20xx年高中物理必修二第八章机械能守恒定律(十二)VIP

单选题1、如图所示，在水平地面上方固定一水平平台，平台上表面距地面的高度H=2.2m，倾角=

37°的斜面体固定在平台上，斜面底端B与平台平滑连接。将一内壁光滑血管弯成半径R=0.80m的半圆，固定在平台右端并和平台上表面相切于C点，C、D为细管两端点且在同一竖直线上。一轻质弹簧上端固定在斜面顶端，一质量m=1.0kg的小物块在外力作用下缓慢压缩弹簧下端至A点，此时弹簧的弹性势能Ep=2.8J，AB长L=2.0m。现撤去外力，小物块从A点由静止释放，脱离弹簧后的小物块继续沿斜面下滑，经光滑平台BC，从C

点进入细管，由D点水平飞出。已知小物块与斜面间动摩擦因数μ=0.80，小物块可视为质点，不计空气阻力及细管内径大小，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求小物块到达D点时细管内壁对小物块的支持力大小；（

）A．42NB．45NC．48ND．55N答案：D小物块从A点到C点的过程，由动能定理可得弹簧弹力做功数值等于弹簧弹性势能的变化量数值，故解得小物块达到C点速度为小物块从C点到D点的过程，由机械能守恒得在D点，以小物块为研究对象，由牛顿第二定律可得解得细管内壁对小物块的支持力为故选D。2、如图所示，质量为m的物体置于倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体与斜面体始终相对静止。则下列说法中正确的是（

）A．物体所受支持力一定做正功B．物体所受摩擦力一定做正功C．物体所受摩擦力一定不做功D．物体所受摩擦力一定做负功答案：AA．由功的定义式可知，物体所受支持力方向垂直斜面向上，与位移方向的夹角小于，支持力一定做正功，故A正确；BCD．摩擦力的方向不确定，当摩擦力沿斜面向上，摩擦力做负功；当摩擦力沿斜面向下，摩擦力做正功；当摩擦力不存在，不做功，故BCD错误。故选A。3、如图所示，竖直环A半径为R，固定在木板B上，在环内有一光滑小球C，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一个挡板固定在地面上使B不能左右运动。A、B、C质量均为m，给小球一个向右的瞬时速度使小球在环内做圆周运动。当小球运动到最高点的时候，地面对木板B的压力刚好为0，则小球再次运动到最低点时，B对地面的压力大小为（

）A．7mgB．8mgC．9mgD．10mg答案：D设小球运动到最高点时，对轨道的压力为，因为地面对木板B的压力刚好为0，则对环和木板构成的整体可得由牛顿第三定律可得，小球运动到最高点时，轨道对小球的支持力为所以对小球在最高点分析可得解得此时小球的速度为对小球从最高点运动到最低点过程，由机械能守恒定律有当小球经过最低点时，由牛顿第二定律解得由牛顿第三定律知，小球再次运动到最低点时对A是向下的压力，大小为8mg；则B对地面的压力大小为故选D。4、如图所示，用锤头击打弹簧片，小球A做平抛运动，小球B做自由落体运动。若A、B两球质量相等，且A球做平抛运动的初动能是B球落地瞬间动能的3倍，不计空气阻力。则A球落地瞬间的速度方向与竖直方向的角度为（

）A．30°B．45°C．60°D．120°答案：C设B落地的速度为v，则有设A做平抛运动的初速度为，则有解得因A在竖直方向的运动是自由落体运动，故A落地时竖直方向的速度也为v，设A球落地瞬间的速度方向与竖直方向的角度为，则有解得故选C。5、如图所示，骑自行车下坡虽然不再蹬车，人和自行车却运动得越来越快。自行车下坡过程中（）A．重力势能减少，动能减少B．重力势能减少，动能增加C．重力势能增加，动能增加D．重力势能增加，动能减少答案：B车从高往低处运动，重力对车做正功，重力势能减少，速度越来越快，动能增加。故选B。6、如图所示，将一可视为质点的物块从固定斜面顶端由静止释放后沿斜面加速下滑，设物块质量为m、物块与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面高度h和底边长度x均可独立调节（斜面长度随之改变），下列说法正确的是（

）A．若只增大x，物块滑到斜面底端时的动能增大B．若只增大h，物块滑到斜面底端时的动能减小C．若只增大μ，物块滑到斜面底端时的动能增大D．若只改变x，物块最终在水平面上停止的位置不会改变答案：DABC．对物块运用动能定理可得mgh－Wf=Ek－0其中Ek为物块滑到斜面底端时的动能，Wf为下滑过程物块克服摩擦力所做的功，而Wf=fs=μFNs=μmgcosθ·s=μmgx其中f为物块受到的摩擦力，s为斜面斜边长，FN为斜面对物块的支持力，则mgh－μmgx=Ek－0故ABC错误；D．对物块从下滑到地面到停止，运用动能定理，有－μmgl=0－Ek则mgh－μmgx－μmgl=0若只改变x，由于物体最终在水平面上停止的位置不会改变，故D正确。故选D。7、如图，一位质量为m的滑雪运动员从高h的斜坡加速下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力，斜坡倾角，则下列说法正确的是（

）A．阻力做功为B．重力做功为C．阻力做功为D．人所受外力的总功为零答案：BAC．阻力做功为故AC错误；B．重力做功为故B正确；D．人加速下滑，动能增加，则根据动能定理可知，人所受外力的总功不为零，故D错误。故选B。8、如图甲所示，质量0.5kg的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带，其位移与时间的变化关系如图乙所示。图线的0～3s段为抛物线，3～4.5s段为直线，（t1=3s时x1=3m）（t2=4.5s时x2=0）下列说法正确的是

（

）A．传送带沿逆时针方向转动B．传送带速度大小为

1m/sC．物块刚滑上传送带时的速度大小为

2m/sD．0~4.5s内摩擦力对物块所做的功为-3J答案：DAB．根据位移时间图象的斜率表示速度，可知：前2s物体向左匀减速运动，第3s内向右匀加速运动。3-4.5s内x-t图象为一次函数，说明小物块已与传送带保持相对静止，即与传送带一起向右匀速运动，因此传送带沿顺时针方向转动，且速度为故AB错误；C．由图象可知，在第3s内小物块向右做初速度为零的匀加速运动，则其中x=1mt=1s解得根据牛顿第二定律解得在0-2s内，对物块有解得物块的初速度为故C错误；D．对物块在0~4.5s内，根据动能定理解得摩擦力对物块所做的功为故D正确。故选D。9、如图所示，用细绳系住小球，让小球从M点无初速度释放若忽略空气阻力，则小球从M到N的过程中（

）A．线速度不变B．角速度增大C．向心加速度减小D．机械能增大答案：BABC．小球运动过程中，重力做正功，则动能增大，故线速度增大，根据

，可知，角速度和向心加速度也变大，AC错误，B正确；D．忽略空气阻力，只有重力做功，则小球的机械能守恒，D错误。故选B。10、质量为m的赛车在水平直线赛道上以恒定功率P加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数的关系如图所示，则下列说法正确的是（

）A．赛车速度随时间均匀增大B．赛车加速度随时间均匀增大C．赛车加速过程做的是加速度逐渐减小的加速运动D．图中纵轴截距、横轴截距答案：CA．由题图可知，加速度是变化的，故赛车做变加速直线运动，故A错误；BC．根据题意，设汽车的牵引力为，由公式可得由牛顿第二定律有可得可知，随着速度增大，加速度减小，即赛车加速过程做的是加速度逐渐减小的加速运动，故B错误C正确；D．由C分析，结合图像可得，斜率为纵轴截距为横轴截距为故D错误。故选C。多选题11、如图，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，A点在水平面上，轨道AB段竖直，长度为R，BC段是半径为R的四分之一的圆弧，与AB相切于B点。一质量为m的小球从A点以某一竖直向上的初速度沿ABC轨道的内侧运动，且到达最高点C点时恰好仍能接触轨道，已知小球始终受到与重力大小相等的水平向右的外力作用，小球的半径远小于R，重力加速度大小为g。则（

）A．小球在A点的初速度为B．小球在A点的初速度为C．小球的落地点到A点的距离为RD．小球的落地点到A点的距离为2R答案：BCAB．小球到达最高点C点时恰好仍能接触轨道，根据牛顿第二定律有小球从A点到C点根据动能定理有解得小球在A点的初速度为故A错误B正确；CD．小球从C点之后做平抛运动，根据平抛运动规律有联立解得所以小球的落地点为C点正下方，到A点的距离为R，故C正确D错误。故选BC。12、如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在固定倾斜直杆上，倾斜直杆与水平面成45°角，B套在固定水平直杆上，两直杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计且杆足够长，A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆（初始时轻杆与水平面成30°角）连接，A、B从静止释放，B沿水平面向右运动，不计一切摩擦，滑块A、B均视为质点，重力加速度大小为g，在运动的过程中，下列说法正确的是（

）A．当A到达B所在水平面时B．当A到达B所在水平面时，B的速度为C．滑块B到达最右端时，A的速度为D．滑块B的最大动能为答案：ABDA．当A到达B所在水平面时，由运动的合成与分解有vAcos

45°=vB解得A正确；B．从开始到A到达B所在的水平面的过程中，A、B两滑块组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律有解得B正确；C．滑块B到达最右端时，此时轻杆与倾斜直杆垂直，则此时滑块B的速度为零，由机械能守恒可得解得C错误；D．由题意可知，当轻杆与水平直杆垂直时B的速度最大，此时A的速度为零，由系统机械能守恒可得mgL（1+sin

30°）=EkB解得D正确。故选ABD。13、如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过O点的轻质光滑小定滑轮一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等，均为m。C为O点正下方杆上一点，滑轮到杆的距离OC＝h，开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°，现将A、B由静止释放。重力加速度为g。下列说法正确的是（

）A．物块A由P到C过程的机械能守恒B．物块A在C点的速度最大，大小为

C．物块A由P到C过程，物块B的机械能减少mghD．物块A到C点时，物块B的速度大小为答案：BCA．将物块A、B由静止释放，物块A由P运动到C的过程中，拉力做正功，物块A的机械能增大，故A错误；BCD．对物块A、B组成的系统进行分析，仅有重力做功，所以系统机械能守恒，由于vB＝vA·cos

θ当物块A运动到C点时，物块A的速度最大，物块B的速度为零，物块B下落高度为－h＝h所以物块B的机械能减少了mgh，设物块A在C点的速度为vA，则由系统的机械能守恒得mgh＝解得vA＝

故BC正确，D错误。故选BC。14、如图所示，A、B两星球为双星系统，相距为L，围绕某定点O（未画出）做圆周运动，质量之比为，两星球半径远小于L。沿A、B连线从星球A向B以某一初速度发射一探测器，只考虑星球A、B对探测器的作用，假设弹射器初速度足够大，可以到达B星球，下列说法正确的是（

）A．探测器在距星球A为处加速度为零B．双星的总质量一定，若双星之间的距离增大，其转动周期变大C．若探测器能到达星球B，其速度可能恰好为零D．A、B两星球绕定点O做匀速圆周运动，动能之比为答案：ABDA．设探测器的质量为，探测器距A星球的距离为时，两星球对探测器的引力相等，即解得故A正确；C．探测器到达B的过程中，其所受合力先向左减小到0，后向右增大，故探测器先减速后加速，故C错误；B．设做圆周运动的轨道半径为，B做圆周运动的轨道半径为，根据万有引力提供向心力分别对、得又联立解得可知双星的总质量一定，若双星之间的距离增大，其转动周期变大，故B正确；D．根据可得结合可得根据联立可得故D正确。故选ABD。15、“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。16、宇宙中两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某固定点O点做匀速圆周运动，如图所示。若A、B两星球到O点的距离之比为3∶1，则（

）A．星球A与星球B所受引力大小之比为1∶1B．星球A与星球B的线速度大小之比为1∶3C．星球A与星球B的质量之比为3∶1D．星球A与星球B的动能之比为3∶1答案：ADA．星球A所受的引力与星球B所受的引力均为二者之间的万有引力，大小是相等的，故A正确；B．双星系统中，星球A与星球B转动的角速度相等，根据v＝ωr，则线速度大小之比为3∶1，故B错误；C．A、B两星球做匀速圆周运动的向心力由二者之间的万有引力提供，可得G＝mAω2rA＝mBω2rB则星球A与星球B的质量之比为mA∶mB＝rB∶rA＝1∶3故C错误；D．星球A与星球B的动能之比为故D正确。故选AD。17、下列关于机械能守恒的判断正确的是（）A．拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，物体的机械能守恒B．如果忽略空气阻力作用，物体做竖直上抛运动时，机械能守恒C．一个物理过程中，当重力和弹力以外的力做了功时，机械能不再守恒D．物体做自由落体运动时，物体机械能一定守恒答案：BCDA．拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，动能不变，势能增大，故机械能增大，故A错误；B．物体做竖直上抛运动时，只有重力做功，故机械能守恒，故B正确；C．机械能守恒的条件是除重力和弹力以外的力做功的代数和为0，或者不做功，当重力和弹力以外的力做了功时，物体的机械能不守恒，故C正确；D．物体做自由落体运动时只受重力作用，机械能守恒，故D正确。故选BCD。18、一辆汽车在水平路面上的启动过程的v-t图像如图所示，其中Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率P行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，若汽车的质量为m，行驶过程中所受阻力恒为F阻，则下列说法正确的是（

）A．汽车在t1时刻的牵引力和功率都是最大值，t2~t3时间内其牵引力等于F阻B．0~t1时间内汽车做变加速运动C．0~t2时间内汽车的平均速度等于D．t1~t2时间内汽车克服阻力所做的功为P（t2-t1）+答案：ADA．由题图可知，Oa段为匀加速直线运动，ab段以恒定功率运动，且加速度在逐渐减小，所以t1时刻牵引力和功率最大，bc段是匀速直线运动，t2~t3时间内其牵引力等于F阻，故A正确；B．在0~t1时间内，由v-t图像知汽车做匀加速直线运动，故B错误；C．在0~t2时间内，由v-t图像可知，汽车先做匀加速运动再做变加速运动，故此段时间内平均速度大于，故C错误；D．设时间t1~t2内汽车克服阻力所做的功为Wf，由动能定理有P（t2-t1）-Wf=克服阻力所做的功为Wf=P（t2-t1）+故D正确。故选AD。19、国外一个团队挑战看人能不能在竖直的圆内测完整跑完一圈，团队搭建了如图一个半径1.6m的木质竖直圆跑道，做了充分的安全准备后开始挑战。（g=10m/s2）（

）A．根据计算人奔跑的速度达到4m/s即可完成挑战B．不计阻力时由能量守恒计算要的速度进入跑道才能成功，而还存在不可忽略的阻力那么这个速度超过绝大多数人的极限，所以该挑战根本不能成功C．人完成圆周运动的轨道半径实际小于1.6m，因此这个速度并没有超过多数人的极限速度，挑战可能成功D．一般人不能完成挑战的根源是在脚在上半部分时过于用力蹬踏跑道内测造成指向圆心的力大于需要的向心力从而失败答案：CDA．人在最高点时，且将人的所有质量集中到脚上一点的情况下，且在人所受重力提供向心力的情况下，有可得考虑情况太过片面，A错误；BC．若将人的所有质量集中到脚上一点的情况下，设恰好通过最高点时的速度为v1，通过最低点的速度为v0，有联立可得但实际上这是不可能的，人的重心不可能在脚底，所以人完成圆周运动的轨道半径实际小于1.6m，因此这个速度并没有超过多数人的极限速度，挑战可能成功，B错误，C正确；D．脚在上半部分时过于用力蹬踏跑道内测造成指向圆心的力大于需要的向心力，而人的速度不够，则会导致挑战失败，D正确。故选CD。20、关于重力势能的几种理解，正确的是（）A．放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零B．重力势能的变化量与参考平面的选取无关C．重力势能减小时，重力对物体做正功D．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大答案：BCA．重力势能和零势能面选取有关，放在地面上的物体，它的重力势能不一定等于零，故A错误；B．重力势能的变化量与物体的质量和变化高度有关，与参考平面的选取无关，故B正确；C．重力势能减小时，高度下降，重力对物体做正功，故C正确；D．物体与零势能面的距离越大，若物体在零势能面下方，则重力势能越小，故D错误。故选BC。填空题21、水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、

F2分别作用在a、b上。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v

-

t图线如图，图中AB∥CD。则整个过程中F1______F2（选填“>”或“=”或“<”）；F1做的功______F2做的功（选填“>”或“=”或“<”）；合外力对a物体做的功______合外力对b物体做的功（选填“>”或“=”或“<”）。答案：

>

<

=[1]图像斜率表示加速度，撤去推力后两物体加速度相同，则受到的摩擦力相同，a加速阶段加速度比较大，根据可知[2]整个过程根据动能定理可知图像面积表示位移，因此根据可知，a摩擦力做功较小，F1做功较小。[3]根据动能定理可知故合外力做功相同。22、如图，篮球比赛的某次快攻中，球员甲将回球斜向上传给前方队友，球传出瞬间离地面高h1，速度大小为v；对方球员乙原地竖直起跳拦截，其跃起后乙手离地面的最大高度为h2，球越过乙时的速度恰好沿水平方向，且恰好未被拦截。球可视为质点，重力加速度取g，忽略空气阻力，试估算篮球在空中运动时间为__________，球刚斜抛出时的水平分速度为__________。（用h1、h2、v、g表示）答案：

[1][2]由题知球越过乙时的速度恰好沿水平方向，则设球越过乙时的速度为vx，则根据动能定理，有解得则竖直方向的分速度有解得根据逆向思维法可知，球从抛出到越过乙时的时间球再从越过乙时到落地的时间为则篮球在空中运动时间为23、如图所示，O

为弹簧的原长处，物体由

O

向

A

运动（压缩）或由

O

向

A′运动（伸长）时，弹力做_________功，弹性势能________，其他形式的能转化为弹性势能；物体由

A

向

O

运动，或者由

A′向

O

运动时，弹力做________功，弹性势能_________，弹性势能转化为其他形式的能。答案：

负功

增加

正功

减小[1]物体由

O

向

A

运动（压缩）或由

O

向

A′运动（伸长）时,弹簧弹力的方向与物体的位移方向相反，弹力做负功；[2]弹力做负