高一物理必修第二册第八章机械能守恒定律提升培优检测含答案解析12.docx
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高一物理必修第二册第八章机械能守恒定律提升培优检测含答案解析12
高一物理必修第二册第八章机械能守恒定律提升培优检测含答案解析
如图所示,质量为m的物块与水平转台之间的动摩擦因数为μ,物块与转台转轴相距R,物块随转台由静止开始转动并计时,在t1时刻转速达到n,物块即将开始滑动。
保持转速n不变,继续转动到t2时刻。
已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A.在0~t1时间内,摩擦力做功为零
B.在t1~t2时间内,摩擦力做功不为零
C.在0~t1时间内,摩擦力做功为2μmgR
D.在0~t1时间内,摩擦力做功为
【答案】D
【详解】
ACD.在0~t1时间内,转速逐渐增加,故物块的线速度逐渐增加,在t1~t2时间内,最大静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律得
μmg=m
解得
v=
,
物块做加速圆周运动过程,即在0~t1时间内,由动能定理得:
W=
=
μmgR
故A、C错误,D正确;
B.在t1~t2时间内,物块的线速度大小不变,摩擦力只提供向心力,根据动能定理可知摩擦力做功为零
故B错误。
故选D。
12.一个物体速度由0增加到v,再从v增加到2v,外力做功分别为W1和W2,则W1和W2关系正确的是()
A.W1=W2
B.W2=2W1
C.W2=3W1
D.W2=4W1
【答案】C
【详解】
试题分析:
根据动能定理可知
,因此
,答案为C
考点:
动能定理
点评:
此类题型考察了动能定理的运用,抓住初、末速度.在运用时不需要考虑中间过程,也不需要考虑是直线或曲线.
13.用100N的力将质量为0.5kg,静止在地面上的足球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m,则人对球做功为( )
A.200JB.16JC.2000JD.无法确定
【答案】B
【详解】
人对球做的功全部转化为球的初动能,根据动能定理得
ACD错误,B正确。
故选B。
14.如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P从静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的压力为2mg,重力加速度大小为g。
质点自P滑到Q的过程中,摩擦力所做的功为( )
A.-
mgRB.-
mgRC.-
mgRD.-
mgR
【答案】C
【详解】
当质点滑到Q点时,对轨道的压力为FN=2mg,轨道对质点的支持力FN′=FN,由牛顿第二定律得
FN′-mg=m
v
=gR。
对质点自P滑到Q点应用动能定理得:
mgR+Wf=
mv
-0
得
Wf=-
mgR,
故ABD错误,C正确。
15.如图所示的滑轮光滑轻质,物体A、B分别系在轻绳两端并跨过定滑轮,物体A的质量M1=2kg,物体B的质量M2=1kg,物体A离地高度为H=0.5m。
物体A与物体B从静止开始释放,取g=10m/s2,物体A由静止下落0.3m时的速度为( )
A.
B.3m/s
C.2m/sD.1m/s
【答案】A
【详解】
对A、B组成的系统运用机械能守恒定律得
(M1-M2)gh=
(M1+M2)v2
代入数据解得
v=
m/s
故选A。
16.如图所示,粗细均匀,两端开口的U形管内装有同种液体,开始时两边液面高度差为h,管中液柱总长度为4h,后来让液体自由流动,当两液面高度相等时,右侧液面下降的速度大小是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】
设U形管横截面积为S,液体密度为ρ,两边液面等高时,相当于右管上方
高的液体移到左管上方,这
高的液体重心的下降高度为
,这
高的液体的重力势能减小量转化为全部液体的动能。
由能量守恒得
解得
因此A正确,BCD错误。
故选A。
17.如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分,M为半径为R=1.0m、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平,M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量m=0.01kg的小钢珠。
假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过M的上端点水平飞出,取g=10m/s2,弹簧枪的长度不计,则发射该钢珠前,弹簧的弹性势能为( )
A.0.10JB.0.15J
C.0.20JD.0.25J
【答案】B
【详解】
小钢珠恰好经过M的上端点时有
mg=m
所以
全过程中,小钢珠与弹簧组成的系统机械能守恒,根据机械能守恒定律得
Ep=mgR+
mv2=0.15J
故选B。
18.如图,把一根内壁光滑的细圆管弯成3/4圆周形状,且竖直放置,管口A竖直向上,管口B水平向左,一小球从管口A的正上方h1高处自由落下,经细管恰能到达细管最高点B处.若小球从A管口正上方h2高处自由落下,进入A管口运动到B点后又从空中飞落进A口,则h1∶h2为
A.1∶1B.2∶3C.4∶5D.5∶6
【答案】C
【详解】
当小球从管口A的正上方h1高处自由落下,到达细管最高点B处时的速度为零,则根据机械能守恒定律有(取管口A的位置重力势能为零),
mgh1=mgR
解得h1=R;当从A管口正上方h2高处自由落下时,根据平抛运动规律有
R=vBt,
解得
,根据机械能守恒定律有
解得h2=5R/4,故
h1∶h2=4∶5
故选C.
【点睛】
在做题时一定要理解题目中“恰能运动到C点”,以及“恰好落回A点”这两个关键点,“恰能运动到C点”说明此时的速度为零,“恰好落回A点”说明平抛运动的水平和竖直位移都是半径R.
19.如图所示,地面上竖直放一根轻弹簧,其下端和地面固定连接,一物体从弹簧正上方距弹簧一定高度处自由下落,则( )
A.物体和弹簧接触时,物体的动能最大
B.物体在挤压弹簧阶段,物体动能和弹簧弹性势能之和不断增加
C.物体在挤压弹簧阶段,物体的动能和弹性势能的之先增加后减少
D.物体在反弹阶段动能一直增加,直到物体脱离弹簧为止
【答案】B
【详解】
A.小球接触弹簧后,受到向上的弹力和向下的重力,弹力先小于重力,后大于重力,小球先向下做加速运动,后向下做减速运动,则当弹簧弹力与重力相等时速度最大,此时弹簧处于压缩状态,故A错误;
BC.压缩弹簧阶段,小球的重力势能一直减少,转化为物体的动能和弹簧弹性势能,故物体的动能和弹簧弹性势能的和不断增加,故B正确,C错误;
D.物体在反弹阶段,速度先增大,重力与弹簧弹力相等时速度最大,之后速度减小,故直到物体脱离弹簧时物体的动能先增加后减小,故D错误。
故选B。
20.如图,一轻弹簧左端固定在长木块B的左端,右端与小木块A连接,且A、B及B与地面间接触面光滑。
开始时,A和B均静止,现同时对A、B施加等大反向的水平恒力F1和F2。
在两物体开始运动以后的整个运动过程中,对A、B和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),下列说法正确的是()
A.由于F1、F2等大反向,故系统机械能守恒
B.F1、F2分别对A、B做正功,故系统机械能不断增加
C.当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,系统机械能最大
D.系统机械能最大时,两物体动能都为零
【答案】D
【详解】
当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,A和B受力平衡,加速度为零,此时速度达到最大值,故各自的动能最大。
由于F1、F2先对系统做正功,当两物体速度减为零时,此时系统机械能最大;之后由于弹簧的弹力大于F1、F2,两物体再加速相向运动,F1、F2对系统做负功,系统机械能开始减少。
故选D。
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