人教版必修2%E3%80%80第七章机械能守恒定律单元复习测试.docx

高一物理必修二：机械能守恒定律单元复习一、单选题1.如图，A、B两物体叠放在一起，静放在水平地面上，在水平拉力F的作用下，两者相对静止一起向右做匀加速直线运动，则下列说法正确的是() A. A对B的摩擦力对B做负功B. B对A的摩擦力对A不做功C. B对A的摩擦力对A做负功D. B对A的支持力对A做正功2.下列关于功、功率的说法，正确的是（）A. 只要力作用在物体上，则该力一定对物体做功B. 由P=Wt知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率C. 摩擦力一定对物体做负功D. 由PFv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比3.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，用大小为F、方向与水平面成角且斜向下的恒力作用在该木块上，经过时间t，力F的瞬时功率为（）A. F2cos2mtB. F2cos22mtC. F2mtD. F2cosmt4.如图所示,固定斜面倾角为30,一质量为m的物体（可视为质点）从距底端高为h处由静止开始匀加速下滑，加速度为g/3，从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（）A. 物体增加的动能为mgh/3B. 物体克服摩擦力做功为2mgh/3C. 下滑过程中系统减少的机械能为mgh/6D. 物体下滑到底端时，重力的功率为mg3gh35.如图1所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图2所示。取g= 10m/s2。则（ ）A. 物体的质量m=1.0kgB. 物体与水平面间的动摩擦因数=0.20C. 第2s内物体克服摩擦力做的功W=2.0JD. 前2s合力做的功为W合=3.0J6.一辆F1赛车含运动员的总质量约为600kg，在一次F1比赛中赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数1的关系如图所示，则赛车在加速的过程中() A. 速度随时间均匀增大B. 加速度随时间均匀增大C. 输出功率为240kwD. 所受阻力大小为24000N7.如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设物体在桌面处的重力势能为0，则小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化为（）A. mgh，减少mg(Hh)B. mgh，增加mg(H+h)C. mgh，增加mg(Hh)D. mgh，减少mg(H+h)8.如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30的斜面，其运动的加速度为34g，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这一过程中() A. 重力势能增加了34mghB. 机械能损失了34mghC. 动能损失了mghD. 物体所受的合外力对物体做功为32mgh9.如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且Mm，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中（）A. M、m各自的机械能分别守恒B. M减少的机械能等于m增加的机械能C. M减少的重力势能等于m增加的重力势能D. M增加的动能等于m增加的动二、多选题10.如图所示，在竖直平面内有一半径为的圆弧轨道，半径水平、竖直，一个质量为的小球自的正上方点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点时恰好对轨道没有压力。已知=2,重力加速度为，则小球从到的运动过程中（ ）A. 重力做功B. 克服摩擦力做功C. 合外力做功D. 机械能减少11.如图，轻弹簧K一端与墙相连，质量为4Kg的木块A，沿光滑水平面以5m/s的速度运动，并压缩弹簧，则下列说法正确的是（ ）A. 在压缩弹簧的过程中，木块A的机械能守恒B. 在压缩弹簧的过程中，木块A与弹簧系统的机械能守恒C. 当木块的速度为2m/s时，弹性势能为40JD. 弹簧的最大弹性势能为50J12.质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中（）A. 重力对物体做功为mg(H+h)B. 物体的重力势能减少了mg(H+h)C. 所有外力对物体做的总功为零D. 地面对物体的平均阻力为mg三、实验题13.如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，电磁打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。（1）下列说法正确的_。A平衡摩擦力时必须将重物通过细线挂在小车上B为减小系统误差，应使重物质量远大于小车质量C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放D电磁打点计时器应使用220v交流电源E如图所示器材和合适电源外还需天平、刻度尺（2）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O在纸带上依次取A、B、C若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T测得A、B、C各点到O点的距离为x1、x2、x3，如图2所示。实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_，打B点时小车的速度v=_。（3）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出v2-W图象。假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图3中正确反映v2-W关系的是_。四、计算题14.汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车质量为5103kg汽车在运动中所受阻力的大小为5103Ng取10 m/s2求：(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度的大小；(2)若汽车仍以额定功率启动，则当汽车速度达到5 m/s时，其加速度大小；(3)若汽车以恒定加速度0.5 m/s2启动，则这一过程能维持的时间15.如图所示，一轻质弹簧左端固定在轻杆的A点，右端与一质量m=1kg套在轻杆的小物块相连但不栓接，轻杆AC部分粗糙，与小物块间动摩擦因数=0.2CD部分为一段光滑的竖直半圆轨道，小物块在外力作用下压缩弹簧至B点由静止释放，小物块恰好运动到半圆轨道最高点D，BC=5m，小物块刚经过C点速度v=4m/s，g取10m/2，不计空气阻力，求：（1）半圆轨道的半径R；（2）小物块刚经过C点时对轨道的压力；（3）小物块在外力作用下压缩弹簧在B点时，弹簧的弹性势能EP。16.一根内壁光滑的细圆管，形状如图所示，放在竖直平面内，一小钢球自A口的正上方距离A口高h处无初速释放。第一次小球恰能抵达B点，第二次落人A口后从B射出，恰能再进入A口，则两次小球下落的高度之比h1h2为多大? 答案和解析1.【答案】A【解析】【分析】根据牛顿第二定律得出AB间摩擦力的方向，通过摩擦力方向和速度方向关系判断做正功还是负功； 再根据支持力与速度方向关系判断支持力是否做功。解决本题的关键是会根据力的方向与速度方向的关系，判断做正功还是负功。当力的方向与运动方向相同，做正功，当力的方向与运动方向相反，做负功，当力的方向与运动方向垂直，不做功。【解答】ABC.先对整体分析可知，整体的加速度方向向右，对A物体运用牛顿第二定律，知A所受摩擦力方向水平向右，所以B对A的摩擦力对A做正功，A对B的摩擦力与运动方向相反，A对B的摩擦力对B做负功，故A正确，BC错误；D.B对A支持力的方向与运动方向垂直，所以支持力不做功，故D错误。故选A。2.【答案】D【解析】【分析】做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离二者缺一不可；公式用于计算平均功率，既可以计算平均功率，也可以计算瞬时功率；功等于力与力的方向上的位移的乘积，这里的位移是相对于参考系的位移；静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反，滑动摩擦力的方向与物体的相对滑动的方向相反。解答本题的关键是：理解做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可；理解平均功率和瞬时功率的概念，会用控制变量法讨论；同时要明确恒力做功的求法。【解答】A.只有同时满足功的两个条件：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离，力才做功，故A错误；B.公式只能计算平均功率，不能计算瞬时功率，故B错误；C.恒力做功的表达式，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功；静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故C错误；D.根据可知，当功率恒定时，牵引力与速度成反比，故D正确。故选D。3.【答案】A【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出木块的加速度，结合速度时间公式求出t时刻的速度，根据瞬时功率的公式求出力F的瞬时功率。本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，知道瞬时功率和平均功率的区别，掌握这两种功率的求法。【解答】根据牛顿第二定律得，木块的加速度为：，则t时刻的瞬时速度为：，则此时力F的瞬时功率为：，故A正确，B、C、D错误。故选：A。4.【答案】D【解析】【分析】由几何关系可知运动员下滑的位移，则由速度和位移公式可得出运动员的末速度，则可得出运动员的动能；由动能定理可得出运动员克服摩擦力所做的功；由功能关系即可得出机械能的改变量，功率的计算公式为。在解决有关能量问题时，要注意明确做功和能量转化间的关系；合外力做功等于动能的改变量；重力做功等于重力势能的改变量；阻力做功等于内能的增加量。【解答】A.运动员运动员下滑的距离：L=2h，由运动学公式可得：，得：，动能为：，故A错误；B.由动能定理可知，解得， 故B错误；C.机械能的减小量等于阻力所做的功，故下滑过程中系统减少的机械能为，故C错误；D.根据功率的计算公式为得到，故D正确。故选D。5.【答案】C【解析】【分析】根据速度时间图线和F-t图线，得出匀速直线运动时的推力，从而得出摩擦力的大小，根据速度时间图线求出匀加速直线运动的加速度，结合牛顿第二定律求出物体的质量，结合摩擦力的大小，运用滑动摩擦力的公式求出动摩擦因数的大小，根据图线围成的面积求出位移，从而求出克服摩擦力做功的大小，应用动能定理求W合。本题考查了速度时间图线与F-t图线的综合运用，通过速度时间图线得出物体的运动规律是解决问题的关键，知道速度时间图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移。【解答】AB.在2-3s内，物体做匀速直线运动，则F3=f=2N，在1-2s内，物体做匀加速直线运动，根据图线的斜率知，加速度，根据牛顿第二定律得，F2-f=ma，代入数据解得m=0.5kg，又f=mg，解得=0.4，故A、B错误；C.第2s内物体的位移，可知第2s内物体克服摩擦力做功Wf=fx2=21J=2J，故C正确；D.前2s内推力做功W由动能定理可知：，故D错误。故选C。6.【答案】C【解析】解：A、由图可知，加速度变化，故做变加速直线运动，故A错误；B、a-函数方程a=-4，汽车加速运动，速度增大，加速度减小，故B错误；CD、对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：F-f=ma其中：F=联立得：a=结合图线，当物体的速度最大时，加速度为零，故结合图象可以知道，a=0时，=0.01，v=100m/s，所以最大速度为100m/s由图象可知：=4，解得：f=4m=4600=2400N0=-解得：P=240KW，故C正确，D错误；故选：C。汽车恒定功率启动，对汽车受力分析后根据牛顿第二定律列方程，再结合图象进行分析即可本题关键对汽车受力分析后，根据牛顿第二定律列出加速度与速度关系的表达式，再结合图象进行分析求解。7.【答案】D【解析】解：以桌面为零势能参考平面，那么小球释放时的相对高度是H，重力势能是mgH； 小球落地时的重力势能为：Ep1=-mgh； 整个过程中小球重力势能的减小为：Ep=mgh=mg（H+h）； 故选：D。物体由于被举高而具有的能叫做重力势能对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越大，其表达式为：Ep=mgh本题关键是明确重力势能的定义公式中高度是相对与零势能面而言的，可以取负值，基础题8.【答案】D【解析】【分析】 物体在斜面上上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，知重力势能的变化根据牛顿第二定律求出摩擦力大小，根据物体克服摩擦力做功等于物体机械能的损失，求解机械能的损失根据合外力做功，求解物体动能的损失。 本题的关键要掌握常见的几对功和能的关系：重力做功与重力势能的关系有关，合力做功与动能的变化有关，除重力以外的力做功与机械能的变化有关。【解答】解：A.物体在斜面上上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，则重力势能增加了mgh。故A错误；B.根据牛顿第二定律得：mgsin30+f=ma，解得，摩擦力大小为f=mg，物体克服摩擦力做功为Wf=f2h=mgh，所以物体的机械能损失了mgh故B错误；CD.合外力对物体做功为W合=-ma2h=-mgh，则根据动能定理得知，物体动能损失了mgh故C错误，D正确。故选D。9.【答案】B【解析】【分析】对于单个物体系统机械能不守恒，但两个物体系统中只有动能和势能相互转化，机械能守恒根据功能关系和机械能守恒条件进行分析本题关键是抓住：两个物体构成的系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变，对于单个物体，机械能并不守恒。【解答】A.对单个物体进行受力分析可知，除了受重力外还受到绳子的拉力，绳子拉力对M做负功，M的机械能减小；绳子拉力对m做正功，m的机械能增加，故A错误；B.对两个物体组成的系统进行受力分析，只有重力做功，系统的机械能守恒，所以M减少的机械能等于m增加的机械能，故B正确；C.M重力势能减小，动能增加，m重力势能和动能都增加，故M减少的重力势能等于m增加的重力势能和两个物体增加的动能之和，故C错误；D.由于Mm，则M向下加速，m向上加速，两者速度大小的增加相等，但质量不等，所以动能的增加不等，D错误。故选B。10.【答案】BD【解析】【分析】该题主要考查牛顿第二定律、动能定理、能量转化等相关知识。小球在B点对轨道没有压力，则小球做圆周运动的向心力由重力提供，摩擦力做功使物体的机械能减少，熟练应用动能定理即可正确解题【解答】A.重力做的功WG=mgh=mgR，故A错误；BD.小球在B时恰好对轨道没有压力，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：mg=m，vB=，从P到B的过程，由动能定理可得：mgR-Wf=mvB2-0，可知克服摩擦力做功Wf=mgR，则物体机械能较少mgR，故BD正确；C.由动能定理可得，合外力做的功W=mvB2=mgR，故C错误；故选BD。11.【答案】BD【解析】【分析】木块向右运动压缩弹簧时，弹簧的弹力对木块做负功，木块的减小转化为弹簧的弹性势能，当木块的动能全部转化为弹性势能时，弹性势能最大，根据木块和弹簧组成的系统机械能守恒求解弹簧的最大弹性势能。本题是弹簧与木块组成的系统机械能守恒问题，抓住总能量等于木块的初速度，再进行分析解题。【解答】A.弹簧的弹力对木块做负功，木块的减小转化为弹簧的弹性势能，木块A的机械能不守恒。故A错误；B.在压缩弹簧的过程中，只有弹簧的弹力做功，木块A与弹簧系统的机械能守恒。故B正确；D.由木块和弹簧组成的系统机械能守恒知，弹簧的最大弹性势能等于木块的初动能，为：，故D正确；C.当木块的速度为2m/s时，弹性势能为：，故C错误。故选BD。12.【答案】ABC【解析】解：A、整个过程重力做功为mg（H+h），故A正确；B、物体下落过程重力做正功，重力势能减小，减少的重力势能为mg（+h），故B正确；C、物体初末状态速度都为零，初末状态动能都为零，由动能定理可知，所有外力对物体做的总功为零，故C正确；D、整个过程，对物体，由动能定理得：mg（H+h）-fh=0-0，解得地面对物体的平均阻力为：f=，故D错误；故选：ABC。对整个过程运用动能定理求外力对物体做的总功，根据重力和阻力做功之和等于物体动能的变化量，即可求地面对物体的平均阻力。根据重力做功的公式WG=mgh即可求重力做功，从而求得重力势能的减少量。该题是动能定理和重力做功公式的直接应用，要注意重力做功只跟高度差有关，要灵活选择研究的过程，抓住初末速度为零，采用整体法求平均阻力，比较简便。13.【答案】CE mgx2 x3x12T A【解析】解：（1）A平衡摩擦力时必须将重物拿掉，使小车上拖动纸带运动，故A错误；B为减小系统误差，应使重物质量远小于小车质量，故B错误；C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，故C正确D电磁打点计时器应使用4-6v交流电源，故D错误E如图所示器材和合适电源外还需天平、刻度尺，故E正确故选：CE（2）拉力对小车做功W=mgx2打B点的速度=（3）已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，弹簧的弹性势能全部转化为小车的动能，故W=，故v2与W成正比，故A正确故答案为：（1）CE；（2）mgx2；（3）A（1）根据实验原理即可判断；（2）根据W=Fx求得拉力做功，根据中间的瞬时速度利用平均速度代替即可求得；（3）弹簧的弹性势能全部转化为小车的动能，即可求得本题考查动能定理的实验探究，这个实验的一个重点就是学会使用打点计时器计算速度，然后分析动能和重力势能的关系，多练习速度计算也是本题的一个基础。本实验中也要知道误差的来源，这样在分析图象问题时就容易得出原因。14.【答案】解：（1、2）汽车以额定功率启动，当a=0时，v达到最大值vmax，则vmPFPf12m/s当速度为5m/s时，牵引力F=Pv600005N12000N则加速度a=Ffm1200050005000m/s21.4m/s2（3）加速度为0.5m/s2时牵引力：F=f+ma=5000N+50000.5N=7500N则v=PF=600007500m/s=8m/s匀加速直线运动的时间t=va=80.5s=16s。答：(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度的大小12m/s；(2)若汽车仍以额定功率启动，则当汽车速度达到5 m/s时，其加速度大小1.4m/s2；(3)若汽车以恒定加速度0.5 m/s2启动，则这一过程能维持的时间为16s。【解析】（1、2）当牵引力等于阻力时，速度最大，根据求出最大速度，通过牛顿第二定律求出加速度的大小。（3）根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，从而根据求出匀加速直线运动的末速度，结合速度时间公式求出匀加速直线运动维持的时间。解决本题的关键知道功率与牵引力、速度的关系，知道牵引力等于阻力时，速度最大。15.【答案】解：（1）小物块恰好