高中物理人教版（2019）必修第二册 第8章 机械能守恒定律 跟踪固基题（含答案）

第8章机械能守恒定律一、选择题。1、如图所示，撑竿跳高是运动会上常见的比赛项目，用于撑起运动员的竿要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑竿跳起的说法中正确的是()A.运动员撑竿刚刚触地时，竿弹性势能最大B.运动员撑竿跳起到达最高点时，竿弹性势能最大C.运动员撑竿触地后上升到达最高点之前某时刻，竿弹性势能最大D.以上说法均有可能2、如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知(g取10m/s2)()A．物体加速度大小为2m/s2B．4s末F的功率大小为42WC．F的大小为21ND．4s内F做功的平均功率为42W3、一实心铁球与一实心木球质量相等，将它放在同一水平地面上，下列结论正确的是()A．铁球的重力势能大于木球的重力势能B．铁球的重力势能等于木球的重力势能C．铁球的重力势能小于木球的重力势能D．木球的重力势能不会大于铁球的重力势能4、关于动能定理，下列说法中正确的是()A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程5、如图所示，木块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10J的功．在上述过程中（）A．弹簧的弹性势能增加了10JB．滑块的动能增加了10JC．滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10JD．滑块和弹簧组成的系统机械能守恒6、（多选）质量为4kg的物体被人由静止开始向上提升0.25m后速度达到1m/s，不计空气阻力，g取10m/s2，则下列判断正确的是()A.人对物体做的功是12JB.合外力对物体做功2JC.物体克服重力做功10JD.人对物体做的功等于物体增加的动能7、(双选)如图所示是汽车牵引力F和车速倒数eq\f(1,v)的关系图象，若汽车质量为2×103kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大车速为30m/s，则以下说法正确的是()A．汽车的额定功率为6×104WB．汽车运动过程中受到的阻力为6×103NC．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动D．汽车做匀加速运动的时间是5s8、如图是位于锦江乐园的摩天轮，高度为108m，直径是98m。一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min。如果以地面为零势能面，则他到达最高处时的(取g＝10m/s2)()A．重力势能为5.4×104J，角速度为0.2rad/sB．重力势能为4.9×104J，角速度为0.2rad/sC．重力势能为5.4×104J，角速度为4.2×10－3rad/sD．重力势能为4.9×104J，角速度为4.2×10－3rad/s9、一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为()A.eq\f(3,2)mv2B．－eq\f(3,2)mv2C.eq\f(5,2)mv2D．－eq\f(5,2)mv210、滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中()A．所受合外力始终为零B．所受摩擦力大小不变C．合外力做功一定为零D．机械能始终保持不变11、关于功率公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的说法正确的是()A．由P＝eq\f(W,t)可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B．由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率C．从P＝Fv知汽车的功率和它的速度成正比D．从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比*12、一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.如图所示，直线为苹果在空中的运动轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是()A．苹果通过第3个窗户所用的时间最长B．苹果通过第1个窗户的平均速度最大C．苹果通过第3个窗户重力做的功最大D．苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小13、起跳摸高是同学们经常进行的一项活动。某学生身高1.80m，质量70kg，他站立举臂，手指摸到的高度为2.10m。在一次摸高测试中，如果他先下蹲，再用力蹬地向上跳起，同时举臂，离地后手指摸到的高度为2.55m。设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.7s。不计空气阻力(g取10m/s2)，该同学跳起后增加的重力势能最大值是()A．1260JB．1470JC．315JD．1785J14、从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是()ABCD15、关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是()A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒C．当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能守恒D．炮弹在空中飞行，不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒二、非选择题。16、在距地面高处，以的速度将物体水平抛出，不计空气阻力，以地面为参考面，重力加速度，物体质量为，则抛出时物体的机械能为_____，落地时的动能为______；在空中运动的时间为_______。17、某研究性学习小组利用图示装置验证机械能守恒定律,P1处与P2处的光电门间的高度差为h．直径为d的小球从图示位置由静止释放后依次通过P1、P2光电门．重力加速度大小为g．（1）若小球中心通过P1、P2光电门时遮光时间分别为t1、t2,则小球通过P1、P2光电门时的速度大小分别为__________、__________．（2）若该实验中等式gh=__________成立,即可验证机械能守恒定律．（3）实验室可提供的小球有木球和铁球,为了尽可能或小测量误差,下列做法正确的是（_______）(填对应的字母序号)A．释放小球时,只要P1、P2处光电门在同竖直线上即可B．选用铁球,且释放铁球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上C．选用木球,且释放木球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上18、（计算题）弹簧原长l0＝15cm，受拉力作用后弹簧逐渐伸长，当弹簧伸长到l1＝20cm时，作用在弹簧上的力为400N，问：(1)弹簧的劲度系数k为多少？(2)在该过程中弹力做了多少功？(3)弹簧的弹性势能变化了多少？19、（计算类题）如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜面轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R。一质量为m的物块从斜面轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动。要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度)。求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围。20、（计算题）质量为1.0×103kg的汽车，汽车发动机的额定输出功率为5.6×104W，沿倾角为30°的斜坡由静止开始从坡底向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2000N，开始时以a＝1m/s2的加速度做匀加速运动(取g＝10m/s2)．求：(1)汽车做匀加速运动持续的时间t1；(2)汽车所能达到的最大速率；(3)若斜坡长143.5m，且认为汽车达到坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间？2022—2023学年物理人教2019必修第二册第8章机械能守恒定律跟踪固基题含答案第8章机械能守恒定律一、选择题。1、如图所示，撑竿跳高是运动会上常见的比赛项目，用于撑起运动员的竿要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑竿跳起的说法中正确的是()A.运动员撑竿刚刚触地时，竿弹性势能最大B.运动员撑竿跳起到达最高点时，竿弹性势能最大C.运动员撑竿触地后上升到达最高点之前某时刻，竿弹性势能最大D.以上说法均有可能【答案】C2、如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知(g取10m/s2)()A．物体加速度大小为2m/s2B．4s末F的功率大小为42WC．F的大小为21ND．4s内F做功的平均功率为42W【答案】B3、一实心铁球与一实心木球质量相等，将它放在同一水平地面上，下列结论正确的是()A．铁球的重力势能大于木球的重力势能B．铁球的重力势能等于木球的重力势能C．铁球的重力势能小于木球的重力势能D．木球的重力势能不会大于铁球的重力势能【答案】C4、关于动能定理，下列说法中正确的是()A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程【答案】B5、如图所示，木块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10J的功．在上述过程中（）A．弹簧的弹性势能增加了10JB．滑块的动能增加了10JC．滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10JD．滑块和弹簧组成的系统机械能守恒【答案】C6、（多选）质量为4kg的物体被人由静止开始向上提升0.25m后速度达到1m/s，不计空气阻力，g取10m/s2，则下列判断正确的是()A.人对物体做的功是12JB.合外力对物体做功2JC.物体克服重力做功10JD.人对物体做的功等于物体增加的动能【答案】ABC7、(双选)如图所示是汽车牵引力F和车速倒数eq\f(1,v)的关系图象，若汽车质量为2×103kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大车速为30m/s，则以下说法正确的是()A．汽车的额定功率为6×104WB．汽车运动过程中受到的阻力为6×103NC．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动D．汽车做匀加速运动的时间是5s【答案】AD8、如图是位于锦江乐园的摩天轮，高度为108m，直径是98m。一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min。如果以地面为零势能面，则他到达最高处时的(取g＝10m/s2)()A．重力势能为5.4×104J，角速度为0.2rad/sB．重力势能为4.9×104J，角速度为0.2rad/sC．重力势能为5.4×104J，角速度为4.2×10－3rad/sD．重力势能为4.9×104J，角速度为4.2×10－3rad/s【答案】C9、一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为()A.eq\f(3,2)mv2B．－eq\f(3,2)mv2C.eq\f(5,2)mv2D．－eq\f(5,2)mv2【答案】A10、滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中()A．所受合外力始终为零B．所受摩擦力大小不变C．合外力做功一定为零D．机械能始终保持不变【答案】C11、关于功率公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的说法正确的是()A．由P＝eq\f(W,t)可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B．由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率C．从P＝Fv知汽车的功率和它的速度成正比D．从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比【答案】D*12、一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.如图所示，直线为苹果在空中的运动轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是()A．苹果通过第3个窗户所用的时间最长B．苹果通过第1个窗户的平均速度最大C．苹果通过第3个窗户重力做的功最大D．苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小【答案】D13、起跳摸高是同学们经常进行的一项活动。某学生身高1.80m，质量70kg，他站立举臂，手指摸到的高度为2.10m。在一次摸高测试中，如果他先下蹲，再用力蹬地向上跳起，同时举臂，离地后手指摸到的高度为2.55m。设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.7s。不计空气阻力(g取10m/s2)，该同学跳起后增加的重力势能最大值是()A．1260JB．1470JC．315JD．1785J【答案】C14、从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是()ABCD【答案】A15、关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是()A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒C．当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能守恒D．炮弹在空中飞行，不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒【答案】C二、非选择题。16、在距地面高处，以的速度将物体水平抛出，不计空气阻力，以地面为参考面，重力加速度，物体质量为，则抛出时物体的机械能为_____，落地时的动能为______；在空中运动的时间为_______。【答案】250250217、某研究性学习小组利用图示装置验证机械能守恒定律,P1处与P2处的光电门间的高度差为h．直径为d的小球从图示位置由静止释放后依次通过P1、P2光电门．重力加速度大小为g．（1）若小球中心通过P1、P2光电门时遮光时间分别为t1、t2,则小球通过P1、P2光电门时的速度大小分别为__________、__________．（2）若该实验中等式gh=__________成立,即可验证机械能守恒定律．（3）实验室可提供的小球有木球和铁球,为了尽可能或小测量误差,下列做法正确的是（_______）(填对应的字母序号)A．释放小球时,只要P1、P2处光电门在同竖直线上即可B．选用铁球,且释放铁球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上C．选用木球,且释放木球时尽可能让其球心与两个光电门在同一竖直线上【答案】(1)(2)(3)B18、（计算题）弹簧原长l0＝15cm，受拉力作用后弹簧逐渐伸长，当弹簧伸长到l1＝20cm时，作用在弹簧上的力为400N，问：(1)弹簧的劲度系数k为多少？(2)在该过程中弹力做了多少功？(3)弹簧的弹性势能变化了多少？【答案】(1)8000N/m(2)－10J(3)增加10J【解析】(1)据胡克定律F＝kx，得k＝eq\f(F,x)＝eq\f(400,0.05)N/m＝8000N/m。(2)由于F＝kx，作出F­x图像如图所示：求出图中阴影面积，即为弹力做功的绝对值，由于在伸长过程中弹力F方向与位移x方向相反，故弹力F在此过程中做负功。所以W＝－10J。(3)弹力F做负功，则弹簧弹性势能增加，且做功的多少等于弹性势能的变化量。E＝－W＝10J。19、（计算类题）如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜面轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R。一质量为m的物块从斜面轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动。要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度)。求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围。【答案】2.5R≤h≤5R【解析】轨道最低点为零势能点，设物块在圆形轨道最高点的速度为v，由机械能守恒定律得mgh＝2mgR＋eq\f(1,2)mv2①物块在最高点受重力mg、轨道的压力FN。重力与压力的合力提供向心力，有mg＋FN＝meq\f(v2,R)