2018学年高一物理(人教版)必修二第七章机械能守恒定律单元测试

1、2018学年高一物理（人教版）必修二第七章机械能守恒定律单元测试一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1. 起重机沿竖直方向以大小不同的速度两次匀速吊起质量相等货物，则两次起重机对货物的拉力和起重机的功率大小关系是（）A. 拉力不等，功率相等B. 拉力不等，功率不等C. 拉力相等，功率相等D. 拉力相等，功率不等2. 如图所示，在粗糙的水平面上有一个小物块，两个互相垂直的水平力F1，F2将物块缓慢从O点拉至A点，在此过程中F1，F2分别做了3J和4J的功，则这两个力的合力做功为（）A. 7JB. 5JC. 4JD. 1J3. 如图所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为的斜面体上，同时用力

2、F向右推斜面体，使P与斜面体保持相对静止在前进水平位移为L的过程中，斜面体对P做功为（）A. FLB. mgsinLC. mgtanLD. mgcosL4. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时汽车的瞬时加速度的大小为（）A. B. C. D. 5. 如图所示，一物块由静止开始从粗糙斜面上的一点加速下滑到另一点，在此过程中重力做功为WG，物体重力势能变化为Ep，物体末动能为Ek，物体克服摩擦力做功为Wf（各量均取绝对值）则它们之间的关系正确的是（）A. WG=EkB. WG=Ek+W

3、fC. WG=Wf+EpD. WG=Ek+Ep6. 将一小球从某高处水平抛出，最初2s内小球动能Ek随时间t变化的图象如图所示，不计空气阻力，取g=10m/s2根据图象信息，下列说法正确的是（）A. 小球的质量为1.25kgB. 小球2s末的速度为20m/sC. 小球在最初2s内下降的高度为40mD. 小球2s末所受重力的瞬时功率为25W7. 某同学用200N的力将质量为0.44kg的足球踢出，足球以10m/s的初速度沿水平草坪滚出60m后静止，则足球在水平草坪上滚动过程中克服阻力做的功是（）A. 22 JB. 4.4 JC. 132 JD. 12000 J8. 如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两

4、物体M和m，且Mm，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中（）A. M、m各自的机械能分别守恒B. M减少的机械能等于m增加的机械能C. M减少的重力势能等于m增加的重力势能D. M增加的动能等于m增加的动能9. 轻杆可绕其一端自由转动，在杆的中点和另一端分别固定质量相同的小球A、B，如图所示，将杆从水平位置由静止释放，当杆转到竖直位置时，小球B突然脱落，以下说法正确的是（）A. A球仍能摆到水平位置B. A球不能摆到水平位置C. 两球下摆至竖直位置的过程中，A球的机械能守恒D. 两球下摆至竖直位置的过程中，B球的机械能减少10. 如图所示，物体从A处静止开始沿光滑斜面AO下滑，又在粗糙水平面上滑

5、动，最终停在B处已知A距水平面OB的高度为h，物体的质量为m，现将物体m从B点沿原路送回至A处，需外力做的功至少应为（）A. mghB. mghC. mghD. 2mgh二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）11. 2016年3月18日在国际泳联跳水世界杯迪拜站三米板决赛中，中国队曹缘发挥稳定，顺利夺冠，现假设他的质量为m，他进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对它的阻力大小恒为f，则在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）（）A. 他的重力做功mgh，动能滅少了fhB. 他的重力做功mgh，机械能减少了（f-mg）hC. 他克服阻力做功fh，重力势能减少

6、了mghD. 他的动能减少了（f-mg）h，机械能减少了fh12. 关于重力势能，以下说法正确的是（）A. 重力势能的大小是相对的B. 重力势能的变化量跟物体运动路径无关C. 如果一个物体克服重力做功8J，则它的重力势能就减少8JD. 如果选同一个参考平面，甲、乙的重力势能分别为9J和-9J，则两个重力势能的大小是相等的13. 不计空气阻力，下列运动机械能守恒的是（）A. 从运动员手中抛出的标枪B. 子弹射穿木块C. 物体沿斜面匀速下滑D. 物体以某初速度冲上固定的光滑圆弧面14. 一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下开始向上运动，如图甲所示在物体向上运动过程中，其机械能E与位移

7、x的关系图象如图乙所示（空气阻力不计），已知曲线上点A处的切线的斜率最大，则（）A. 在x1处物体所受拉力最大B. 在x1x2过程中，物体的动能先增大后减小C. 在x2处物体的速度最大D. 在x1x2过程中，物体的加速度先增大后减小15. 如图所示，两个质量相同的小球A、B分别用细线悬在等高的O1、O2点A球的悬线比B球的悬线长，把两球的悬线拉至水平后无初速释放，则经过最低点时下列说法正确的是（）A. A球的机械能大于B球的机械能B. A球的动能等于B球的动能C. 重力对A球的瞬时功率等于重力对B球的瞬时功率D. 细线对A球的拉力等于细线对B球的拉力三、实验题探究题（本大题共1小题，共10.0

8、分）16. 某物理兴趣小组为“验证动能定理”和“测当地的重力加速度”，采用了如图甲所示的装置，其中m1=50g、m2=150g开始时保持装置静止，然后释放物块m2，m2可以带动m1拖着纸带打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，只要证明（m2-m1）gh=（m1+m2）v2，即可验证动能定理，同时也可测出重力加速度的数值，其中h为m2的下落高度，v是对应时刻m1、m2的速度大小某次实验打出的纸带如图乙所示，0是打下的第一个点，两相邻点间还有4个点没有标出，交流电频率为50Hz（以下计算结果均保留三位有效数字） （1）系统的加速度大小为_ m/s2，在打点05的过程中，系统动能的增量E1= _ J

9、（2）某同学作出的-h图象如图丙所示，若忽略一切阻力的情况下，则当地的重力加速度g= _ m/s2四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）17. 某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究，他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为vt图象，如图所示（除210 s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线），已知在小车运动的过程中，2 s后小车的功率P9 W保持不变，小车的质量为1.0 kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变求： （1）小车所受到的阻力大小；（2）小车在010 s内位移的大小x18. 如图所示，AB为固定在竖直平面

10、内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R质量为m的小球由A点静止释放，求：（1）小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；（2）小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力FN的大小；（3）小球通过粗糙的水平面BC滑上固定光滑曲面，恰达最高点D，后返回滑到到水平面BC的中点停下，求D到地面的高度为h19. 如图所示，半径R=0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角=30，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上质量m=0.1kg的小物块（可视为质点）从空中的A点以v0=2m/s的速度被水平拋出，恰好从B点沿

11、轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，此时弹簧的弹性势能Epm=0.8J，已知小物块与水平面间的动摩擦因数=0.5，g取10m/s2求：（1）小物块从A点运动至B点的时间（2）小物块经过圆弧轨道上的C点时，对轨道的压力大小（3）C、D两点间的水平距离L答案和解析【答案】1. D2. A3. C4. A5. B6. D7. A8. B9. B10. D11. CD12. AB13. AD14. AB15. CD16. 4.80；0.576；9.6717. 解：（1）由图象知，前两秒t1的末速度为v1=3m/s，最大速度为vm=6m/s根据P=Fv，当F=Ff

12、时，v=vm解得阻力（2）前2s，小车做匀加速直线运动，位移x1，由运动学公式得，2s10s内，时间为t2，根据动能定理代入数据解得x2=39m010s内位移x=x1+x2=42m。18. 解：（1）小球从A滑至B的过程，由动能定理得：则得小球滑到最低点B时的速度为：（2）在B点，由牛顿第二定律得：则得：（3）从A到D的过程，由动能定理得：从D到BC中点的过程，由动能定理得：解得：19. 解：（1）小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道，由几何关系有：根据平抛运动的规律可得：vy=gt，解得：t=0.35s（2）小物块由B点运动到C点，由机械能守恒定律有：mgR（1+sin）=mvC2-mvB2解

13、得：vB=4m/s；在C点处，由牛顿第二定律有：F-mg=m解得：F=8N，根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力F大小为8N（3）小物块从B点运动到D点，由能量守恒定律有：Epm=mvB2+mgR（1+sin）-mgL解得：L=1.2m答：（1）小物块从A点运动至B点的时间为0.35s（2）小物块经过圆弧轨道上的C点时，对轨道的压力大小为8N（3）C、D两点间的水平距离为1.2m【解析】1. 解：两次均匀速吊起，根据平衡知，F=mg，知拉力相等，根据P=Fv，速度越大，功率越大，故D正确，A、B、C错误故选：D根据平衡得出拉力的大小，从而进行比较，结合瞬时功率的公式比较功率

14、的大小解决本题的关键知道匀速运动时拉力等于重力，掌握平均功率和瞬时功率的区别，知道这两种功率的求法2. 解：当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和，由于力F1对物体做功3J，力F2对物体做功4J，所以F1与F2的合力对物体做的总功就为：W=3J+4J=7J，故选：A功是标量，几个力对物体做的总功，就等于各个力单独对物体做功的和功是标量，故在计算时不论力的方向如何，直接将它们所做的功求代数和即可3. 解：m与楔形物体相对静止，二者必定都向左加速运动即m的合外力方向水平向右，画出m的受力图，根据几何关系得：N= 所以支持力做的功为：W=Nssin=mgtanL 故选：C

15、 m与楔形物体相对静止，二者必定都向右加速运动即m的合外力方向水平向右，画出m的受力图，求出楔形物体对小物体的作用力，根据功的公式即可求解本题主要考查了恒力做功公式的应用，要求同学们能正确对物体进行受力分析，难度适中4. 解：汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件F1=f P=F1v 当汽车的车速为时P=F2（） 根据牛顿第二定律F2-f=ma 由式，可求得：a= 故选：A汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件，可以先求出摩擦阻力；当汽车的车速为时，先P=Fv求出牵引力，再结合牛顿第二定律求解即可本题关键结合功率与

16、速度关系公式P=Fv、共点力平衡条件以及牛顿第二定律联合求解5. 解：A、根据功能关系可知：WG=Ep，故A错误B、根据动能定理得：WG-Wf=Ek-0，得WG=Ek+Wf故B正确C、D由上可知，WG=Wf+EkWf+Ep，故CD错误故B解答本题应抓住：重力做功等于重力势能的减小量；根据动能定理得：外力做的总功等于动能的增加量本题考查对功能关系的理解和掌握情况，关键要抓住重力做功与重力势能变化有关，外力做的总功与动能的变化有关6. 解：小球运动过程只受重力作用，小球做平抛运动；AB、设小球的初速度为v0，则2s末的速度为：（m/s）；根据图象可知：小球的初动能，2s末的动能，解得：，故AB错误

17、；C、小球做平抛运动，故竖直方向为自由落体运动，那么，小球在最初2s内下降的高度为，故C错误；D、小球做平抛运动，故竖直方向为自由落体运动，那么，小球在最初2s末的竖直分速度为gt=20m/s，故重力对小球做功的瞬时功率P=mgvy=0.1251020W=25W，故D正确；故选：D。根据小球只受重力做平抛运动，根据图象可知：小球的初动能为5J，2s末的动能为30J，根据平抛运动的基本公式及动能的表达式求得质量及2s末的速度，根据竖直方向在自由落体运动得到2s下降的高度及2s末重力的瞬时功率；在物体受力较复杂，但是做功比较容易表达的情况下，常根据动能定理求得某一位置的速度；另外对于某一过程，某些

18、力做的功（尤其是变力做的功）通常用动能定理求解。7. 解：足球在草坪上滚动的过程，由动能定理得-Wf=0-则得，克服阻力做的功Wf=J=22J故选：A。对足球在草坪上滚动的过程，应用动能定理可以求得克服阻力做的功本题中阻力的大小未知，不好用功的计算公式求其做功，可根据动能定理求8. 解：A、对单个物体进行受力分析可知，除了受重力外还受到绳子的拉力，绳子拉力对M做负功，M的机械能减小；绳子拉力对m做正功，m的机械能增加，故A错误；B、对两个物体组成的系统进行受力分析，只有重力做功，系统的机械能守恒，所以M减少的机械能等于m增加的机械能，故B正确C、M重力势能减小，动能增加，m重力势能和动能都增加

19、，故M减少的重力势能等于m增加的重力势能和两个物体增加的动能之和，故C错误D、由于Mm，则M向下加速，m向上加速，两者速度大小的增加相等，但质量不等，所以动能的增加不等，D错误故选：B 对于单个物体系统机械能不守恒，但两个物体系统中只有动能和势能相互转化，机械能守恒根据功能关系和机械能守恒条件进行分析本题关键是抓住：两个物体构成的系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变，对于单个物体，机械能并不守恒9. 解：两小球组成的系统机械能守恒，则该装置从水平位置由静止释放，对两球下摆至竖直位置的过程中，运用机械能守恒得：mg+mgL=m（1）2+m（L1）2 解得：1=假设质量为m的小球脱

20、离后，小球A恰能达到水平位置，根据机械能守恒得：mg=m（2）2 解得：2=，因为21，可知其余部分不能达到水平位置故A错误，B正确CD、两球下摆至竖直位置的过程中，B的机械能变化量为：EB=m（L1）2-mgL=mgL0，则B球的机械能增大，由系统的机械能守恒知A球的机械能减小，故CD错误故选：B两个小球组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，结合机械能守恒定律进行分析求解解决本题的关键知道两球的角速度相等，根据半径关系可知线速度的关系，抓住两球组成的系统机械能守恒进行求解10. 解：设OB=x 对从A到B过程，根据动能定理，有： mgh-mgx=0 对返回过程，由动能定理得到： W-mg

21、h-mgx=0 联立、解得： W=2mgh 即需外力做的功至少应为2mgh 故选：D 物体从A到B全程应用动能定理可得到：重力做功与物体克服滑动摩擦力做功相等，要将物体m从B点沿原路送回至A处，想要外力做功最少，物体到达A点时速度应该为零，再对返回过程运用动能定理可解本题的关键是采用分段法，对下滑全程和上滑全程根据动能定理列式，要注意选择研究的过程11. 解：在他减速下降高度为h的过程中，重力做功mgh，则重力势能减小了mgh他克服阻力做功fh，根据功能原理要，可知机械能减少了fh重力做功mgh，阻力做的功为-fh，由动能定理知：Ek=mgh-fh0，则他的动能减少了（f-mg）h，故AB错误

22、，CD正确故选：CD 重力做功等于重力势能的改变量，合外力做功等于动能的改变量；除重力之外的其他力做功等于机械能的改变量由功能关系进行解答本题考查功能关系，在学习中一定要明确做功与能量间的关系，明确哪些功与什么能量的转化相对应，不能搞混12. 解：A、由定义式可知，重力势能的大小是相对的；故A正确；B、重力势能的变化量取决于重力所做的功，与运动路径无关；故B正确；C、一个物体克服重力做功8J，则重力势能增加8J；故C错误；D、对于同一参考平面，正的重力势能一定比负的重力势能大；故D错误；故选：AB重力势能大小为mgh，h为物体相对于零势能面的高度；重力做功和路径无关，重力势能的变化量也与路径无

23、关重力势能的正负表示大小本题考查对功能关系的理解能力，关键掌握功是能量转化的量度对于势能要注意明确，重力做负功时，势能增大13. 解：A、从运动员手中抛出的标枪，不计空气阻力，只受重力，机械能守恒，故A正确B、子弹射穿木块，子弹的一部分动能转化为内能，所以系统的机械能将减小，故B错误C、物体沿斜面匀速下滑，动能不变，重力势能减小，则物体的机械能减少，故C错误D、物体以某初速度冲上固定的光滑圆弧面，圆弧面对物体不做功，只有重力对物体做功，所以物体的机械能守恒，故D正确故选：AD 物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧的弹力做功，根据机械能守恒的条件，逐个分析物体的受力情况，判断做功情况，即可判

24、断物体是否是机械能守恒也可以机械能的概念进行判断解决本题的关键掌握机械能守恒的条件和机械能的概念，知道机械能守恒的条件是只有重力或弹簧的弹力做功14. 【分析】根据功能关系：除重力以外其它力所做的功等于机械能的增量，0-x1过程中物体机械能在增加，知拉力在做正功，机械能与位移图线的斜率表示拉力当机械能守恒时，拉力等于零，通过拉力的变化判断其加速度以及动能的变化。本题画出了我们平时所陌生的机械能与高度的变化图象；要求我们从图象中分析物体的运动过程要求我们能明确机械能与外力做功的关系；明确重力做功与重力势能的关系；并正确结合图象进行分析求解。【解答】A.由图可知，x1处物体图象的斜率最大，则说明此

25、时机械能变化最快，由E=Fh可知此时所受的拉力最大；故A正确；BC.x1x2过程中，图象的斜率越来越小，则说明拉力越来越小；x2时刻图象的斜率为零，则说明此时拉力为零；在这一过程中物体应先加速后减速，则说明最大速度一定不在x2处；故B正确，C错误；D.由图象可知，拉力先增大后减小，直到变为零；则物体受到的合力应先增大，后减小，减小到零后，再反向增大；故加速度应先增大后减小，再反向增大；故D错误；故选AB。15. 解：A、初始位置，两球的动能均为零，重力势能相等，可知两球的机械能相等，因为小球运动过程中机械能守恒，可知经过最低点A球的机械能等于B球的机械能，故A错误B、根据动能定理知，由于A的绳

26、长较长，到达最低点时，A球动能大于B球动能，故B错误C、在最低点重力的方向与速度方向垂直，重力的瞬时功率均为零，可知重力对A球瞬时功率等于重力对B球的瞬时功率，故C正确D、根据动能定理知，解得v2=2gL，根据牛顿第二定律得，解得F=3mg，与绳长无关，可知细线对A球的拉力等于细线对B球的拉力，故D正确故选：CD小球运动的过程中机械能守恒，通过比较初状态的机械能比较到达最低点的机械能，根据动能定理比较到达底端的动能根据牛顿第二定律求出拉力的大小，从而比较大小解决本题的关键知道小球在运动过程中机械能守恒，结合动能定理、牛顿第二定律综合求解，比较瞬时功率时，注意力与速度方向的夹角16. 解：（1）两相邻点间还有4个点没有标出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小，得：a=m/s2=4.80m/s2，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上5点时小车的瞬时速度大小为：v5=m/s=2.4m/s 物体的初速