/必修二第七章?機(jī)械能守恒定律?單元測(cè)試題一、單項(xiàng)選擇題(每題只有一個(gè)正確答案)1.質(zhì)量為50kg、高為1.8m的跳高運(yùn)發(fā)動(dòng),背越式跳過(guò)2m高的橫桿而平落在高50cm的墊子上,整個(gè)過(guò)程中重力對(duì)人做的功大約為()A．1000JB．750JC．650JD．200J2.物體在下落過(guò)程中,那么()A．重力做負(fù)功,重力勢(shì)能減小B．重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加C．重力做正功,重力勢(shì)能減小D．重力做正功,重力勢(shì)能增加3.如下圖,質(zhì)量為m的物體在水平傳送帶上由靜止釋放,傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),始終保持以速度v勻速運(yùn)動(dòng),物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物體過(guò)一會(huì)兒能保持與傳送帶相對(duì)靜止,對(duì)于物體從靜止釋放到相對(duì)靜止這一過(guò)程,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．電動(dòng)機(jī)多做的功為mv2B．物體在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)C．傳送帶克服摩擦力做的功為mv2D．電動(dòng)機(jī)增加的功率為μmgv4.熱現(xiàn)象過(guò)程中不可防止地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象．所謂能量耗散是指在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中無(wú)法把流散的能量重新收集、重新加以利用．以下關(guān)于能量耗散說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．能量耗散說(shuō)明能量不守恒B．能量耗散不符合熱力學(xué)第二定律C．能量耗散過(guò)程中能量仍守恒,只是說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化有方向性D．能量耗散過(guò)程中仍遵從能的轉(zhuǎn)化與守恒定律：機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；反過(guò)來(lái),內(nèi)能也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化5.豎直上拋一小球,小球又落回原處,空氣阻力的大小正比于小球的速度．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．上升過(guò)程中克服重力做的功大于下降過(guò)程中重力做的功B．上升過(guò)程中克服重力做的功小于下降過(guò)程中重力做的功C．上升過(guò)程中克服重力做功的平均功率大于下降過(guò)程中重力的平均功率D．上升過(guò)程中克服重力做功的平均功率小于下降過(guò)程中重力的平均功率6.下面列舉的情況中所做的功不為零的是()A．舉重運(yùn)發(fā)動(dòng),舉著杠鈴在頭上方停留3s,運(yùn)發(fā)動(dòng)對(duì)杠鈴做的功B．木塊在粗糙的水平面上滑動(dòng),支持力對(duì)木塊做的功C．一個(gè)人用力推一個(gè)笨重的物體,但沒(méi)推動(dòng),人的推力對(duì)物體做的功D．自由落體運(yùn)動(dòng)中,重力對(duì)物體做的功7.一質(zhì)量為5000kg的汽車,以額定功率由靜止啟動(dòng),它在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力為車重的0.1倍,發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為50kW.那么汽車在此路面上行駛的最大速度為()A．5m/sB．7m/sC．8m/sD．10m/s8.以下說(shuō)法中,正確的選項(xiàng)是()A．物體的動(dòng)能不變,那么物體所受的外力的合力必定為零B．物體的動(dòng)能變化,那么物體所受的外力的合力必定不為零C．物體的速度變化,那么物體的動(dòng)能必定發(fā)生變化D．物體所受的合外力不為零,物體的動(dòng)能必定發(fā)生變化9.以下關(guān)于靜摩擦力的表達(dá)中,正確的選項(xiàng)是()A．靜摩擦力的方向一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反且做負(fù)功B．靜摩擦力的方向不可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同而做正功C．靜摩擦力的方向可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直而不做功D．靜止物體所受靜摩擦力一定為零而不做功10.物體在水平方向上受到兩個(gè)相互垂直大小分別為3N和4N的恒力,從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)10m,每個(gè)力做的功和這兩個(gè)力的合力做的總功分別為()．A．30J、40J、70JB．30J、40J、50JC．18J、32J、50JD．18J、32J、36.7J11.如下圖是蹦床運(yùn)發(fā)動(dòng)在空中表演的情景．在運(yùn)發(fā)動(dòng)從最低點(diǎn)開(kāi)始反彈至即將與蹦床別離的過(guò)程中,蹦床的彈性勢(shì)能和運(yùn)發(fā)動(dòng)的重力勢(shì)能變化情況分別是()A．彈性勢(shì)能減小,重力勢(shì)能增大B．彈性勢(shì)能減小,重力勢(shì)能減小C．彈性勢(shì)能增大,重力勢(shì)能增大D．彈性勢(shì)能增大,重力勢(shì)能減小12.如下圖,自動(dòng)卸貨車靜止在水平地面上,車廂在液壓機(jī)的作用下,θ角緩慢增大,在貨物相對(duì)車廂仍然靜止的過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．貨物受到的支持力變小B．貨物受到的摩擦力變小C．貨物受到的支持力對(duì)貨物做負(fù)功D．貨物受到的摩擦力對(duì)貨物做負(fù)功二、多項(xiàng)選擇題(每題至少有兩個(gè)正確答案)13.(多項(xiàng)選擇)如下圖,以下關(guān)于機(jī)械能守恒條件的判斷正確的選項(xiàng)是()A．甲圖中,火箭升空的過(guò)程中,假設(shè)勻速升空機(jī)械能守恒,假設(shè)加速升空機(jī)械能不守恒B．乙圖中物體勻速運(yùn)動(dòng),機(jī)械能守恒C．丙圖中小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),機(jī)械能守恒D．丁圖中,輕彈簧將A、B兩小車彈開(kāi),兩小車組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,兩小車和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒14.(多項(xiàng)選擇)一質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng),從某時(shí)刻起受到一恒力作用．此后,該質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能()A．一直增大B．先逐漸減小至零,再逐漸增大C．先逐漸增大至某一最大值,再逐漸減小D．先逐漸減小至某一非零的最小值,再逐漸增大15.(多項(xiàng)選擇)由光滑細(xì)管組成的軌道如下圖,其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧,軌道固定在豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量為m的小球,從距離水平地面高為H的管口D處?kù)o止釋放,最后能夠從A端水平拋出落到地面上．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．小球落到地面時(shí)相對(duì)于A點(diǎn)的水平位移值為2B．小球落到地面時(shí)相對(duì)于A點(diǎn)的水平位移值為2C．小球能從細(xì)管A端水平拋出的條件是H>2RD．小球能從細(xì)管A端水平拋出的最小高度Hmin＝R16.(多項(xiàng)選擇)如下圖,是一兒童游戲機(jī)的工作示意圖．光滑游戲面板與水平面成一夾角θ,半徑為R的四分之一圓弧軌道BC與AB管道相切于B點(diǎn),C點(diǎn)為圓弧軌道最高點(diǎn),輕彈簧下端固定在AB管道的底端,上端系一輕繩,繩通過(guò)彈簧內(nèi)部連一手柄P.將球投入AB管內(nèi),緩慢下拉手柄使彈簧被壓縮,釋放手柄,彈珠被彈出,與游戲面板內(nèi)的障礙物發(fā)生一系列碰撞后落入彈槽里,根據(jù)入槽情況可以獲得不同的獎(jiǎng)勵(lì)．假設(shè)所有軌道均光滑,忽略空氣阻力,彈珠視為質(zhì)點(diǎn)．某次緩慢下拉手柄,使彈珠距B點(diǎn)為L(zhǎng),釋放手柄,彈珠被彈出,到達(dá)C點(diǎn)速度為v,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．彈珠從釋放手柄開(kāi)始到觸碰障礙物之前的過(guò)程中機(jī)械能不守恒B．調(diào)整手柄的位置,可以使彈珠從C點(diǎn)離開(kāi)后做勻變速直線運(yùn)動(dòng),直到碰到障礙物C．彈珠脫離彈簧的瞬間,其動(dòng)能和重力勢(shì)能之和到達(dá)最大D．此過(guò)程中,彈簧的最大彈性勢(shì)能為mg(L＋R)sinθ＋mv217.(多項(xiàng)選擇)如下圖,一小球貼著光滑曲面自由滑下,依次經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)．以下表述正確的選項(xiàng)是()A．假設(shè)以地面為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能比C點(diǎn)大B．假設(shè)以A點(diǎn)所在的水平面為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能比C點(diǎn)小C．假設(shè)以B點(diǎn)所在的水平面為參考平面,小球在C點(diǎn)的重力勢(shì)能大于零D．無(wú)論以何處水平面為參考平面,小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能均比C點(diǎn)大三、實(shí)驗(yàn)題18.如圖甲所示,某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系〞的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作,進(jìn)行“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系〞的實(shí)驗(yàn)：(1)為到達(dá)平衡阻力的目的,取下細(xì)繩及托盤,通過(guò)調(diào)整墊片的位置,改變長(zhǎng)木板傾斜程度,根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做__________運(yùn)動(dòng)．(2)連接細(xì)繩及托盤,放入砝碼,通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的紙帶．紙帶上O為小車運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn),選取時(shí)間間隔為0.1s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G.實(shí)驗(yàn)時(shí)小車所受拉力為0.2N,小車的質(zhì)量為0.2kg.乙請(qǐng)計(jì)算小車所受合外力做的功W和小車動(dòng)能的變化ΔEk,補(bǔ)填表中空格(結(jié)果保存至小數(shù)點(diǎn)后第四位).分析上述數(shù)據(jù)可知：在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)W＝ΔEk,與理論推導(dǎo)結(jié)果一致．(3)實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得托盤質(zhì)量為7.7×10－3kg,實(shí)驗(yàn)時(shí)該組同學(xué)放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為_(kāi)_______kg(g取9.8m/s2,結(jié)果保存至小數(shù)點(diǎn)后第三位)．19.利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下圖．(1)實(shí)驗(yàn)步驟：①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,將導(dǎo)軌調(diào)至水平．②用游標(biāo)卡尺測(cè)出擋光條的寬度d＝9.30mm.③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心間的距離s＝________cm.④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處,待砝碼靜止不動(dòng)時(shí),釋放滑塊,要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電門2.⑤從數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)上分別讀出擋光條通過(guò)光電門1和光電門2所用的時(shí)間Δt1和Δt2.⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M,再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m.(2)用直接測(cè)量的字母表示寫出以下物理量的表達(dá)式．①滑塊通過(guò)光電門1和光電門2時(shí),瞬時(shí)速度分別為v1＝________和v2＝________.②當(dāng)滑塊通過(guò)光電門1和光電門2時(shí),系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動(dòng)能分別為Ek1＝________和Ek2＝________.③在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過(guò)程中,系統(tǒng)勢(shì)能的減少量ΔEp＝________(重力加速度為g)．(3)如果ΔEp＝________,那么可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．四、計(jì)算題20.如下圖,光滑水平桌面上開(kāi)一個(gè)光滑小孔,從孔中穿一根細(xì)繩,繩一端系一個(gè)小球,另一端用力F1向下拉,以維持小球在光滑水平面上做半徑為R1的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．今改變拉力,當(dāng)大小變?yōu)镕2時(shí),使小球仍在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),但半徑變?yōu)镽2,小球運(yùn)動(dòng)半徑由R1變?yōu)镽2過(guò)程中拉力對(duì)小球做的功多大？21.一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕繩一端懸掛在固定點(diǎn)O,另一端拴一質(zhì)量為m的小球,假設(shè)在懸點(diǎn)O的正下方、距O點(diǎn)為OC＝的C點(diǎn)處釘一小釘．現(xiàn)將小球拉至細(xì)繩繃直在水平位置時(shí),由靜止釋放小球,如下圖．假設(shè)細(xì)繩始終不會(huì)被拉斷,求：(1)細(xì)繩碰到釘子前、后的瞬間,細(xì)繩對(duì)小球的拉力各多大．(2)要使細(xì)繩碰釘子后小球能夠做完整的圓周運(yùn)動(dòng),那么釋放小球時(shí)繃直的細(xì)繩與豎直方向的夾角至少為多大．答案解析1.【答案】D【解析】考慮運(yùn)發(fā)動(dòng)重心的變化高度,起跳時(shí)站立,離地面0.9m,平落在50cm的墊子上,重心下落了約0.4m,重力做功WG＝mgh＝200J.2.【答案】C【解析】3.【答案】D【解析】電動(dòng)機(jī)多做的功轉(zhuǎn)化成了物體的動(dòng)能和內(nèi)能,物體在這個(gè)過(guò)程中獲得動(dòng)能是mv2,由于滑動(dòng)摩擦力做功,所以電動(dòng)機(jī)多做的功一定大于mv2,故A錯(cuò)誤；物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a＝μg,那么勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：t＝＝,在這段時(shí)間內(nèi)傳送帶的位移為：x1＝vt＝,物體的位移為：x2＝＝,那么相對(duì)運(yùn)動(dòng)的位移,即劃痕的長(zhǎng)度為：Δx＝x1－x2＝,故B錯(cuò)誤；傳送帶克服摩擦力做功為：Wf＝μmgx1＝mv2,故C錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)增加的功率即為克服摩擦力做功的功率,大小為Ffv＝μmgv,故D正確．4.【答案】C【解析】5.【答案】C【解析】重力是保守力,做功的大小只與小球的初末位置有關(guān),與小球的路徑等無(wú)關(guān),所以在上升和下降的過(guò)程中,重力做功的大小是相等的,故上升過(guò)程中克服重力做的功等于下降過(guò)程中重力做的功,故A、B錯(cuò)誤；小球在上升過(guò)程中,受到的阻力向下,在下降過(guò)程中受到的阻力向上,所以在上升時(shí)小球受到的合力大,加速度大,此時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間短,在上升和下降過(guò)程中小球重力做功的大小是相同的,由P＝可知,上升過(guò)程中的重力的平均功率較大,故C正確,D錯(cuò)誤．6.【答案】D【解析】A選項(xiàng),舉重運(yùn)發(fā)動(dòng)舉著杠鈴在頭上方停留3s的時(shí)間內(nèi),運(yùn)發(fā)動(dòng)對(duì)杠鈴施加了豎直向上的支持力,但杠鈴在支持力方向上沒(méi)有位移,所以運(yùn)發(fā)動(dòng)對(duì)杠鈴沒(méi)有做功；B選項(xiàng),木塊滑動(dòng)過(guò)程中,在支持力的方向上沒(méi)有位移,故支持力對(duì)木塊沒(méi)有做功；C選項(xiàng),推而不動(dòng),只有力而沒(méi)有位移,做的功等于零；D選項(xiàng),重力豎直向下,物體的位移也豎直向下,故重力對(duì)物體做了功,D選項(xiàng)正確．7.【答案】D【解析】當(dāng)汽車以額定功率行駛時(shí),做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度減到零時(shí),速度最大,此時(shí)牽引力等于阻力,即F＝Ff＝kmg＝0.1×5000×10N＝5000N；此時(shí)的最大速度為：vm＝＝m/s＝10m/s,選項(xiàng)D正確．8.【答案】B【解析】如果動(dòng)能不變說(shuō)明合力對(duì)物體做的功為零,可能是合力與速度方向垂直,但是合力不一定為零,比方勻速圓周運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤；物體的動(dòng)能變化,那么合力做功一定不為零,那么合力必定不為零,故B正確；物體的速度變化,可能只是速度的方向變化而速度大小不變,那么動(dòng)能不變,故C錯(cuò)誤；物體所受的合外力不為零,但假設(shè)合外力與速度方向垂直,那么合外力做功為零,根據(jù)動(dòng)能定理那么物體的動(dòng)能不變,故D錯(cuò)誤．9.【答案】C【解析】10.【答案】C【解析】合力大小為5N,合力方向即合位移方向與3N的力夾角α1＝53°,與4N的力夾角α2＝37°,各個(gè)力及合力做功分別為W1＝F1lcosα1＝18J,W2＝F2lcosα2＝32J,W合＝50J,C對(duì)．11.【答案】A【解析】在運(yùn)發(fā)動(dòng)從最低點(diǎn)開(kāi)始反彈至即將與蹦床別離的過(guò)程中,運(yùn)發(fā)動(dòng)被彈起時(shí),彈性勢(shì)能減小,而質(zhì)量不變,高度增大,所以重力勢(shì)能增大,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤．12.【答案】A【解析】貨物受重力、支持力、摩擦力的作用,根據(jù)平衡條件得FN＝mgcosθ,Ff＝mgsinθ,θ角緩慢增大的過(guò)程中,支持力變小,摩擦力增大,所以A正確；B錯(cuò)誤；根據(jù)做功的公式知,支持力做正功,故C錯(cuò)誤；摩擦力不做功,所以D錯(cuò)誤．13.【答案】CD【解析】A中火箭升空的過(guò)程中,外力對(duì)火箭做了功,故火箭的機(jī)械能不守恒,無(wú)論勻速升空還是加速升空都不守恒,A錯(cuò)誤；B中物體在外力的作用下上升,外力對(duì)物體做了功,故機(jī)械能不守恒,B錯(cuò)誤；C中小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其速度不變,動(dòng)能不變,小球的高度不變,重力勢(shì)能不變,故其機(jī)械能守恒,C正確；D中對(duì)于小車而言,由于彈簧對(duì)它們做了功,故機(jī)械能不守恒,而對(duì)于小車與彈簧而言,整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有受到外力的作用,其整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能是守恒的,D正確．14.【答案】ABD【解析】當(dāng)恒力方向與速度方向相同時(shí),質(zhì)點(diǎn)加速,動(dòng)能一直增大,故A正確；當(dāng)恒力方向與速度方向相反時(shí),質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始減速至零,再反向加速,動(dòng)能先減小再增大,故B正確；當(dāng)恒力方向與速度方向成小于90°夾角時(shí),把速度沿恒力方向和垂直恒力方向分解,質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),速度一直增大,故C錯(cuò)誤；當(dāng)恒力方向與速度方向成大于90°的夾角時(shí),把速度沿恒力方向和垂直恒力方向分解,開(kāi)始在與恒力相反方向上質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)直至速度為0,而在垂直恒力方向上質(zhì)點(diǎn)的速度不變,某一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度最小,此后,質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下速度增加,其動(dòng)能經(jīng)歷一個(gè)先減小到某一數(shù)值,再逐漸增大的過(guò)程,故D正確．15.【答案】BC【解析】因?yàn)檐壍拦饣?所以小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgH＝mg(R＋R)＋mv,解得vA＝,從A端水平拋出到落到地面上,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有2R＝gt2,水平位移x＝vAt＝·＝2,故A錯(cuò)誤,B正確；因?yàn)樾∏蚰軓募?xì)管A端水平拋出的條件是vA>0,所以要求H>2R,C正確,D錯(cuò)誤．16.【答案】ACD【解析】在釋放手柄的過(guò)程中,彈簧對(duì)彈珠做正功,其機(jī)械能增加,故A正確；彈珠從C點(diǎn)離開(kāi)后初速度水平向左,合力等于重力沿斜面向下的分力,兩者垂直,所以彈珠做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),直到碰到障礙物,故B錯(cuò)誤；在釋放手柄的過(guò)程中,彈簧的彈力對(duì)彈珠做正功,彈珠的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和不斷增大,根據(jù)彈珠和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,知彈珠脫離彈簧的瞬間,彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈珠的動(dòng)能和重力勢(shì)能,所以此瞬間動(dòng)能和重力勢(shì)能之和到達(dá)最大,故C正確；根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得,彈簧的最大彈性勢(shì)能等于彈珠在C點(diǎn)的機(jī)械能,為mg(L＋R)sinθ＋mv2,故D正確．17.【答案】AD【解析】18.【答案】(1)勻速直線(2)0.11150.1105(3)0.015【解析】(1)取下細(xì)繩與托盤后,當(dāng)摩擦力恰好被平衡時(shí),小車與紙帶所受合力為零,獲得初速度后應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．(2)由題圖可知＝55.75cm,再結(jié)合＝可得打下計(jì)數(shù)點(diǎn)F時(shí)的瞬時(shí)速度vF＝＝1.051m/s,故W＝F·＝0.1115J,ΔEk＝Mv≈0.1105J.(3)根據(jù)牛頓第二定律有：對(duì)小車F＝Ma,得a＝1.0m/s2；對(duì)托盤及砝碼(m＋m0)g－F＝(m＋m0)a,故有m＝－m0＝kg－7.7×10－3kg≈0.015