鲁科版高中物理必修二 第二章 能的转化与守恒 单元测试

2222鲁版中理修二能转与恒单测一、单题（共题；分）如图所示具有一定初速度的物块沿倾角为30°的粗斜面向上运动的过程中一个恒定的沿斜面向上的拉力F作，这时物块的加速度大小为4m/s程中，下列说法正确的是（）

，方向斜面向下，那么，在块向上动的过A.物的机械能一定增物的机械能可能不变关重力势能，以下说法中正确的是（）

B.块的机械能一定减小物的机械能可能增加也可能减小A.某物体处于某个位，重力势能的大小是唯一确定的B.重力势能为0的体，不可能别的物体做功物做匀速直线运动时，重力势能一定不变只重力做功，重力势能一定变化下关于动能的说法正确的是（）A.公=mv中速度v通常是指物体相对地面的速度kB.动能的大小由物体的质量和速率决定与物体的运动方向无关物以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等而方向不同物以相同的速率做匀速直线运动和匀速圆周运动动不同因它在这两种情况下的合力不同，运动性质也不同如所示，桌面高为，质量为m的球离桌面高处由落下，不计空气阻，假设桌面处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为（）

222A.﹣B.C.mg（）222

（﹣）在运比赛项目中高跳水是我国运动员的强项量为的水运动员进入水中后受到水的阻力做竖直向下的减速运动，设水对他的阻力大小恒为，么在他减速下降的过程中，下列说法正确的是（g=10m/s））A.他动能减少了5200J他的重力势能减少了1200J他机械能减少了4000JD.他机械能保持不变潮能是一种很有潜力的待开发的新能源．是双向潮汐发电站示意图．（）潮时，经通道进入海湾，待内外水位高度相同，堵住通道，潮落至最低时放水发电如图（）．待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮最高点，再放水发电如图（）．设海湾积为S，涨潮与落潮位差为，水密度为，则一次涨、落潮可以发电的海水势能为（）A.ρSh

B.C.gD.在次军事演习中，伞兵跳离飞机后打开降伞，实施定点降落．在伞兵匀速下降的过程中，下列说法正确的是（）A.伞的机械能守恒，力势能不变伞的机械能不守恒，重力势能不变

B.伞兵的机械能守恒，重力势能减小伞的机械能不守恒，重力势能减小如轻质弹簧长为L，直固定在地面上，质量为的球，由离地面高度为处由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x，在下落过程中，小球受到的空气阻力恒为，则弹簧在最短时具有的弹性势能为（）

A.（﹣）﹣）﹣（﹣）

B.（﹣）f（﹣）mg﹣）（﹣）一弹簧的弹力﹣﹣位移图线如图所示么簧由伸长量8cm到长量4cm的程中弹力做功和弹性势能的变化量为（）A.3.0焦，3.0焦1.8焦耳，焦

B.﹣焦，焦1.8焦，1.8焦耳10.一个质量为0.3kg的性小球，在光滑水平面上以6m/s的度垂直撞到墙上，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eq\o\ac(△,)v和撞过程中小球的动能变化eq\o\ac(△,)E为）kA.v=0v=12m/sC.E=1.8JE=10.8Jkk11.在同一高度将质量相等的三个小球以大小相同的速度分别竖直上抛直下抛水抛出不空气阻力．从抛出到落地过程中，三球（）A.运时间相同

B.落时的速度相同

落时重力的功率相同

落时的动能相同12.物体在外力作用下沿光滑水平地面运动，在物体的速度由0增v的过程中，外力做功W，在体1的速度由v增2v的程中，外力做功W，则W为212（）A.1∶1∶C.∶3D.1∶二、多题（共5题；共15分）13.关于动能，下列说法中正确的是（）A.动是机械能中的一基本形式，凡是运动的物体都有动能B.公式=k

中，速度v是体相对地面的速度，且动能总是正值一质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化动不变的物体，一定处于平衡状态14.质量为m的物体距面高处以

的加速度由静止竖直下落到地面列说法中正确的）

0A.物的重力势能减少mgh物的动能增加物的机械能减少mgh重做功mgh015.内壁光滑的环形凹槽半径为R，定在竖直平面内，一根长度为

R的杆，一固定有质量为的小球甲端固定有质量为2m的小球乙两球放入槽内乙位于凹槽的最低点图所示静止释放后（）A.下过程中甲球减少机械能总等于乙球增加的机械能B.下滑过程中甲球减少的重力势能总等乙球增加的重力势能甲不可能沿凹槽下滑到槽的最低点杆右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点16.关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是（）A.物克服重力做的功于重力势能的增加量

B.同一高度，将物体以初速度v向不同方向抛出，从抛出到落地的过程中，重力所做的功相等，物体减少的重力势能一定相等重势能等于零的物体不可能对别的物体做功的功等于克服重力做的功与物体重力势能增量之和

用托住一个物体匀速上举时的支持力做17.如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端与水平地面相连，让小球从距离弹簧上端一定高度自由下落，直至到弹簧被压缩到最短的整个下落过程中（弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是（）A.小的机械能守恒小的动能一直增大

B.球的机械能一直减小小、弹簧组成的系统机械能守恒三、填题（共3题；共8分）18.某学习小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律中火花计时器所用的交流电源的频率为，得到如图乙所示的纸带，如图所示．重物的质量为m当地的重力加速度为g

2222①在行实验时，与重物相连的是纸带_端选“”或右）②图是用刻度尺测量打点AB间距离，则AB间距离s为_______．③打B点，重物的速度大小表式为．B④取A、为究的初、末位置，则证机械能守恒成立的表达式________19.用力将地面上的一个质量为10kg的物体提升（g=10m/s）速度达到10m/s．体被提高后具有的重力势能是________（地面为零势能参考面）；物体被提高后具有的动能________．20.一质量为的物体，位于离地面高1.5m处比天花板低2.5m．地面为势能位置时，物体的重力势能等于_______；以天花板为零势能位置时，物体重力势能等________（取10m/s）四、实探究题（共1题；共分）21.“验机械能守恒定律的验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．（）较这两方案________（“”“乙）方案好一些．（）丙是采甲方案时得到的一条纸带，在计算图中N点度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中最佳的选项是．（选项字母）A.v=gnTv=C.=v=g（﹣）．NNNN五、综题（共2题；共25分）

22.如图所示用圆管组成的光滑轨道AB部分平直BC部分是处于竖直平面内半径为的圆圆管截面半径rR.一质量为m，半径比r略小的光滑小球以水平初速度v射圆.0（）要小球从端来，初速度需大？0（）小球从C端来的瞬间，壁对小球的压力为

mg，么小球的初速度v应为多少？023.如图所示，光滑水平面AB与直面内的半圆形导轨在点接，导轨半径为．个质量为的体将弹簧压缩至点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经B点入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的倍之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点试求：（）簧开始的弹性势能；（）体从B点动至C点克服阻力做的功；（）体离开C点落回水平面的动能．

答案解析分一、单选题【案A【解析】【分析】设块的质为m拉力与摩擦力的合力大小为

，根据牛顿第二定律得知，物体所受的合力大小为方向没斜面向下，而重力沿斜面的分力，以F

沿斜面向上，大小为，块沿斜面向上运动，拉力摩擦力的合力

做正功，物体的机械能增加，误，故正。【案D【解析】【解答】解、取不同的零势能面，则同一位的物体的重力势能是不同的，故A错；B、力势能大小是相对于零势能面的高度决定的，重力势能为零只能说明物体处于零势能面上，它对下方的物体同样可以做功，故错；C、体若在竖直方向做匀速直线运动，故物体的高度变化，重力势能也会发生变化，故C错；D、力势能的改变量等于重力做功的多少故若重力做功，重力势能一定发生变化，故正确．故选．【分析】物体由于被举高而具有的能量称为重力势能；零势能面的选取不同则物体的重力势能同；而重力做功的大小等于重力势能的改变量．【案B【解析】【解答】解、式中的速度应为相对于参系的速度；故A错误；B动能是标量，与物体的运动方向无关；故B正；C、能是标量，没有方向；故速率相同时，动能即相同；故错；D、能只取决于质量和速度，与合力无关只要速率相同，质量相同，则动能一定相同；故D错；故选：．【分析】动能是标量，只有大小没有方向，速度是矢量，有大小有方向，对于一定质量的物体动能变化，则速度一定变化，速度变化，动能不一定变化．【案A

2【解析】【解答】解：以桌面为参考平面，小球落地前瞬间的重力势能为﹣mgh．故A正，错误．故选：2【分析】根据重力势能的定义与势点的选择，可以直接得出小球落到地面瞬间重力势能．【案B【解析】【解答】解、速下降深度为h的程中，根据动能定理，动能的减小量等于克服合做的功，为：（﹣）h=（﹣）×2=4000J，故A错误；B、速下降度为h的程中，重力势能的减小量于重力做的功，为：mgh=60×10×2=1200J故B正；C、、速下降深度为h的程中，机械能的减小量等于克服阻力做的功，为：Fh=2600×2=5200J，C错，错误；故选：．【分析】根据重力做功判断重力势能的变化，根据合力做功判断动能的变化，根据除重力以外它力做功判断机械能的变化．【案C【解析】【解答】解：一次涨落潮时经过发电机的流的质量为m=ρ重心高度为

，则可知，可以发电的海水势能为Ep

=ρSh；故选：．【分析】明确一次涨落潮时有两次发电过程，两次发电中经过的水量相同；根据重力势能的定可明确两次发电的重力势能．【案D【解析】【解答】解：在伞兵匀速下降的过程中，其重力不变，高度不断减小，则重力势能不减小．动能不变，动能与重力势能之和即机械能减小．故ABC错，正．故选：．【分析重势能和机械能大的决定因素考虑力能大小的影响因素量举的高度量越大，高度越高，重力势能越大；）械能等于动能和重力势能之和．【案A【解析】【解答】解：小球从开始下落到弹簧压缩到最短的过程中，小球的重力势能转化为弹的弹性势能、内能，根据能量守恒定得：

mg[HL﹣）（﹣），P得弹簧在压缩到最短时具有的弹性势能为：E=mg（﹣）﹣（﹣L+x）（﹣）（﹣L+x．P故选：【分析】小球从开始下落到弹簧压缩到最短的过程中，小球的重力势能转化为弹簧的弹性势能内能，由能量守恒定律求解弹簧的弹性势能．【案D【解析】【解答】解：由胡克定律可知﹣图的斜率表示弹簧劲度系数，故该弹簧的劲度系数为的弹性势能为：

．弹势能的表达式为：J．

，故将此弹簧从原长拉伸时它故将此弹簧从原长拉伸8cm时，它的弹性势能为：

J．当弹簧由伸长量到伸长量的程中力功和弹性势能的变化为eq\o\ac(△,)（3.6﹣1.8）p=﹣即为eq\o\ac(△,)E=1.8Jp故选：【分析由克定律F=kx可知﹣图象的斜率表示弹簧劲度系数弹势能的表达式为：

，由此可计算弹簧形变之后的弹性势能．10.【答案】【解析答规定初速度方向为正方向速度为=6m/s撞后速度为=﹣v=v122﹣=﹣12m/s，负号表示速度变化量的方向与初速度方向反，所以碰撞前后小球速度变化量的大小为1．错误B正．C、弹后的速度大小与碰撞前相同，即初、末动能相等，所eq\o\ac(△,)E，故CD错；k故选：．【分析】由于速度是矢量，对于速度的变化量我们应该采用平行四边形法则．对于同一直线上的速度变化量的求解，我们可以运用表达eq\o\ac(△,)﹣，但须规定正方向．2111.【答案】【解析】【解答】解、地的时间不同，竖直上抛时间长，竖直下抛时间最短，故A错；B、球运动程中，只有重力做功，机械能守恒，故末速度相等，但方向不同，故B错；

2合C、地时速度相等，但方向不同，根据θ可，重力的瞬时功率不等，故错；2合D、据机械能守恒定律得到落地时动能相，故正确；故选．【分析】小球沿着不同的方向抛出，都只有重力做功，机械能守恒，故可得到落地时动能相等但方向不同；根据瞬时功率表达式P=Fvcos判瞬时功率的大小．12.【答案】【解析【分析】由动能定理可，，以。【点评】在运用动能定理分析问题时，一定要注意过程中的始末状态。二、多选题13.【答案】【解析】【解答】解、能就是物体由于运动而具的能量，是普遍存在的机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能，所以正．、物体的动能是没有方向的，它是标量，速度是体相对参考平面的速度，所以B错．C、于一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化的，但速度变化时，动能不一定变化，所以正D、能不变的物体，可以是物体速度的大不变，但速度的方向可以变化，比如匀速圆周运动，此时的物体并不一定是受力平衡状态，所以D错．故选：【分析】动能的计算式为=K

mV，体的质量和速度的大小都可以引起物体动能的变化，它是没有方向的，它是标量14.【答案】【解析】【解答】解、体在下落过程中，重力做功为mgh，则重力势能减小也为故正确；B、体的合为，则合力做功为，以物体的动能增加为，故B错误；C、体除重力做功，阻力做负功，导致机械能减少．根据牛顿第二定律得：F=ma=mg﹣得：f=mg

mg所以阻力做功为W=﹣﹣f

，

所以机械能减少为，C错；D、体在下落过程中，重力做正功为，故D正；故选：．【分析】物体距地面一定高度以

的加速度由静止竖直下落到地面，则说明物体下落受到一定阻力．那么重力势能的变化是由重力做功多少决定的，而动能变化由合力做功决定的，那么机械能是否恒是否只有重力做功决定的．15.【答案】A,C,D【解析】【解答】解、与乙两个物体系统机械能恒，故甲减小的机械能一定等于乙增加的机械能，故A正；B、与乙两物体系统机械能守恒，甲球减小的重力势能转化为乙的势能和动能以及甲的动能，故B错误；C、甲与乙当作一个整体，机械能也守恒，找出重心，在甲与乙的连线上，如果甲到圆弧的最低点，则系统重心升高了，机械能增加了，矛盾，故甲球不可能到圆弧最低点，故C正；D、于机械能守恒，故动能减为零时，势应该不变，故杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点，故D正确；故选．【分析】与乙两小球系统，重力势能和动能相互转化，系统机械能守恒；还可以将甲与乙当作个整体，找出重心，机械能也守恒．16.【答案】【解析】【解答、据W＝－E知，物体克服重力做的功等于重力势能增加A项合题意；Gp1p2B、据重力功的特点知，从同一高度抛出物体到落地的过程中，重力做功相等，因而重力势能的减少量也相等，项合题意；C、力势能的数值依赖于参考平面的选取，重力势能为零的物体，完全可以对别的物体做功不合题意；D、手托住物体匀速上升时，手的支持力于物体的重力，手的支持力做的功等于物体克服重力做的功也等于物体重力势能的增加量项不符合题意．故答案为：B。分析】重力势能具有相对性，相对于参考平面，物体上升重力做负功重力势能加，物体下降重力做正功重力势能减小，重力做功的大小等于重力势能变化的大小。17.【答案】

2【解析】【解答】解、球接触簧后，弹簧对小球有向上的弹力，弹力对小球做负功，所以小球的机械能不断减少，故AC错误，正；2D、球、弹簧组成的系统，只有重力和弹做功，则系统的机械能守恒，故正确．故选：．【分析】根据小球受力情况判断小球的运动性质，从而分析清楚小球的运动过程，然后分析小动能、机械能的变化情况．三、填空题18.【答案】左；0.4545；；【解析解】解因相等时间内位移逐渐增大，可知重物与纸带的左端相连间的距离为：x=55.45﹣10.00cm=45.45cm=0.4545m点的瞬时速度为：AB量为eq\o\ac(△,：)=mgs，pA点瞬时速为：，则动能的增量为：．可知机械能守恒成立的表达式为：

重物重力势能的减小故答案为：左；；

；④【分析】根据相同时间内位移逐渐增大确定重物与纸带的哪一端相连．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点速度根据重力势能的减小量等于动能的增加量列出机械能守恒的表达式．19.【答案】；500【解析】【解答】解：物体从静止提升10m时重力做功为W=﹣mgh=10×10×10J=﹣G所以物体重力势能的增加1000J以地面为零势能参考面，则物体被提高后有的重力势能是1000J根据动能定理得：物体被提高后具有的动能=k

mv=×10×100=500J；故答案为：；．【分析】根据重力做功求出重力势能的增加量，由动能的表达式可求得物体被提高后具有的动．20.【答案】；﹣25

【解析】【解答】解：取地面为重力势能零势面，位于离地面高1.5m处，高度为h=1.5m，体的重1力势为：E=1×10×1.5J=15Jp11以天花板为零势能位置时，物体的高度为h﹣，体的重力势能为：2E=1×10×（﹣）﹣．p22故答案为：，﹣．【分析取面为重力势能零势面，确定出物体离地面的高度，根重力势能的公式E可直1p接计算得出物体的重力势能．取天花板为重力势能零势面，确定出物体离天花板的高度h，根据重力2势能的公式E可以直接计算得出．p2四、实验探究题21.【答案】1）甲（）【解析】【解答】解：（）机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案应该使摩擦力越小越好．故甲方案好一些．2））据匀变直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度，可以求出N点速度为v=N

=

，故错C正．故选：．故答案为：1）甲；2C【