人教版机械能守恒定律单元测试浙江专用Word文档格式.docx
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下滑过程中速度越来越大,上滑过程中速度越来越小,速度不同,B错误;
斜面的倾斜程度不同,加速度也不同,C错误;
伽利略理想斜面实验中如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略,则在小球运动的过程只有重力做功,则物体的机械能守恒,故这个不变量应该是能量,D正确.
2.(2017·
绍兴第一中学期末)关于做功,下列说法中正确的是( )
A.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,一定做负功
B.静摩擦力和滑动摩擦力都可以做正功
C.一负电荷在电场中移动时,克服电场力做功,则其电势能减少
D.作用力与反作用力大小相等、方向相反,所做功的代数和一定为零
答案 B
解析 恒力做功的表达式W=Flcosα,滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,但与运动方向可以相同,也可以相反,物体受滑动摩擦力也有可能位移为零,故可能做负功,也可能做正功,也可能不做功,A错误;
恒力做功的表达式W=Flcosα,静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反,但与运动方向可以相同,也可相反,还可以与运动方向垂直,故静摩擦力可以做正功,也可以做负功,也可以不做功,结合A的分析,B正确;
无论是正电荷还是负电荷,只要克服电场力做功,其电势能一定增加,C错误;
一对相互作用力大小相等,方向相反,作用的两个物体位移不同,做功就不同,其代数和不一定为零,D错误.
3.两辆相同的汽车,一辆空载,一辆满载,在同一水平公路路面上(路面粗糙程度不变)直线行驶,下面关于两车车速、动能、惯性、质量和滑行路程的讨论,正确的是( )
A.车速较大的汽车,它的惯性较大
B.动能较大的汽车,它的惯性较大
C.行驶速度相同时,质量较大的汽车,刹车后滑行的路程较长
D.以额定功率匀速行驶时,质量较小的汽车,刹车后滑行的路程较长
4.如图1所示,两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等,它们的质量也相等.在甲图中用力F1拉物体,在乙图中用力F2推物体,夹角均为α,两个物体都做匀速直线运动,通过相同的位移.设F1和F2对物体所做的功分别为W1和W2,物体克服摩擦力做的功分别为W3和W4,下列判断正确的是( )
图1
A.F1=F2B.W1=W2
C.W3=W4D.W1-W3=W2-W4
5.如图2所示,质量为m的小球(可以看成质点),在恒力F的作用下,从地面上A点由静止开始运动.途经桌面处B点到达C点,现以桌面为参考平面,已知H<
h,则( )
图2
A.小球从A到B重力做功小于从B到C重力做的功
B.小球在A点的重力势能大于在C点的重力势能
C.整个过程小球的机械能一定增大
D.整个过程小球的机械能守恒
答案 C
解析 功的大小比较看绝对值,h>
H,则mgh>mgH,故A错误;
重力势能的大小看位置高低,A点最低,B错误;
恒力F始终做正功,所以小球的机械能一直变大,C正确,D错误.
6.如图3所示,质量相同的物体A与B通过一轻绳绕过光滑固定的轻质定滑轮系在一起,B在光滑斜面上,与B相连的轻绳与斜面平行.开始时用手托着A使它们都静止,然后放手,在A未到达地面、B未到达斜面顶端之前( )
图3
A.物体A的动能总比物体B的动能大
B.轻绳对物体A不做功
C.物体A和B组成的系统的机械能不守恒
D.物体B的机械能一定变大
解析 由题意知,A、B两物体的速率始终相等,所以两物体的动能相等,选项A错误;
轻绳的拉力对A做负功,选项B错误;
A、B组成的系统中只有重力做功,系统的机械能守恒,选项C错误;
绳子拉力对B做正功,B的机械能一定变大,选项D正确.
7.根据国家标准规定,电动自行车的最高速度不得超过20km/h.一个高中生骑电动自行车按规定的最高速度匀速行驶时,电动车所受的阻力是总重力的0.2倍.已知人和车的总质量约为60kg,则此时电动车电机的输出功率约为( )
A.70WB.140W
C.700WD.1400W
8.如图4所示,某高三男生以立定跳远的方式跃过一条1.8m宽的水沟,其起跳、腾空、落地的过程如图所示,他这一次跳跃所消耗的能量最接近( )
图4
A.60JB.600JC.1200JD.2000J
解析 设男生质量为60kg.G=mg=600N,跳起高度大约1m,消耗的能量E=mgh=600J.
9.如图5所示,小球甲从竖直固定的半径为R的光滑圆弧轨道顶端由静止滚下,圆弧底端切线水平;
同质量的小球乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滚下.下列判断错误的是( )
图5
A.两小球到达底端时速度相同
B.两小球运动到底端的过程中重力做功相同
C.两小球到达底端时动能相同
D.两小球到达底端时,乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率
答案 A
解析 根据动能定理得,mgR=mv2,知两小球到达底端的动能相等,速度大小相等,但是速度的方向不同,故选项A错误,C正确;
两小球运动到底端的过程中,下落的高度相同,则重力做功相同,故选项B正确;
两小球到达底端的速度大小相等,甲球的重力与速度方向垂直,瞬时功率为零,乙球的重力与速度方向不垂直,瞬时功率不为零,则乙球的重力做功的瞬时功率大于甲球的重力做功的瞬时功率,故选项D正确.
10.同一辆货车两次匀速驶上同一坡路(路面粗糙程度相同),在空载时上坡的速度为v1,牵引力为F1;
在满载时上坡的速度为v2,牵引力为F2.已知两次上坡过程该货车的输出功率相同,不计空气阻力,则( )
A.v1<v2B.v1>v2
C.F1>F2D.F1=F2
解析 货车匀速上坡时的牵引力F=mgsinθ+μmgcosθ,空载时的牵引力F1小于满载时的牵引力F2,选项C、D均错;
由P=Fv相同,可知v1>v2,选项B正确.
11.如图6所示,斜面高h,质量为m的物块,在沿斜面向上的恒力F作用下,能匀速沿斜面向上运动,若把此物块放在斜面顶端,在沿斜面向下同样大小的恒力F作用下,物块由静止向下滑动,滑至底端时其动能的大小为(不计空气阻力)( )
图6
A.mghB.2mgh
C.2FhD.Fh
解析 物块匀速向上运动,即向上运动过程中物块的动能不变,由动能定理知物块向上运动过程中外力对物块做的总功为0,
即WF-mgh-Wf=0①
物块向下运动过程中,恒力F与摩擦力分别对物块做的功与向上运动时相同,设滑至底端时的动能为Ek,由动能定理知WF+mgh-Wf=Ek-0②
将①式变形有WF-Wf=mgh,
代入②式有Ek=2mgh,则B选项正确.
12.三峡水力发电站是我国最大的水力发电站,三峡水库水位落差约100m,水的流量约1.35×
104m3/s,船只通航需要3500m3/s的流量,其余流量全部用来发电,水流冲击水轮机发电时,水流减少的机械能有20%转化为电能.按照以上数据估算,如果三峡电站全部用于城市生活用电,它可以满足约多少个百万人口城市生活用电.(设三口之家平均每家每月用电240度)( )
A.2个B.6个C.18个D.90个
解析 每秒用于发电的水的重力势能约为1×
1010J,转化为电能有2×
109J,每月就是5.2×
1015J,等于1.44×
109度电,大约可供600万个三口之家使用,也就是1800万人口,18个百万人口,故C正确.
13.2016年12月18日,国内单机容量最大的抽水蓄能电站——浙江仙居抽水蓄能电站全面投产.其工作原理是:
在用电低谷时(如深夜),电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中,到用电高峰时,再利用蓄水池中的水发电.如图7所示,若该电站蓄水池(上水库)有效总库容量(可用于发电)为8.78×
106m3,发电过程中上下水库平均水位差671m,年抽水用电量为3.2×
109kW·
h,年发电量为2.5×
h(水的密度为ρ=1.0×
103kg/m3,重力加速度为g=10m/s2),相当于给华东电网建了一个“大蓄电池”,以下水库水面为零势能面.则下列说法正确的是( )
图7
A.抽水蓄能电站的总效率约为65%
B.发电时流入下水库的水流速度最大可达150m/s
C.蓄水池中能用于发电的水的重力势能约为Ep=6.0×
1015J
D.该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以106kW计算)约7h
解析 已知年抽水用电量为3.2×
h,年发电量为2.5×
h,则抽水蓄能电站的总效率为η=×
100%≈78.1%,故A错误.若没有任何阻力,由机械能守恒得mgh=mv2,得v==m/s≈116m/s,由题知,水流下的过程中受到阻力,所以发电时流入下水库的水流速度小于116m/s,故B错误.蓄水池中能用于发电的水的重力势能为Ep=mgh=ρVgh=1.0×
103×
8.78×
106×
10×
671J≈5.9×
1013J,故C错误.该电站平均每天所发电量为E=,可供给一个大城市居民用电(电功率以106kW计算)的时间为t=≈7h,故D正确.
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题2分,共6分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
14.如图8所示,排球运动员正在做颠球训练,若空气阻力不能忽略,则击球后,球从某位置离开手竖直向上运动,再下落回到该位置的过程中( )
图8
A.重力先做正功后做负功
B.重力做的总功不为零
C.空气阻力做负功
D.空气阻力做的总功等于球的动能变化
答案 CD
解析 排球在竖直向上运动的过程中,重力方向与位移方向相反,重力做负功,排球竖直向下运动的过程中,重力方向与位移方向相同,重力做正功,选项A错误;
重力做功只与初、末位置有关,故在整个过程中,重力对排球做的总功为零,选项B错误;
在整个运动过程中,排球受的空气阻力方向与速度方向始终相反,故空气阻力对排球做负功,选项C正确;
由动能定理知,空气阻力做的总功等于球的动能变化,选项D错误.
15.如图9所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P连接,另一端与物体A相连,物体A置于光滑水平面桌面上,过右端连接一水平细线,细线绕过光滑的轻质定滑轮与物体B相连,A、B两物体质量相等.开始A、B处于静止状态,某时刻烧断细线,下列分析正确的是( )
图9
A.烧断细线的瞬时,A物体的加速度为零
B.B物体落地前,A、B组成的系统机械能守恒
C.B物体落地后,A物体与弹簧组成的系统机械能守恒
D.当弹簧的弹力为零时,A物体的动能最大
解析 以A、B组成的系统为研究对象,弹簧的弹力等于B物体的重力,烧断细线的瞬间,根据牛顿第二定律可知,mg=ma,选项A错误;
B物体落地前,A物体、B物体以及弹簧组成的系统机械能守恒,故选项B错误;
B物
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