机械能守恒定律章末检测卷

1、第七章机械能守恒定律章末检测卷本试卷分第I卷（选择题）和第U卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟。第I卷（选择题，共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每个小题给出的四个 选项中，第18小题，只有一个选项符合题意；第912小题，有多个选项符合 题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分）1.如图所示的四幅图是小明提包回家的情景，小明提包的力不做功的是（）A将包提起來1L站在水半匀速（:乘升降电梯IL提着但上楼 行驰的乍上答案 B解析只有同时满足有力及在力的方向上有位移两个条件时，力对物体才做 功，A、C、D做功，B没有做功，选B。2

2、下列说法中正确的是（）A能就是功，功就是能B 做功越多，物体的能量就越大C.外力对物体不做功，这个物体就没有能量D .能量转化的多少可以用做功来量度答案 D解析 功和能是两个不同的概念，做功的多少只是说明了能量转化的多少而 不能说明能量的多少，外力做功与否不能说明物体能量的有无，功是能量转化的 量度，故只有D正确。3. 运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程， 将人和伞看成一个系统, 在这两个过程中，下列说法正确的是（）A阻力对系统始终做负功B系统受到的合外力始终向下C.重力做功使系统的重力势能增加D .任意相等的时间内重力做的功相等答案 A解析 阻力始终与运动方向相反，做负功，所以 A正

3、确。加速下降时合外力 向下，而减速下降时合外力向上，所以 B错误。重力做功，重力势能减小，则 C 错误。时间相等，但物体下落距离不同，重力做功不等，所以D错误。4. 质量为m= 20 kg的物体，在大小恒定的水平外力 F的作用下，沿水平面 做直线运动。02 s内F与运动方向相反，24 s内F与运动方向相同，物体的 v-t图象如图所示，g取10 m/s2，则（）A .拉力F的大小为100 NB .物体在4 s时拉力的瞬时功率为120 WC. 4 s内拉力所做的功为480 JD . 4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J答案 B解析 由图象可得：02 s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为ai=

4、号 =10 m/s2 = 5 m/s2，匀减速过程有F + f= mai ； 24 s内物体做匀加速直线运动，| V | 222加速度大小为 a2= &= 2 m/s2= 1 m/s2,有 F f= ma2,解得 f=40 N , F = 60 N，故A错误。物体在4 s时拉力的瞬时功率为 P= Fv = 60X 2 W = 120 W,故B正确。1 14 s内物体通过的位移为x= X2X 10 X2X2 m = 8 m,拉力做功为 W= Fx1 1=480 J,故C错误。4 s内物体通过的路程为s= ?X2X 10+-X 2X2 m= 12 m,克服摩擦力做功为 W = fs= 40

5、X 12 J= 480 J,故D错误5. 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升， 在某一高度撤去恒力, 不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化的关系是（）答案 C解析 物体机械能的增量等于恒力做的功，恒力做功Wf= Fh, h =，则1 2有外力作用时，物体机械能随时间变化的关系为E = qFat2。撤去恒力后，物体机m的物体向右滑行, v,压缩弹簧至械能不变，故C正确。6. 如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一质量为并冲上固定在地面上的斜面。设物体在斜面最低点A的速度为点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是（A. mgh *mv2C. mg

6、hD. mgh+gmv2答案解析1的过程运用动能定理可得： mgh+ W= 0mv2，所以=mgh1mv2，故A正确。7. 如图所示，小球以初速度 vo从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点 后自动返回，其返回途中仍经过 A点，小球经过轨道连接处无机械能损失，则小 球经过A点时的速度大小为（）A. V2 4gh B. ：4gh voC. v2 2gh D. '2gh v2答案 B1解析 小球从A到B,由动能定理得Wf mgh= 0 mvO,从A经B返回A,由动能定理得2Wf = mv2 2mv2，联立解得v =寸4gh v0， B 正确。B位于地面时，A恰)A由静止释放，B上升的最大高

7、度是(A. 2R B.5r答案 C解析设A、BC.亍 D.3的质量分别为2m、m，当A落到地面,B恰运动到与圆柱轴8. 如图所示，可视为质点的小球 A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固 定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍。当 与圆柱轴心等高。将亠 、 1 2 心等咼处，以A、B整体为研究对象，机械能守恒，故有2mgR mgR= (2m+ m)v2, 当A落地后，B球以速度v竖直上抛，到达最高点时上升的高度为 h'=鲁=R，故B上升的总咼度为R+ h'确正CR4 一 3-9如图，一物体从光滑斜面 AB底端A点以初速度vo上滑，沿斜面上升的 最大高度为h。下列说法中

8、正确的是(设下列情境中物体从A点上滑的初速度仍为 vo)()A 若把斜面CB部分截去，物体冲过C点后上升的最大高度仍为hB 若把斜面AB变成曲面AEB,物体沿此曲面上升仍能到达 B点C.若把斜面弯成圆弧形 AD,物体仍沿圆弧升高hD 若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧状，物体上升的最大高 度有可能仍为h答案 BD解析 在光滑斜面运动到B点的过程中，系统机械能守恒，若把斜面 CB部 分截去，物体从A点运动到C点后做斜上抛运动，到达最高点时有水平方向的分 速度，则物体上升不到h高度，故A错误；而把斜面AB变成曲面AEB，物体到 达最高点速度仍为零，物体可达最大高度 h,即到达B点，故B正确

9、；而沿圆弧 形AD，物体做圆周运动，至V达最高点需要有个最小速度，所以物体不能沿圆弧 升高h，故C错误；若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧状，物体上 升到最高点时速度有可能为0，即上升的最大高度有可能仍为 h，故D正确。10. 物体沿直线运动的v-t关系如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做 的功为W,则（）A .从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB .从第3秒末到第5秒末合外力做功为2WC.从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD .从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75W 答案 CD解析 由题图知第1秒末、第3秒末、第7秒末速度大小关系：V1 = V3 = V7,1 2 1 2由题

10、知W= qmvi-0,则由动能定理得从第1秒末到第3秒末合外力做功 W2 = qmvs111c2mv2= 0,故A错误；从第3秒末到第5秒末合外力做功 W3 = 2mv2 qmvl0111qmv2 W,故B错误；从第5秒末到第7秒末合外力做功 W4 = qmv2 0 = 2mv2 =W,故C正确；从第3秒末到第4秒末合外力做功 W5 = 2mv4 2mv3 =如 苏212mv2= 0.75W,故 D 正确。11. 一个质量为0.3 kg的弹性小球，在光滑水平面上以 6 m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小 Av和碰撞过

11、程中墙对小球做功的大小 W为（）A . Av= 0B. Av = 12 m/sC. W= 0D. W= 10.8 J答案 BC解析 速度是矢量，速度的变化量也是矢量，反弹后小球的速度与碰前速度等值反向，则速度变化量为v v = 2v（设碰撞前速度方向为正），其大小为Av =2v = 12 m/s,故B正确。反弹前、后小球的动能没有变化，即AEk = 0,根据动能定理：物体受合外力做功等于物体动能的变化，而碰撞过程中小球只受重力和 墙的作用力，重力做功为0,则墙对小球做功，W= AEk = 0,故C正确。12. 图甲所示为索契冬奥会上为我国夺得首枚速滑金牌的张虹在 1000 m决 赛中的精彩瞬间

12、。现假设某速滑运动员某段时间内在直道上做直线运动的速度 一 时间图象可简化为图乙，已知运动员（包括装备）总质量为60 kg,在该段时间内受 到的阻力恒为总重力的0.1倍，g取10 m/s2,贝U下列说法正确的是（）A .在13 s内，运动员的加速度为 0.5 m/s2B .在13 s内，运动员获得的动力是30 NC.在05 s内，运动员的平均速度是 12.5 m/sD .在05 s内，运动员克服阻力做的功是 3780 J答案 AD&13-12 oo解析 13 s内加速度的大小为& =云= 2 m/s2 = 0.5 m/s2，A正确；根据牛顿第二定律得 F f= ma,解得动力的

13、大小 F = 0.1mg+ ma= 60 N + 30 N = 901N，故 B 错误；05 s 内的位移 x= 12x 1 m+ qX （12+ 13） x 2 m+ 13X 2 m= 63 m,x 63则 V = f =亏 m/s= 12.6 m/s，C 错误；Wf=fx= 0.1 x60x 10X63 J= 3780 J，D正确。第U卷（非选择题，共52分）二、实验题（本题共2小题，共12分）13. （4分）某同学做“探究合力做的功和物体速度变化的关系”的实验装置如 图甲所示，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行。用1条橡皮筋对小车做的功记为W,当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行

14、第 2次、第3次 实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。实验中小车获得的速度由打 点计时器所打的纸带测出。如图乙所示是某次操作正确的情况下，在频率为 50 Hz的电源下打点计时器 记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的（填“ AF”或“ FI”）部分进行测量，速度大小为 m/sA B C D E F (； HlhV«« 1> 1141 11I-(1670.96L201391.48L52L52L52单位:乙答案 FI 0.76解析小车获得的速度应为橡皮筋对小车作用完毕时小车的速度，此时小车1.52X 10-2做匀速直线运动，故应选 FI段进行测量。

15、速度大小 v=002m/s= 0.76m/s。14. （8分）“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法。（g取10 m/s2）1（1）用公式mv2= mgh时，对纸带上起点的要求是初速度为 为达到此目的，所选择的纸带第1、2两点间距应接近 （打点计时器打点的时间间隔为0.02 s）。（2）若实验中所用重物质量 m= 1 kg,打点纸带如图甲所示，打点时间间隔为0.02 s,则记录B点时，重物速度vb= 重物的动能EkB = 从开始下落至 B点，重物的重力势能减少量是 ，因此可得出的结论是OAII *«07 公 17.6I)3449.()单位2根据纸带算出相关各点的速度值，量

16、出下落的距离，则以牙为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图乙中的 <I)答案 (1)0 2 mm (2)0.59 m/s 0.174 J 0.176 J 在实验误差允许的范围内，重物动能的增加量等于重力势能的减少量(3)C1解析 用qmv2= mgh验证机械能守恒定律，应使初速度为 0,所选纸带的第1、2两点间距应接近2 mm。sAC 31.4- 7.8 X 10-3(2) vB= 2T =2X 002 m/s = 0.59 m/s,EkB= 2mvB = 2 x 1 x 0.592 J 0.174 J,重力势能减少量 AEp= mgh= 1 x 10X 17.6X 10-3 J= 0.17

17、6 J,这说明在实验误差允许的范围内，重物动能的增加量等于重力势能的减少量。1 2v2(3)由qmv2= mgh可得=ghh,故C正确。三、计算题(本题共4小题，共40分。要有必要的文字说明和演算步骤。有 数值计算的题注明单位)15. (9分)如图所示，质量m= 2 kg的小球用长L = 1.05 m的轻质细绳悬挂在 距水平地面高H = 6.05 m的O点。现将细绳拉直至水平状态，自A点无初速度释 放小球，运动至悬点O的正下方B点时细绳恰好断裂，接着小球做平抛运动，落 至水平地面上C点。不计空气阻力，重力加速度 g取10 m/s2。求：J1(1) 细绳能承受的最大拉力；细绳断裂后小球在空中运动

18、所用的时间;(3) 小球落地瞬间速度的大小。答案 (1)60 N (2)1 s (3)11 m/s1解析(1)根据机械能守恒定律得 mgL= 2mvB由牛顿第二定律得F mg二m羊解得最大拉力F = 3mg= 60 N ,根据牛顿第三定律可知，细绳能承受的最大拉力为60 N1 2细绳断裂后，小球做平抛运动，且h l二2gt物体在B点时的速度大小以及此时半圆轨道对物体的弹力大小; 物体从C到A的过程中，摩擦力做的功。答案 (1)5 m/s 52.5 N (2) 9.5 J解析(1)设物体在B点的速度为v,由B到C做平抛运动2X 6.05 1.0510s= 1 s。(3) 整个过程，小球的机械能不

19、变，故 mgH=舟口也所以 vc = 2gH= ；'2X 10X 6.05 m/s= 11 m/s。16. (9分)如图所示，半径R= 0.4 m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于 A点，质量为m= 1 kg的小物体(可视为质点)在水平拉力F的作用下，从静止开 始由C点运动到A点，物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力 F，物体沿半圆 轨道通过最高点B后做平抛运动，正好落在 C点，已知xac= 2 m， F = 15 N，g 取10 m/s2，试求:2R=2gt2,xac= vt，解得v= 5 m/sv2由牛顿第二定律有Fn + mg= mR，解得Fn = 52.5 N一 1 2 1 2

20、从A到B，由机械能守恒得§mvA=mv + mg 2R1 2由C到A应用动能定理可得Fxac + Wf = ?mvA 0，联立解得W = 9.5 J17. (10分)如图甲所示，在水平路段 AB上有一质量为2X 103 kg的汽车，正 以10 m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段 BC较粗糙，汽车通过整个 ABC路段的v-t图象如图乙所示(在t= 15 s处水平虚线与曲线相切)，运动过程中 汽车发动机的输出功率保持20 kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力(含 地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小。t i：/(m s'1)"I05 10 15 金乙(

21、1) 求汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1;(2) 求汽车刚好到达B点时的加速度a； 求BC路段的长度。答案 (1)2000 N (2) 1 m/s2 (3)68.75 m解析 汽车在AB路段时，有F1 = Ff1, P= F1V1, 联立解得：Ff1 二 P = 20丁 N 二 2000 N。(2)t = 15 s时汽车处于平衡态，有 F2= Ff2，P= F2V2,联立解得：Ff2 =5N = 4000 Nv25t= 5 s时汽车开始减速运动，有 F1 Ff2 = ma，解得a= 1 m/s2。(3) 从 B到C由动能定理可得Pt Ff2x= *mv2*mv1解得 x= 68.75 m。18. (12分)滑板运动是极限运动的鼻祖，许多