[单元测试]第七章 机械能守恒定律-1
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高一物理机械能守恒定律章末检测试题 本试题包含I、II两卷。第I卷为选择题,所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置,第II卷为非选择题,所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案不写在试卷上规定位置的均无效,不予记分。 第I卷(选择题,共48分) 一、选择题:(每题4分,选对但不全给2分,选错不给分) 1.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,将人和伞看成一个系统,在这两个过
程中,下列说法正确的是A A.阻力对系统始终做负功 B.系统受到的合外力始终向下 C.重力做功使系统的重力势能增加 D.任意相等的时间内重力做的功相等 解析:在两个过程中,阻力始终对系统做负功,选项A正确。加速下降时,系统受到的合力向下,加速运动时,系统受到的合力向上,选项B错误。两个过程中,重力始终做负功,系统的重力势能减少,选项C错误。在任意相等时间内,系统下降的高度不相等,故重力做功不相等,选项D错误。 答案:A 2、一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0m
/s。取g=10m/s2,关于力对小孩做的功,以下结果正确的是A A.合外力做功50J B.阻力做功500J C.重力做功500J D.支持力做功50J
解析:合外力做功等于小孩动能的变化量,即KWEf合=mgh-w=50J,选项A正确。重力做功为750J,阻力做功-250J,支持力不做功,选项B、C、D错误。 答案:A
3.汽车沿一段坡面向下行驶,通过刹车使速度逐渐减小,在刹车过程中D A.重力势能增加 B.动能增加 C.重力做负功 D.机械能不守恒 解析:向下运动,高度在降低,重力势能在减小,选项A错误。向下运动,重力做正功,选项C错误。已知刹车时速度在减小,所以动能减小,选项B错误。刹车过程,摩擦力做负功,发热了,所以机械能减小,选项D正确。 答案:D 4.如图,一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点,另一端系一小球.给小球一足够大的
初速度,使小球在斜面上做圆周运动.在此过程中,C A.小球的机械能守恒 B.重力对小球不做功 C.绳的张力对小球不做功 D.在任何一段时间内,小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少
解析:斜面粗糙,小球受到重力、支持力、摩擦力、绳子拉力,由于除重力做功外,摩擦力
做负功,机械能减少,A、B错;绳子张力总是与运动方向垂直,故不做功,C对;小球
O 动能的变化等于合外力做功,即重力与摩擦力做功,D错。 答案:C 5.如图所示,粗糙的斜面与光滑的水平面相连接,滑块沿水平面以速度0v运动.设滑块运动到A点的时刻为t=0,距A点的水平距离为x,水平速度为xv.由于0v不同,从A点到B点的几种可能的运动图像如下列选项所示,其中表示摩擦力做功最大的是
解析:考查平抛运动的分解与牛顿运动定律。从A选项的水平位移与时间的正比关系可知,滑块做平抛运动,摩擦力必定为零;B选项先平抛后在水平地面运动,水平速度突然增大,摩擦力依然为零;对C选项,水平速度不变,为平抛运动,摩擦力为零;对D选项水平速度与时间成正比,说明滑块在斜面上做匀加速直线运动,有摩擦力,故摩擦力做功最大的是D图像所显示的情景,D对。本题考查非常灵活,但考查内容非常基础,抓住水平位移与水平速度与时间的关系,然后与平抛运动的思想结合起来,是为破解点。 答案:D 6.如图所示,两光滑斜面的倾角分别为30°和45°,质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦),分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置,再由静止释放.则在上述两种情形中正确的有
BD
A.质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用 B.质量为m的滑块均沿斜面向上运动 C.绳对质量为m滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力 D.系统在运动中机械能均守恒 解析:考查受力分析、连接体整体法处理复杂问题的能力。每个滑块受到三个力:重力、绳子拉力、斜面的支持力,受力分析中应该是按性质分类的力,沿着斜面下滑力是分解出来的按照效果命名的力,A错;对B选项,物体是上滑还是下滑要看两个物体的重力沿着斜面向下的分量的大小关系,由于2m质量的滑块的重力沿着斜面的下滑分力较大,故质量为m的滑块必定沿着斜面向上运动,B对;任何一个滑块受到的绳子拉力与绳子对滑块的拉力等大反向,C错;对系统除了重力之外,支持力对系统每个滑块不做功,绳子拉力对每个滑块的拉力等大反向,且对滑块的位移必定大小相等,故绳子拉力作为系统的内力对系统做功总和必定为零,故只有重力做功的系统,机械能守恒,D对。 答案:BD 7.如图所示.一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上,质量为3m的a球置于地面上,质量为m的b球从水平位置静止释放.当a球对地面压力刚好为零时,b球摆过的角度为.下列结论正确的是 A. =90° B. =45° C.b球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率先增大后减小 D.b球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率一直增大 解析:考查向心加速度公式、动能定理、功率等概念和规律。设b球的摆动半径为R,当摆
过角度θ时的速度为v,对b球由动能定理:mgRsinθ= 12mv2,此时绳子拉力为T=3mg,在
绳子方向由向心力公式:T-mgsinθ = mv2R,解得θ=90°,A对B错;故b球摆动到最低点的过程中一直机械能守恒,竖直方向的分速度先从零开始逐渐增大,然后逐渐减小到零,故重力的瞬时功率Pb = mgv竖 先增大后减小,C对D错。 答案:AC 8.一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1 m/s。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示。设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的
功分别为123WWW、、,则以下关系正确的是
A. 123WWW B. 123WWW C. 132WWW D. 123WWW 解析:本题考查v-t图像、功的概念。力F做功等于每段恒力F与该段滑块运动的位移(v-t图像中图像与坐标轴围成的面积),第1秒内,位移为一个小三角形面积S,第2秒内,位移也为一个小三角形面积S,第3秒内,位移为两个小三角形面积2S,故W1=1×S,W2=1×S,W3=2×S,W1<W2<W3 。
答案 :B 9.如图,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.h B.1.5h C.2h D.2.5h 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,根据机械能守恒定律可知:ghvvmmmghmgh2)3(213,b球落地时,a球高度为h,之后a球向上做竖直上抛运动,过程中机械能守恒,
222122hgvhhmgmv,所以a可能达到的最大高度为1.5h,B项正确。
答案:B 10、.质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动,v-t图像如图所示。由此可求
A.前25s内汽车的平均速度 B.前10 s内汽车的加速度 C.前10 s内汽车所受的阻力 D.15~25 s内合外力对汽车所做的功 解析:通过vt图像的面积就是物体的位移,所以能求出面积,还知道时间,所以能求出平均速度,A对。vt图像的斜率就是物体的加速度,所以能得到10秒内的加速度,B对。不知道汽车的牵引力,所以得不出受到的阻力,C错。15s到25s汽车的初速度和末速度均已知,由动能定理,可以得出合外力做的功,D对。 答案:AB 11、物体做自由落体运动,Ek代表动能,Ep代表势能,h代表下落的距离,以水平地面为
零势能面。下列所示图像中,能正确反映各物理量之间关系的是
解析:由机械能守恒定律:EP=E-EK,故势能与动能的图像为倾斜的直线,C错;由动能定理:EK =mgh=12mv2=12mg2t2,则EP=E-mgh,故势能与h的图像也为倾斜的直线,D错;且
EP=E-12mv2,故势能与速度的图像为开口向下的抛物线,B对;同理EP=E-12mg2t2,势能
与时间的图像也为开口向下的抛物线,A错。 答案:B 12、一物体沿固定斜面从静止开始向下运动,经过时间t0滑至斜面底端。已知在物体运动
过程中物体所受的摩擦力恒定。若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能,则下列图象中可能正确的是
解析:物体在沿斜面向下滑动过程中,所受的合力为重力沿斜面向下的分力及摩擦力,故大小不变,A正确;而物体在此合力作用下作匀加速运动,atv,221ats,所以B、C错;物体受摩擦力作用,总的机械能将减小,D正确. 答案:AD 第II卷(非选择题,共52分) 二、填空题(共12分) 13.(6分)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地
E O t t0
D.
F O t t0 A. s O t t0
C.
v O t t0
B.