高考物理复习之机械能守恒定律测试题docx.docx
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高考物理复习之机械能守恒定律测试题docx
《机械能守恒定律》单元测试题
(一)含答案
一、选择题(本大题10小题,每小题5分,共50分。
在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有两个选项正确。
全部选对的得5分,选不全的得3分,有错选或不答的得0分。
)
1.某班同学从山脚下某一水平线上同时开始沿不同路线爬山,最后所有同学都陆续到达山顶上的平台。
则下列结论正确的是
A.体重相等的同学,克服重力做的功一定相等
B.体重相同的同学,若爬山路径不同,重力对它们做的功不相等
C.最后到达山顶的同学,克服重力做功的平均功率最小
D.先到达山顶的同学,克服重力做功的平均功率最大
2.某同学在一高台上,以相同的速率分别把三个球竖直向下、竖直向上、水平抛出,不计空气阻力,则
A.三个小球落地时,重力的瞬时功率相等
B.从抛出到落地的过程中,重力对它们做功的平均功率相等
C.从抛出到落地的过程中,重力对它们做功相等
D.三个小球落地时速度相同
3.质量为m的汽车在平直公路上以恒定功率P从静止开始运动,若运动中所受阻力恒定,大小为f。
则
A.汽车先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动
B.汽车先做加速度减小的加速直线运动,后做匀速直线运动
C.汽车做匀速运动时的速度大小为
D.汽车匀加速运动时,发动机牵引力大小等于f
4.下列说法正确的是
A.物体机械能守恒时,一定只受重力和弹力的作用
B.物体做匀速直线运动时机械能一定守恒
C.物体除受重力和弹力外,还受到其它力作用,物体系统的机械能可能守恒
D.物体的动能和重力势能之和增大,必定有重力以外的其它力对物体做功
5.小朋友从游乐场的滑梯顶端由静止开始下滑,从倾斜轨道滑下后,又沿水平轨道滑动了一段距离才停了下来,则
A.下滑过程中滑梯的支持力对小朋不做功
B.下滑过程中小朋友的重力做正功,它的重力势能增加
C.整个运动过程中小朋友、地球系统的机械能守恒
D.在倾斜轨道滑动过程中摩擦力对小朋友做负功,他的机械能减少
6.质量为m的滑块,以初速度vo沿光滑斜面向上滑行,不计空气阻力。
若以距斜面底端h高处为重力势能参考面,当滑块从斜面底端上滑到距底端高度为h的位置时,它的动能A.
B.mgh C.
D.
7.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。
假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是
A.运动员到达最低点前重力势能始终减小
B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹性力做负功,弹性势能增加
C.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D.蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
8.如图1所示,分别用质量不计不能伸长的细线与弹簧分别吊质量相同的小球A、B,将两球拉开使细线与弹簧都在水平方向上,且高度相同,而后由静止放开A、B两球,两球在运动中空气阻力不计,到最低点时两球在同一水平面上,则两球在最低点时的速度
A.A球的速度大 B.B球的速度大
C.A、B球的速度大小相等 D.无法判定
9.质量为m的物体从高度为h、倾角为θ的光滑斜面的顶端从静止开始滑下,若不计空气阻力,则物体
A.滑到斜面底端时减少的机械能等于mgh
B.滑到斜面底端时增加的动能等于mgh
C.滑到斜面底端时重力对物体做的功功率等于
D.小球滑到斜面底端时的速度大小与斜面倾角无关
10.如图2所示,质量不同的两物体通过轻绳相连,M>m,滑轮光滑且质量不计,轻绳的伸长不计,空气阻力不计。
由静止释放两物体,则物体M下降h距离过程中
A.两物体减少的机械能总量等于
B.轻绳的拉力对m做的功等势mgh
C.M的速度大小等于
D.m的速度大小等于
二、填空题(共16分,将答案填写在题中横线上。
)
11.(10分)(原创)某同学利用如图5所示的实验装置验证机械能守恒定律。
(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误:
① ,② ;
(2)实验中应先 ,再 ;(接通电源开关,释放纸带)
(3)实验中需要对比是否相等的两个量是 和 ,实验中 测量重物的质量(必须,不需)。
12.(6分)如图4所示。
光滑弧形轨道末端水平、离地面的高度为H,将钢球从轨道上高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。
当s2与h满足s2= (用H、h表示)时,便可证明小球下滑运动中机械能守恒。
三、计算题(共34分,各小题解答时,要写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
)
13.(10分)物体在水平恒力F作用下,在水平面上由静止开始运动,当位移为L时撤去水平恒力F,此后物体继续向前滑行3L后静止。
若路面情况相同,求物体运动中受到的摩擦力和最大动能。
14.(10分)质量为m的汽车在平直公路上加速行驶,当速度为v1时,立即以不变的功率P继续加速行驶。
再通过s路程时速度增加至最大速度v2。
设汽车行驶中所受阻力不变,求汽车速度由v1增至v2所用的时间。
15.(14分)如图5所示,一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC,其半径R=0.5m,轨道在C处与水平地面相切,在C处放一质量等于0.1kg的小物块,给它一水平向左的初速度vo=5m/s,结果它沿CBA运动,通过A点后落在水平地面上的D点。
取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)物体经过A点时,轨道对它的支持力;
(2)C、D间的距离s;
参考答案与解析:
1.A
解析:
所有同学爬山过程中,初末位置的高度差相等,都是由低处到高处,重力都做负功,即克服重力做功。
有与重力的功与路径无关,体重相等的同学,重力的功相等,克服重力的功相等。
选项A正确B错误;最先到达山顶的同学所用时间最短,但克服重力的功可能较小,平均功率不一定最大。
最后到达山顶的同学所用时间最长,但克服重力的功可能较大,平均功率不一定最小。
2.C
解析:
各小球下落高度相等,重力的功相等,但下落时间不同,重力的平均功率不等。
由于不计空气阻力,小球运动中的机械能守恒,它们落地时的速度大小相等,但方向不同,重力的瞬时功率不等。
3.BC
解析:
由于汽车保持恒定功率P不变,由
可知,随着速度的增大,牵引力将减小,汽车做加速度减小的加速直线运动,当牵引力减小到等于阻力f时,便做匀速直线运动,牵引力不再变化。
由公式
及
可知,汽车匀速运动时的速度大小为
。
4.CD
解析:
物体系统中,虽有不是重力、弹力的力,但若这些力不做功,物体系统的机械能守恒,若这些力的总功不等于零,系统的机械能不守恒,总功为正功,机械能增加,总功为负功,机械能减少。
5.AD
解析:
下滑过程中,支持力属于弹力,方向始终与运动方向垂直,不做功;下滑过程中,重力做正功,小朋友的重力势能减小;整个运动过程中,由于空气阻力、摩擦力做功,小朋友的机械能不守恒;在倾斜轨道运动时,摩擦力方向与运动方向相反,摩擦力做负功,机械能减少。
6.D解析:
滑块开始上滑时的机械能总量为(
),由于不计空气阻力,斜面支持力垂直于斜面不做功,只有重力对滑块做功,机械能守恒,机械能总量不变,物体在h高度处重力势能为零,动能为
。
7.ABC。
解析:
不管选那个位置为重力势能参考面,运动员到达最低位置前高度总是减小的,因此重力势能一直是减小的。
绳紧张后,随着运动员的下降,绳伸长,对运动员作用向上的弹力,此力做负功,同时伸长量增大,弹性势能增加。
由于空气阻力可以忽略,蹦极过程中,对于运动员、地球、绳系统来说,只有重力与弹力做功,系统的机械能守恒。
重力势能与重力势能参考平面的选取有关,而重力势能的变化量则与此无关。
8.A
解析:
A球运动中只有重力做功,机械能守恒;B球运动中有重力、弹力做功,机械能也守恒。
两球从开始到经过最低点,减少的重力势能相等,A球减少的重力势能全部转化成了它的动能,B求减少的重力势能一部分转化成了它的动能,还有一部分转化成了弹簧的弹性势能。
9.BD
解析:
物体滑动过程中,斜面的支持力不做功,空气阻力不计,机械能守恒。
增加的大动能等于减少的重力势能。
选项A错误BD正确;由于重力方向竖直向下,因此物体滑至斜面底端时,重力的功率为
。
选项C错误。
10.D
解:
由于M>m,释放后M下降,m上升,运动中只有重力做功,轻绳弹力对两物体做功的代数和等于零,系统的机械能守恒。
故有:
。
解得两物体的速度大小为:
;运动过程中,m加速上升,轻绳的拉力不等于mg,它的功不等于mgh。
11.(1)电磁打点计时器接在了直流电源上,释放纸带时重物离打点计时器太远;
(2)先接通电源开关,再释放纸带;(3)重物减少的重力势能和增加的动能,不需。
解析:
(1)打点计时器使用4-6V交流电源,为使纸带上打出较多的点,应使重物处在打点计时器附近,释放纸带。
(2)由于是从重物自由落体开始时刻测量的,为保证打点开始时刻与重物开始下落时刻同步,应先接通电源再释放纸带。
由于是比较
与
是否相等,不需要测量重物质量。
12.
解析:
由于轨道末端水平,小球离开轨道后做平抛运动落地,因此有:
,
。
若小求沿轨道下滑过程中机械能守恒,应有:
。
解得:
。
13
,
。
解析:
物体在水平恒力F作用下能从静止开始运动,说明F大于地面对物体的摩擦力。
所以运动开始后物体先做匀加速运动,在撤去F前速度一直增大,动能一直增大。
这一过程中,物体受F、滑动摩擦力、重力、地面支持力四个的作用,只有重力和摩擦力做功。
设物体的质量为m,摩擦力为f,最大动能为Ek。
则这一过程中,各力功的代数和为
,动能的增量为Ek。
由动能定理有:
。
撤去F后的运动过程中,物体在重力、支持力、摩擦力的作用下匀减速运动到静止,只有摩擦力做功。
同理,由动能定理有:
。
解以上两式得:
,
。
14.
解析:
汽车速度为v2时,由瞬时功率及共点力平衡条件有:
,
。
速度由v1增至v2过程中,对汽车的运动运用动能定理有:
。
解得:
。
15.
(1)0;
(2)s=1m
解析:
设小物块的质量为m,过A处时的速度为v,物体从C到A的运动过程中只有重力做功,机械能守恒,故有:
;对物体经过A点的运动,由牛顿第二定律有:
;设物体由A到D经历的时间为t,由平抛运动规律有:
,
。
代入数据解得:
N=0,s=1m。
(来源:
人教网)
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