2015人教版物理必修2机械能守恒及功能关系单元测试题提高篇

1、 第七章第3单元机械能守恒及功能关系测试（提高篇）一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求）1.（2015·浙江省杭州地区重点中学期中联考）如图所示，分别用恒力F1、F2将质量为m的物体，由静止开始，沿相同的、固定、粗糙斜面由底端推到顶端，F1沿斜面向上，F2沿水平方向已知两次所用时间相等，则在两个过程中（） A物体加速度相同 B物体机械能增量相同 C物体克服摩擦力做功相同 D恒力F1、F2对物体做功相同 2. （2015·山东省实验中学期中）如图所示，质量不计弹簧竖直固定在水平面上，t=

2、0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内)，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则（ ）A. 运动过程中小球的机械能守恒 Bt2时刻小球的加速度为零 Ct1t2这段时间内，小球的动能在逐渐减小Dt2t3这段时间内，小球的动能与重力势能之和在增加 3（2015·浙江省杭州地区重点中学期中联考）2013年2月15日中午12时30分左右，俄罗斯车里雅宾斯克州发生陨石坠落事件这颗陨石进入地球大气层后与空气摩擦而发生剧烈燃烧，并发

3、生爆炸，产生大量碎片假定某一碎片自爆炸后落至地面并陷入地下一定深度过程中，其质量不变，则( )A该碎片在空中下落过程中重力做的功等于动能的增加量 B该碎片在空中下落过程中重力做的功小于动能的增加量 C该碎片在陷入地下的过程中重力做的功等于动能的改变量 D该碎片在整个过程中克服阻力的功等于机械能的减少量 4.（2015·云南省玉溪一中期中）如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是 （ ） A斜劈对小球的弹力不做功 B斜劈的机械能守恒 C斜劈与小球组成的系统机械能守恒 D小球重力势能减小量

4、等于斜劈和小球动能的增大量5（2015·四川省绵阳市第一次诊断）如图所示，两个倾角都为30°、足够长的光滑斜面对接在一起并固定在地面上，顶端安装一光滑的定滑轮，质量分别为2m和m的A、B两物体分别放在左右斜面上，不可伸长的轻绳跨过滑轮将A、B两物体连接，B与右边斜面的底端挡板C之间连有橡皮筋现用手握住A，使橡皮筋刚好无形变，系统处于静止状态松手后，从A、B开始运动到它们速度再次都为零的过程中（绳和橡皮筋都与斜面平行且橡皮筋伸长在弹性限度内）（）AA、B的机械能之和守恒BA、B和橡皮筋的机械能之和守恒CA的重力势能减少量大于橡皮筋弹力所做的功D重力对A做功的平均功率小于橡皮筋

5、弹力对B做功的平均功率6.（2015·山东省淄博市桓台二中期中）一个质量为m的物体以某一速度从固定斜面底端冲上倾角a=30°的斜面，其加速度为3/4 g，如图所示，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则此过程中正确的是（）A动能增加3/2mgh B重力做负功mgh C机械能损失了1/2mgh D物体克服摩擦力做功1/2mgh 7.（2015·江西省师大附中期中）如图所示，固定竖直平面内光滑圆环半径为R，圆环上套有质量别别为m和2m的小球A、B（均看作质点），且小球A、B用长为2R的轻质细杆相连，在小球B从最高点由静止开始沿圆环下滑至低点的过程中（已知重力加速度为g）

6、下列说法正确的是（）AB球减少的机械能等于A球增加的机械能BB球减少的重力势能等于A球增加的重力势能CB球的最大速度为 DA球克服细杆所做的功8/3mgR 8.（2015·吉林省实验中学第三次质量检测）如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在竖直放置、半径为R的光滑圆环顶点P，另一端连接一套在圆环上且质量为m的小球，开始时小球位于A点，此时弹簧处于原长且与竖直方向的夹角为45°，之后小球由静止沿圆环下滑，小球运动到最低点B时速率为v，此时小球与圆环之间压力恰好为零。下列分析正确的是( )A 小球过B点时，弹簧的弹力大小为B 小球过B点时，弹簧的弹力大小为C从A到B的过程中

7、，重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能D从A到B的过程中，重力对小球做的功等于小球克服弹簧弹力做的功二、实验题（2小题，共18分）9.（2015·山东省潍坊市统考）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离， b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。用

8、游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图所示，由此读出b=_mm；滑块通过B点的瞬时速度可表示为_；某次实验测得倾角 ，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为Ek =_，系统的重力势能减少量可表示为Ep=_，在误差允许的范围内，若Ek= Ep 则可认为系统的机械能守恒；在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的图象如图所示，并测得M=m，则重力加速度g_m/s2 。10（2015·西藏拉萨中学第三次月考）在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：（1）实验中动能的增加量应略_（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能的减少量，其主要原因是_ A重

9、物下落的实际距离大于测量值 B重物下落的实际距离小于测量值 C重物下落受到阻力 D重物的实际末速度大于计算值（2）甲、乙、丙三位同学分别得到A、B、C三条纸带，他们的前两个点间的距离分别是1.0mm、1.9mm、4.0mm那么应该选用_同学的纸带最为理想，一定存在操作误差的同学是_，可能的错误原因是_（3）如图所示，有一条纸带，各点距A点的距离分别为d1，d2，d3，各相邻点间的时间间隔为T，当地重力加速度为g要用它来验证物体从B到G处的机械能是否守恒，则B点的速度表达式为vB=_，G点的速度表达式为vG=_，（4）若B点和G点的速度vB、vG及BG间的距离h均为已知量，则当满足_时，物体的机

10、械能守恒三、计算题（本题共3小题，共44分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11.（2015·江苏省如皋市质检）如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线AB平齐，静止放于倾角为53°的光滑斜面上。一长为L9 cm的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m1 kg的小球，将细绳拉至水平，使小球在位置C由静止释放，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断。之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩，最大压缩量为x5 cm。(g10 m/s2，sin 53°0.

11、8，cos 53°0.6)求：(1)细绳受到的拉力的最大值；(2)D点到水平线AB的高度h；(3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep。 12.（2015·河南省南阳一中月考）某校兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图所示，在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以 水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=0.1m的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自B点向C点运动，C点右侧有一陷阱，C、D两点的竖直高度差h=0.2m，水平距离s=0.6m，水平轨道AB长为L1=0.5m，BC长为L2=1.5m，小滑块与水平地面间的动摩擦因数=0.4，重力加速度g=10m/s2。 （1）

12、若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点，求小滑块在A点弹射出的速度大小；（2）若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出。求小滑块在A点弹射出的速度大小范围。（3）若小滑块是与从光滑斜轨道E点静止释放的小球发生完全非弹性碰撞后，离开A点的（小球质量与小滑块的质量相等，且均可视为质点，斜轨道与水平地面平滑连接），求当满足（2）中游戏规则时，释放点E与过A水平面的竖直高度H的大小范围。 13.（2015·河北省邯郸市摸底考试）如图，一个倾角=30°的光滑直角三角形斜劈固定在水平地面上，顶端连有一轻质光滑定滑轮质量为m的A物体置于地面，上端与劲度系数为k

13、的竖直轻弹簧相连一条轻质绳跨过定滑轮，一端与斜面上质量为m的B物体相连，另一端与弹簧上端连接调整细线和A、B物体的位置，使弹簧处于原长状态，且细绳自然伸直并与三角斜劈的两个面平行现将B物体由静止释放，已知B物体恰好能使A物体刚要离开地面但不继续上升求： （1）B物体在斜面上下滑的最大距离x；（2）B物体下滑到最低点时的加速度大小和方向；（3）若将B物体换成质量为2m的C物体，C物体由上述初始位置静止释放，当A物体刚好要离开地面时，C物体的速度大小v 参 考 答 案 （模型画法·物理工作室友情提供）1.【解析】：由公式x=1/2at2 得，由于x和t均相同，故a相同，故A正确；由v=a

14、t，结合A项分析得，物体末速度相同，又由于处于相同的高度，所以两物体机械能增量相同，故B正确；由图示分析可知，第二个物体所受斜面的摩擦力较大，故两物体克服摩擦力做功不同，故C错误；对每一个物体而言，除重力以外的合力对物体做功等于机械能的增量，结合BC两项分析可知，F2做功较多，故D错误 故选AB2.【解析】：运动过程中，将小球和弹簧作为一个系统，系统的机械能守恒，但小球机械能不守恒，A错误。t2时刻小球受到的力最大，到达弹簧的最低点，加速度最大，速度为0，B选项错误。t1时刻小球刚刚接触弹簧，此时弹簧向上的弹力较小，小球仍然向下做加速运动，动能增大，C错误。t2t3时刻小球从最低点回弹到最高点

15、，弹簧弹性势能逐渐减小，系统机械能包括小球动能和重力势能及弹簧弹性势能，所以小球的动能与重力势能之和在增加，D选项正确；故选D3.【解析】:陨石在空中下落过程中，陨石和空气之间存在的摩擦做负功，由动能定理可得：，故，选项A、B均错误。陨石碎片在陷入地下的过程，同样有阻力做负功，选项C错误。对全过程由能量守恒定律可知机械能转化为内能，机械能减小，内能增大，选项D正确。故选D。4.【解析】：不计一切摩擦，小球下滑时，小球和斜劈组成的系统只有小球重力做功，系统机械能守恒，故选C D【答案】CD5.【解析】：A、两物体运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，AB两个物体和弹簧系统机械能守恒，但AB的机械能

16、之和不守恒，故A错误，B正确；C、根据能量守恒可知，A的重力势能减少量等于B的重力势能的增加量和弹簧弹性势能的减小量，所以A的重力势能减少量大于橡皮筋弹力所做的功，故C正确；D、重力对A做功大于橡皮筋弹力对B做功，而时间相等，重力对A做功的平均功率大于橡皮筋弹力对B做功的平均功率，故D错误故选：BC6.【解析】:A、物体在斜面上加速度为3/4g，方向沿斜面向下，物体的合力F合=ma=3/4mg，方向沿斜面向下，斜面倾角=30°，物体从斜面底端到最大高度处位移为2h，物体从斜面底端到最大高度处，物体合力做功W合=-F合2h=-3/2mgh，根据动能定理研究物体从斜面底端到最大高度处得W

17、合=Ek所以物体动能减小3/2mgh，故A错误B、根据功的定义式得：重力做功WG=-mgh，故B正确C、重力做功量度重力势能的变化，所以物体重力势能增加了mgh，而物体动能减小3/2mgh，所以物体机械能损失了1/2mgh，故C正确物体除了重力之外的力做功还有摩擦力做功，物体机械能减小了1/2mgh，所以摩擦力做功为-1/2mgh，故D正确故选BCD7.【解析】：A、球A与B组成的系统只有重力做功，系统的机械能守恒，球B减少的机械能应等于球A增加的机械能，所以A正确；B、根据机械能守恒定律知，球B减少的重力势能应等于小球增加的重力势能与两球增加的动能之和，所以B错误；C、根据机械能守恒定律，系

18、统减少的重力势能EP减=2mg·2R系统增加机械能E增 =mg2R+1/2mv 2+1/2·2mv2由Ep减 =E增 解得B球最大速度v= 4/3gR所以C确；D、对A球由能定理有：-mg2R+W弹=1/2mv2 代入数据：W弹=8/3mgR，W弹值为正，说明细杆对球A做正功，所以D错误；故选：AC8.【解析】：小球在最低点B时，由牛顿第二定律知弹簧弹力，A正确；由图知，由A到B弹簧的伸长量为，由胡克定律知B正确；由A到B的过程中，重力势能转化为小球的动能和弹性势能，选项C错误；由A到B的过程中，重力对小球做的功等于小球克服弹簧弹力做的功加上动能的增量，D错误。故选AB。9

19、.【解析】：游标卡尺的读数为：因为滑块比较小，通过光电门的平均速度可看做瞬时速度，即通过B的速度为系统动能增加量可表示为系统的重力势能减少量可表示为根据机械能守恒可得即，代入数据可得10.【解析】：（1）验证机械能守恒定律的实验时，由于空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦，物体动能的增加量要小于重力势能的减少量，故ABD错误，C正确故答案为：小于；C（2）当物体自由下落时，第一、二两点之间的距离为：h=1/2gT22mm，由此可知乙同学的纸带最为理想，丙同学所得出的纸带，开始两点之间的距离明显大小2mm，着说明他在操作过程中开始打点时，纸带已经具有了速度，可能原因是先释放重物，后接通电源（或释放

20、纸带初速度不为零等）故答案为：乙，丙，先释放重物，后接通电源（或释放纸带初速度不为零等）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，得出B、G两点的瞬时速度大小分别为：vB=d2/2T vG=(d7-d5)/2T 根据功能关系有：mgh=1/2mvG2-1/2mvB2 即有：vG2-v B2=2gh故答案为：vB=d2/2T ，vG=(d7-d5)/2T ， vG2-vB2=2gh11.【解析】：(1)小球由C到D，由机械能守恒定律得：mgLmv12 解得v1在D点，由牛顿第二定律得Fmgm 由解得F30 N由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为30 N。(2)由D到A，小球做平抛运动vy22ghtan 53°联立解得h16