2018-2019学年江苏省苏州新区一中高一物理必修2-机械能守恒定律单元测试

1、2018-2019学年度苏州新区一中高一物理必修二第七章机械能守恒定律单元测试90分钟 100分题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共7小题，共21.0分）1. 如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g下列说法正确的是（）A. 运动员踢球时对足球做功12mv2B. 足球上升过程重力做功mghC. 运动员踢球时对足球做功mgh+12mv2D. 足球上升过程克服重力做功mgh+12mv22. 在水平粗糙地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜向上拉，第二次是斜下推，两次力的作用线与水平方向的

2、夹角相同，力的大小也相同，位移大小也相同，则（）A. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同B. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同C. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同D. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同3. 如图所示，两质量相同的小球A、B，分别用细线悬挂于等高的两点，A球的悬线比B球的长，把两球均拉到悬线水平后将小球由静止释放，以悬点所在平面为参考平面，则两球经最低点时（）A. A球的速率等于B球的速率B. A球的机械能等于B球的机械能C. A球的动能等于B球的动能D. A球的对绳的拉力大于B球对绳的拉力4. 如图所示，桌面离地高度为

3、h，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落。若以桌面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为A. mgh，mg(Hh)B. mgh，mg(H+h)C. mgh，mg(Hh)D. mgh，mg(H+h)5. 如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入的深度为d，平均阻力为f设木块运动s远时开始匀速前进，下列判断正确的是（）A. fd量度子弹、木块系统总动能的损失B. fs量度子弹损失的动能C. fd量度子弹损失的动能D. f(s+d)量度木块增加的动能6. 如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的

4、光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d时（图中B处），下列说法正确的是（）7. A. 环减少的机械能大于重物增加的机械能B. 小环到达B处时，重物上升的高度也为dC. 环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为22D. 环在B处的速度为v=(322)gd8. 如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A，B质量相等C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC=h，重力加速度为g开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°，现将A，B由静止释放，下列说法正

5、确的是（）A. 物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减小B. 物块A经过C点时的速度大小为ghC. 物块A在杆上长为23h的范围内做往复运动D. 在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）9. 如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W重力加速度大小为g设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则（）A. a=2(mgRW)mRB. a=2mgRWmRC. N=3mgR

6、2WRD. N=2(mgRW)R10. 关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是（）A. 重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B. 物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加C. 地球上任何一个物体的重力势能都是一个确定值D. 重力做功的多少与重力势能的变化都与参考平面的选取无关11. 如图所示，小物体A沿高为h、倾角为的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端，而相同的物体B以同样大小的初速度从同等高度处竖直上抛，不计空气阻力则（）A. 两物体落地时速度的竖直分量相同B. 两物体落地时的动能相同C. 两物体落地时重力的瞬时功率相同D. 从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率可

7、能相同12. 如图是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图象，若启动过程中汽车所受阻力恒定，由图象可知（）A. 0t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变B. 0t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大C. t1t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小，功率不变D. t1t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大13. 质量为m的物体，以初速度v0竖直向上运动，由于阻力作用，其运动的加速度大小为54g，在物体上升h的过程中，下列说法中正确的是（）A. 物体克服阻力所做的功为14mghB. 物体的重力势能减少了 mghC. 物体的动能减少了34mghD. 物体

8、的机械能减少了14mgh三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）14. 某中学的物理兴趣实验小组利用如图甲所示的实验装置验证系统的机械能守恒定律将一气垫导轨倾斜地固定在水平桌面上，导轨的倾角为，在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在靠近滑轮的B处固定一打点计时器，将质量为m的小求你通过一质量不计的细线与质量为M的滑块相连接，滑块拖动纸带通过打点计时器，现将滑块由气垫导轨的A处由静止释放，滑块拖动纸带通过打点计时器打下一系列的点，图乙所示的纸带中每两个计数点之间还有四个点未画出，由以上的叙述回到下列问题：在纸带上打下计数点5时的速度v5=_m/s如果该小组的同学测得气垫导轨的倾角=30

9、6;，m=200g，M=100g在滑块由A开始运动到打第五个计数点的过程中，系统动量增加量Ek为_，系统重力势能减少量Ep为_忽略掉中的误差后，该小组的同学多次实验，逐次改变计数点到0点间的距离h，算出计数点的速度v，作出了v22-h图象，如图丙所示，根据图象可知g=_m/s215. 某学习小组利用功能关系结合图象法求解出了弹性势能的表达式为Ep=12kx2其中x为弹簧的形变量，k为弹簧的劲度系数学习小组为了验证此表达式是否正确，设计如图甲所示的实验装置：将劲度系数为k的轻质弹簧左端固定再将一小球与弹簧右端接触但不拴连，然后向左推小球，使弹簧压缩一段距离后将小球由静止释放，小球向右运动一段距离

10、后脱离桌面落在水平地面上，遁过测量和计算可以验证弹性势能的表达式是否正确已知重力加速度为g，忽略所有阻力（1）为了验证Ep=12kx2是否正确，实验中除了必须测量桌面的高度h、弹簧的形变量x和小球落地点与桌子边缘的水平距离s外，还需要测量的物理量是_（2）若表达式_成立，则说明Ep=12kx2是正确的（3）学习小组通过多次实验，得到如图乙所示的直线1若其他条件不变，只是将h增大，则图线会变为图乙中的直线_（填“2”或“3”）四、计算题（本大题共3小题，共41.0分）16. 如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于0点，另一端系一质量为m、带电荷+q的小球，小球静止时处于O点现将此装置放在水平向右的匀

11、强电场中，小球静止在A点时细线与竖直方向成角求：（1）该匀强电场的电场强度大小（2）若将小球从O点由静止释放，则小球运动到A点时的速度多大？17. 如图所示，高为h=5m的光滑斜面AB，倾角为=30°，底端与水平面BD相连，经过B点时无机械能损失，在水平面末端墙上固定轻弹簧，水平面BC段粗糙，长度为20m，动摩擦因数为=0.2，水平面CD段光滑，且等于弹簧原长，质量为m=1kg的物块，由斜面顶端A点静止下滑（g=10m/s2），求：（1）物块滑到B点时的速度大小；（2）物块滑到C点时的速度大小；（3）弹簧被压缩具有的最大弹性势能；（4）物块会停在距离C点多远的地方；（5）物块与水平面

12、摩擦产生的热量为多少。18. 如图所示，质量M=8.0kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平恒力F=8.0N当小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车前端轻轻放上一个大小不均，质量为m=2.0kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数=0.2，小车足够长（g取10m/s2）从小物块放上小车开始，经过t=1.5s，求： （1）小物块刚放到小车上瞬间，小物块和小车的加速度分别为多大？（2）小物块通过的位移S的大小；（3）校物块与小车因摩擦而产生的热量Q答案和解析1.【答案】C【解析】解：A、足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，机械

13、能为E=mgh+mv2，由于足球的机械能守恒，则足球刚被踢起时的机械能为E=mgh+mv2，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球做功：W=mgh+mv2，故A错误，C正确；B、足球上升过程重力做功WG=-mgh，足球上升过程中克服重力做功：W克=mgh，故BD错误；故选：C。根据动能定理，足球动能的初始量等于小明做的功；小球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，运用机械能守恒求解足球在最高点B位置处的动能本题可以对踢球的过程运用动能定理，小球动能的增加量等于小明做的功；同时小球离开脚后，由于惯性继续飞行，只有重力做功，机械能守恒2.【答案】B【解析】解：由W=Fscos

14、知，由于两种情况下力的大小和位移大小相同，故力F两种情况下对物体做功一样多； 物体在粗糙水平面上运动时会受到阻力的作用，两种情况下物体对地面的压力不同，所以滑动摩擦力的大小也不同，导致水平方向的合力也不同， 由牛顿第二定律可以知道：当斜向上拉时，合力F1=Fcos-（mg-Fsin）； 当斜下推时，合力F2=Fcos-（mg+Fsin）； 很明显合力F1F2，由于水平方向的位移相同，故第一次合力对物体做的总功大于第二次合力对物体做的总功； 故选：B。分别分析两种情况下水平面上的受力，表示其受到的合力，并由功的公式求得各力的功。本题考查功的计算公式，只需找出力及力的位移关系即可进行判断，难度不大

15、。3.【答案】B【解析】解：AC小球在运动过程中机械能守恒，则有：mgR=，得v=，A球的悬线比B球的长，所以A球的速率大于B球的速率，A球的动能大于B球的动能故AC错误；B小球在运动过程中机械能守恒，初始位置时两球的机械能相等，则最低点两球的机械能也相等，故B正确；D在最低点有：F-mg=m，又v=，可得F=3mg，两球质量相等，则有拉力相等，故D错误；故选：B。小球在运动过程中只有重力做功，小球的机械能守恒根据机械能守恒定律列式求解最低点的速率和动能，根据拉力和重力的合力提供向心力列式求解绳子的拉力解决本题的关键掌握机械能守恒定律，知道摆球在最低点靠合力提供做圆周运动的向心力4.【答案】D

16、【解析】解：物体的重力势能为：Ep=mgh，其中h为物体到零势能点的高度，所以该物体的重力势能为：Ep=-mgh； 物体下落的始末位置的高度差为：H+h 故重力做功为：W=mg（h+H），故ABC错误，D正确 故选D 解答本题要掌握：重力做功只与物体始末位置有关，与路径无关，与零势能点的选取无关；重力势能大小与零势能点的选取有关，同一位置选择的零势能点不同，对应的重力势能就不同 重力势能、重力做功特点，重力势能和重力做功之间的关系是学生必须掌握的重点内容，在学习过程中要加强理解5.【答案】A【解析】【分析】子弹射入木块的过程中，木块对子弹的阻力f做功为-f（s+d），子弹对木块的作用力做功为f

17、s，根据动能定理，分别以木块和子弹为研究对象，分析子弹和木块的动能变化量，最后得到系统动能的减小量。本题关键是明确能量转化和转移情况，要能结合动能定理列式求解运用动能定理时，要注意位移的参照物。【解答】A.在整个过程中，系统克服阻力做功为fd，根据功能关系可知，产生的内能为fd，系统损失的机械能为fd，故A正确；BCD.子弹相对地的位移为s+d，木块对子弹的阻力f做功为-f（s+d），根据动能定理，子弹损失的动能等于克服阻力做的功为f（s+d），对木块，子弹对木块的作用力做功为fs，根据动能定理得知，木块增加的动能为fs，故BCD错误。故选A。6.【答案】D【解析】【分析】环刚开始释放时，重物

18、的加速度为零，根据牛顿第二定律判断绳子的拉力大小根据数学几何关系求出环到达B处时，重物上升的高度。对B的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，从而求出环在B处速度与重物的速度之比环和重物组成的系统，机械能守恒。解决本题的关键知道系统机械能守恒，知道环沿绳子方向的分速度的等于重物的速度，要注意重物上升的高度不等于d，应由几何关系求解h。【解答】A.由于小环和重物系统机械能守恒，故重物机械能的增加量等于环机械能的减小量，故A错误；D.小环和重物系统机械能守恒，故：联立解得：，故D正确；C.两个物体沿着绳子方向的分速度，故：v环cos45°=v重，故环在

19、B处的速度与重物上升的速度大小之比为，故C错误；B.结合几何关系，重物上升的高度：，故B错误；故选D。7.【答案】C【解析】【分析】在绳子作用下物块A由P点到C点的过程，绳子的拉力做正功，速度增大到C点时B的速度为零根据能量守恒定律，分析物块B克服细线拉力做的功与B重力势能的减少量的关系结合对称性分析物块A的运动范围由系统的机械能守恒求物块经过C点时的速度本题的关键要正确分析两物块的运动情况，知道当A的速度最大时，B的速度为零，明确系统遵守机械能守恒，但对单个物块而言，机械能是不守恒的【解答】解：A、物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A做正功，动能不断增大，速度不断增大，故A错误

20、B、设物块A经过C点时的速度大小为v，此时B的速度为0根据系统的机械能守恒得：mg（-h）=，得：v=，故B错误C、由几何知识可得=h，由于AB组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动故C正确D、到C点时B的速度为零则根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，故D错误故选：C8.【答案】AC【解析】解：质点P下滑的过程，由动能定理得  mgR-W=在最低点，质点P的向心加速度a=根据牛顿第二定律得  N-mg=m解得N=，故AC正确，BD错误。故选：AC。质点

21、P下滑的过程中，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理求出质点P到达最低点时的速度，在最低点，质点受重力和支持力，根据合力提供向心力，列式求解解决本题的关键掌握动能定理解题，以及知道质点在B点径向的合力提供圆周运动的向心力9.【答案】ABD【解析】解：A、重力做正功，物体的重力势能一定减小，故A正确； B、当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加，故B正确； C、重力做功W=mgh，与物体初末位置的高度差h有关，所以地球上物体的重力势能并不是确定值，故C错误； D、重力势能的变化量等于重力做功的数值，可知它与参考平面的选取无关，故D正确。 故选：ABD。重力做正功，重力势能减小，重力做负功

22、，重力势能增加重力势能的大小与零势能的选取有关，但重力势能的变化与零势能的选取无关解决本题的关键知道重力势能的大小与零势能的选取有关，但重力势能的变化与零势能的选取无关以及知道重力做功和重力势能变化的关系，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加10.【答案】BD【解析】解：A、两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速率相同，所以A在竖直方向的速度分量为：vsin，B竖直方向速度为v，故A错误B、由A分析可知落地时速率相同，质量又相等，根据知两物体落地时的动能相同，所以B正确C、由于两个物体落地时的速度的方向不同，由瞬时功率的公式可以

23、知道，重力的瞬时功率不相同，所以C错误D、平均功率等于做功的大小与所用的时间的比值，物体重力做的功相同，在倾角合适的情况下，运动时间有可能相等，所以平均功率可能相同，所以D正确故选BD两个物体在运动的过程中机械能守恒，可以判断它们的落地时的速度的大小，再由平均功率和瞬时功率的公式可以得出结论在分析功率的时候，一定要注意公式的选择，P=只能计算平均功率的大小，而P=Fv可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度11.【答案】BC【解析】解：A、由图可知，0t1时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速运动，所以汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大，所以A错误，B正确。 C

24、、t1t2时间内，汽车的功率已经达到最大值，功率不能再增加，所以汽车的牵引力在减小，加速度也要减小，所以C正确，D错误。 故选：BC。由图可知，汽车从静止开始做匀加速直线运动，随着速度的增加，汽车的功率也要变大，当功率达到最大值之后，功率不能在增大，汽车的牵引力就要开始减小，以后就不是匀加速运动了，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值。这题考的知识点是汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动。本题属于恒定加速度启动方式，由于牵引力不变，根据p=Fv可知随着汽车速度的增加，汽车的实际功率在增加，此

25、过程汽车做匀加速运动，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值。12.【答案】AD【解析】【分析】先由牛顿第二定律求出阻力的大小，可算出克服阻力做的功再根据功能关系进行分析即可：重力势能的增加量等于克服重力做的功；动能变化等于合外力做的功；机械能变化量等于除重力外其余力做的功本题考查功能关系的应用，解答此题的关键是根据功能关系的各种具体形式得到重力势能变化、动能变化和机械能变化，特别是功能原理要理解掌握【解答】解：A、设物体所受的阻力大小为f根据牛顿第二定律得：mg+f=ma=mg，得f=mg，则物体克服阻

26、力所做的功为 Wf=fh=mgh，故A正确；B、物体上升的高度为h，所以重力势能增加了：EP=mgh，故B错误；C、由牛顿第二定律知，F合=ma，根据动能定理得：物体动能的变化量：Ek=W合=-F合h=-mah=-mgh=-mgh，即动能损失了mgh；故C错误；D、根据功能原理知，物体的机械能减少量等于物体克服阻力所做的功，为mgh，故D正确故选：AD13.【答案】2.4m   0.864J   0.867J   9.7【解析】解：（1）在纸带上打下计数点5时的速度为：v5=（2）统动量增加量为：Ek=0.864JM下滑的位移为：L=0.384+0.21

27、6+0.264m=0.864m系统重力时能的减小量为为：EP=mgL-MgLsin30=0.847J（3）根据鸡西能守恒可知：斜率为：k=，由图象可知：k=，故有：g=9.7m/s2故答案为（1）2.4；（2）0.864J，0.867J；（3）9.7（1）中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度；（2）根据求得动能的增加量，根据EP=mgL-MgLsin30Ep=°求得势能的减小量（3）根据机械能守恒找出斜率，即可求得实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面；此题为一验证性实验题要求根据物理规律选择需要测定的物理量，运用实验方法判断系统重力势能的变化量是否与动能的

28、变化量相同是解题的关键14.【答案】小球的质量m  12kx2=mgs24h   2【解析】解：（1）由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，所以本实验至少需要测量小球的质量m（2）平抛规律应有h=gt2，s=vt，又Ek=mv2 联立解得Ek=，若，则Ep=是正确的（3）根据（2）可知，只是将h增大，斜率增大，故为直线2故答案为：（1）小球的质量m；（2）；（3）2本题的关键是通过测量小球的动能来间接测量弹簧的弹性势能，然后根据平抛规律以及动能表达式即可求出动能的表达式，从而得出结论本题的难点在于需要知道弹簧弹性势能的表达

29、式（取弹簧因此为零势面），然后再根据Ep=Ek即可得出结论，找出斜率的表达式即可判断明确实验原理，根据相应规律得出表达式，然后讨论，注意公式推导15.【答案】解：（1）小球在A点受到竖直向下的重力、拉力和水平向右的电场力，根据平衡条件得：Eqmg=tan解得：E=mgtanq（2）小球运动到A点的过程中，电场力做正功，重力做负功根据动能定理得：Eqlsinmgl(1cos)=12mv2解得：v=2gl(1cos)cos。答（1）该匀强电场的电场强度大小E=mgtanq；（2）若将小球从O点由静止释放，则小球运动到A点时的速度v=2gl(1cos)cos。【解析】本题是平衡条件与动能定理的综合应

30、用此题中小球的运动可运用单摆运动类比。（1）由题细线向右偏离竖直方向，小球受到的电场力水平向右，根据电场力方向与电场强度方向的关系和根据平衡条件求出电量；（2）若将小球从O点由静止释放，则小球运动到A点的过程中，电场力做正功，重力做负功，总功等于小球动能的变化。16.【答案】解：（1）物体由A到B过程中机械能守恒，即mgh=12mvB2解得vB=10m/s。（2）物块由B到C过程，由动能定理可得mgs=12mvC212mvB2解得vC=25m/s。（3）物块由C到D过程，物体的动能全部转化为弹性势能EP=12mvC2解得EP=10 J。（4）物体由C出发到停止过程，由动能定理可得mgs=012mvC2解得s=5 m。（5）全程中，能量守恒Q=mgh=1×10×5J=50 J。答：（1）物块滑到B点时的速度大小是10m/s；（2）物块滑到C点时的速度大小是25m/s；（3）弹簧被压缩具有的最大弹性势能是10J；（4）物块会停在距离C点5m远的地方；（5）物块与水平面摩擦产生的热量为50J。【解析】（1）物块从A运动到B的过程，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律求物块滑到B点时的速度。（2）物块由B