2023人教版带答案高中物理必修二第八章机械能守恒定律微公式版全部重要知识点

单选题1、关于机械能和机械能守恒，下列说法正确的是（

）A．物体质量越大，其机械能越大B．机械能是标量，但可能取负值C．机械能守恒时，物体一定处于平衡状态D．重力对物体做正功时，物体机械能增加答案：BA．物体质量越大，物体的动能和重力势能不一定越大，则机械能不一定越大，A错误；B．机械能是标量，但可能取负值，B正确；C．机械能守恒时，物体不一定处于平衡状态，比如自由落体运动的物体，机械能守恒，C错误；D．重力对物体做正功时，物体机械能不一定增加，比如自由落体运动的物体，机械能守恒，D错误。故选B。2、一个质量为2kg的物体从某高处自由下落，重力加速度取10m/s2，下落2s时（未落地）重力的功率是（

）A．300WB．400WC．500WD．600W答案：B下落2s时重力的功率是故选B。3、用与斜面平行的恒力F将质量为m的物体沿倾角为θ的斜面运动一段距离，拉力做功W1；用同样大小的水平力将物体沿水平面拉动同样的距离，拉力做功W2，则（

）A．W1<W2B．W1>W2C．W1=W2D．无法判断答案：C根据功的计算公式可得故选C。4、质量为m的小球从光滑曲面上滑下，在到达高度为的位置A时，速度大小为，滑到高度为的位置B时，速度大小为，则（

）A．以A处为重力势能参考面，则小球在B处的重力势能为B．由于不清楚支持力做功，所以无法断定机械能是否守恒C．无论以什么位置作为参考面，小球在下滑中，重力做功D．以曲面顶部为参考面，则小球在B处重力势能比在A处的重力势能大答案：CA．以A处为重力势能参考面，则小球在B处的重力势能为A错误；B．物体在运动过程中，支持力的方向总是与速度方向垂直，因此支持力不做功，小球运动过程中只有重力做功，小球机械能守恒，B错误；C．根据功的定义式，小球在下滑中，重力做功为C正确；D．令曲面底部到A的距离为，以曲面顶部为参考面，则小球在B处重力势能与在A处的重力势能分别为，由于重力势能的正负表示大小，因此小球在B处重力势能比在A处的重力势能小，D错误。故选C。5、质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为（

）A．B．C．D．答案：C在最低点时，根据牛顿第二定律有则最低点速度为恰好通过最高点，则根据牛顿第二定律有则最高点速度为由动能定理得解得球克服空气阻力所做的功为0.5mgR

故选C。6、已知高铁在运行时所受的阻力与速度成正比，则以速度v匀速行驶时，发动机的功率为P；若以2v的速度匀速行驶时，发动机的功率为（

）A．PB．2PC．4PD．8P答案：C当列车以速度v匀速运动时，有若列车以速度2v匀速运动时，有由此可知，发动机的功率为故选C。7、如图所示，嫦娥四号在绕月球椭圆轨道上无动力飞向月球，到达近月轨道上P点时的速度为v0，经过短暂“太空刹车”，进入近月轨道绕月球运动。已知月球半径为R，嫦娥四号的质量为m，在近月轨道上运行周期为T，引力常量为G，不计嫦娥四号的质量变化，下列说法正确的是（

）A．嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能与在近月轨道上运行时的机械能相等B．月球的平均密度C．嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为D．“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为答案：BA．嫦娥四号在椭圆轨道上P点时要制动减速，机械能减小，则嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能比在近月轨道上运行时的机械能大，选项A错误；B．根据万有引力供向心力且解得选项B正确；C．嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为又联立解得选项C错误；D．根据动能定理，“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为又联立解得选项D错误。故选B。8、2021年10月16日0时23分，搭载神舟十号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，约582秒后，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航大员送入太空。10月16日6时56分，载人飞船与中国空间站组合体完成自主快速交会对接空间站组合体在离地400km左右的椭圆轨道上运行，如图所示。11月8日，经过约6.5小时的出舱活动，神舟十三号航天员乘组密切协同，圆满完成出舱活动全部既定任务，同时，在完成任务的过程中，航天员发现在空间站内每隔大约1.5小时就能看到一次日出。不计一切阻力，组合体则根据题中所给信息，以下判断正确的是（

）A．航天员在出舱工作时处于超重状态B．空间站组合体运动到近地点时的加速度最小C．空间站组合体的椭圆轨道半长轴小于地球同步卫星的轨道半径D．空间站组合体沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中，机械能不守恒答案：CA．航天员出舱工作时处于失重状态，A错误；B．空间站组合体运动到近地点时的加速度最大，B错误；C．空间站组合体的运动周期小于地球同步卫星的运动周期，故空间站组合体的轨道半长轴小于地球同步卫星的轨道半径，C正确；D．空间站组合体沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中，机械能守恒，D错误。故选C。9、细绳悬挂一个小球在竖直平面内来回摆动，因受空气阻力最后停止在最低点，则此过程中（）A．空气阻力对小球不做功B．小球的动能一直减小C．小球的重力势能一直减小D．小球的机械能不守恒答案：DA．空气阻力对小球做负功，A错误；B．合外力做正功时小球动能增大，合外力做负功时动能减小，故小球的动能不是一直减小，B错误；C．小球上升过程中重力势能变大，小球下落过程中重力势能减小，故小球的重力势能不是一直减小，C错误；D．小球的机械能不守恒，不断减小，转化为内能，D正确。故选D。10、有一种飞机在降落的时候，要打开尾部的减速伞辅助减速，如图所示。在飞机减速滑行过程中，减速伞对飞机拉力做功的情况是（）A．始终做正功B．始终做负功C．先做负功后做正功D．先做正功后做负功答案：B减速伞对飞机的作用力与飞机运动方向相反，对飞机做负功。故选B。11、2020年9月21日，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭，成功将海洋二号C卫星送入预定轨道做匀速圆周运动。已该卫星的轨道半径为7400km，则下列说法中正确的是（

）A．可以计算海洋二号C卫星的线速度B．可以计算海洋二号C卫星的动能C．可以计算海洋二号C卫星的机械能D．可以计算海洋二号C卫星的质量答案：AA．根据又由于整理可得由于地球表面的重力加速度g，地球半径R以及卫星的轨道半径r已知，因此可求出卫星的运行的线速度，A正确；BCD．由于无法求出卫星的质量，因此卫星的机械能，动能都无法求出，BCD错误。故选A。12、如图所示，质量分别为m和2m的小物块Р和Q，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，Р通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g。若剪断轻绳，Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（

）A．μmgkB．C．D．答案：CQ恰好能保持静止时，设弹簧的伸长量为x，满足剪断轻绳后，Q始终保持静止，物块P与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的最大压缩量也为x，因此Р相对于其初始位置的最大位移大小为故选C。13、如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做匀速圆周运动,轨道半径。其中a为地球静止同步卫星。下列说法正确的是（

）A．c在运动过程中可能会经过北京上空B．b的周期可能大于地球的自转周期C．a的动能一定等于b的动能D．a、b的线速度一定相同答案：AA．由图可知，c为极地轨道卫星，所以c在运动过程中可能会经过北京上空，故A正确；B．卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有解得又a为地球静止同步卫星，所以b的周期等于地球的自转周期，故B错误；C．卫星的质量关系未知，所以无法比较a、b的动能大小关系，故C错误；D．卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有解得故a、b的线速度大小一定相等，但方向不相同，故D错误。故选A。14、用100N的力在水平地面上拉车行走200m，拉力与水平方向成60°角斜向上。在这一过程中拉力对车做的功约是（

）A．3.0×104JB．4.0×104JC．1.0×104JD．2.0×104J答案：C根据功的定义式故选C。15、如图（a）所示，一个可视为质点的小球从地面竖直上抛，小球的动能随它距离地面的高度的变化关系如图（b）所示，取小球在地面时的重力势能为零，小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定，重力加速度为，则下列说法正确的是（

）A．小球的质量为B．小球受到空气阻力的大小为C．上升过程中，小球的动能等于重力势能时，小球距地面的高度为D．下降过程中，小球的动能等于重力势能时，小球的动能大小为答案：CAB．上升阶段，根据能量守恒下降阶段，根据能量守恒联立解得，小球的质量为小球受到空气阻力的大小为故AB错误；C．上升过程中，小球的动能等于重力势能时，根据能量守恒解得小球距地面的高度为故C正确；D．下降过程中，小球的动能等于重力势能时，设此时高度，根据能量守恒即解得小球的动能大小不等于，故D错误。故选C。多选题16、如图甲所示，一长木板静止在水平地面上，在t＝0时刻，一小物块以一定速度从左端滑上长木板，之后长木板运动的图像如图乙所示，已知小物块与长木板的质量均为m＝1kg，已知木板足够长，g取10m/s2，则（

）A．小物块与长木板间动摩擦因数B．在整个运动过程中，物块与木板构成的系统所产生的热量70JC．小物块的初速度为v0＝12m/sD．0～2s与2～3s物块和木板构成的系统机械能减少量之比为17：1答案：ACDA．由题图乙可知，木板先做匀加速运动，再做匀减速运动，故可知地面对木板有摩擦力，在0～2s内，木板受物块向右的摩擦力和地面向左的摩擦力而做匀加速运动，加速度为对木板，根据牛顿第二定律，有，在2～3s内，木板与物块相对静止，受地面摩擦力做匀减速运动，加速度为即加速度大小为2m/s2，方向向左，对整体，根据牛顿第二定律，有联立以上各式，解得故A正确；C．对物块，在0～2s内，受木板的摩擦力作用而做匀减速运动，由牛顿第二定律，有解得由可得故C正确；BD．最后木板与物块均静止，故在整个运动过程中，物块与木板构成的系统所产生的热量等于物块的初动能，即Q＝mv02＝×1×122J＝72J2s～3s物块和木板一起减速，系统的机械能减少Q＝·2mv2＝4J故0～2s系统机械能减少则0～2s与2～3s系统机械能减少量之比为17：1，故B错误，D正确。故选ACD。17、如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2，两杆分离不接触，且两杆间的距离忽略不计，两个小球a、b（视为质点）质量均为m，a球套在竖直杆L1上，b球套在水平杆L2上，a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接，将a球从图示位置由静止释放（轻杆与L2杆夹角为45°），不计一切摩擦，已知重力加速度为g，在此后的运动过程中，下列说法中正确的是（

）A．a球和b球所组成的系统机械能守恒B．b球的速度为零时，a球的加速度大小一定等于gC．b球的最大速度为D．a球的最大速度大于答案：ACDA．a球和b球所组成的系统只有重力做功，则机械能守恒，故A正确；B．b的速度为零时，a达到L2所在面，在竖直方向只受重力作用，水平方向上合力为0，则加速度为g，初始时刻，a、b速度均为0，但a除重力外还有杆的支持力，加速度小于g，故B错误；C．当a球运动到两杆的交点后再向下运动L距离，此时b达到两杆的交点处，a的速度为0，b的速度最大为vbm，由机械能守恒得mg（L）解得vbm故C正确；D．a球运动到两杆的交点处，b的速度为0，此时a的速度为va，由机械能守恒得mg解得va但此后杆向下运动，会再加速一段距离后达到一最大速度再减速到0，则其最大速度要大于，故D正确。故选ACD。18、如图所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参考系，A和B都向前移动一段距离。在此过程中（

）A．B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量B．外力F做的功等于A和B动能的增量C．A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功D．外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和答案：ADA．受力分析知，B对A的摩擦力等于A物体所受合外力，根据动能定理可知，B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能的增量，故A正确；B．选择A和B作为研究对象，运用动能定理研究：B受外力F做功，A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，故二者做功不等，根据功能关系可知其中为A、B的相对位移，所以外力F做的功不等于A和B的动能的增量，故B错误；C．A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，所以二者做功不等，故C错误；D．对B物体应用动能定理，有其中为B克服摩擦力所做的功，即即外力F对B做的功等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和，故D正确。故选AD。19、如图甲所示，一等腰直角斜面ABC，其斜面BC是由CD和DB两段不同材料构成的面，且sCD>sDB，先将直角边AB固定于水平面上，将一滑块从C点由静止释放，滑块能够滑到底端。现将直角边AC固定于水平面上，再让同一滑块从斜面顶端由静止释放，滑块也能够滑到底端，如图乙所示。滑块两次运动中从顶端由静止释放后运动到D点的时间相同。下列说法正确的是（

）A．滑块在两次运动中到达底端的动能相同B．两次运动过程中滑块损失的机械能相同C．滑块两次通过D点的速度相同D．滑块与CD段间的动摩擦因数大于它与BD段间的动摩擦因数答案：ABAB．滑块第一次从斜面顶端滑到底端，由动能定理得mgh−mgcos

θ（μ1·sCD＋μ2·sDB）=−0滑块第二次从斜面顶端滑到底端，由动能定理得mgh−mgcos

θ（μ1·sCD＋μ2·sDB）=−0由此可见滑块两次到达斜面底端的动能相同；两次运动过程中损失的机械能相同，AB正确；C．由可得由于两次运动过程中滑块到达D点的时间相等tCD=tBD，又sCD>sBD，因此有aCD>aBD，即两次滑块从顶端滑到D点的加速度不相同，由可知，时间相同，速度不相同，C错误；D．因aCD>aBD，所以滑块与BD段间的动摩擦因数大于它与CD段间的动摩擦因数，D错误。故选AB。20、如图所示，在距地面h高处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，下列说法正确的是（

）A．物体在c点比在a点具有的机械能大B．物体在b点比在c点具有的动能小C．物体在a、b、c三点具有的动能一样大D．物体在a、b、c三点具有的机械能相等答案：BDAD．物体在运动过程中，不计空气阻力，只有重力做功，机械能守恒，在下落过程中，在任何一个位置物体的机械能都相等，故A错误，D正确；BC．物体在下落过程中，重力势能转化为动能，根据动能定理可得Eka＜Ekb＜Ekc故B正确，C错误。故选BD。21、下列叙述中正确的是（）A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B．做匀变速直线运动的物体机械能可能不守恒C．外力对物体做功为零，物体的机械能一定守恒D．系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒答案：BDA．做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒，例如物体向上做匀速直线运动时，机械能增加，故A错误；B．做匀变速直线运动的物体机械能可能不守恒，如水平面上做匀加速直线运动的物体，机械能增加，故B正确；C．外力对物体做功为零，物体的机械能不一定守恒，例如物体向上做匀速直线运动时，外力对物体做功为零，机械能增加，故C错误；D．系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒，故D正确。故选BD。22、一辆摩托车在时刻由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的图像如图所示，根据已知信息，可知（

）A．摩托车的最大速度B．摩托车在30s末的速度大小C．在的时间内牵引力对摩托车做的功D．10s末摩托车开始反向运动答案：ABA．由图像可知，摩托车在内做匀加速运动，在内做减速运动，故10s末速度最大，最大速度为故A正确；B．图像与横轴围成的面积表示速度的变化量大小，横轴上方的面积表示速度变化量为正，横轴下方的面积表示速度变化量为负，从内的速度变化为由于时，摩托车的速度为零，可知摩托车在30s末的速度为零，故B正确；C．摩托车的质量未知，不知道阻力信息，不能求出牵引力，故不能求出牵引力对摩托车做的功，故C错误；D．由图像可知摩托车在内一直做匀加速运动，10s末加速度方向变为负方向，摩托车开始做减速运动，但运动方向保持不变，故D错误。故选AB。23、如图甲所示，足够长的倾斜直传送带以速度沿顺时针方向运行，可视为质点的物块在时刻以速度从传送带底端开始沿传送带上滑，物块的质量。物块在传送带上运动时传送带对物块的摩擦力的功率与时间的关系图像如图乙所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。若用θ表示倾斜传送带与水平方向的夹角，μ表示物块与传送带间的动摩擦因数，L为物块与传送带间的划痕长度，则（

）A．B．C．D．答案：BDA．作出物块在传送带上运动的图像如图所示结合图像可知，物块先沿倾斜传送带向上减速到与传送带共速，后与传送带一起向上做匀速运动，所以，故A错误；BC．由题图乙可得，0~0.2

s内滑动摩擦力的功率为当时，代入数据得物块匀速运动时受到静摩擦力的作用，摩擦力的功率代入数据得解得，故B正确，C错误；D．由图像可知物块与传送带间的划痕长度为D正确。故选BD。24、如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面体上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，现使斜面体水平向左以速度v匀速移动距离l（重力加速度大小为g，物体与斜面体相对静止）。以下说法正确的是（

）A．斜面体对物体做的总功是0B．重力对物体做的功为0C．摩擦力对物体做的功为μmglcosθD．斜面对物体的支持力做功的功率为mgvcosθ答案：ABA．由于匀速运动，斜面体对物体作用力的合力方向与速度方向垂直，则作用力做的总功为零，故A正确；B．重力方向竖直向下，与速度方向垂直，重力不做功，故B正确；C．由题意可知，物体处于平衡状态，如下图，对物体受力分析可得，在竖直方向上有在水平方向上有联立两式，解得则摩擦力做功为故C错误；D．根据选项C中的分析可知，支持力做功功率为故D错误。故选AB。25、“嫦娥三号”从距月面高度为100

km的环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为15

km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q成功落月，如图所示。关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是（

）A．沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期B．沿轨道Ⅰ运动至P点时，需制动减速才能进入轨道ⅡC．沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力势能减小，机械能不变答案：BDA．轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅰ的半径，根据开普勒第三定律＝k可知沿轨道Ⅱ运行的周期小于轨道Ⅰ上的周期，故A项错误；B．在轨道Ⅰ上运动，从P点开始变轨，可知“嫦娥三号”做向心运动，在P点应该制动减速以减小做匀速圆周运动所需要的向心力，通过做向心运动减小轨道半径，故B项正确；C．在轨道Ⅱ上运动时，卫星只受万有引力作用，在P点时的万有引力比Q点的小，故P点的加速度小于在Q点的加速度，故C项错误；D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，“嫦娥三号”只受到万有引力的作用，机械能守恒；万有引力对“嫦娥三号”做正功，“嫦娥三号”的速度逐渐增大，动能增加，离地高度降低，重力势能减小，故D项正确。故选BD。填空题26、从离地高H＝80m处自由下落一小球，不计空气阻力，以地面为重力势能零点，经过时间______________s，小球的重力势能是动能的3倍，此时小球的速度大小为________m/s。答案：

2

20[1][2]设小球高度为h时重力势能是动能的3倍，且此时小球的速度大小为v，根据动能定理可知由题意可知联立以上两式解得小球从释放到速度大小为v所经历的时间为27、树上有一个质量的苹果