机械能守恒定律试卷

《机械能守恒定律》测试卷一单选题1．（多选）关于能量和能源，以下说法不正确的是（）A．能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性B．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源C．在利用能源的过程中，总能量在数量上并未减少D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造2．（多选）以下关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（）A．做匀变速运动的物体机械能可能守恒B．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D．若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒3．关于系统内力做功的问题，下列说法正确的是()A．系统内力是作用力与反作用力，做功必定正负相反且代数和为零B．物体和地球构成的系统中，万有引力是内力，做功的代数和为零C．系统内一对相互作用的静摩擦力做功的代数和不一定为零D．系统内一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和一定为负值4．一个小孩坐在船内，按图示两种情况，用相同大小的力拉绳，使自己发生相同的位移。甲图中绳的另一端拴在岸上，乙图中绳的另一端拴在同样的小船上，水的阻力不计（船未碰撞）。这两种情况中，小孩所做的功分别为、，做功期间的平均功率分别为、，则下列关系正确的是()A．>，B．=，C．=，D．5．一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用，在一段时间内的速度随时间变化情况如图所示．关于拉力的功率随时间变化的图象是下图中的可能正确的是()6．质量为m的物块在竖直向上的外力作用下，由静止开始竖直向上做匀加速运动，加速度为，在物块向上运动位移为h的过程中，下列说法正确的是（）A．物块的动能增加了B．物块的重力势能增加C．外力做功为D．物块的机械能增加了7．一滑块从半圆形光滑轨道上端由静止滑下，当滑到最低点时，关于滑块动能大小和它对轨道最低点的压力，下列叙述中正确的是()A．轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力越大B轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力越小C．轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力与半径无关D．轨道半径变化，滑块动能和对轨道压力都不变8．（多选）如图所示，一物体在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经过一段时间恒力F对物体做功为60J，此后撤掉力F，物体又回到出发点，在整个运动过程中下列说法正确的是(第9题图)A．撤去外力时，物体的动能为60JB．物体运动到最高点的过程中，重力做功为60JC．物体回到出发点时，物体的动能为60JD．物体回到出发点时，重力的功率出现最大值9．如图所示，质量相同的甲乙两个小物块，甲从竖直固定的1/4光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下．下列判断正确的是（）A．两物块到达底端时速度相同B．两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率等于乙物块重力做功的瞬时功率C．两物块运动到底端的过程中重力做功不同D．两物块到达底端时动能相同10．（多选）如图所示，物体以100J的初动能从斜面的底端向上运动，斜面足够长。当它向上通过斜面上的M点时，其动能减少了75J，机械能减少了30J。如果以地面为零势能参考面，物体能从斜面上返回底端，则（）A．物体在向上运动过程中，机械能减少100JB．物体到达斜面上最高点时时，重力势能增加了60JC．物体返回斜面底端时动能为40JD．物体返回M点时机械能为50J二实验题11．下图是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，以下列出了一些实验步骤：A．用天平测出重物和夹子的质量B．把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内C．把打点计时器接在交流电源上，电源开关处于断开状态D．将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，让重物靠近打点计时器，处于静止状态E．接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带，之后再断开电源F．用秒表测出重物下落的时间G．更换纸带，重新进行两次实验(1)对于本实验，以上不必要的两个步骤是_____和________图乙为实验中打出的一条纸带,O为打出的第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出),打点计时器每隔s打一个点.若重物的质量为kg,当地重力加速度取g=m/s2,由图乙所给的数据可算出(结果保留两位有效数字):①从O点下落到B点的过程中,重力势能的减少量为J.②打B点时重物的动能为J.(2)试指出造成第(1)问中①②计算结果不等的原因是三计算题12．质量为m的物体静置于水平地面上，现对物体施以水平方向的恒定拉力，ts末物体的速度到达v时撤去拉力，物体运动的v-t图象如图所示，求：（1）滑动摩擦力在(0-3t)s内做的功；（2）拉力在ts末的功率.13．某次被测试的汽车质量为m=2×103kg，发动机的额定功率P=100kW，平直路面上所能提供的最大启动加速度和最大制动加速度大小均为a=4m/s2，行驶时阻力为车重的k=0．1倍。设汽车在平直公路上从静止启动，通过足够长的距离L=2km，到达终点时必须减速至停止。求该车通过这一距离所需要的最短的时间。14．如图所示，半径为R圆心角为60°的圆弧轨道竖直固定在水平地面上，轨道最低点与桌面相切。质量为m1和m2的两小球（均可视为质点），用一足够长的轻质无弹性细绳绕过定滑轮一端挂在圆弧轨道边缘处，另一端放在倾角为30°的固定斜面上，不计一切摩擦阻力。现将两小球由静止释放，若m1=2m2，当m1沿圆弧下滑到最低点时（且小球m2还未到达斜面的顶端），两小球的速度分别为多少？15．现代化的生产流水线大大提高了劳动效率，如图为某工厂生产流水线上的水平传输装置的俯视图，它由传送带和转盘组成。物品从A处无初速、等时间间隔地放到传送带上，运动到B处后进入匀速转动的转盘，并恰好与转盘无相对滑动，运动到C处被取走。已知物品在转盘上与转轴O的距离R=3．0m，物品与传送带间的动摩擦因数μ1=0．25，与转盘之间动摩擦因数μ2=0．3，各处的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。传送带的传输速度和转盘上与O相距为R处的线速度相同，取g=10m/s2。求：（1）水平传送带至少为多长；（2）若物品的质量为m=2．0kg，每输送一个物品，该流水线需多做多少功。参考答案1．D【解析】试题分析：系统内力是作用力与反作用力，做功不一定正负相反代数和为零，有时可能都做正功，例如两个人站在冰面上互推时，相互作用力对两个人均做正功，选项A错误；物体和地球构成的系统中，万有引力是内力，当重物下落时，引力对重物做正功，但是对地球不做功，做功的代数和不为零，选项B错误；系统内一对相互作用的静摩擦力大小相等方向相反，位移相等，故做功的代数和一定为零，选项C错误；系统内一对相互作用的滑动摩擦力一个做正功，一个做负功，负功大于正功，故做功的代数和一定为负值，选项D正确；故选D．考点：功【名师点睛】此题考查了相互作用力对系统做功的情况；要知道一对相互作用力对物体可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；一对相互作用的静摩擦力一定对系统不做功，而一对相互作用的滑动摩擦力一定对系统做负功．2．BD【解析】试题分析：大自然中总的能量是不变的，它既能凭空产生，也不能凭空消失，只是从一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式转变为另一种形式，但是人们在利用能源的时候，由于技术等各种原因，导致人们对能源的利用率大大降低，因为很都能源是一次性能源，所以我们提倡要节约能源，根据热力学定律（比如热传递）可知能量的损耗都是具有方向性的。所以本题的正确选项为BD。考点：能量守恒定律。3．AD【解析】试题分析：只有重力或弹力做功的物体系统内，其动能与重力势能的综合不变，叫做机械能守恒，所以D项正确；对于做匀变速直线运动的自由落体物体，其机械能是守恒的，A项正确；而在竖直方向做匀速直线运动的物体，动能不变，但是重力势能在变化，机械能并不守恒，B错误；外力对物体做功为零时，机械能不一定守恒，例如炸弹爆炸，C项错误；综上所述，正确选项为AD．考点：机械能守恒。4．D【解析】试题分析：两种情况用同样大小的力拉绳，甲乙两幅图中左边的船移动的位移相同，但乙图中右边的船也要移动，故拉力作用点移动的距离大；拉力的功等于拉力与作用点在拉力方向上的位移的乘积，故乙图中拉力做功多，由于时间相同，故乙图中拉力的功率大；故选D．考点：功和功率【名师点睛】本题关键明确拉力的功等于拉力与拉力作用点在拉力方向的位移的乘积，然后根据功率定义判断功率的大小；两种情况用同样大小的力拉绳，甲乙两幅图中左边的船移动的位移相同，但乙图中右边的船也要移动，故拉力作用点移动的距离大。【答案】D【解析】试题分析：由图知：在时间内，物体做初速度为零的匀加速运动，，由牛顿第二定律得：，则拉力的功率为；在时刻以后，物体做匀速运动，不变，则，，P不变，故D正确。考点：功率、平均功率和瞬时功率【名师点睛】根据物理规律得到解析式，再选择图象是常用的方法．本题根据牛顿第二定律和运动学公式结合得到P的表达式是关键。6．A【解析】试题分析：根据动能定理得：物块动能的增量为．故A正确；重力做功为，则物体的重力势能增加，故B错误；根据牛顿第二定律得：，得，外力做功为，故C错误；除重力做功之外的力对物体做功多少，物体的机械能就增加多少，故物块的机械能增加了．故D错误考点：动能定理的应用；重力势能的变化与重力做功的关系【名师点睛】由动能定理研究动能的增量．物体克服重力做功多少，重力势能就增加多少．根据牛顿第二定律求解外力的大小，由功的公式求解外力做功；外力做功多少，机械能就增加多少【答案】C【解析】试题分析：对于物体下滑的过程，根据动能定理得：，得：，物体到达最低点的动能为：，可见，质量越大，半径越大，动能越大，在轨道最低点，由牛顿第二定律得，，解得：．则球对轨道的压力大小与半径也无关，只与重力有关，故C正确，ABD错误。考点：动能定理的应用、向心力【名师点睛】根据机械能守恒定律或动能定理得出小球运动到最低点的速度，根据牛顿第二定律求出最低点轨道对小球的支持力，从而得到球对轨道底端压力的大小与半径的关系。【答案】CD【解析】试题分析：对于整个过程，由动能定理得：，所以物体回到出发点的动能为．故A错误，C正确；物体运动到最高点的过程中，重力的功由高度决定，故选项B错误；根据题意，物体回到出发点时，动能最大，则速度最大，故回到出发点时，重力的功率出现最大值，故选项D正确。考点：功能关系、动能【名师点睛】求物体回到出发点的动能可以运用动能定理，抓住整个过程中重力做功为零，撤去F后，只有重力对物体做功，机械能守恒，当速度为零时，重力势能最大，据此求解即可。9．D【解析】试题分析：根据动能定理得，mgR=mv2，知两物块达到底端的动能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同．故A错误，D正确；两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，由于质量相等，则重力做功一定相同．故C错误．两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，则乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率．故B错误．故选D。考点：动能定理；功率【名师点睛】解题时要注意：动能是标量，只有大小没有方向，但是要注意速度是矢量，比较速度不仅要比较速度大小，还要看速度的方向；以及知道瞬时功率的表达式P=mgcosα，注意α为力与速度方向的夹角。10．BD【解析】试题分析：设物体的质量为m，受到的摩擦力大小为f．从出发点到M点，动能减少了75J，根据动能定理得：-（mgsinα+f）S1=△Ek1=0-75J；根据功能关系得：-fS1=△E1=-30J，联立得：；当物体从出发点到斜面上最高点的过程，根据动能定理得：-（mgsinα+f）S2=△Ek2=0-100J=-100J；根据功能关系得：-fS2=△E2；联立得△E2=-40J，故物体在向上运动过程中，机械能减少40J．故A错误．物体在向上运动过程中，机械能减少40J，动能减少100J，说明重力势能增加了60J．故B正确．物体在向下运动过程中，摩擦力做功与向上运动摩擦力做功相等，所以向下运动的过程中，机械能也减少40J，整个过程机械能减少80J，所以物体返回斜面底端时动能为100J-80J=20J．故C错误．从M到斜面上最高点的过程，机械能减少40J-30J=10J，从出发到返回M点时，机械能一共减少30J+2×10J=50J，物体返回M点时机械能为100J-50J=50J．故D正确．故选BD。考点：动能定理【答案】（1）A、F，（2）由于空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力做功【解析】试题分析：（1）因为我们是比较、的大小关系，故可约去比较，不需要用天平．故A没有必要；打点计时器是记录时间的仪器，所以不需要秒表测量时间，故F没有必要。①从O点下落到B点的过程中，减少的重力势能。②根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．，增加的动能。（2）的原因是由于纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦以及空气阻力。考点：验证机械能守恒定律【名师点睛】能够清楚该实验的工作原理和实验步骤，熟练应用匀变速直线运动规律来解决纸带问题是力学实验中常见的问题，计算要注意单位的换算和有效数字的保留。【答案】(1)；(2)【解析】试题分析：(1)在,物体在动摩擦力的作用下做匀减速运动，有：根据功的公式以及平均速度：(2)加速过程的加速度：根据功率可以得到：考点：功率、平均功率和瞬时功率；功的计算【名师点睛】物体先做匀加速直线运动，后做匀加速直线运动，图象的斜率表示加速度，根据牛顿第二定律求解拉力和摩擦力，根据面积求解位移，然