人教版高中物理必修二机械能守恒定律--复习测试题

》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧图1图3高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）机械能守恒定律复习测试题一、选择题（共8小题，每题6分，共48分）1.关于机械能守恒，下列说法中正确的是（）A.物体只有在做直线运动时机械能才是守恒的B.物体在做曲线运动时其机械能也有可能是守恒的C.物体受恒力作用时，机械能一定守恒D.物体受变力作用时，机械能一定守恒2．如图1所示，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀减速运动，下列说法中正确的是（）A．重力对人做正功B．摩擦力对人做负功C．支持力对人不做功D．合力对人做正功3．如图2所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是（）A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大，后减小D．先减小，后增大4．足够长的粗糙斜面上，用力推着一物体沿斜面向上运动，t=0时撤去推力，0—6s内速度随时间的变化情况如图所示，由图3可知（）A．0—1s内重力的平均功率大小与1—6s内重力平均功率大小之比为5∶1B．0一ls内摩擦力的平均功率大小与1～6s内摩擦力平均功率大小之比为1∶1C．0一6s内重力做功与克服摩擦力做功之比为1∶5D．0一1s内机械能变化量大小与1～6s内机械能变化BAFO图2》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧30°AB·h图7图8图9图5量大小之比为1∶55．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。图4中，哪个图象正确表示从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系（）6．如图5所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b。a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为()A．hB．1.5hC．2hD．2.5h7．如图6所示，质量为M长度为l的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端．现有一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f。经过一段时间，小车运动的位移为x，物块刚好滑到小车的最右端。以下判断正确的是（）A．此时物块的动能为F（x+l）B．此时小车的动能为fxC．这一过程中，物块和小车组成的系统产生的内能为fxD．这一过程中，物块和小车组成的系统增加的机械能为F(l+x)-fl8．如图7所示，将一轻弹簧固定在倾角为30°的斜面底端，现用一质量为m的物体将弹簧压缩锁定在A点，解除锁定后，物体将沿斜面上滑，物体在运动过程中所能到达的最高点B距A点的竖直高度为h，物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g。则下列说法正确的是（）A．弹簧的最大弹性势能为mghB．物体从A点运动到B点的过程中系统损失的机械能为mghC．物体的最大动能等于弹簧的最大弹性势能D．物体最终静止在B点二、填空题（共2小题，共21分）9．（9分）某同学在应用打点计时器做验证机械能守恒定律的实验中，获取一根纸带如图8，但测量发现0、1两点距离远大于2mm，且0、1和1、2间有点漏打或没有显示出来，而其他点都是清晰完整的．现在该同学用刻度尺分别量出图6vtov0vtov00.5v0vtov00.5v0vtov00.5v0图4》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧图122、3、4、5、6、7六个点到0点的长度h2、h3、h4、h5、h6、h7，再分别计算得到3、4、5、6四个点的速度v3、v4、v5、v6和速度的平方v23、v24、v25、v26，已知打点计时器打点周期为T。(1)该同学求6号点速度的计算式是v6＝________。(2)然后该同学将计算得到的四组(hi，v2i)数据描绘在v2－h坐标系中，并以这四个点作出如图9所示的直线，请你回答：他是如何根据图象判断重锤下落过程中机械能守恒的？_______________________________________________________。10．（12分）如图10所示，是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平气垫导轨上并静止在A处，并通过定滑轮的细绳与钩码相连，光电计时器安装在B处。测得滑块（含遮光板）质量为M、钩码总质量为m、遮光板宽度为d、当地的重力加速度为g。将滑块在图示A位置释放后，光电计时器记录下遮光板通过光电门的时间为△t。（1）实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M（填：是、否）（2）实验中还需要测量的物理量是（用文字及相应的符号表示）。（3）本实验中验证机械能守恒的表达式为：（用对应物理量的符号表示）。三、计算题（共2小题，共31分）11．（15分）如图11所示，半径为R的光滑半圆环轨道与高为10R的光滑斜轨道放在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡。在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压，处于静止状态。同时释放两个小球，a球恰好能通过圆环轨道最高点A，b球恰好能到达斜轨道的最高点B。已知a球质量为m1，b球质量为m2，重力加速度为g。求：（1）a球释放时的速度大小va；（2）b球释放时的速度大小vb；（3）释放小球前弹簧的弹性势能Ep。12．（16分）如图12所示，倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s的速度运动，运动方向如图所示。一个质量为2kg的物体(物体可以视为质点)，从h=3.2m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失。物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处，重力加速度g=10m/s2，则：(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多少时间？(2)传送带左右两端AB间的距离l为多少？滑块钩码遮光条光电计时器AB图10图11》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧(3)上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少？(4)物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑的最大高度h′为多少？》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧参考答案一、填空题1．B解析机械能守恒的条件是只有重力（弹力）做功，其他力做功的代数和为零，而与是否存在其他力、其他力是恒力还是变力等因素无关，因此只有选项B是正确的。2．B解析对人受力分析，人受竖直向下的重力，向上的支持力和水平向左的摩擦力，重力与速度方向的夹角为钝角，因此重力对人做负功，A项错误；支持力与速度方向的夹角为锐角，因此支持力对人做正功，C项错误；摩擦力与速度方向的夹角为钝角，故摩擦力对人做负功，B项正确；根据动能定理，合力对人做的功等于人动能的变化，故合力对人做负功，D项错误。3．A解析设小球偏离竖直方向的夹角为，对小球受力分析，根据平衡条件可求得tanmgF，由几何关系得拉力方向与速度方向的夹角也为，根据功率的定义式sincosmgvFvP，故小球从A运动到B的过程中，夹角逐渐增大，因此拉力的功率逐渐增大。4．BD解析上升和下滑过程，重力的平均功率大小都为sin21mgv，摩擦力的平均功率大小都为vumgcos21，故上升和下滑过程中重力和摩擦力的平均功率相等，A项错误，B项正确；全过程根据动能定理0fGWW，故fGWW，因此C项错误；由cosumgxWf，由于两过程的位移之比为1∶5，故克服摩擦力做功之比为1：5，根据克服摩擦力做的功等于机械能的变化量，因此两过程的机械能变化量之比为1：5，D项正确。5．C解析由FvP，汽车的功率减小一半，瞬间速度不变，故牵引力变为原来的一半，牵引力小于阻力，将做减速运动，由FvP知，功率不变，速度减小，牵引力将增加，由牛顿第二定律maFf得加速度将减小，故汽车将做加速度减小的减速运动，当牵引力再增加到等于阻力时，车将再做匀速运动，刚开始时fvP，现在'21fvP，故汽车最后匀速运动的速度为原来的一半，C项正确。6．B解析在b落地前，a、b组成的系统机械能守恒，且a、b两物体速度大小相等，b球落地时，a球上升的高度为h，根据机械能守恒定律可知：3mgh－mgh＝12(m＋3m)v2，之后a球向上做竖直上抛运动，上升过程中机械能守恒，12mv2＝mgΔh，所以Δh＝v22g＝h2，即a可能达》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧到的最大高度为1.5h，B项正确．7．BD解析合力做的功等于物体获得的动能，合力对物块做的功为))((LxfF，A项错误；合力对小车做的功为fx，B项正确；系统产生的内能为摩擦力乘以相对位移，为fL，C项错误；重力以外的力做功量度了机械能的变化，为fLLxF)(，D项正确。8．BD解析离开弹簧后，对物体受力分析，根据牛顿第二定律得mafmg030sin可得mgf21，根据能量守恒知，弹簧的弹性势能转化为重力势能和内能，故最大弹性势能大于mgh，A错误；物体从A点运动到B点的过程中系统损失的机械能等于克服摩擦力做的功等于mghhf2，B正确；物体向上先做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力等于重力分力和摩擦力时，动能最大，根据能量守恒，物体的最大动能等于弹性势能的减少量减去重力势能的增加量，C错误；物体到B点后，速度为零，重力分力又恰好等于最大静摩擦力，故物体将静止，D正确。二、填空题9．(1)h7－h52T(2)根据图线算出斜率，在误差范围内判断是否等于2g解析(1)由平均速度公式可知，v6＝h7－h52T。(2)设0点对应速度为v0，若机械能守恒，则有mgh＝12mv2－12mv20，得出：v2＝v20＋2gh，对应图线v2－h可知，若重锤下落过程中机械能守恒，其v2－h图线的斜率应为2g。10．（1）否（2）释放位置到光电门的距离L（3）2))((21tdMmmgL解析本实验的原理是看两个钩码重力势能的减小量与钩码和滑块的动能增加量是否相同，对两者的质量关系没有要求，要测量重力势能的减少量，必须测量钩码向下运动的高度，向下运动的高度等于释放位置到光电门的距离，系统获得的速度，可用挡光这极短时间的平均速度来求，然后代入系统动能的表达式求出动能的增加量。三、计算题11．(1)5avgR（2）20bvgR（3）125(10)2PEmmgR解析(1)211:AvaAmgmR球恰好到达点从水平面到最高点，根据机械能守恒定律得2211111222aAmvmvmgR，解得：5avgR》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧(2)b球从水平面到最高点，根据机械能守恒定律得2221102bmvmgR，解得20bvgR(3)对两球组成的系统，弹开过程中，由机械能守恒定律得：22121122PabEmvmv解得：125(10)2PEmmgR12．（1）1.6s.（2）12.8m（3）160J（4）1.8m解析(1)mgsinθ=ma，sinh=212at，可得t=1.6s。(2)由能的转化和守恒得：mgh=21μmgl，得l=12.8m。(3)在此过程中，物体与传送带间的相对位移：x相=2l+v带t，又2l=212ugt，而摩擦热Q=μmgx相，以上三式可联立得Q=160J。(4)物体随传送带向右匀加速，当速度为v带=6m/s时向右的位移为x，则μmgx=212mv带，x=3.6ml/2即物体在到达A点前速度与传送带相等，最后以v带=6m/s的速度冲上斜面，由212mv带=mgh′，得h′=1.8m。