机械能及其守恒定律单元测试卷二(新)
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人教版必修2机械能及其守恒定律单元测验及答案姓名一、选择题(每小题中至少有一个答案是符合题意的)1. 一质量为m 的木块静止在光滑的水平地面上,从t=0开始,将一个大小为F 的水平恒力作用在该木块上,在t=t 1时刻力F 的功率是( )A.122t mF B.2122t mF C.12t m F D. 212t m F2. 质量为m 的物体,在距地面h高处以3g的加速度由静止竖直下落到地面。
下列说法中正确的是( )A. 物体的重力势能减少31mgh B. 物体的动能增加31mghC. 物体的机械能减少31mgh D. 重力做功31mgh3. 自由下落的小球,从接触竖直放置的轻弹簧开始,到压缩弹簧有最大形变的过程中,以下说法中正确的是( )A. 小球的动能逐渐减少B. 小球的重力势能逐渐减少C. 小球的机械能不守恒D. 小球的加速度逐渐增大4. 如图5-1所示,用同种材料制成的一个轨道ABC ,AB 段为四分之一圆弧,半径为R ,水平放置的BC 段长为R 。
一个物块质量为m ,与轨道的动摩擦因数为μ,它由轨道顶端A 从静止开始下滑,恰好运动到C 端停止,物块在AB 段克服摩擦力做功为( )A. μmgRB. (1-μ)mgRC. πμmgR/2D. mgR5.物体从A 点出发竖直向上运动的初动能为60J ,它上升到某高度时动能损失了30J ,而机械能损失了10J 。
则该物体落回到A 点时的动能为(空气阻力恒定) ( ) A.50J B.40J C.30J D.20Jvv 0A B图5-16. A 、B 两物体的质量之比m A ︰m B =2︰1,它们以相同的初速度v 0在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其速度图象如图5-2所示。
那么,A 、B 两物体所受摩擦阻力之比F A ︰F B 与A 、B 两物体克服摩擦阻力做的功之比W A ︰W B 分别为( )A. 4︰1,2︰1B. 2︰1,4︰1C. 1︰4,1︰2D. 1︰2,1︰47. 在有空气阻力的情况下,将一物体由地面竖直上抛,当它上升至距离地面h 1高度时,其动能与重力势能相等,当它下降至离地面h 2高度时,其动能又恰好与重力势能相等,已知抛出后上升的最大高度为H ,则( )A. 2,221Hh H h <>B. 2,221Hh H h >>C.2,221H h H h << D.2,221H h H h ><8. 水平传送带匀速运动,速度大小为v ,现将一小工件放到传送带上。
《第八章机械能守恒定律》全章综合检测卷班级:姓名:总分:一、单项选择题(共8小题,每小题3分,共24分)1.[2022河南豫北名校联考]教育部颁发的《国家学生体质健康标准》规定了大、中、小学生体能达标测试的评分标准。
某高二年级女同学身高为160 cm,质量为40 kg,她在1分钟内完成仰卧起坐50次,并被评为90分。
则在该同学完成一次坐起的过程,克服重力做功的平均功率约为 ()A.0.8 WB.8 WC.80 WD.800 W2.[2022江苏省南通市期中考试]某城市广场喷泉的喷嘴横截面为S,用于给喷管喷水的电动机的输出功率为P,已知水的密度为ρ,重力加速度为g,不计空气阻力,则喷泉喷出的水柱高度为 ()A.√2P2ρSg B.P22ρ2S2g3C.√P22ρ2S2g3 D.√P22ρ2S2g333.2020年7月22日,中国火星探测工程正式对外发布“中国首次火星探测任务天问一号1∶1着陆平台和火星车”。
2020年7月23日,天问一号探测器在中国文昌航天发射基地发射升空。
宇宙飞船天问一号从地球上发射到与火星会合,运动轨迹如图中椭圆所示。
飞向火星的过程中,只考虑太阳对宇宙飞船天问一号的引力。
下列说法正确的是()A.宇宙飞船天问一号做椭圆运动的周期小于地球公转的周期B.在与火星会合前,宇宙飞船天问一号的加速度小于火星公转的向心加速度C.宇宙飞船天问一号在无动力飞行飞向火星的过程中,引力势能增大,动能减小,机械能守恒D.宇宙飞船天问一号在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间4.[2022山东莱州一中模拟预测]如图所示,质量为2.5m的物体A放在倾角为α=30°的固定斜面体上,一平行于斜面的轻绳跨过光滑定滑轮一端与物体A连接,另一端与一竖直轻弹簧相连,弹簧下端悬挂一质量为m的砝码盘B,整个系统处于静止状态。
现将质量为m的砝码轻轻放在B盘中,二者开始运动。
B在运动过程中始终未着地,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
机械能守恒与能量守恒定律单元测试题(时间:90分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确.)1.在最近几年的夏季家电市场上出现一个新宠——变频空调,据专家介绍,变频空调比定频的要节能,因为定频空调开机时就等同于汽车启动时,很耗能,是正常运行耗能的5至7倍.空调在工作时达到设定温度就停机,等温度高了再继续启动.这样会频繁启动,耗电多,而变频空调启动时有一个由低到高的过程,而运行过程是自动变速来保持室内温度,从开机到关机中间不停机,而是达到设定温度后就降到最小功率运行,所以比较省电.阅读上述介绍后,探究以下说法中合理的是()A.变频空调节能,运行中不遵守能量守恒定律B.变频空调运行中做功少,转化能量多C.变频空调在同样工作条件下运行效率高,省电D.变频空调和定频空调做同样功时,消耗的电能不同2.如图所示,从倾角为θ=30°的斜面顶端以初动能E1=6 J向下坡方向平抛出一个小球,则小球落到斜面上时的动能E2为()A.8 JB.12 JC.14 JD.16 J3.如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接,另一端与物体A相连,物体A置于光滑水平桌面上,A右端连接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连.开始时托住B,A处于静止且细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度.下列有关该过程的分析中正确的是()A.B物体受到细线的拉力保持不变B.B物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量C.A物体动能的增加量等于B物体的重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和D.A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线的拉力对A做的功4.有一竖直放置的“T”形架,表面光滑,滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上,A、B用一不可伸长的轻细绳相连,A、B质量相等,且可看做质点,如图所示,开始时细绳水平伸直,A、B静止.由静止释放B后,已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时,滑块B 沿着竖直杆下滑的速度为v ,则连接A 、B 的绳长为( )A.4v 2gB.3v 2gC.2v 23gD.4v 23g5.利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小,实验时让某消防队员从一平台上自由下落2 m 后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5 m ,最后停止.用这种方法获得消防队员受到地面冲击力随时间变化图象如图所示,由图象可知( )A .t 2时刻消防员的速度最大B .t 3时刻消防员的动能最小C .t 4时刻消防员的加速度最大D .消防员在整个运动过程中机械能守恒6.内壁光滑的环形凹槽半径为R ,固定在竖直平面内,一根长度为2R 的轻杆,一端固定有质量为m 的小球甲,另一端固定有质量为2m 的小球乙.现将两小球放入凹槽内,小球乙位于凹槽的最低点,如图所示,由静止释放后( )A .下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能B .下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能C .甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D .杆从右向左滑回时,乙球一定不能回到凹槽的最低点 7.如图所示,质量为m 的物块从A 点由静止开始下落,加速度为12g ,下落H 到B 点后与一轻弹簧接触,又下落h 后到达最低点C .在由A 运动到C 的过程中,则( )A .物块机械能守恒B .物块和弹簧组成的系统机械能守恒C .物块机械能减少mg (H +h )/2D .物块和弹簧组成的系统机械能减少mg (H +h )/2二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意.)8.如图所示,斜面置于光滑水平地面,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是( )A.物体的重力势能减少,动能增加B.斜面的机械能不变C.斜面对物体的作用力垂直于接触面,不对物体做功D.物体和斜面组成的系统机械能守恒9.如图,一物体以初速度v0冲向光滑斜面AB,并能沿斜面升高h,下列说法中错误的是()A.若把斜面从C点锯断,由机械能守恒定律知,物体冲出C点后仍能升高hB.若把斜面弯成圆弧形,物体仍能沿AB′升高hC.若把斜面从C点锯断或弯成圆弧状,物体都不能升高h,因为机械能不守恒D.若把斜面从C点锯断或弯成圆弧状,物体都不能升高h,但机械能仍守恒10.如图所示,长为L的粗糙长木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m的小物块.现缓慢地抬高A端,使木板以左端为轴转动,当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动,此时停止转动木板,小物块滑到底端的速度为v,重力加速度为g.下列判断正确的是()A.整个过程物块所受的支持力垂直于木板,所以不做功B.物块所受支持力做功为mgL sin αC.发生滑动前静摩擦力逐渐增大D.整个过程木板对物块做的功等于物块机械能的增量11.如图所示,离水平地面一定高度处水平固定一内壁光滑的圆筒,筒内固定一轻质弹簧,轻质弹簧处于自然长度.现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出,刚好能水平进入圆筒中,不计空气阻力.下列说法中错误的是()A.轻质弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能B.轻质弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能C.小球从抛出到将轻质弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒D.小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关12.如图所示,物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A、B的质量分别为m、2m.开始时细绳伸直,用手托着物体A使弹簧处于原长,且A与地面的距离为h,物体B静止在地面上.放手后物体A 下落,与地面即将接触时速度为v,此时物体B对地面恰好无压力.若在物体A下落的过程中,弹簧始终处在弹性限度内,则A 接触地面前的瞬间( )A .物体A 的加速度大小为g ,方向竖直向下B .弹簧的弹性势能等于mgh -12m v 2C .物体B 有向上的加速度D .弹簧对物体A 拉力的瞬时功率大小为2mg v 三、实验题(按题目要求作答.)13.(10分)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如下图所示的甲或乙方案来进行.自由落体实验 验证机械能守恒定律 甲斜面小车实验验证机械能守恒定律 乙(1)比较这两种方案,________(选填“甲”或“乙”)方案好些,理由是_____________. (2)下图是该实验中得到的一条纸带,测出每两个计数点间的距离,已知每两个计数点之间的时间间隔T =0.1 s ,物体运动的加速度a =________;该纸带是采用________(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的.简要写出判断依据:________________________.(3)下图是采用甲方案得到的一条纸带,在计算图中N 点的速度时,几位同学分别用下列不同的方法进行,其中正确的是________.(填选项前的字母)A .v N =gnTB .v N =x n +x n +12TC .v N =d n +1-d n -12TD .v N =g (n -1)T四、计算题(本题共3小题,共32分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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.)14.(10分)(2016·高考全国卷丙)如图,在竖直平面内有由14圆弧AB 和12圆弧BC 组成的光滑固定轨道,两者在最低点B 平滑连接.AB 弧的半径为R ,BC 弧的半径为R2.一小球在A点正上方与A 相距R4处由静止开始自由下落,经A 点沿圆弧轨道运动.(1)求小球在B 、A 两点的动能之比;(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C 点.15.(10分)三峡水力发电站是我国最大的水力发电站,平均水位落差约100 m ,水的流量约1.35×104m 3/s.船只通航需要约3 500 m 3/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.(g 取10 m/s 2)(1)按照以上数据估算,三峡发电站的发电功率最大是多少?(2)根据对家庭生活用电量的调查,三口之家平均每户同时用电的功率为0.5 kW ,如果三峡电站全部用于城市生活用电,它可以满足多少个百万人口城市的生活用电?16.(12分)电动机带动水平传送带以速度v 匀速运动,一质量为m 的小木块静止轻放在传送带上,若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图所示,当小木块与传送带相对静止时,求:(1)小木块的位移; (2)传送带转过的路程; (3)小木块获得的动能; (4)摩擦过程产生的内能;(5)因传送小木块,电动机多输出多少能量?机械能守恒与能量守恒定律单元测试题参考答案与解析1.[解析]选C.自然界的一切过程都遵守能量守恒定律,A 错;功是能量转化的量度,做同样功,消耗同样电能,B 、D 错;由变频空调的工作特点可知省电的原理是效率高,C 对.2.[解析]选C.由平抛运动知识可知,当小球落到斜面上时:水平方向的位移x =v 0t ,竖直方向的位移y =12gt 2,根据E k =12m v 20,斜面倾角为θ=30°,且初动能E 1=6 J ,联立以上各式解得,小球落到斜面上时的动能E 2为14 J ,C 正确.3.[解析]选D.由静止释放B 直至B 获得最大速度的过程中,由于弹簧随着A 、B 一起运动导致弹力变大,所以A 、B 的合力以及加速度都在减小,速度增大,B 物体受到细线的拉力一直在增大,A 错误;B 物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量和A 的动能的增加量之和,故B 错误;根据动能定理可知A 物体动能的增加量等于细线对A 做的功与弹簧弹力对A 做的功的代数和,C 错误;根据功能关系可判断D 正确.4.[解析]选D.由运动的合成与分解可知滑块A 和B 在绳长方向的速度大小相等,有v A sin 60°=v B cos 60°,解得v A =33v ,将滑块A 、B 看成一系统,系统的机械能守恒,设滑块B 下滑的高度为h ,有mgh =12m v 2A +12m v 2B ,解得h =2v 23g ,由几何关系可知绳子的长度为L =2h =4v 23g,故选项D 正确.5.[解析]选A.0~t 1,消防员做自由落体运动,t 1~t 2,消防员做加速度减小的加速运动,t 2时,F =mg ,a =0,此时速度最大,所以A 正确;t 2~t 4,消防员做减速运动,t 4时,消防员停止运动,v =0,F =mg ,则a =0,所以B 、C 错误;t 2~t 4,消防员的势能减小,动能也减小,所以机械能不守恒,故D 错误.6.[解析]选A.环形槽光滑,甲、乙组成的系统在运动过程中只有重力做功,故系统机械能守恒,下滑过程中甲减少的机械能总是等于乙增加的机械能,甲、乙系统减少的重力势能等于系统增加的动能;甲减少的重力势能等于乙增加的势能与甲、乙增加的动能之和;由于乙的质量较大,系统的重心偏向乙一端,由机械能守恒,知甲不可能滑到槽的最低点,杆从右向左滑回时乙一定会回到槽的最低点.7.[解析]选D.由牛顿第二定律可知,mg -f =ma =mg /2,则f =mg /2;物块机械能的减少量取决于空气阻力和弹簧的弹力对物块做的功,物块和弹簧组成的系统机械能的减少量取决于空气阻力对物块做的功:W f =f (H +h )=mg (H +h )/2,即D 正确.8.[解析]选AD.物体由静止开始下滑的过程其重力势能减少,动能增加,A 正确.物体在下滑过程中,斜面做加速运动,其机械能增加,B 错误.物体沿斜面下滑时,既沿斜面向下运动,又随斜面向右运动,其合速度方向与弹力方向不垂直,弹力方向垂直于接触面,但与速度方向之间的夹角大于90°,所以斜面对物体的作用力做负功,C 错误.对物体与斜面组成的系统,只有物体的重力和物体与斜面间的弹力做功,机械能守恒,D 正确.9.[解析]选ABC.若把斜面从C 点锯断,物体到达最高点时水平速度不为零,由机械能守恒定律可知,物体冲出C 点后不能升高h ;若把斜面弯成半圆弧状,物体在升高h 之前已经脱离轨道.但两种情况下机械能均守恒.10.[解析]选BCD.由题意得,物块滑动前支持力属于沿运动轨迹切线方向的变力,由微元法可知在这个过程中支持力做正功,而且根据动能定理,在缓慢抬高A 端的过程中,W -mgL sin α=0,可知W =mgL sin α,所以A 项错,B 项正确.由平衡条件得在滑动前静摩擦力f 静=mg sin θ,当θ↑时,f 静↑,所以C 项正确.在整个过程中,根据除了重力以外其他力做功等于机械能的变化量可知D 项正确.11.[解析]选BCD.小球从抛出到将轻质弹簧压缩到最短的过程中,只有重力和弹力做功,因此小球和轻质弹簧组成的系统的机械能守恒,即12m v 20=mgh +E p ,由此得到E p <12m v 20,选项A 正确,B 、C 错误;斜上抛运动可分解为竖直上抛运动和水平方向上的匀速直线运动,在竖直方向上有2gh =v 20sin 2θ(θ为v 0与水平方向的夹角),解得v 0=2ghsin θ,由此可知,选项D 错误.12.[解析]选BD.当A 即将接触地面时,物体B 对地面无压力,对B 受力分析可知,细绳拉力等于轻弹簧弹力F =2mg ,选项C 错误;然后对A 受力分析可得:F -mg =ma ,可得a =g ,方向竖直向上,选项A 错误;A 下落过程中,A 与弹簧整体机械能守恒,可得mgh =E p +12m v 2,弹簧的弹性势能E p =mgh -12m v 2,选项B 正确;拉力的瞬时功率为P =F v =2mg v ,选项D 正确.13.[解析](1)机械能守恒的前提是只有重力做功,实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好,所以甲方案好.(2)处理纸带数据时,为减小误差一般采用逐差法,即a =(s DE -s AB )+(s EF -s BC )6T 2,代入数值,解得a =4.8 m/s 2(4.7 m/s 2~4.9 m/s 2均可).该纸带是采用乙实验方案得到的,这是因为物体运动的加速度比重力加速度小很多.(3)匀变速运动中某一段位移的平均速度等于该段位移中间时刻的瞬时速度.因为所取计时起点O 的速度不一定为零,同时物体在下落过程中由于受到阻力作用,下落的加速度要小于重力加速度,所以A 、D 错误,B 、C 正确.[答案](1)甲 甲方案中摩擦力较小 (2)4.8 m/s 2 乙物体运动的加速度a =4.8 m/s 2<g (3)BC14[解析](1)设小球的质量为m ,小球在A 点的动能为E k A ,由机械能守恒得 E k A =mg R4①(1分)设小球在B 点的动能为E k B ,同理有 E k B =mg 5R4②(1分) 由①②式得E k B ∶E k A =5∶1.③(1分) (2)若小球能沿轨道运动到C 点,小球在C 点所受轨道的正压力N 应满足N ≥0④ (2分)设小球在C 点的速度大小为v C ,由牛顿运动定律和向心加速度公式有 N +mg =m v 2CR 2⑤(1分)由④⑤式得,v C 应满足mg ≤m 2v 2CR ⑥(1分) 由机械能守恒有mg R 4=12m v 2C⑦(2分) 由⑥⑦式可知,小球恰好可以沿轨道运动到C 点. (1分)[答案](1)5∶1 (2)见解析 15.[解析](1)用于发电的水流量Q =1.35×104m 3/s -3.5×103m 3/s =1.0×104m 3/s. (2分) 发电功率为:P =mght ×20%(2分) 水的质量为:m =ρVt 时间内流水的体积为:V =Qt P =0.2ρQgh将ρ=1.0×103kg/m 3,Q =1.0×104m 3/s ,g =10 m/s 2,h =100 m ,代入上式得 P =2×109 W . (2分) (2)可供给用户数为 n =2×109500=4×106个(2分) 人口数为N =3n =12×106人可满足12个百万人口城市的生活用电. (2分) [答案](1)2×109 W (2)12个16.[解析]小木块刚放上时相对传送带向左滑动,由牛顿第二定律μmg =ma 得加速度为a =μg ,(1分) 达到与传送带速度相同所用的时间t =v a =vμg(1分)(1)小木块的位移x =12at 2=v 22μg. (2分)(2)传送带匀速转动,转过的路程 s =v t =v 2μg.(2分)(3)小木块获得的动能,根据动能定理可得 E k =12m v 2.(2分) (4)摩擦产生的内能 Q =μmg (s -x )=12m v 2.(2分) (5)由能的转化与守恒定律可知,电动机多输出的能量转化为小木块的动能和摩擦产生的内能,所以多输出的能量E =E k +Q =m v 2.(2分)[答案](1)v 22μg (2)v 2μg (3)12m v 2 (4)12m v 2 (5)m v 2(整理试题资料来源于互联网)。
机械能守恒定律单元测试 (机械能定恒定律)第一卷(选择题,共9题)一、单项选择题(每题4分共16分)13.如图所示,A 、B 叠放着,A 用绳系在固定的墙上,用力F 将B 拉着右移,用T 、f AB 和f BA 分别表示绳子中拉力、A 对B 的摩擦力和B 对A 的摩擦力,则下面正确的叙述是( )A 、F 做正功,f AB 做负功,f BA 做正功,T 不做功 B 、F 和f BA 做正功,f AB 和T 做负功C 、F 做正功,f AB 做负功,f BA 和T 不做功D 、F 做正功,其它力都不做功14.汽车发动机的额定功率为60kW ,汽车质量为5t ,当汽车在水平路面上行驶时,设阻力是车重的0.1倍,若汽车从静止开始保持以1m/s 2的加速度作匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间( )A 、3sB 、6sC 、9sD 、12s15.如图所示,质量为m 的物体被用细绳经过光滑小孔而牵引在光滑的水平面上做匀速圆周运动,拉力为某个值F 时转动半径为R ,当拉力逐渐减小到F/4时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R ,则外力对物体所做的功的大小是( )A 、FR/4B 、3FRC 、5FR/2D 、016.一个质量为m 的物体,从倾角为θ高为h 的斜面上端A 点,由静止开始下滑,到底端B 点时的速度为v ,然后又在水平面上滑行s 位移后停止在C 点,物体从A 点开始下滑到B 点的过程中克服摩擦力所做的功及物体与水平面间的动摩擦因数分别为( )A 、gs v mv mgh 2222,-B 、gs v mv mgh 222,-C 、gs v mv mgh 2222,+D 、gs v mv mgh 222,+二、双项选择题(每题6分共60分)21.关于重力势能的说法,正确的是( )A 、重力势能只由重物决定B 、重力势能不能有负值C 、重力势能的大小是相对的D 、物体克服重力做功等于重力势能的增加 22.如图所示,某人以拉力 F 将物体沿斜面拉下,拉力大小等于摩擦力,则下列说法中正确的是( )A 、物体做匀速运动B 、合外力对物体做正功C 、物体的机械能不变D 、物体的机械能减小23.质量为m 的物体从地面上方H 高处无初速释放,落在地面后出现一个深度为h 的坑,在此过程中以下说法正确的是( )A 、重力对物体做功为mgHB 、物体的重力势能减少了mg (H +h )C 、此过程物体机械能守恒D 、地面对物体的平均阻力为hh H mg )(+24.两质量相同的小球A 、B ,分别用线悬在等高的O 1、O 2点,A 球的悬线比B 球的长。
一、选择题1.如图所示,两个相同的小球a 、b ,a 从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑,同时,b 从同一高度平抛。
小球a 、b ( )A .落地时的速度相同B .落地时重力的瞬时功率a b P P <C .运动到地面时动能相等D .从运动到落地的过程中重力的平均功率相等2.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上。
其正上方A 位置有一只小球。
小球从静止开始下落,在B 位置接触弹簧的上端,在C 位置小球所受弹力大小等于重力,在D 位置小球速度减小到零。
小球下降阶段下列说法中正确的是( )A .在B 位置小球动能最大B .在C 位置小球动能最小C .从A C →位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加D .从A D →位置小球动能没有发生改变3.如图所示,一个质量为m ,均匀的细链条长为L ,置于光滑水平桌面上,用手按住一端,使链条2L 长部分垂在桌面下,(桌面高度大于链条长度),则链条上端刚离开桌面时的动能为( )A .14mgLB .38mgLC .12mgLD .34mgL 4.如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态。
小物块的质量为m ,从A 点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到A 点恰好静止。
物块向左运动的最大距离为s ,与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g ,弹簧未超出弹性限度。
在上述过程中( )A .弹簧的最大弹力为mg μB .物块克服摩擦力做的功为2mgs μC .弹簧的最大弹性势能为2mgs μD .物块在A 点的初速度为2gs μ5.弹簧发生形变时,其弹性势能的表达式为2p 12E kx =,其中k 是弹簧的劲度系数,x 是形变量。
如图所示,一质量为m 的物体位于一直立的轻弹簧上方h 高度处,该物体从静止开始落向弹簧。
设弹簧的劲度系数为k ,则物块的最大动能为(弹簧形变在弹性限度内)( )A .22m g mgh k- B .222m g mgh k - C .22m g mgh k + D .222m g mgh k+ 6.如图所示,无人机在空中匀速上升时,不断增加的能量是( )A .动能B .动能、重力势能C .重力势能、机械能D .动能、重力势能、机械能7.我国高铁舒适、平稳、快捷.列车高速运行时所受阻力主要是空气阻力,设其大小和车速成正比,则高铁分别以75m/s 和100m/s 的速度匀速运行时,高铁克服空气阻力的功率之比为( )A .4:3B .3:4C .16:9D .9:168.如图所示,小物块A 位于光滑的斜面上,斜面被固定在的水平面上,从地面上看,小物块沿斜面下滑的过程中斜面对小物块的作用力( )A .不垂直于接触面,做功为零B .垂直于接触面,做功不为零C .垂直于接触面,做功为零D .不垂直于接触面,做功不为零9.一质点做匀加速直线运动,在时间间隔t 内位移为x ,动能变为原来的4倍,则该质点的加速度为( )A .2x tB .2x tC .223x tD .232xt10.如图甲所示,在水平地面上固定一竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为0.1kg 的木块A 相连,质量也为0.1kg 的木块B 叠放在A 上,A 、B 都静止。
高中物理 第七章 机械能守恒定律单元测试2新人教版必修2一、选择题(本题共14小题,每小题4分,共56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,有的小题有多个选项正确。
全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.汽车由静止开始运动,若要使汽车在开始运动的一小段时间内保持匀加速直线运动,则( )A .不断增大牵引力功率B .不断减小牵引力功率C .保持牵引力功率不变D .不能判断牵引力功率如何变化2.如图所示,质量为m 的物体P 放在光滑的倾角为θ的斜面体上,同时用力F 向右推斜面体,使P 与斜面体保持相对静止。
在前进水平位移为l 的过程中,斜面体对P 做功为( )A . FlB .1sin 2mg l θ⋅C .mg cos θ·l D .mg tan θ·l 3.将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,v -t 图象如图所示。
以下判断正确的是( )A .前3 s 内货物处于超重状态B .最后2 s 内货物只受重力作用C .前3 s 内与最后2 s 内货物的平均速度相同D .第3 s 末至第5 s 末的过程中,货物的机械能守恒4.如图所示,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5.如图所示,某段滑雪雪道倾角为30°,总质量为m (包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h 处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为13g 。
在他从上向下滑到底端的过程中,下列说法正确的是( )A .运动员减少的重力势能全部转化为动能B .运动员获得的动能为13mgh C .运动员克服摩擦力做功为23mgh D .下滑过程中系统减少的机械能为13mgh6.如图所示,物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零,运动中无碰撞能量损失。
机械能守恒定律 单元测试一、本题共8小题;每小题5分,共40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,有的小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.1.下面各个实例中,机械能不守恒的是 ( )A. 在竖直方向上弹簧吊着一个物体上下运动(不计空气阻力)B .物体从高处以0.9g 的加速度竖直下落C. 铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前的运动D .拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升2.一物体静止在升降机的地板上,在升降机加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于 ( )A .物体重力势能的增加量B .物体动能的增加量C .物体动能的增加量加上物体重力势能的增加量D .物体动能的增加量加上克服重力所做的功3.某中等体重的中学生进行体能训练时,用100s 的时间登上20m 的高楼,估测他登楼时的平均功率,最接近的数值是 ( )A .10WB .100WC .1KWD .10KW4.如图所示,一辆玩具小车静止在光滑的水平导轨上,一个小球用细绳悬挂在车上,由图中位置无初速释放,则小球在下摆过程中,下列说法正确的是 ( )A .绳对车的拉力对车做正功B .绳的拉力对小球做正功C .小球所受的合力对小球不做功D .绳的拉力对小球做负功5.如图所示,站在汽车上的人用手推车的力为F ,脚对车向后的静摩擦力为F ′,下列说法正确的是 ( )A .当车匀速运动时,F 和F ′所做的总功为零B .当车加速运动时,F 和F ′的总功为负功C .当车加速运动时,F 和F ′的总功为正功D .不管车做何种运动,F 和F ′的总功都为零6.如图所示,一滑块从半圆形光滑轨道上端由静止滑下,当滑到最低点时,关于滑块动能大小和它对轨道最低点的压力,下列叙述中正确的是A.B 轨道.半径越大,滑块动能越大,对轨道压力越小C.轨道半径越大,滑块动能越大,对轨道压力与半径无关D.轨道半径变化,滑块动能和对轨道压力都不变 7.如图所示,长为2L的轻杆上端及其正中央固定两个质量均为m 的小球,杆竖直立在光滑的水平面上,杆原来静止,现让其自由倒下,设杆在倒下过程中着地端始终不离开地面,则A 着地时的速度为A.gL 1551B.gL 1552C.gL 3051D.gL 30528.一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后,返回到斜面底端.已知小物块的初动能为E ,它返回斜面底端的速度大小为V ,克服摩擦阻力做功为E/2.若小物块冲上斜面的初动能变为2E ,则有 ( ) A .返回斜面底端时的动能为E B .返回斜面底端时的动能为3E/2 C .返回斜面底端时的速度大小为2V D .返回斜面底端时的速度大小为V 2 二、本题共2小题,共12分,把答案填在题中的横线上或按题目要求作答. 9.一人坐在雪橇上,从静止开始沿着高度为15m 的斜坡滑下,到达底部时速度为10m/s .人和雪橇的总质量为60kg ,下滑过程中克服阻力做的功等于 J . 10.一列火车由机车牵引沿水平轨道行使,经过时间t ,其速度由0增大到v .已知列车总质量为M ,机车功率P 保持不变,列车所受阻力f 为恒力.这段时间内列车通过的路程 . 三、本题共3小题,共48分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.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. 11.(15分)如图所示,长为l 的细线下系一质量为m 的小球,线上端固定在O 点,小球可以在竖直面内摆动,不计空气阻力,当小球从摆角为θ的位置由静止运动到最低点的过程中,求:(1)重力对小球做的功?(2)小球到最低点时的速度为多大?(3)12.(16分)如图所示,m A =4kg ,m B =1kg,A 与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,B 与地面间的距离s=0.8m ,A 、B 原来静止,求:(1)B 落到地面时的速度为多大; (2)B 落地后,A 在桌面上能继续滑行多远才能静止下来.(g 取10m/s 2)13.(17分)一种氢气燃料的汽车,质量为m =2.0×103kg ,发动机的额定输出功率为80kW ,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。
第八章机械能守恒定律(单元测试)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~8题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)1.如图所示,木块A置于上表面水平的木块B上,一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑,在下滑过程中,A、B始终保持相对静止,下列说法正确的是( )A.B对A的摩擦力对A做负功B.A所受的合力对A做正功C.B对A的弹力对A做正功D.A对B的作用力对B做正功2.如图,AB、AC两光滑细杆组成的直角支架固定在竖直平面内,AB与水平面的夹角为30°,两细杆上分别套有带孔的a、b两小球,在细线作用下处于静止状态,细线恰好水平。
某时刻剪断细线,在两球下滑到底端的过程中,则( )A.a、b两球重力做功相同B.a、b两球平均速度相同C.a、b两球重力大小之比为D.a、b两球重力做功的平均功率之比为3.如图所示,总长为L,质量分布均匀的铁链放在高度为H的光滑桌面上,有长度为a的一段下垂,,重力加速度为g,则铁链刚接触地面时速度为( )A.B.C.D.4.2022年9月16日长沙某中国电信大厦发生火灾,这不仅对消防人员是一个极大的考验,同时对消防车的性能要求也特别高。
重庆南开中学某兴趣小组对一辆自制电动消防模型车的性能进行研究。
这辆小车在水平的直轨道上由静止开始以恒定加速度启动,达到额定功率之后以额定功率继续行驶。
25s到35s近似为匀速直线运动,35s关闭发动机,其v-t图像如图所示。
已知小车的质量为10kg,,可认为在整个运动过程中小车受到的阻力大小不变。
下列说法正确的是( )A.小车受到的阻力大小为10N B.0~5s内小车的牵引力大小为20N C.小车在全过程中的位移为390m D.小车发动机的额定功率为120W 5.如图所示,汽车在拱形桥上由A匀速率运动到B,以下说法正确的是( )A.牵引力与克服摩擦力做的功相等B.合外力对汽车不做功C.牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功D.汽车在上拱形桥的过程中克服重力做的功转化为汽车的重力势能6.如图所示,不计所有接触面之间的摩擦,斜面固定,物体和质量均为m。
机械能及其守恒定律单元测试卷二
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项正确,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.)
1.下列说法正确的是()
A.滑动摩擦力只能做负功
B.静摩擦力做功一定为零
C.重力对物体做正功,物体的重力势能一定减少
D.重力对物体做负功,物体的重力势能可能增加
2.一个物体放在水平面上,在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s,若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为f,则在此过程中()A.摩擦力做的功为fs B.力F做的功为Fs.cosθ
C.力F做的功为Fs.sinθ D.重力做的功为mgs
3.把一个物体竖直向上抛出去,该物体上升的最大高度是h,若物体的质量为m,所受的空气阻力恒为f, 则在从物体被抛出到落回地面的全过程中()A.重力所做的功为零B.重力所做的功为2mgh
C.空气阻力做的功为零D.空气阻力做的功为-2fh
4.关于功率以下说法中正确的是()A.据P=W/t可知,机器做功越多,其功率就越大
B.据P=Fv可知,汽车牵引力一定与速度成反比
C.据P=W/t可知,只要知道时间t内机器所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D.根据P=Fv可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比。
5.如图所示,一木块放在光滑水平面上,一子弹水平射入木块中,射入深度为d,平均阻力为f.设木块离原点s远时开始匀速前进,下列判断正确的是()
A.功fs量度子弹损失的动能
B.f(s+d)量度子弹损失的动能
C.fd量度子弹损失的动能
D.fd 量度子弹、木块系统总机械能的损失
6.汽车的额定功率为90KW,水平路面的阻力为f时,汽车行驶的最大速度为v。
则()
A.如果阻力为2f,汽车最大速度为v 2
B.如果汽车牵引力为原来的二倍,汽车的最大速度为2v
C.如果汽车的牵引力变为原来的1
2
,汽车的额定功率就变为45KW
D .如果汽车做加速直线运动时,汽车发动机的输出功率一定小于90KW
7.关于机械能是否守恒的叙述,正确的是 ( ) A .作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒 B .作匀速运动的物体机械能可能守恒
C .外力对物体做功为零时,机械能一定守恒
D .只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒
8.某人用手将1Kg 物体由静止向上提起1m ,这时物体的速度为2m/s (g 取10m/s 2),则下列说法正确的是 ( ) A .手对物体做功12J B .合外力做功2J
C .合外力做功12J
D .物体克服重力做功2J
9.物体在水平恒力作用下,在水平面上由静止开始运动当位移s 时撤去F ,物体继续前进3s 后停止运动,若路面情况相同,则物体的摩擦力和最大动能是 ( )
10.如图所示,物体从A 处开始沿光滑斜面AO 下滑,又在粗糙水平面上OB 滑动,最终停在B 处。
已知A 距水平面OB 的高度为h ,物体的质量为m ,现将物体m 从B 点沿原路送回至AO 的中点C 处,需外力做的功至少应为 ( )
A .
1
2mgh B .mgh C .3
2
mgh
D .2mgh
二.填空题(20分)
11.质量为1kg 的物体从倾角为30°的光滑斜面上由静止开始下滑,重力在前3s 内做功____J ,平均功率______W ;重力在第3s 内做功______J ,平均功率______W ;物体沿斜面滑完3s 时重力的瞬时功率______W 。
12.起重机竖直吊起质量为m 的重物,上升的加速度是a ,上升的高度是h ,则起重机对货物所做的功是____________
13.用打点计时器研究自由下落过程中的机械能守恒的实验中,量得纸带上从0点(纸带上打下的第一个点),到连续选取的1、2、3…之间的距离分别为h1,h2,h3…,打点计时器打点的周期为T,那么重物下落打下第n个点时的瞬时速度可以由v n=___ _____来计算.重物运动到打下第n点时减小重力势能的表达式为____ ____.
14.在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz查得当地的重力加速度g=9.8m/s2,测得所用的重物的质量为1.00kg,实验中得到一条戋迹清晰的纸带,把第—个点记作0,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到0点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm,如图所示,根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量为J,动能的增加量等于J。
(保留3位有效数字)
三、计算题(本题共3小题,每题10分,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只有结果的不给分)
15.小钢球质量为m,沿光滑的轨道由静止滑下,轨道形状如图所示,与光滑轨道相接的圆形轨道的半径为尺,要使小球沿光滑轨道恰能通过最高点,物体应从离轨道最低点多高的地方开始滑下?
16.如图所示,将质量为3.5kg的小球水平抛出,空气阻力不计。
求:
(1)抛出时人对球所做的功?(2)抛出后0.2秒小球的动能?
17.汽车在水平直线公路上行驶,额定功率为P e=80kW,汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103 N,汽车的质量M=2.0×103kg。
若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小为a=1.0m/s2,汽车达到额定功率后,保持额定功率不变继续行驶。
求:
(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度;
(2)匀加速运动能保持多长时间;
(3)当汽车的速度为5m/s时的瞬时功率;
(4)当汽车的速度为20m/s时的加速度。
机械能及其守恒定律单元测试卷二
参考答案: 一.选择题
11.112.5 ,37.5,62.5,62.5,75 12. m (a+ g) h
13. (h n+1--h n-1) /2T ;mgh n 14.7.62J,7.56 J 三.计算题
15、解析:小球在沿光滑轨道滑动的整个过程中,只有重力做功,故机械能守恒,取最低点为参考平面.
刚释放时,小球的机械能为: 1E mgh = 到达圆轨道的最高点时机械能为:221
E mv mg 2R 2
=+ 根据机械能守恒定律:21
mgh mv mg 2R 2
=
+ 要使小球刚好沿圆轨道通过最高点,应有:22v mg m ,v gR R == 由以上解得:R 5h 2R R 22
=+=
16、解:抛出的球做平抛运动:h ht t h g =
==⨯122186298
2
.. (2分)
()v s t 040
2
20=
==m /s (2分)
∴=
⨯⨯=W 人1
2
35207002.(J ) (2分)
抛出0.2秒时,设小球的动能为'E k 。
在0.2秒的时间小球只受到重力,重力做正功引
起动能的变化。
设0.2秒内小球竖直位移为'h 。
根据动能定理,就有
mgh E E h gt k k
'='-'='1
2
2
∴'='+E mgh mv k 12
02
()='+=⨯⨯+⨯⨯=mg gt mv ·
1212
359801961
2
3520706862020.....J
17、 解:(1)汽车达到最大速度时,匀速运动,牵引力F =f ,
由P =F •v ,得v m =P e /f =8×104/2.5×103=32 m/s (2分) (2)判断20 s 末汽车的运动情况:
开始汽车做匀加速运动:F 1-f =ma 解出:F 1=f +ma =4.5×103 N
(1分)
(1分) 且当
P =P e 时,v t =v tm ,由于t =20 s>t m ,故汽车已不能做匀加速运动。
此时汽车已达到额定功率,因此功率为P 1=P e =80 kW (3)当v t =5 m/s 时,v t <v tm 故汽车仍做匀加速运动。
所求P 2=F 1v t =2.25×104W=22.5 kW (3分) (4)当v t ’=20 m/s 时,由于v t ’ >v tm ,故汽车不做匀加速运动了,但功率为额定功率,
由P e =F t ’v t ’有:F t ’=P e /vt ’=4.0×103N 又由F t ’-f =ma ’
所以a ’=(F t ’- f )/m =0.75 m/s 2 (3
分)。