《机械能及其守恒定律》单元检测及答案

精品文档 1欢迎下载 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律 单元检测单元检测 一 选择题一 选择题 本题共本题共 1010 小题 每题小题 每题 4 4 分 共分 共 4040 分 分 1 1 6 6 题只有一个选项正确 题只有一个选项正确 7 107 10 题有多个选项正确 把正确选项前的字母填在题后的括号内题有多个选项正确 把正确选项前的字母填在题后的括号内 1 以初速度 v0水平抛出一个质量为 m 的物体 当物体的速度为 v 时 重力做功的瞬 时功率为 A B C D mgv 0 mgv 0 mg vv 22 0 mg vv 2 运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程 将人和伞看成一个系统 在这两 个过程中 下列说法正确的是 A 阻力对系统始终做负功 B 系统受到的合外力始终向下 C 重力做功使系统的重力势能增加 D 任意相等的时间内重力做的功相等 3 如图所示 在地面上以速度v0抛出质量为m的物体 抛出后物体落到比地面低h 的海平面上 若以地面为零势能面而且不计空气阻力 则 物体到海平面时的势能为mgh 重力对物体做的功为mgh 物体在海平面上的动能为mv02 mgh 1 2 物体在海平面上的机械能为mv02 1 2 其中正确的是 A B C D 4 一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点 在此过程中重力对物体 做的功等于 A 物块动能的增加量 B 物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和 C 物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和 D 物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和 5 如图 3 所示 固定的光滑竖直杆上套着一个滑块 用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑 轮 以大小恒定的拉力F拉绳 使滑块从A点起由静止开始上升 若从A点上升至B点和 从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1 W2 滑块经B C两点时的动能分别为 EkB EkC 图中AB BC 则一定有 A W1 W2 B W1EkC D EkB EkC 6 如图所示 小球在竖直向下的力F作用下 将竖直轻弹簧压缩 若将力F撤去 小 球将向上弹起并离开弹簧 直到速度为零时为止 则小球在上升过程中 精品文档 2欢迎下载 A 小球的机械能守恒 B 弹性势能为零时 小球动能最大 C 小球在刚离开弹簧时动能最大 D 小球在刚离开弹簧时机械能最大 7 一个质量为 0 3 kg 的弹性小球 在光滑水平面上以 6 m s 的速度垂直撞到墙上 碰撞后小球沿相反方向运动 反弹后的速度大小与碰撞前相同 则碰撞前后小球速度变化 量的大小 v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为 A v 0 B v 12 m s C W 0 D W 10 8 J 8 物体沿直线运动的v t关系如图 2 所示 已知在第 1 秒内合外力对物体做的功为 W 则 A 从第 1 秒末到第 3 秒末合外力做功为 4W B 从第 3 秒末到第 5 秒末合外力做功为 2W C 从第 5 秒末到第 7 秒末合外力做功为W D 从第 3 秒末到第 4 秒末合外力做功为 0 75W 9 如图 一物体从光滑斜面AB底端A点以初速度v0上滑 沿斜面上升的最大高度为 h 下列说法中正确的是 设下列情境中物体从A点上滑的初速度仍为v0 A 若把斜面CB部分截去 物体冲过C点后上升的最大高度仍为h B 若把斜面AB变成曲面AEB 物体沿此曲面上升仍能到达B点 C 若把斜面弯成圆弧形D 物体仍沿圆弧升高h D 若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧状 物体上升的最大高度有可能仍 为h 10 如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统 斜面轨道倾角为 30 质量为 M的木箱与轨道的动摩擦因数为 木箱在轨道顶端时 自动装货装置将质量为m的货物 3 6 装入木箱 然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下 当轻弹簧被压缩至最短时 自动卸货装 置立刻将货物卸下 然后木箱恰好被弹回到轨道顶端 再重复上述过程 下列选项正确的 是 A m M B m 2M C 木箱不与弹簧接触时 上滑的加速度大于下滑的加速度 精品文档 3欢迎下载 D 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中 减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能 二 实验题二 实验题 本题共本题共 2 2 小题 共小题 共 1616 分分 11 6 分 如图所示 两个质量各为 m1和 m2的小物块 A 和 B 分别系在一条跨过定滑轮的 软绳两端 已知m1 m2 现要利用此装置验证机械能守恒定律 1 若选定物块 A 从静止开始下落的过程进行测量 则需要测量的 物理量有 在答题卡上对应区域填入选项前的编号 物块的质量m1 m2 物块 A 下落的距离及下落这段距离所用的时间 物块 B 上升的距离及上升这段距离所用的时间 绳子的长度 2 为提高实验结果的准确程度 某小组同学对此实验提出以下建 议 绳的质量要轻 在 轻质绳 的前提下 绳子越长越好 尽量保证物块只沿竖直方向运动 不要摇晃 两个物块的质量之差要尽可能小 以上建议中确实对提高准确程度有作用的是 在答题卡上对应区域 填入选项前的编号 3 写出一条上面没有提到的提高实验结果准确程度有益的建议 12 验证机械能守恒定律 的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行 甲方案为 用自由落体实验验证机械能守恒定律 乙方案为用斜面小车实验验证机械能守恒定 律 图实 6 8 1 比较这两种方案 填 甲 或 乙 方案好一些 理由是 2 图丙所示是该实验中得到的一条纸带 测得每两个计数点间的距离如图所示 已知每 两个计数点之间的时间间隔T 0 1 s 物体运动的加速度a 该纸带是采用 填 甲 或 乙 实验方案得到的 简要写出判断依据 三 计算题三 计算题 本题共本题共 4 4 小题 小题 1313 1414 题各题各 1010 分 分 1515 1616 题各题各 1212 分 共分 共 4444 分 计算时分 计算时 必须有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位必须有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位 精品文档 4欢迎下载 13 质量为 500 t 的火车 以恒定功率沿平直轨道行驶 在 3 min 内行驶 1 45 km 速度由 18 km h 增加到最大速度 54 km h 求 1 火车的功率 2 当速度为 18 km h 时 火车的加速度 g 10 m s2 14 质量为 m 的滑块与倾角为 的斜面间的动摩擦因数为 W2 选 A 6 答案 D 7 答案 BC 解析 速度是矢量 速度的变化也是矢量 反弹后小球的速度与碰前速度 等值反向 则速度变化量为 v v v 2v 设碰前速度方向为正 其大小为 2v 12 m s 故 B 正确 反弹前 后小球的动能没有变化 即 Ek 0 根据动能定理 物体受合外 力做功等于物体动能的变化 即W Ek 0 则 C 正确 8 答案 CD 解析 由图知第 1 秒末 第 3 秒末 第 7 秒末速度大小关系 v1 v3 v7 由题知W mv12 0 则由动能定理得第 1 秒末到第 3 秒末合外力做功 1 2 W2 mv32 mv12 0 故 A 错 第 3 秒末到第 5 秒末合外力做功 1 2 1 2 W3 mv52 mv32 0 mv12 W 故 B 错 第 5 秒末到第 7 秒末合外力做功 1 2 1 2 1 2 W4 mv72 0 mv12 W 故 C 对 第 3 秒末到第 4 秒末合外力做功W5 mv42 mv32 m 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 v1 2 mv12 0 75 W 故 D 对 1 2 1 2 精品文档 6欢迎下载 9 答案 BD 解析 根据题意 由机械能守恒可知 物体滑到高为 h 处时速度为零 要使 物体上滑的高度仍为 h 则物体到达最高点时速度必为零 A C 情况 物体上升到最高点 时速度不为零 所以所能达到的高度应小于 h A C 错 B 情况上升到最高点时速度必为 零 故 B 正确 D 情况上升到最高点时速度可能为零 所以高度也可能仍为 h 故 D 正确 10 答案 BC 解析 弹簧被压缩至最短时的弹性势能为E Ep p 由功能关系 得 下滑过程 M m gh M m gcos E Ep p h sin 上滑过程 E Ep p Mg h Mgcos h sin 解得m 2M 故选项 A 错 B 对 上滑时加速度 a上 gsin gcos 下滑时加速度 a下 gsin gcos 故选项 C 正确 由能量守恒定律得 减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能 选项 D 错误 二 实验题 11 1 或 2 3 例如 对同一高度进行多次测量取平均值 选取受力后相对伸长尽量小的绳 等等 12 解析 1 机械能守恒的前提是只有重力做功 实际操作的方案中应该使摩擦力越小越 好 故甲方案好一些 2 a 4 8 m s2 xDE xBC xCD xAB 4T2 因a远小于g 故为斜面上小车下滑的加速度 所以该纸带采用图乙所示的实验方 案 答案 1 甲 因为这个方案摩擦阻力小 误差小 操作方便 所用实验器材少 2 4 8 m s2 4 7 m s2 4 9 m s2 乙 因为物体运动的加速度比重力加速度小得多 三 计算题 13 解析 1 由于整个过程中火车所受的牵引力不是恒力 因此加速度不是恒量 运动 学中匀变速直线运动公式不能用 可以由动能定理得W牵 W阻 mvm2 mv2 1 2 1 2 其中W阻 Ffx W牵是一个变力的功 但因该力的功率恒定 故可用W牵 Pt计算 这样 式变为Pt Ffx mvm2 mv2 1 2 1 2 又因达最大速度时F Ff 故vm P Ff 联立解得P 600 kW 精品文档 7欢迎下载 2 当V 18 km h 时 F P V 由牛顿第二定律得 ma F Ff 联立解得 a 1 6 m s2 14 1 停在斜面底端 2 从开始运动到停止 对滑块由能量守恒得 mgh mv02 S 1 2 cosmg 解得 2 0 2 2cos ghv S g 15 解析 1 设物体在B点的速度为v 由B到C做平抛运动 有 2R gt2 xAC vt 1 2 v 5 m s 由此时受力知FN mg mv2 R FN 52 5 N 由牛顿第三定律知 半圆轨道对物体的弹力FN 52 5 N 2 A到B 机械能守恒mvA2 mv2 2mgR 1 2 1 2 由C到A应用动能定理可知 F Ff xAC mvA2 1 2 所以 Wf Ff xAC 9 5 J 16 解析 1 A和斜面间的滑动摩擦力f 2 mgcos 物体A向下运动到C点的过程中 根据能量关系有 2mgLsin 3mv02 3mv2 mgL fL v 1 2 1 2 v02 2 3 gL 3 2 从物体A