【课堂新坐标】（教师用书）2021学年高中物理 课后知能检测17 新人教版必修2(1)

【课堂新坐标】（教师用书）2021-2021学年高中物理 课后知能检测17 新人教版必修2

1．物体在平稳力作用下运动的进程中，以下说法正确的选项是( )

A．机械能必然不变

B．物体的动能维持不变，而势能必然转变

C．假设物体的势能转变，那么机械能必然转变

D．假设物体的势能转变，那么机械能不必然有转变

【解析】 由于物体在平稳力的作用下做匀速直线运动，因此物体的动能不变，而势能可能不变，也可能转变，当物体的势能转变时，机械能必然转变，当物体的势能不变时，机械能必然不变，故C正确，A、B、D错误．

【答案】 C

2．游乐场中的一种滑梯如图7－8－11所示．小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，那么( )

图7－8－11

A．下滑进程中支持力对小朋友做功

B．下滑进程中小朋友的重力势能增加

C．整个运动进程中小朋友的机械能守恒

D．在水平面滑动进程中摩擦力对小朋友做负功

【解析】 小朋友在运动进程中受阻力作用，机械能不守恒，因此C错误；在整个运动中支持力与运动方向垂直，因此对小朋友不做功，A错误；下滑中小朋友的重力势能减小，因此B错误；而运动进程中小朋友的机械能减少了，因此摩擦力做负功，因此D正确．

【答案】 D

3．如图7－8－12所示，一固定在地面上的滑腻斜面的顶端固定有一轻弹簧，地面上质量为m的物块(可视为质点)向右滑行并冲上斜面．设物块在斜面最低点A的速度为v，紧缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，那么物块运动到C点时弹簧的弹性势能为( )

图7－8－12 A．mgh B．mgh＋12mv2

C．mgh－12mv2 D.12mv2－mgh

【解析】 由机械能守恒定律可得物块的动能转化为其重力势能和弹簧的弹性势能，有12mv2＝mgh＋Ep，故Ep＝12mv2－mgh.

【答案】 D

4．如图7－8－13所示，斜面置于滑腻水平地面，其滑腻斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑进程中，以下说法正确的选项是( )

图7－8－13

A．物体的重力势能减少，动能增加

B．斜面的机械能不变

C．斜面对物体的作使劲垂直于接触面，不对物体做功

D．物体和斜面组成的系统机械能守恒

【解析】 物体由静止开始下滑的进程其重力势能减少，动能增加，A正确；物体在下滑进程中，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°，因此斜面对物体的作使劲对物体做负功，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．

【答案】 AD

5．将物体从地面竖直上抛，若是不计空气阻力，物体能够达到的最大高度为H.当物体在上升进程中的某一名置，它的动能是重力势能的3倍，那么这一名置的高度是( )

A．2H/3 B．H/2

C．H/3 D．H/4

【解析】 物体在运动进程中机械能守恒，设动能是重力势能的3倍时的高度为h，取地面为零势能面，那么有mgH＝Ek＋mgh，即mgH＝4mgh，解得：h＝H/4，故D正确．

【答案】 D

6. 如图7－8－14是为了查验某种防护罩经受冲击能力的装置的一部份，M为半径为R＝1.0 m、固定于竖直平面内的四分之一滑腻圆弧轨道，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＝0.01 kg的小钢珠．假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能通过M的上端点水平飞出，取g＝10 m/s2，弹簧枪的长度不计，那么发射该钢珠前，弹簧的弹性势能为( )

图7－8－14

A．0.10 J B．0.15 J

C．0.20 J D．0.25 J

【解析】 小钢珠恰好通过M的上端点有mg＝mv2R，因此v＝ gR＝ 10 m/s.依照机械能守恒定律得Ep＝mgR＋12mv2＝0.15 J.

【答案】 B

7．如图7－8－15所示，一根跨越滑腻定滑轮的轻绳，两头各连有一杂技演员(可视为质点)，甲站于地面上，乙从图示的位置由静止开始向下摆动，运动进程中绳始终处于伸直状态，当演员乙摆至最低点时，甲恰好对地面无压力，那么演员甲的质量与演员乙的质量之比为( )

图7－8－15

A．1∶1 B．2∶1

C．3∶1 D．4∶1

【解析】 设定滑轮到乙演员的距离为L，那么当乙摆至最低点时下降的高度为L2，依照机械能守恒定律可知m乙gL2＝12m乙v2；又因当演员乙摆至最低点时，甲恰好对地面无压力，说明绳索上的张力和甲演员的重力相等，因此m甲g－m乙g＝m乙v2L，联立上面两式可得演员甲的质量与演员乙的质量之比为2∶1.B对．

【答案】 B

8．(2021·东城区高一期末)如图7－8－16所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，假设将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h.假设将小球A换成质量为2m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，那么小球B下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力)( )

图7－8－16

A.2gh B.gh C.gh2 D．0

【解析】 设小球A下降高度h时，弹簧的弹性势能为Ep，由机械能守恒可知Ep＝mgh.当小球A换为质量为2m的小球B时，设小球B下降h时速度为v，依照机械能守恒有2mgh＝12·2mv2＋Ep，解得v＝gh，B项正确．

【答案】 B

9．如图7－8－17，把一根内壁滑腻的细圆管弯成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，经细管恰能抵达细管最高点B处．假设小球从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，那么h1∶h2为( )

图7－8－17

A．1∶1 B．2∶3

C．4∶5 D．5∶6

【解析】 当小球从管口A的正上方h1高处自由落下，抵达细管最高点B处时的速度为零，那么依照机械能守恒定律有(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，依照平抛运动规律有R＝vBt，R＝12gt2，解得vB＝ gR2，依照机械能守恒定律有mgh2＝mgR＋12mv2B，解得h2＝5R/4，故h1∶h2＝4∶5.

【答案】 C

10．(2021·九江高一期末)如图7－8－18所示，轻弹簧k一端与墙相连．质量为4 kg的木块沿滑腻的水平面以5 m/s的速度运动并紧缩弹簧k，求弹簧在被紧缩进程中的最大弹性势能及木块速度减为 3 m/s时的弹性势能．

图7－8－18

【解析】 在木块紧缩弹簧及弹簧把木块弹开的进程中，弹簧弹力做功，木块的动能和弹簧的弹性势能彼此转化．由于不存在其他力做功，故木块和弹簧组成的系统机械能守恒．

当木块速度减为零时，弹簧紧缩量最大，弹性势能最大，设弹簧的最大弹性势能为Epm，那么

Epm＝12mv20＝12×4×52 J＝50 J.

当木块速度v1＝3 m/s时，弹簧的弹性势能为Ep1 则12mv21＋Ep1＝12mv20

因此Ep1＝12mv20－12mv21＝32 J.

【答案】 50 J 32 J

11．从地面以10 m/s的速度将质量为m的物体竖直向上抛出，假设忽略空气阻力，g取10 m/s2，那么：

(1)物体上升的最大高度是多少？

(2)上升进程中，哪一名置处重力势能和动能相等？

【解析】 物体在空气中时只有重力做功，故机械能守恒．

(1)以地面为参考点，那么E1＝12mv20，

在最高点动能为零，故E2＝mgh.

由E1＝E2得 12mv20＝mgh，

因此h＝v202g＝1022×10 m＝5 m.

(2)如下图，以地面为参考平面，那么E1＝12mv20.

终态设在h1高处，故E2＝mgh1＋12mv21＝2mgh1.

因机械能守恒，E1＝E2，因此12mv20＝2mgh1，因此h1＝v204g＝1024×10 m＝2.5 m.

【答案】 (1)5 m (2)2.5 m

12．如图7－8－19所示，质量为m的木块放在滑腻的水平桌面上，用轻绳绕过桌边滑腻的定滑轮与质量为2m的砝码相连，把绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时砝码未落地，木块仍在桌面上，求现在砝码的速度和轻绳对砝码做的功．

图7－8－19

【解析】 砝码从静止开始下降h的进程中，两物体组成的系统机械能守恒，依照机械能守恒定律，系统减少的重力势能等于系统增加的动能，那么：

2mgh＝12mv2＋12·2mv2， 解得：v＝233gh，

设轻绳对砝码做功为W，对砝码由动能定理得：

2mgh＋W＝12·2mv2－0，

解得：W＝－23mgh.

【答案】 233gh －23mgh