高中物理人教版第七章机械能守恒定律追寻守恒量-能量 省获奖

人教版物理高二必修2第七章第一节追寻守恒量—能量同步测试一、选择题1．伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地到达同它出发时相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点。这说明，小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是()A．弹力B．势能C．速度D．能量2．小球在坚直向下的力F作用下，静止在弹簧上端，某时刻起将力F撤去，小球向上弹起，不计空气阻力，则从撤去力F开始到小球运动到最高点的过程中（）A．小球的动能最大时弹簧的弹性势能最小B．小球的机械能先增大后减小C．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大D．小球的动能与弹簧的弹性势能之和先增大后减小3．如图，若x轴表示时间，y轴表示位置，则该图象反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系．若令x轴和y轴分别表示其它的物理量，则该图象又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系．下列说法中正确的是（）A．若x轴表示时间，y轴表示功能，则该图象可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系B．若x轴表示频率，y轴表示动能，则该图象可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系C．若x轴表示时间，y轴表示动量，则该图象可以反映某物在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系D．若x轴表示时间，y轴表示感应电动势，则该图象可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，增长合回路的感应电动势与时间的关系4．将小球竖直上抛，若该球所受的空气阻力大小不变，对其上升过程和下降过程的时间及损失的机械能进行比较，下列说法正确的是（）A．上升时间大于下降时间，上升损失的机械能大于下降损失的机械能B．上升时间小于下降时间，上升损失的机械能等于下降损失的机械能C．上升时间小于下降时间，上升损失的机械能小于下降损失的机械能D．上升时间等于下降时间，上升损失的机械能等于下降损失的机械能5．下列关于能量概念的说法正确的是()A．能量的概念是牛顿首先提出的一个力学概念B．能量的概念是伽利略提出的，并用理想斜面实验来验证能量的存在C．人们从伽利略的斜面实验得到启发，认识到引入能量概念的重要性D．以上说法都不正确6．关于如图所示的伽利略的理想斜面实验，以下说法正确的是()。A．小球从A运动到B的过程动能保持不变B．小球从A运动到B的过程势能减少C．小球只有从B运动到C的过程中动能和势能的总和不变D．小球在斜面CD上运动的最大距离等于AB7．在如图所示的实验中，小球每次从光滑斜面的左端A自由滑下，每次都能到达右端与A等高的B点。关于其原因，下列说法正确的是()A．因为小球总是记得自己的高度B．因为小球在运动过程中，始终保持能量守恒C．因为小球在运动过程中，始终保持势能守恒D．因为小球在运动过程中，始终保持动能守恒8．神舟八号无人飞行器，是中国“神舟”系列飞船的第八个，也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表．神八已于2023年11月1日5时58分10秒由改进型“长征二号”F遥八火箭顺利发射升空．升空后，“神八”与此前发射的“天宫一号”成功实现交会对接，于2023年11月16日18时30分，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功分离，如图所示，返回舱已于11月17日19时许返回地面，对于神八返回舱返回地球的过程中（假设返回舱的质量不变，返回舱返回时作圆周运动）（）A．动能、重力势能和机械能都逐渐减小B．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变C．重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变D．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小9．下列说法正确的是()A．能量就是动能和势能的总和B．做自由落体运动的物体，其势能减小，动能增加C．做竖直上抛运动的物体，其动能和势能总和变小D．平抛运动中，动能和势能总和在不断变大10．下列例子中，属于动能和势能相互转化，而动能和势能的总和保持不变的是()A．游乐园中的海盗船，船在摇摆过程中的运动B．在不计空气阻力的情况下，将一小球竖直上抛，小球从抛出点到落回抛出点的运动过程C．物体以一定的速度沿粗糙的固定斜面上滑而达到一定的高度D．自行车从斜坡顶端由静止滑下11．关于伽利略的斜面实验，下列说法正确的是()A．伽利略斜面实验对于任意斜面都适用，都可以使小球在另一个斜面上升到同样的高度B．无论斜面是否光滑，都有可能重复伽利略实验C．在伽利略斜面实验中，只有斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样高度D．设想在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使斜面变成水平面，则可以使小球沿水平面运动到无穷远处12．如图所示，分别用恒力F1F2将两个完全相同的物体，由静止开始沿相同的固定粗糙斜面从底端推到顶端，其中，F1沿斜面向上，F2沿水平方向向右．如果两次所用的时间相等，那么，在两个过程中，下列说法中正确的是（）A．两个物体的加速度不相同B．两个物体机械能的增量相同C．两个物体克服摩擦力做的功相等D．恒力F1F2这两个物体做的功的平均功率相同13．矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块．若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图．上述两种情况相比较（）A．子弹对滑块做功一样多B．子弹对滑块做的功不一样多C．木块增加的动能一样多D．系统产生热量不一样多14．如图所示表示撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆、落地(未画出)．在这几个阶段中有关能量转化情况的说法，不正确的是()．A．助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能B．起跳时，人的动能和化学能转化为人和杆的势能C．越过横杆后，人的重力势能转化为动能D．落地后，人的能量消失了15．如果我们把相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫作势能，把物体由于运动而具有的能量称为动能，那么，伽利略的斜面实验可以给我们一个启示。下列关于这个启示的说法正确的是()A．小球在斜面上运动时，小球离地面的高度减小，速度增大，小球的速度是由高度转变而来的B．小球在斜面上运动时，小球离地面的高度增大，速度减小，小球的高度是由速度转变而来的C．小球在斜面上运动时，小球离地面的高度减小，速度减小，小球的动能是由势能转变而来的D．小球在斜面上运动时，小球离地面的高度增大，速度减小，小球的势能是由动能转变而来的二、填空题16．质量为m的跳水运动员从距水面H高处跳下，落入水中后受到水的阻力而做减速运动．设水对他的阻力大小恒为F，运动员从离开跳台到落入水中减速下降h高度的过程中，他的重力势能减少了____，他的机械能减少了____．17．炮弹在空中高速飞行时能击中目标，这时利用了炮弹的____动能，弯折的竹子具有____弹性势能，三峡大坝抬高了水位可以用来发电，这时利用了水的____重力势能．18．将一物块放置在固定的斜面上，物块恰能沿斜面匀速下滑，则下滑过程中物块的机械能将____，物块的内能将____．19．一木块静止于光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向方向飞来射入木块中，当子弹进入木块深度最大值为2厘米时，木块沿水平面恰好移动距离1厘米．在上述过程中系统损失的机械能与子弹损失的动能之比为____．20．改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生变化：如果质量不变，速度增大到原来2倍，则动能变为原来的____倍；如果速度不变，质量增大到原来2倍，则动能变为原来的____倍；如果质量减半，速度增大到原来4倍，则动能变为原来的____倍；如果速度减半，质量增大到原来4倍，则动能变为原来的____倍．三、解答题21．如图所示，一轻质弹簧下端与固定挡板相连，上端与放在倾角θ=30°的光滑斜面上的小车A相接触（未连接）．小车A质量M=3kg，内有质量m0=1kg的砝码，小车A又与一跨过定滑轮的不可伸长的轻绳一端相连，绳另一端悬挂着物体B，B的下面又挂着物体C，B和C质量均为m=1kg，A、B、C均处于静止状态．现剪断B和C之间的绳子，则A和B开始做振幅为d=5cm的简谐运动，斜面足够长且始终静止．（g取10m/s2）试求：（1）剪断绳子的瞬间小车A的加速度大小；（2）剪断绳子后弹簧的最大弹性势能；（3）当小车A运动到最低点时，取走小车内的砝码，此后小车A沿斜面上滑的最大距离．22．如图，MNP为竖直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端固定一竖直挡板．M相对于N的高度为h，NP长度为s．一木块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处．若在MN段的摩擦可忽略不计，物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ，求物块停止的地方与N点距离的可能值．23．冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图．比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O．为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小．设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至μ2=．在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出．为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取10m/s2）24．一足够长的竖直圆筒，质量为m=2kg的小球恰能放入圆筒中，小球只要在圆筒内就能受到一竖直向上的作用恒力F=23N，最初小球在圆筒的底部且静止．现让圆筒以速度V0=4m/s水平向右匀速运动2s．重力加速度g=10m/s2．求：（1）此过程中小球的机械能改变量；（2）2s时小球的位移和速度．25．如图所示，轻质弹簧K一端与墙相连处于自然状态，质量为4kg木块沿光滑的水平面以5m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：（1）弹簧的最大弹性势能是多少（2）木块被弹回速度增大到3m/s时的弹性势能．参考答案：一、选择题1．D2．C3．C4．B5．C6．B7．B8．D9．B10．B11．D12．B13．A14．D15．D二、填空题16．mg（H+h），FH．17．动，弹性势，重力势18．减小，增加19．2：320．4，2，8，1三、解答题21．（1）绳子剪短前，由于（M+m0）gsin30°=2mg，弹簧没有弹力，弹簧没有弹力．绳子剪短瞬间：对A受力分析得：(M+m0)gsin30°-T=(M+m)a①对B受力分析得：T-mg=ma②联立①②解得：a=2m/s2．故剪断绳子的瞬间小车A的加速度大小为2m/s2．（2）当弹簧被压缩2d时弹性势能最大，由功能关系得：（M+m）g×2dsin30°=mg×2d+Epm解得：EPm=1J故剪断绳子后弹簧的最大弹性势能EPm=1J．（3）当小车滑行道最高点时，A、B的速度均为0，由系统功能关系得：Epm=Mgssin300-mgs解得：s=．故此后小车A沿斜面上滑的最大距离为．22．根据功能原理，在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中，物块的重力势能的减少△EP与物块克服摩擦力所做功的数值相等．△EP=W设物块的质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为s′，则△EP=mgh，W=μmgs1连立化简得s1=h第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，在到达N前停止，则物块停止的位置距N的距离为d=2s-s′=2s-h第二种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，可再一次滑上光滑圆弧轨道，滑下后在水平轨道上停止，则物块停止的位置距N的距离为d=s′-2s=hμ23．设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为S1，所受摩擦力的大小为f1；在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为S2，所受摩擦力的大小为f2．则有S1+S2=S①式中S为投掷线到圆心O的距离．则f1=μ1mg，f2=μ2mg设冰壶的初速度为v0，