2018学年度高一物理人教版必修2第七章机械能守恒定律单元练习原卷版

2021学年度高一物理人教版必修2第七章机械能守恒定律单元练习一、单项选择题1.起重机将质量为50kg的物体从地面提升到10m高处，在这个过程中，以下说法中正确的选项是〔g取10m/s2〕〔〕A.重力做正功，重力势能减少5.0×103

JB.重力做正功，重力势能增加5.0×103

JC.重力做负功，重力势能减少5.0×103

JD.重力做负功，重力势能增加5.0×103

J2.如图甲所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上。一质量为m的小物块从轻弹簧上方且离地高度为h1的A点由静止释放，小物块下落过程中的动能Ek随离地高度h变化的关系如图乙所示，其中h2～h1段图线为直线。重力加速度为g，那么以下判断中正确的选项是〔〕学,科,网...学,科,网...A.当小物块离地高度为h2时，小物块的加速度恰好为零B.当小物块离地高度为h3时，小物块的动能最大，此时弹簧恰好处于原长状态C.小物块从离地高度为h2处下落到离地高度为h3处的过程中，弹簧的弹性势能增加了mg〔h2-h3〕D.小物块从离地高度为h1处下落到离地高度为h4处的过程中，其减少的重力势能恰好等于弹簧增加的弹性势能3.水平恒力F两次作用在同一物体上，使物体由静止开始沿力的方向发生相同的位移，第一次是在粗糙水平面上，第二次是在光滑水平面上，两次力F做的功和功率的大小关系是〔〕A.W1＝W2，P1＞P2B.W1＞W2，P1＝P2C.W1＞W2，P1＜P2D.W1＝W2，P1＜P24.以下关于机械效率的说法中，正确的选项是〔〕A.越省力的机械，效率越高B.功率越大，机械效率越高C.机械做的总功一定，有用功越多，机械效率越高D.额外功占总功中的比例越大，机械效率越高5.如图，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法．如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么以下说法正确的选项是〔〕A.摩擦力对轮胎做了负功B.重力对轮胎做了正功C.拉力对轮胎不做功D.支持力对轮胎做了正功6.如下图，一物体在与水平方向成θ角的恒力F作用下，沿光滑水平面做直线运动，在物体通过距离s的过程中，物体动能的变化量为〔〕A.FssinθB.FscosθC.D.7.水平飞行的子弹打穿固定在水平面上的木块，经历的时间为t1，子弹损失的动能为△Ek1，系统机械能的损失为E1，同样的子弹以同样的速度打穿放在光滑水平面上的同样的木块，经历的时间为t2，子弹损失的动能为△Ek2，系统机械能的损失为E2．设两种情况下子弹在木块中所受的阻力相同，那么以下选项正确的选项是〔〕A.t1＞t2B.△Ek1＜△Ek2C.△Ek1＞△Ek2D.E1＞E28.改变物体的质量和速度都可能使物体的动能发生变化．在以下情形下，物体动能变为原来2倍的是〔〕A.质量不变，速度增大到原来的2倍B.速度不变，质量增大到原来的2倍C.质量减半，速度增大到原来的4倍D.速度减半，质量增大到原来的4倍9.一个质量为0.3kg的物体沿水平面做直线运动的v—t图像，如下图，图像a表示物体受水平拉力时的v—t图象，图线b表示撤去水平拉力后物体继续运动的v—t图象，假设g＝10m/s2，以下说法中正确的选项是A.撤去拉力后物体还能滑行7.5mB.物体与水平面间的动摩擦因数为0.1C.水平拉力的大小为0.1N，方向与摩擦力方向相同D.水平拉力对物体做功为1.2J二、多项选择题10.以下物体机械能守恒的是()A.被起重机匀速吊起的物体B.从斜面上匀速下滑的物体C.从光滑斜面自由下滑的物体D.做自由落体运动的物体11.如下图，有三个斜面a、b、c，底边分别为L、L、2L，高度分别为2h、h、h，同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同，这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端的三种情况相比拟，以下说法正确的选项是〔〕A.物体损失的机械能△Ec=2△Eb=4△EaB.物体到达底端的动能Eka=2Ekb=2EkcC.因摩擦产生的热量2Qa=2Qb=QcD.物体减少的重力势能2△Epc=2△Epb=△Epa12.质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力的作用，下落的加速度为4g/5，在物体下落高度为h的过程中，以下说法正确的选项是〔〕A.物体的机械能减少了4mgh/5B.物体的动能增加了4mgh/5C.物体克服阻力做功mgh/5D.物体的重力势能减少了mgh13.物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如下图，以下表述正确的选项是〔〕A.在0～2s内，合外力总是做正功B.在0.5～2s内，合外力做功为零C.在1～3s内，合外力做功为零D.在0～1s内比1～3s内合外力做功快14.如下图，一质量为m的物体静置在倾角为θ=30°的光滑斜面底端．现用沿斜面向上的恒力F拉物体，使其做匀加速直线运动，经时间t，力F做功为W，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，假设以斜面底端为重力势能零势能面，那么以下说法正确的选项是〔〕A.恒力F大小为mgB.从开始到回到出发点的整个过程中机械能增加了WC.回到出发点时重力的瞬时功率为gD.物体动能与势能相等的位置在撤去恒力位置的上方15.如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平向右的拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的最大静摩擦力fm与滑动摩擦力大小相等，那么〔〕A.0-t1时间内F的功率逐渐增大B.t2时刻物块A的加速度最大C.t3时刻物块A做反向运动D.t3时间内物块A的动能最大三、实验题探究题16.某同学验证动能定理的实验装置如图1所示．水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一易拉罐相连，易拉罐和里面的细沙总质量为m；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间为t，d表示遮光片的宽度，L表示A、B两点间的距离．滑块与导轨间没有摩擦，用g表示重力加速度．①该同学首先用游标卡尺测量了遮光片的宽度，如图2所示，遮光片的宽度d=______cm．②该同学首先调整导轨倾角，易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在滑块上．让滑块恰好在A点静止．剪断细绳后，滑块开始加速下滑，那么其受到的合外力为______．③为验证从A→B过程中小车合外力做功与动能滑块变化的关系，需要验证的关系式为______〔用题目中所给的物理量符号表示〕．四、计算题17.如下图，小球由静止开始沿光滑轨道滑下，并沿水平方向抛出，小球抛出后落在斜面上．斜面的倾角为θ=30°，斜面上端与小球抛出点在同一水平面上，下端与抛出点在同一竖直线上，斜面长度为L，斜面上M，N两点将斜面长度等分为3段．小球可以看作质点，空气阻力不计．为使小球能落在M点上，求：〔1〕小球抛出的速度多大？〔2〕释放小球的位置相对于抛出点的高度h是多少？18.如下图，竖直平面内的光滑弧形轨道AB与粗糙水平轨道BC在B点平滑连接。质量m＝1kg的滑块〔可看做质点〕，在离B点高度h＝0.2m的A点由静止滑下，到达B点后沿水平轨道向右滑行0.5m停止，g＝10m/s2，求：〔1〕滑块进入水平轨道B点时的速度大小；〔2〕滑块受到水平轨道的摩擦力的大小。

2021学年度高一物理人教版必修2第七章机械能守恒定律单元练习一、单项选择题1.起重机将质量为50kg的物体从地面提升到10m高处，在这个过程中，以下说法中正确的选项是〔g取10m/s2〕〔〕A.重力做正功，重力势能减少5.0×103

JB.重力做正功，重力势能增加5.0×103

JC.重力做负功，重力势能减少5.0×103

JD.重力做负功，重力势能增加5.0×103

J【答案】D【解析】起重机将质量为50kg的物体从地面提升到10m高处，重力对物体做功。重力对物体做多少负功，重力势能增加多少；那么重力势能增加5.0×103J。故D项正确。2.如图甲所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上。一质量为m的小物块从轻弹簧上方且离地高度为h1的A点由静止释放，小物块下落过程中的动能Ek随离地高度h变化的关系如图乙所示，其中h2～h1段图线为直线。重力加速度为g，那么以下判断中正确的选项是〔〕学&科&网...学&科&网...学&科&网...学&科&网...学&科&网...A.当小物块离地高度为h2时，小物块的加速度恰好为零B.当小物块离地高度为h3时，小物块的动能最大，此时弹簧恰好处于原长状态C.小物块从离地高度为h2处下落到离地高度为h3处的过程中，弹簧的弹性势能增加了mg〔h2-h3〕D.小物块从离地高度为h1处下落到离地高度为h4处的过程中，其减少的重力势能恰好等于弹簧增加的弹性势能【答案】D【解析】由题意可知，当小物块离地高度为时，小物块刚好开始接触弹簧，此时小物块只受到重力作用，故此时的加速度大小为重力加速度g，A错误；当小物块离地高度为时，由题图乙可知小物块的动能到达最大，小物块的速度到达最大，此时有，弹簧的压缩量为，B错误；小物块从离地高度为处下落到离地高度为处的过程中，重力势能减少了，由能量守恒定律可知，小物块减少的重力势能转化为小物块增加的动能和弹簧增加的弹性势能，即弹簧增加的弹性势能，C错误；由题图乙可知，当小物块离地高度为时，小物块的动能为零，由能量守恒定律可知，小物块减少的重力势能全部转化为弹簧增加的弹性势能，D正确；应选D.3.水平恒力F两次作用在同一物体上，使物体由静止开始沿力的方向发生相同的位移，第一次是在粗糙水平面上，第二次是在光滑水平面上，两次力F做的功和功率的大小关系是〔〕A.W1＝W2，P1＞P2B.W1＞W2，P1＝P2C.W1＞W2，P1＜P2D.W1＝W2，P1＜P2【答案】D【解析】【详解】由W=Fs知，恒力F对两种情况下做功一样多，即W1=W2在粗糙水平面上由于受到阻力的作用，有F合=ma可知在粗糙水平面上加速度小，由s=at2知，通过相同的位移，在粗糙水平面上用的时间长，由P=知，力F在粗糙水平面上做功的平均功率小，即Pl<P2应选：D．【点睛】根据功的公式，可以知道拉力F对物体做功的情况，由物体的运动规律求出物体的运动的时间，再由功率的公式可以分析F的功率的大小．4.以下关于机械效率的说法中，正确的选项是〔〕A.越省力的机械，效率越高B.功率越大，机械效率越高C.机械做的总功一定，有用功越多，机械效率越高D.额外功占总功中的比例越大，机械效率越高【答案】C【解析】使用机械时，省力与机械效率无关，故A错误；功率越大，说明做功越快，但机械效率不一定越高，故B错误；机械效率，故总功一定，有用功越多，机械效率越高，故C正确；机械效率，故额外功占总功中的比例越大，机械效率越低，故D错误；应选C.5.如图，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法．如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么以下说法正确的选项是〔〕A.摩擦力对轮胎做了负功B.重力对轮胎做了正功C.拉力对轮胎不做功D.支持力对轮胎做了正功【答案】A【解析】A、由题知，轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为，那么轮胎受到地面的摩擦力做了负功，故A正确；

B、轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移水平向右，那么轮胎在竖直方向上没有发生位移，重力不做功，故B错误；

C、设拉力与水平方向的夹角为，由于是锐角，所以轮胎受到的拉力做正功，故C错误；

D、轮胎受到地面的支持力竖直向上，而轮胎的位移水平向右，那么轮胎在竖直方向上没有发生位移，支持力不做功，故D错误。点睛：此题只要掌握功的公式，既可以判断力是否做功，也可以判断功的正负，关键确定力与位移的夹角。6.如下图，一物体在与水平方向成θ角的恒力F作用下，沿光滑水平面做直线运动，在物体通过距离s的过程中，物体动能的变化量为〔〕A.FssinθB.FscosθC.D.【答案】B【解析】【详解】拉力做功W=Fscosθ，水平面光滑，物体不受摩擦力，在整个过程中只有拉力做功，由动能定理得物体动能的变化量：△EK=Fscosθ，故B正确，ACD错误；应选B。7.水平飞行的子弹打穿固定在水平面上的木块，经历的时间为t1，子弹损失的动能为△Ek1，系统机械能的损失为E1，同样的子弹以同样的速度打穿放在光滑水平面上的同样的木块，经历的时间为t2，子弹损失的动能为△Ek2，系统机械能的损失为E2．设两种情况下子弹在木块中所受的阻力相同，那么以下选项正确的选项是〔〕A.t1＞t2B.△Ek1＜△Ek2C.△Ek1＞△Ek2D.E1＞E2【答案】B【解析】【详解】A．两次击中木块过程中，子弹受的平均阻力f相同，根据牛顿第二定律，两次的加速度相等；第二次以同样的速度击穿放在光滑水平面上同样的木块，由于在子弹穿过木块的过程中，木块会在水平面内滑动，所以第二次时子弹的位移S2要大于第一次的位移S1，即s2＞s1；子弹做减速运动，由位移公式：和S2＞S1可得，t1＜t2．故A错误；BC．两次击中木块过程中，子弹受的平均阻力相同，阻力对子弹做功等于子弹损失的动能：△EK=W=fs，由于S2＞S1，所以△Ek1＜△Ek2，故B正确，C错误；D．两次击中木块过程中，子弹受的平均阻力相同，系统摩擦生热Q=fd，其中f为阻力，d为子弹相对于木块的位移．由于两次子弹相对于木块的位移都是木块的厚度，所以系统机械能的损失相等，即△E1=△E2．故D错误．应选：B【点睛】两次击中木块过程中，子弹受的平均阻力f相同，两次的加速度相等；子弹以同样的速度打穿放在光滑水平面上的同样的木块时，木块会在水平面内滑动，所以第二次时子弹的位移S2要大于第一次的位移S1，结合位移的公式可以判定时间的关系和子弹损失的动能之间的关系；根据能量守恒定律，系统摩擦生热Q=fs，其中f为阻力，s为子弹相对于木块的位移．8.改变物体的质量和速度都可能使物体的动能发生变化．在以下情形下，物体动能变为原来2倍的是〔〕A.质量不变，速度增大到原来的2倍B.速度不变，质量增大到原来的2倍C.质量减半，速度增大到原来的4倍D.速度减半，质量增大到原来的4倍【答案】B【解析】根据，判断出质量减半,速度增大到原来的2倍，动能增大到原来的2倍；A对；速度不变,质量增大到原来的2倍，动能增大到原来的2倍，B对；质量减半,速度增大到原来的4倍，动能变为原来的8倍，C错；.速度减半,质量增大到原来的4倍，动能不变，D错。思路分析：根据动能的表达式直接判断试题点评：考查动能的决定因素的理解9.一个质量为0.3kg的物体沿水平面做直线运动的v—t图像，如下图，图像a表示物体受水平拉力时的v—t图象，图线b表示撤去水平拉力后物体继续运动的v—t图象，假设g＝10m/s2，以下说法中正确的选项是A.撤去拉力后物体还能滑行7.5mB.物体与水平面间的动摩擦因数为0.1C.水平拉力的大小为0.1N，方向与摩擦力方向相同D.水平拉力对物体做功为1.2J【答案】C【解析】试题分析：由图知撤去F时速度为3m/s，加速度为1/3m/s2，速度减为零通过的位移，所以A错误；撤去F后：，得：，所以摩擦因数，，故B错误；根据v-t图像的斜率表示加速度知，图线a对应的加速度小于图线b时的加速度，即撤去F后加速度减小，所以F与运动的方向相反，与摩擦力方向相同，，解得：F=0.1N，所以C正确；图线的面积表示位移，F作用下物体的位移：x=12m，所以F做功为：W=-Fx=-1.2J，故D错误。考点：此题考查v-t图像、牛顿第二定律二、多项选择题10.以下物体机械能守恒的是()A.被起重机匀速吊起的物体B.从斜面上匀速下滑的物体C.从光滑斜面自由下滑的物体D.做自由落体运动的物体【答案】CD【解析】被起重机匀速吊起的物体，动能不变，势能增加，那么机械能增大，选项A错误；从斜面上匀速下滑的物体，动能不变，势能减小，那么机械能减小，选项B错误；从光滑斜面自由下滑的物体，只有重力做功，那么机械能守恒，选项C正确；做自由落体运动的物体，只有重力做功，那么机械能守恒，选项D正确；应选CD.点睛：此题是对机械能守恒条件的直接考查，掌握住机械能守恒的条件：只有重力或者是弹力做功，掌握机械能的定义．11.如下图，有三个斜面a、b、c，底边分别为L、L、2L，高度分别为2h、h、h，同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同，这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端的三种情况相比拟，以下说法正确的选项是〔〕A.物体损失的机械能△Ec=2△Eb=4△EaB.物体到达底端的动能Eka=2Ekb=2EkcC.因摩擦产生的热量2Qa=2Qb=QcD.物体减少的重力势能2△Epc=2△Epb=△Epa【答案】CD【解析】【详解】设斜面和水平方向夹角为θ，斜面长度为X，那么物体下滑过程中克服摩擦力做功为：W=mgμXcosθ，Xcosθ即为底边长度。AC、物体下滑，除重力外有摩擦力做功，根据能量守恒，损失的机械能摩擦力做的功，等于由于摩擦产生的内能。由图可知a和b底边相等且等于c的一半，故摩擦生热关系为：Qa=Qb=Qc，所以损失的机械能△Ea=△Eb=△Ec故A错误，C正确；B、设物体滑到底端时的速度为v，根据动能定理得：mgH-mgμXcosθ=mv2-0，Eka=2mgh-mgμL，Ekb=mgh-mgμL，Ekc=mgh-mgμ•2L，根据图中斜面高度和底边长度可知滑到底边时动能大小关系为：Ek1＞EK2＞Ek3，故B错误；D、重力势能跟高度有关，b、c的高度相等，a的高度是b、c的2倍，所以物体减少的重力势能2△Epc=2△Epb=△Epa，故D正确，应选：CD。【点睛】损失的机械能转化成摩擦产生的内能。物体从斜面下滑过程中，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可以比拟三者动能大小，注意物体在运动过程中克服摩擦力所做功等于因摩擦产生热量，据此可以比拟摩擦生热大小。12.质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力的作用，下落的加速度为4g/5，在物体下落高度为h的过程中，以下说法正确的选项是〔〕A.物体的机械能减少了4mgh/5B.物体的动能增加了4mgh/5C.物体克服阻力做功mgh/5D.物体的重力势能减少了mgh【答案】BCD【解析】试题分析：A、根据合力做功量度动能的变化，下落的加速度为g，那么物体的合力为mg，w合=mgh，所以物体的动能增加了mgh．故A正确．B、重力做功wG=mgh，重力做功量度重力势能的变化，所以重力势能减少了mgh，物体的动能增加了mgh，即机械能就减少了mgh．故B不正确．C、物体受竖直向下的重力和竖直向上的阻力，下落的加速度为g，根据牛顿第二定律得阻力为mg，所以阻力做功wf=﹣fh=﹣mgh．所以物体克服阻力所做的功为mgh，故C正确．D、重力做功wG=mgh，重力做功量度重力势能的变化，所以重力势能减少了mgh，故D正确．应选B．13.物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如下图，以下表述正确的选项是〔〕A.在0～2s内，合外力总是做正功B.在0.5～2s内，合外力做功为零C.在1～3s内，合外力做功为零D.在0～1s内比1～3s内合外力做功快【答案】BD【解析】【详解】A、在0～1s内，物体的速度增大，根据动能定理知，合外力做正功．在1～2s内，速度减小，由动能定理知，合外力做负功．故A错误；B、0.5s末和2s末速度相同，那么在0.5～2s内动能的变化量为零，由动能定理知合外力做功为零，故B正确；C、在1～3s内，速度减小，动能减小，由动能定理知，合外力做负功，故C错误；D、在0～1s内与1～3s内动能变化量的大小相等，根据动能定理可知，合外力做功的大小相等，由于0～1s内用时短，所以合外力做功快．故D正确．应选：BD14.如下图，一质量为m的物体静置在倾角为θ=30°的光滑斜面底端．现用沿斜面向上的恒力F拉物体，使其做匀加速直线运动，经时间t，力F做功为W，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，假设以斜面底端为重力势能零势能面，那么以下说法正确的选项是〔〕A.恒力F大小为mgB.从开始到回到出发点的整个过程中机械能增加了WC.回到出发点时重力的瞬时功率为gD.物体动能与势能相等的位置在撤去恒力位置的上方【答案】AB【解析】试题分析：分别研究从开始到经过时间t和撤去恒力F到回到出发点，物体的受力情况，根据运动学公式求出恒力F，除重力以外的力做功等于机械能的变化量，根据动能定理求出回到出发点的速度，根据瞬时功率公式求解重力的瞬时功率，根据运动学公式求出撤去力F时，物体继续上滑到最高点距离，运用动能定理求出撤去力F时，物体重力势能．从开始到经过时间t，物体受重力，拉力，支持力，由牛顿第二定律得物体加速度为①，撤去恒力F到回到出发点，物体受重力，支持力，由牛顿第二定律得物体加速度大小为：②，两个过程位移大小相等、方向相反，时间相等．那么得：③，①②③联立解得，故A正确；除重力以外的力做功等于物体机械能的变化量，力F做功W，机械能增加量为W，由于又回到出发点的过程中，只有重力做功，机械能守恒，所以从开始到回到出发点的整个过程中机械能增加了W，故B正确；根据过程中，根据动能定理得，解得，回到出发点时重力的瞬时功率为，故C错误；撤去力F时重力势能为，动能为，那么，撤去F后到最高点的过程中，动能减小，重力势能增大，动能与势能相等的位置不可能在这段距离，所以动能与势能相等的位置在撤去恒力位置的下方，故D错误．15.如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平向右的拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的最大静摩擦力fm与滑动摩擦力大小相等，那么〔〕A.0-t1时间内F的功率逐渐增大B.t2时刻物块A的加速度最大C.t3时刻物块A做反向运动D.t3时间内物块A的动能最大【答案】BD【解析】【详解】A、0-t1时间内，F小于等于最大静摩擦力fm，可知物块处于静止状态，F不做功，F的功率为零，没有变化．故A错误；B、t2时刻拉力最大，合外力最大，根据牛顿第二定律知，物块A的加速度最大，故B正确；CD、t2时刻后，拉力仍大于滑动摩擦力，物块做加速运动，速度仍增大，t3时刻后拉力小于滑动摩擦力，物块沿原方向做减速运动，速度减小，所以t3时刻速度最大．动能最大，故C错误，D正确．应选：BD【点睛】根据物块的受力情况，结合合力的方向确定物块的加速度方向，从而确定物块的运动情况，判断何时加速度最大，何时速度最大．．三、实验题探究题16.某同学验证动能定理的实验装置如图1所示．水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一易拉罐相连，易拉罐和里面的细沙总质量为m；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过