上，大小为0.1mg，合力在物体下落时对物体做负功，物体机械能不守恒物体沿光滑曲面滑下时，只有重力做功，机械能守恒拉着物体沿斜面上升时，拉力对物体做功，物体机械能不守恒综上，机械能守恒的是C项10.【答案】B【解析】设AB轨道上有某一点D，从A到C的过程和C到A的过程，都通过D点时，由牛顿第二定律知，径向的合力提供向心力，从A到B时速度较大，则支持力较小，摩擦力较小，同理在BC段，径向的合力提供向心力，从A到B，在BC段的速度较小，支持力较小，摩擦力较小，结合动能定理知，从A到C过程中克服摩擦力做功小于从C到A过程中克服摩擦力做功，而末速度大小相等，知v1v2，故B正确11.【答案】A【解析】在运动员向后拉弓弦的过程，人对弓弦的作用力和其运动位移方向相同，故人一直做正功12.【答案】C【解析】13.【答案】B【解析】a物体下落过程中，有绳子的拉力做功，其机械能不守恒，故A错误；对于a、b两个物体组成的系统，只有重力做功，所以a、b两物体机械能守恒，故B正确；将b的实际速度进行分解，如图：由图可知vavbcos，即a的速度小于b的速度，故a的动能小于b的动能，故C错误；在极短时间t内，绳子对a的拉力和对b的拉力大小相等，绳子对a做的功等于FTvat，绳子对b的功等于拉力与拉力方向上b的位移的乘积，即：FTvbcost，又vavbcos，所以绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的绝对值相等，二者代数和为零，故D错误14.【答案】D【解析】当汽车以额定功率行驶时，做加速度减小的加速运动，当加速度减到零时，速度最大，此时牵引力等于阻力，即FFfkmg0.15 00010 N5 000 N；此时的最大速度为：vmm/s10 m/s，选项D正确15.【答案】B【解析】两次压力(大小等于木块的重力)大小相同，动摩擦因数没变，所以摩擦力大小相同，故A错误；摩擦产生的热等于摩擦力所做的功，由A知道摩擦力不变，距离为两物体的相对位移即木板的长度因为在两个过程中摩擦力不变，距离不变(木板长)所以因摩擦产生的热相同，故B正确；木板固定时候木块移动距离比木板不固定时候移动的距离短，所以恒力F做功不相同，故C错误；由B可知F对木块做功不同，由动能定理：动能的变化等于合外力所做的功，摩擦力做功相等，F做功不等，所以木块获得的动能不相同，故D错误16.【答案】AB【解析】17.【答案】AB【解析】重物自由摆下的过程中，弹簧拉力对重物做负功，重物的机械能减少，选项A正确；对系统而言，除重力、弹力外，无其他外力做功，故系统的机械能守恒，选项B正确18.【答案】ABC【解析】功是标量，功的正负既不表示方向也不表示功的大小，而是表示力对物体起动力作用(即力对物体做功)还是力对物体起阻力作用(即物体克服外力做功)选项A，B，C正确19.【答案】BC【解析】由于汽车受到的阻力为Ff0.1mg2103N，而汽车在前5 s内的加速度为a2 m/s2，由牛顿第二定律得，牵引力为FmaFf2103kg2 m/s22103N6103N，A错误，B正确；由于5 s末达到额定功率，故汽车的额定功率PFv6103N10 m/s6104W60 kW，C正确；汽车的最大速度vmax30 m/s，D错误20.【答案】AD【解析】A项中人对物体做正功；B项中力和位移垂直，不做功；C项中重物位移为零，不做功；D项中人对拖把做正功故A，D正确21.【答案】【解析】实验步骤应包括仪器安装、进行实验、数据处理几个环节，所以正确顺序应该是.22.【答案】斜面B上距斜面底端竖直高度为h能量【解析】通过“小球从斜面A滚上斜面B”的多次重复性实验，看到了“小球都到达斜面B上距斜面底端竖直高度为h的同一点”的现象，分析这个现象得出“有一个量是守恒的”这一结论，从而确定这个守恒量的名字叫能量23.【答案】0103200200【解析】根据重力势能的定义式，以二楼地面为参考平面：Ep0.以楼外地面为参考平面：Epmgh20105 J103J.以二楼地面为参考平面：EpEp2Ep1mgh1020101 J200 J.以楼外地面为参考平面：EpEp2Ep1mg(hh1)mghmgh120101 J200