人教版高中物理必修二第七章-《机械能守恒定律》单元测试题(解析版)

第七章《机械能守恒定律》单元测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．质量为50kg、高为1．8m的跳高运动员，背越式跳过2m高的横杆而平落在高50cm的垫子上，整个过程中重力对人做的功大约为（）A．1000JB．750JC．650JD．200J2．如图所示，起重机的钢绳上悬挂着重物。下列说法正确的是（）A．当重物静止时，重力不做功，钢绳的拉力做正功B．当重物沿水平方向匀速移动时，重力和钢绳拉力都不做功C．当重物沿竖直方向向上移动时，重力和钢绳拉力都做正功D．当重物沿竖直方向向下移动时，重力和钢绳拉力都做负功3．如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O点的水平线。已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由M点以出速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需时间为t2。则（）A．v1＜v2，t1＜t2B．v1＜v2，t1＞t2C．v1=v2，t1＜t2D．v1=v2，t1＞t24．一个质量为2kg的物体，以4sm/的速度在光滑水平面上向右滑行，从某个时刻起，在物体上作用一个向左的水平力，经过一段时间，物体的速度方向变为向左，大小仍然是4sm/，在这段时间内水平力对物体做的功为（）A．0B．J8C.J16D.J325．某同学在平直公路上匀速骑行自行车，所受阻力约为车和人总重的0.03倍，则该同学骑行过程中做功功率最接近于（）A．10-3kWB．10-1kWC．1kWD．10kW6．如图所示，物块第一次沿轨道1从A点由静止下滑至底端B点，第二次沿轨道2从A点由静止下滑经C点至底端B点，AC＝CB，。物块与两轨道的动摩擦因数相同，不考虑物块在C点处撞击的因素，则在物块两次整个下滑过程中（）试卷第2页，总7页A．物块沿1轨道滑至B点时的速率大B．物块沿2轨道滑至B点时的速率大C．物块两次滑至B点时速度大小相同D．物块沿2轨道滑至B点产生的热量多7．火车站以及商场都装有智能化电动扶梯，如图所示，当乘客站上扶梯时，它先缓慢加速，然后再匀速上升，则()A．乘客始终处于超重状态B．在匀速阶段，电梯对乘客的作用力不做功C．在加速阶段，电梯对乘客有水平向右的摩擦力D．在运送乘客的全过程中，电梯多做的功等于乘客增加的重力势能8．如图所示，相同质量的两物块从底边长相同、倾角不同的固定斜面最高处同时由静止释放且下滑到底端，下面说法正确的是()A．若斜面光滑，两物块一定同时运动到斜面底端B．若斜面光滑，倾角小的斜面上的物块一定先运动到斜面底端C．若两物块与斜面之间的动摩擦因数相同，倾角大的斜面上的物块损失的机械能大D．若两物块到达底面时的动能相同，倾角大的斜面与物块间的动摩擦因数大9．如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为（）A．B．C．D．10．如图所示，A、B两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连，置于固定斜面体的两个斜面上的相同高度处，且都处于静止状态，两斜面的倾角分别为α和β，αβ,若不计摩擦，剪断细绳后，下列关于两物体说法中正确的是()A．两物体着地时所受重力的瞬时功率相同B．两物体着地时的动能相同C．两物体着地时的速率相同D．两物体着地时的机械能相同11．如图所示为皮带传送装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角为，A、B两端相距L，将质量为m的物体轻放到传送带的A端，物体沿AB方向从A端一直加速运动到B端，物体与传送带间的滑动摩擦力大小为f，传送带顺时针运转，皮带传送速度v保持不变，物体从A到达B所用的时间为t，物体和传送带组成的系统因摩擦产生的热量为Q，电动机因运送物体多做的功为W，下列关系式中正确的（）A．QfLB．QfvtLC．21sin2WmvmgLQD．Wfvt12．如图所示，一端连接轻弹簧的质量为m的物体B静止在光滑水平面上，质量也为m的物体A以速度v0正对B向右滑行，在A、B和弹簧发生相互作用的过程中，以下判断．．．．不正确．．．的是（）A．任意时刻A、B和弹簧组成的系统总动量都为mv0B．弹簧压缩到最短时，A、B两物体的速度相等C．弹簧的最大弹性势能为2018mvD．弹簧压缩到最短时，A、B和弹簧组成的系统总动能最小13．轻质弹簧竖直放在地面上，物块P的质量为m，与弹簧连在一起保持静止，现用竖试卷第4页，总7页直向上的恒力F使P向上加速运动一小段距离L时速度为v，则（）A、重力做功是-mgLB、合外力做的功是212mvmgLC、合外力做的功是FLmgLD、弹簧弹力做的功是212mgLFLmv14．如图所示，在水平地面上，一物块在与水平方向成θ角的恒力F作用下，水平向右运动了一段位移x．在此过程中，恒力F对物体所做的功为（）A．FxcosθB．𝐹𝑥cos𝜃C．FxsinθD．𝐹𝑥sin𝜃15．一个质量为m的物体只在重力和竖直向上的拉力作用下以ga2的加速度竖直向上加速运动，则在此物体上升h高度的过程中，下列说法正确的是（）A．物体的重力势能增加了mgh2B．物体的动能增加了mgh2C．拉力对物体做功为mgh2D．物体的机械能增加了mgh3二、多选题（每小题至少有两个正确答案）16．竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道，如图所示，A、M、B三点位于同一水平面上，C、D分别为两轨道的最低点，将两个相同的小球分别从A、B处同时无初速释放。则（）A．通过C、D时，两球的线速度大小相等B．通过C、D时，两球的角速度大小相等C．通过C、D时，两球的机械能相等D．通过C、D时，两球对轨道的压力相等17．如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g=10m/s2，则：（）甲乙丙A．第1s内推力做功为1JB．第2s内物体克服摩擦力做的功为W=2.0JC．第1.5s时推力F的功率为2WD．第2s内推力F做功的平均功率𝑃＝3W18．汽车发动机的额定功率为80kW，汽车的质量为2×103kg，如果汽车从静止开始以额定功率启动，汽车加速运动时间为6s，运动过程中阻力恒为4×103N，则（）A．汽车从静止启动后能达到的最大速度为20m／sB．汽车加速到10m／s时加速度大小为2m／s2C．汽车从静止达到最大速度的过程中的平均速度等于10m／sD．汽车从静止达到最大速度的过程中的平均速度大于10m／s19．如图所示，质量m=1kg的物块在水平恒力F=20N的推动下，从粗糙斜面底部A处由静止开始运动至高h=6m的B处，用时t=2s．到达B处时物块的速度大小为v=10m／s，重力加速度g=10m／s2．不计空气阻力，则()A．A、B之间的水平距离8mB．物块与斜面间的动摩擦因数为0.25C．推力F对物块做的功为120JD．物块克服摩擦力做的功为50J三、实验题20．一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系。实验装置如下图甲所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小球刚好接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。试卷第6页，总7页（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为；（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：弹簧压缩量x/cm1.001.502.002.503.003.50小球飞行水平距离s/m0.210.300.410.490.610.69结合（1）问与表中数据，可分析得到弹簧弹性势能pE与弹簧压缩量x之间的函数关系式为（k为比例系数）A．kxEPB．2kxEPC．xkEPD．xkEP1（3）你认为pE与x的关系式中的比例系数k与弹簧的什么因素有关？21．在利用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：（1）打点计时器所用交流电的频率为50Hz，实验得到的甲、乙两条纸带如图所示，应选______纸带好。（2）若通过测量纸带上某两点间的距离来计算某时刻的瞬时速度，进而验证机械能守恒定律，现测得2、4两点间的距离为X1,0、3两点间的距离为X2，打点周期为T，为了验证0、3两点间的机械能守恒，则X1、X2和T应满足的关系是______。（3）在本实验中，需要特别注意的有（______）A．称出重物的质量B．手提纸带，先接通电源再释放纸带让重物落下C．可不考虑前面较密集的点，选取某个清晰的点作为起始运动点处理纸带，验证mgh＝mv2/2是否成立D．必须选取第1、2两点间距离一定等于2mm的纸带，才能从第1点起处理纸带，验证mgh＝mv2/2是否成立（4）在本节实验中，根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v2/2为纵轴，以h为横轴，画出的图象应是下图所示中的哪个（______）。A.B．C．D．四、解答题22．根据牛顿第二定律及运动学相关方程分别推导动能定理和动量定理的表达式。23．某兴趣小组为了研究过山车原理，做了一个简易实验：取一段长度L1m水平粗糙轨道AB，如图所示，在B点设计一个竖直平面内的光滑圆轨道，半径R的大小可以调节．现有一电动小车（可视为质点）质量为m0.2kg静止在A点，通过遥控器打开电源开关，在恒定牵引力F2N作用下开始向B运动，小车与水平轨道的动摩擦因数为0.1，当小车刚好到达B时立即关闭电源，然后进入圆轨道，g=10m/s2，求：（1）若圆轨道半径R=0.1m，小车到达轨道最高C点时对轨道的压力；（2）要使小车不脱离轨道，则圆轨道的半径R应满足什么条件？ABCDRL参考答案1．D【解析】要考虑运动员重心的变化高度，起跳时站立，重心离地面0．9m，平落在50cm的垫子上，重心下落了约0．4m，重力做功WG＝mgh＝200J．2．B【解析】物静止时，没有位移，则由功的公式：W=FLcosθ可知，重力及拉力均不做功，故A错误；当水平匀速移动时，由于力和位移方向相互垂直，所以重力及拉力均不做功，故B正确；当重物竖直向上运动时，拉力做正功，而重力与位移方向相反，所以重力做负功，故C错误；当重物沿竖直方向向下移动时，重力做正功，钢绳拉力做负功，故D错误。所以B正确，ACD错误。3．D【解析】由于小球在运动过程中只有重力做功，机械能守恒，到达N点时速率相等，且均等于初速率，即有v1=v2=v0．小球沿管道MPN运动时，根据机械能守恒定律可知在运动过程中小球的速率小于初速率v0，而小球沿管道MQN运动，小球的速率大于初速率v0，所以小球沿管道MPN运动的平均速率小于沿管道MQN运动的平均速率，而两个过程的路程相等，所以有t1＞t2．故D正确．故选D.4．A【解析】试题分析：对问题受力分析可知，全过程中只有拉力做功，由动能定理可得，KWE，由于物体在前后的速度的大小相等，所以物体的动能的变化为零，所以水平力做的功为零，所以A正确．故选A．考点：功的计算．点评：在全过程中，水平的拉力做的总功为零，所以根据动能定理可以很容易的判断，但是对于刚学到这个地方的学生来说，这是常出错的地方．5．B【解析】设人的质量为50kg，体重就是500N，则受到的阻力的大小为15N，假设骑自行车的速度为10m/s，则匀速行驶时，骑车人的功率P=Fv=fv=1510W=150W，故选B。【名师点睛】一般人的质量在50kg左右，即体重为500N，骑自行车的速度一般小于10m/s，由匀速行驶时功率P=FV=fV，可以求得结果。本题要用到平时的生活常识，人的一般体重和骑自行车的速度的大小，知道这些，再根据功率的公式就很容易分析了。6．C【解析】试题分析：由于物体从斜面上滑下时，受到重力与摩擦力的作用，从不同轨道滑下时，重力做的功是相等的，摩擦力做的功又只与重力、摩擦系数、斜面的底边长有关，因为Wf