人教版高中物理必修2第七章机械能守恒定律4.重力势能习题(2)

1、2018-2019年高中物理人教版必修 2第七章 机械能守恒定律第四节 重力势能综合测试试卷【5】含答案考点及解析班级:姓名：分数:评卷人得分、选择题题号一二三四五六总分得分注意事项：1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2 .请将答案正确填写在答题卡上1.右是测定运动员体能的一种装置，运动员质量 m1,绳拴在腰间并沿水平方向跨过滑轮（不 计滑轮摩擦、质量）悬挂质量为 m2的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带上侧 以速率v向右运动，下面说法正确的是A.人对重物m2做功的功率为m2gvB.人对重物m2做功的功率为migvC.人对传送带做功D.人对传送带不做功【答案】C【解析】试题

2、分析：功率F =由于人用力蹬传送带过程人的重心不动，所以让你所拉的重物也不运动，即速度为0,所以人对重物做功的功率为 0,选项AB错。人用力向后蹬传送带，对传 送带产生向右的作用力，而传送带又向右运动，所以人对传送带做正功，选项C对D错。考点：功和功率2 .质量为m的滑块从固定在水平面上、半径为R的半球形碗的边缘由静止滑向碗底，过碗底的速度为v,若滑块与碗之间的动摩擦因数为科，则在过碗底时滑块受到摩擦力的大小为A.科 mgB.C.D.JIHJt【答案】C试题分析：滑块到达底端时，根据牛顿定律分（g+二）,选项C正确。考点：圆周运动及牛顿第二定律。Fv 一时馆=哂， 而及=，代入角军得 Ff=3

3、 .关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是A.向心力是根据力的性质命名的B.向心力可以是多个力的合力，也可以是其中的一个力或一个力的分力C.对稳定的圆周运动，向心力是一个恒力D.向心力的效果是改变质点的线速度大小【答案】B【解析】试题分析：向心力是根据力的效果命名，A错。向心力时刻指向圆心，是变力，C错；向心力时刻与速度垂直，效果是改变质点的线速度的方向，D错；考点：向心力点评：本题考查了向心力的理解。属于简单基础题4 .质量相同的小球 A和B分别悬挂在长为 L和2L的不伸长绳上。先将小球拉至同一水平位置 （如图示）从静止释放，当二绳竖直时，则（）A.两球速度一样大B.两球的动能一样大C.

4、两球的机械能一样大D.两球所受的拉力一样大【答案】CD【解析】试题分析：A球和B球在下落过程中只有重力做功，所以机械能守恒，设释放时的水平面为 零势能点，所以两球的机械能在运动过程中总为零，故两球的机械能相等，C正确。过程中A球的重力做功为 mgl, B球的重力做功为2mgl,所以在竖直方向上 A球的动能为 mgl, B球 的动能为2mgl, AB错误，在竖直方向是 -用甘=/，得绳子对A球的拉力为3mg,4-冷唱-网上,得绳子对B球的拉力为3mg,所以两球所受的拉力一样大，D正确，故选CD考点：考查圆周运动和机械能点评：本题难度较小，不能被表面的现象迷惑，一定要根据所学知识推导判断5 .如图

5、所示，绳长为小球质量为 m,小车质量为 M,将m拉至水平右端后放手，则 （水平 面光滑）（）-t.A.系统的动量守恒B.水平方向任意时刻m与M的动量等大反向C. m不能向左摆到原高度D. M向右移动的最大距离为工【答案】BD【解析】本题考查的是动量守恒定律等问题，小球无初速释放，系统在水平方向动量守恒，初始动量为零，在任意时刻 m与M水平的动量等大反向，但在竖直方向系统动量不守恒，A错误，B正确；m向左摆到原高度时，小车速度为零，C错误；M向右移动的最大距离为2M , D正确；m十AZ6 .甲、乙两物体分别放在广州和北京，它们随地球一起转动时，下面说法正确的是A.甲的线速度大C.甲的向心加速度

6、大【答案】ACDB.甲的角速度大D.甲和乙的角速度相等【解析】两物体圆周运动的角速度相同，广州的半径较大，线速度 v=wr较大，A对；B错D 对；由向心加速度 廿二中。，甲物体的向心加速度大，C对；7 .如图所示，质量为 m的物体沿斜上方以速度 v0抛出后，能达到白最大高度为H,当它将要落到离地面高度为 h的平台时（不计空气阻力，取地面为参考平面），下列判断正确的是A.它的总机械能大于 .8 .它的总机械能为必.C.它的动能为三三1 、 +D.它的动能为-【解析】小球斜上抛运动中机械能守恒, 机械能大于* , B错；由机械能守恒 C错；D对；机械能为 M , A错；运动到最高点时动能不为零,-

7、 =mgh+Ek,运动至ijh平台处动能为 争巧4-mgh ,8 .如图所示，A、B是两只相同的齿轮，A被固定不能转动.若 B齿轮绕A齿轮运动半周，到 达图中C的位置，则齿轮上所标出的的箭头所指的方向是（）A.竖直向上C DB.竖直向下C.水平向左D.水平向右【答案】D【解析】B逆时针转动，转到 C位置时，箭头所指的位置正好与A的右边接触，所以方向应该水平向右。9 .如图所示，是滑雪运动的示意图。滑雪者从H点出发，不断加速到 ©点，保持匀速到D点,减速滑到E点飞出。场地的两侧是圆弧 忸灯、de ,已知-1 :。仁D段是水平地面。假设运动 员与滑雪板的质量为也，滑雪板与雪地间的动摩擦因

8、数为因运动员在运动过程中，所受的 最大滑动摩擦力为 其，关于 晨的大小和作用位置，下列说法正确的是：A.鼻=刖巴作用在水平地面上B.工金小以作用在左侧圆弧上的某点C.尸、, 加巴作用在右侧圆弧上的最低点D.晨、加喀，作用在左侧圆弧上的最低点【答案】C【解析】人受的摩擦为滑动摩擦，根据滑动摩擦的公式：f = mNN越大的地方，摩擦力越大又因为人在圆弧上运动时，-r 4N =加g+也一 尸/f = m . 一! r速度越大，半径越小，支持力越大，匕 % =力 专力-1-,所以艮工口噂,作用在右侧圆弧上的最低点 D处时，摩擦力最大。所以选 C10 .当物体的初速度 v0和所受的合外力F分别满足下列(

9、1)(4)中所给定的条件时，物体的运 动情况将会怎样：A.静止B.匀速直线运动C.匀加速直线运动D.匀减速直线运动E.匀变速运动F.曲线运动v0= 0, F= 0;(2)v0wq Fwo且恒定，方向相同；(3)v0wq Fwo且恒定，方向相反；(4)v°wq Fwo且恒定，方向不在同一条直线上 .【答案】(1)A (2)C (3)D (4)EF【解析】(1)v0= 0, F0=0,物体处于平衡状态中的静止，答案为A.(2)v0wq FW0且恒定，方向相同，物体将做匀加速直线运动，答案为C.(3)/wq FW0且恒定，方向相反，物体将做匀减速直线运动，答案为 D.(4)v°w

10、q FW0且恒定，方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动， 同时加速度的大小和方向不变，故做匀变速运动，即匀变速曲线运动，答案为E、F.评卷人得分11. (1)在研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速 度。实验简要步骤如下：A.让小球多次从位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；B.安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是。C.测出曲线上某点的坐标 x、y，用V0=算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求V0的值，然后求它们的平均值。D.取下白纸，以 。为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平

11、抛轨迹。上述实验步骤的合理顺序是(只排列序号即可)。(2)如图所示，在 研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、的初速度的计算式为vo=(用1、g表不)，其值是b、c、d所示，则小球平抛一2、 (取 g=9.8m/s )小球在b点的速率是【答案】同一；将小球放在水平槽中若能静止则可认为水平;0.875m/s后；BADC; R瓶；0.7m/s ;【解析】(1) A、需要小球抛出的速度相同，故应从同一位置;B、将小球放在水平槽中若能静止则可认为水平;C、小球下落的时间为实验步骤的合理顺序是 BADG(2)小球

12、的时间间隔为:,水平速度为V.=二=2代入数值得 过b点的竖直速度为.=之二;后，则=而三驾痴;代人数值得Vj = 0 5” 第£°评卷人得分三、填空题12.用细绳栓一个小筒，盛 0.5kg的水后，使小筒在竖直平面做半径为 60cm的圆周运动，要使小筒过最高点时水不致流出，小筒过最高点的速度应是 。当小筒过最高点的速度为2、3m/s时，水对筒底的压力是 。 (g=10m/s)【答案】娓m/s； 2.5N【解析】试题分析：小桶在最高点由重力和杯子对水支持力提供向心力，即尸十豳=施二，当支持力为零，即丫二标点喇入若速度为3m/s,代入上式，则支持力为 2.5N,说明压力位2.5

13、N,方 向相反。考点：圆周运动 点评：本题考查了圆周运动的向心力来源问题，通过向心力知识列出向心力方程，通过方程 分析求解。13 .如图所示，小球作匀速圆锥摆运动，锥的顶角为 22小球的质量为 m,悬挂小球的细线长为L,则小球运动的角速度为；细线对小球的拉力大小为/月-国5四案】Th篇【解析】向心力由重力和拉力的合力提供，有，速tali 9 -所储瓦夫一上mJ-,拉力F=05(?14 .质量为m的物体从静止开始自由下落，不计空气阻力，在 t秒内重力对物体做功的平均功 率是。【答案】mg2t/2【解析】因为物体做自由落体运动，所以物体下落的高度H=1/2gt2,再根据做功的公式W=FS=GH=m

14、g 1/2gt2=mg2t2/2 ,所以平均功率为 P="W/t=" mg2t2/2/t= mg2 t/2.15 .铁路提速，要解决许多技术问题。通常列车阻力与速度平方成正比，即Ff = kv2.列车要跑得快，必须用大功率的机车来牵引。试计算列车分别以120 km/h和40 km/h的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值为 。【答案】27： 1【解析】略16 .质量m = 2kg的物体从距地面45m高的地方自由下落，不计空气阻力，在 t = 2s内重力对2物体做功的平均功率为 W,重力在2s末的瞬时功率为 W. （g =10m/s ）【答案】200; 400【解析】物体做自由

15、落体运动，甘=1炉，则下落45m所需时间为3s, t = 2s内下落高度为h=20m,所以重力对物体做功的平均功率为户=工=也=>?/=其讯,重力在2s末的瞬£ t 2时功率为二=一二三-=：,' ' -=-故答案为：200; 400评卷人得分四、计算题17 .踏板跳水运动员在弹离跳板后，先上升到一定的高度，在空中完成一系列复杂而优美的动 作后入水.将运动员视为质点，请你分析一下从运动员起跳到入水的全过程，有哪些能量发生了相互转化.【答案】见解析【解析】跳水运动员在走板和起跳时要先使跳板上下振动，此过程运动员将身体储存的化学 能转化为跳板的（弹性）势能，然后再将

16、这一（弹性）势能转化为身体起跳的动能；运动员离开跳 板上升的过程，动能逐渐转化为 （重力）势能；当运动员从最高点下降时，（重力）势能逐渐减小,运动员的动能逐渐增大，所以此过程是（重力）势能转化为动能的过程；运动员入水后，受水的阻力的作用，运动员的（重力）势能和动能都要减小，这部分能量最终转化为水的内能.m的小球，当绳子与竖直方向成。角时,（重力加速度为18 .如图所示，一圆锥摆摆长为 L,下端拴着质量为绳的拉力大小F是多少？圆锥摆周期 T是多少？【答案】（1）产二羡案（2） 丁版必如【解析】（1）对小球受力分析，可得:5(2)对小球受力分析，可得：联立解得：T - 2.T_J上本题考查的是圆周

17、运动的问题，根据受力分析得出圆锥摆的向心力表达式，进而得到运动周 期；19 . (20分)一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形 状。此队员从山沟的竖直一侧，以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示，以沟底的2O点为原点建立坐标系 Oxy。已知，山沟竖直一侧的高度为2h,坡面的抛物线方程为 y=Lx,探险队员的质量为 m。人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为go(1)求此人落到坡面时的动能;(2)此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少?【答案】(1) gm ( !：. +v02)(2) ： mgh【解析】(1)由平抛运动规律，

18、x=v0t, 2h-y=gt2,又 y=x2,联立解得y=吒+就由动能定理，mg(2h-y)=Ek-l mv02,斛倚耳=mg(2h- - )+ 一 mvo2= . m (-+vo2)。1 桓唱 1 ，加h 9 .(2) 耳=-m (+v02) =-m (+v02+gh-gh)。0 0当.r.二v02+gh,即v0=屈时，他落在坡面时的动能最小。动能的最小值为Ekmin= mgh。20 .如图所示，在半径为 龙的水平圆板中心轴正上方高为 兀处，水平抛出一小球，圆板作匀速 转动。当圆板半径侬与初速度方向一致时开始抛出小球，要使球与圆板只碰一次，且落点 为T,贝U(1)小球的初速度飞应为多大;(2)圆板转动的角速度为多大？【答案】略【解析】团餐=2上次(上=t»=评卷人得分五、简答题21 .牛顿力学及牛顿的工作方法成为近代自然科学的经典，它实现了人类认识自然界的第一次 综合.你知道牛顿伟大贡献的精髓在哪里吗？【答案】见解析【解析】经典力学的建立首次告诉人们，一个以现象观察和实验研究为基础的自然科学理论 体系，其思想观点应该是明确透彻的，其结构体系应是