必修二練習(xí)機(jī)械能守恒與能量守恒定律

1、高 中 同 步 測 試 卷 （七 ）第七單元機(jī)械能守恒與能量守恒定律（時間：90分鐘，滿分：100分）一、單項選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分.在每小題給出的四 個選項中，只有一個選項正確.）1. 在最近幾年的夏季家電市場上出現(xiàn)一個新寵 一一變頻空調(diào)，據(jù)專家介紹, 變頻空調(diào)比定頻的要節(jié)能，因為定頻空調(diào)開機(jī)時就等同于汽車啟動時，很耗能， 是正常運行耗能的5至7倍.空調(diào)在工作時達(dá)到設(shè)定溫度就停機(jī)， 等溫度高了再 繼續(xù)啟動.這樣會頻繁啟動，耗電多，而變頻空調(diào)啟動時有一個由低到高的過程， 而運行過程是自動變速來保持室內(nèi)溫度， 從開機(jī)到關(guān)機(jī)中間不停機(jī)，而是達(dá)到設(shè) 定溫度后就降到最小功率運行，所

2、以比較省電.閱讀上述介紹后，探究以下說法 中合理的是（）A .變頻空調(diào)節(jié)能，運行中不遵守能量守恒定律B. 變頻空調(diào)運行中做功少，轉(zhuǎn)化能量多C. 變頻空調(diào)在同樣工作條件下運行效率高，省電D. 變頻空調(diào)和定頻空調(diào)做同樣功時，消耗的電能不同2. 如圖所示，從傾角為0= 30 °勺斜面頂端以初動能Ei = 6J向 下坡方向平拋出一個小球，則小球落到斜面上時的動能E2為（）A. 8JC. 14JB. 12JD. 16J3. 如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板 P拴接， 嚇 另一端與物體A相連，物體A置于光滑水平桌面上，A右端 連接一細(xì)線，細(xì)線繞過光滑的定滑輪與物體 B相連.開始時 托住B，

3、A處于靜止且細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直 至B獲得最大速度.下列有關(guān)該過程的分析中正確的是 （）A. B物體受到細(xì)線的拉力保持不變B. B物體機(jī)械能的減少量小于彈簧彈性勢能的增加量C.A物體動能的增加量等于B物體的重力對B做的功與彈簧彈力對A做的功之和D. A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量等于細(xì)線的拉力對A做的功4.有一豎直放置的“T形架，表面光滑，滑塊A、B分別套 在水平桿與豎直桿上，A、B用一不可伸長的輕細(xì)繩相連，A、 B質(zhì)量相等，且可看做質(zhì)點，如圖所示，開始時細(xì)繩水平伸直， A、B靜止由靜止釋放B后，已知當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為 沿著豎直桿下滑的速度為V,則連接A、B的繩長為

4、（）A.B.C.D.5利用傳感器和計算機(jī)可以研究快速變化的力的大小， 實驗時讓某消防隊員從一平臺上自由下落 2m后雙腳觸地， 接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又下降了0.5m,60 °寸，滑塊B最后停止用這種方法獲得消防隊員受到地面沖擊力隨時間變化圖象如圖所示,由圖象可知（）A. t2時刻消防員的速度最大C. t4時刻消防員的加速度最大恒B. t3時刻消防員的動能最小D. 消防員在整個運動過程中機(jī)械能守6內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為 R，固定在豎直平面內(nèi)，一根長 度為R的輕桿，一端固定有質(zhì)量為 m的小球甲，另一端固定有質(zhì) 量為2m的小球乙.現(xiàn)將兩小球放入凹槽內(nèi)，小球乙位于凹槽的最

5、低點，如圖所示，由靜止釋放后（）A .下滑過程中甲球減少的機(jī)械能總是等于乙球增加的機(jī)械能B .下滑過程中甲球減少的重力勢能總是等于乙球增加的重力勢能C. 甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點D. 桿從右向左滑回時，乙球一定不能回到凹槽的最低點7. 如圖所示，質(zhì)量為m的物塊從A點由靜止開始下落，加速 度為g,下落H到B點后與一輕彈簧接觸，又下落h后到達(dá)最低 點C.在由A運動到C的過程中，則（）41 -_nA .物塊機(jī)械能守恒B. 物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C 物塊機(jī)械能減少 mg（H + h）/2D.物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少 mg（H + h）/2二、多項選擇題（本題共5小題，每小題6分，共3

6、0分在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題意.）8. 如圖所示，斜面置于光滑水平地面，其光滑斜面上有一 物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑過程中，下列說法正確的 是（）A 物體的重力勢能減少，動能增加B. 斜面的機(jī)械能不變C. 斜面對物體的作用力垂直于接觸面，不對物體做功D. 物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒9. 如圖，一物體以初速度vo沖向光滑斜面AB，并能沿斜面升高h(yuǎn)，下列說 法中錯誤的是（）A.若把斜面從C點鋸斷，由機(jī)械能守恒定律知，物體沖出C點后仍能升高 hB. 若把斜面彎成圓弧形，物體仍能沿 AB升高h(yuǎn)C. 若把斜面從C點鋸斷或彎成圓弧狀，物體都不能升高h(yuǎn),因為機(jī)械能不 守恒D. 若

7、把斜面從C點鋸斷或彎成圓弧狀，物體都不能升高h(yuǎn)，但機(jī)械能仍守 恒10. 如圖所示，長為L的粗糙長木板水平放置，在木板的 A端放置一個質(zhì)量為m的小物塊.現(xiàn)緩慢地抬高 A端，使木板以 左端為軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為 a時小物塊開始滑 動，此時停止轉(zhuǎn)動木板，小物塊滑到底端的速度為V，重力加速度為g.下列判斷正確的是（）A .整個過程物塊所受的支持力垂直于木板，所以不做功B.物塊所受支持力做功為 mgLsi naC. 發(fā)生滑動前靜摩擦力逐漸增大D. 整個過程木板對物塊做的功等于物塊機(jī)械能的增量11如圖所示，離水平地面一定高度處水平固定一內(nèi)壁光滑的圓筒，筒內(nèi)固 定一輕質(zhì)彈簧，輕質(zhì)彈簧處于自然長

8、度.現(xiàn)將一小球從地面以某一初速度斜向上 拋出，剛好能水平進(jìn)入圓筒中，不計空氣阻力下列說法中錯誤的是（）A 輕質(zhì)彈簧獲得的最大彈性勢能小于小球拋出時的動能B 輕質(zhì)彈簧獲得的最大彈性勢能等于小球拋出時的動能C 小球從拋出到將輕質(zhì)彈簧壓縮到最短的過程中小球的機(jī)械能守恒D小球拋出的初速度大小僅與圓筒離地面的高度有關(guān)12. 如圖所示，物體A、B通過細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體 A、 B的質(zhì)量分別為m、2m.開始時細(xì)繩伸直，用手托著物體 A使彈簧處于原長，且 A與地面的距離為h,物體B靜止在地面上放手后物體 A下落，與地面即將接 觸時速度為v，此時物體B對地面恰好無壓力若在物體 A下落的過程中，彈

9、簧 始終處在彈性限度內(nèi)，則 A接觸地面前的瞬間（）A 物體A的加速度大小為g，方向豎直向下B.彈簧的彈性勢能等于mgh mv2C 物體B有向上的加速度D.彈簧對物體A拉力的瞬時功率大小為2mgv題號123456789101112答案三、實驗題（按題目要求作答.）13. （10分）“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗可以采用如下圖所示的甲或乙方 案來進(jìn)行.（1）比較這兩種方案，（選填“甲”或“乙”）方案好些，理由是（2）下圖是該實驗中得到的一條紙帶，測出每兩個計數(shù)點間的距離，已知每 兩個計數(shù)點之間的時間間隔T= 0.1s,物體運動的加速度a= 該紙帶是采用選填“甲”或“乙”）實驗方案得到的.簡要寫出判斷

10、依據(jù)：（3）下圖是采用甲方案得到的一條紙帶，在計算圖中N點的速度時，幾位同學(xué)分別用下列不同的方法進(jìn)行，其中正確的是 .（填選項前的字母）A. vn= gnTB. vn =四、計算題(本題共3小題，共32分.解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程 式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必 須明確寫出數(shù)值和單位.)百14. (10分)(2016高考全國卷丙)如圖，在豎直平面內(nèi)有由圓弧AB和圓弧BC組成的光滑固定軌道，兩者在最低點B平滑連接.AB 弧的半徑為R，BC弧的半徑為.一小球在A點正上方與A相距處由 靜止開始自由下落，經(jīng)A點沿圓弧軌道運動.(1) 求小球在B、A兩點的

11、動能之比；(2) 通過計算判斷小球能否沿軌道運動到 C點.15. (10分)三峽水力發(fā)電站是我國最大的水力發(fā)電站，平均水位落差約100m， 水的流量約1.35 x 104m3/s船只通航需要約3500m3/s的流量，其余流量全部用來 發(fā)電.水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時，水流減少的機(jī)械能有 20%轉(zhuǎn)化為電能.(g取210m/s2)(1) 按照以上數(shù)據(jù)估算，三峽發(fā)電站的發(fā)電功率最大是多少？(2) 根據(jù)對家庭生活用電量的調(diào)查，三口之家平均每戶同時用電的功率為0.5kW，如果三峽電站全部用于城市生活用電，它可以滿足多少個百萬人口城市的生活用電？16. (12分)電動機(jī)帶動水平傳送帶以速度 V勻速運動，一質(zhì)量為

12、 m的小木 塊靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為禺如圖所示，當(dāng)小木塊與傳送帶相對靜止時，求：(1) 小木塊的位移；(2) 傳送帶轉(zhuǎn)過的路程；(3) 小木塊獲得的動能；(4) 摩擦過程產(chǎn)生的內(nèi)能；(5) 因傳送小木塊，電動機(jī)多輸出多少能量？參考答案與解析1. 導(dǎo)學(xué)號94770099解析選C.自然界的一切過程都遵守能量守恒定律，A錯；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做同樣功，消耗同樣電能，B、D錯；由變頻空調(diào)的工作特點可知省電的原理是效率高，C對.2. 解析選C.由平拋運動知識可知，當(dāng)小球落到斜面上時：水平方向的位移x=vot，豎直方向的位移y= gt2，根據(jù)Ek= mv,斜面傾角為9 =

13、 30°且初 動能E仁6J,聯(lián)立以上各式解得，小球落到斜面上時的動能E2為14J, C正確.3. 解析選D.由靜止釋放B直至B獲得最大速度的過程中，由于彈簧隨 著 A、B 一起運動導(dǎo)致彈力變大，所以 A、B 的合力以及加速度都在減小，速度 增大，B物體受到細(xì)線的拉力一直在增大，A錯誤；B物體機(jī)械能的減少量等于 彈簧彈性勢能的增加量和 A 的動能的增加量之和，故 B 錯誤；根據(jù)動能定理可 知 A 物體動能的增加量等于細(xì)線對 A 做的功與彈簧彈力對 A 做的功的代數(shù)和， C 錯誤；根據(jù)功能關(guān)系可判斷 D 正確.4. 解析選D.由運動的合成與分解可知滑塊 A和B在繩長方向的速度大 小相等，

14、有VAsin60 °vbcos60°,解得va= v，將滑塊A、B看成一系統(tǒng)，系統(tǒng)的 機(jī)械能守恒，設(shè)滑塊B下滑的高度為h，有mgh= mv+ mv，解得h=，由幾何關(guān) 系可知繩子的長度為L = 2h=,故選項D正確.5. 解析選A.0t1，消防員做自由落體運動，t1t2，消防員做加速度減小的加速運動，t2時，F(xiàn) = mg，a = 0，此時速度最大，所以 A正確；t2t4，消防 員做減速運動，t4時，消防員停止運動，v= 0， F = mg,貝U a = 0，所以B、C錯 誤；t2t4，消防員的勢能減小，動能也減小，所以機(jī)械能不守恒，故D錯誤.6. 解析選A.環(huán)形槽光滑，甲、

15、乙組成的系統(tǒng)在運動過程中只有重力做 功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，下滑過程中甲減少的機(jī)械能總是等于乙增加的機(jī)械能， 甲、乙系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能； 甲減少的重力勢能等于乙增加 的勢能與甲、乙增加的動能之和；由于乙的質(zhì)量較大，系統(tǒng)的重心偏向乙一端， 由機(jī)械能守恒， 知甲不可能滑到槽的最低點， 桿從右向左滑回時乙一定會回到槽 的最低點.7. 解析選D.由牛頓第二定律可知，mg f= ma= mg/2,則f= mg/2； 物塊機(jī)械能的減少量取決于空氣阻力和彈簧的彈力對物塊做的功， 物塊和彈簧組成 的系統(tǒng)機(jī)械能的減少量取決于空氣阻力對物塊做的功：Wf = f(H + h) = mg(H +h)/

16、2, 即卩D正確.8. 解析選 AD. 物體由靜止開始下滑的過程其重力勢能減少，動能增加，A 正確.物體在下滑過程中，斜面做加速運動，其機(jī)械能增加， B 錯誤.物體沿 斜面下滑時， 既沿斜面向下運動， 又隨斜面向右運動， 其合速度方向與彈力方向不垂直，彈力方向垂直于接觸面，但與速度方向之間的夾角大于90°，所以斜面對物體的作用力做負(fù)功， C 錯誤對物體與斜面組成的系統(tǒng)，只有物體的重力和 物體與斜面間的彈力做功，機(jī)械能守恒， D 正確9. 解析選ABC.若把斜面從C點鋸斷，物體到達(dá)最高點時水平速度不為 零，由機(jī)械能守恒定律可知，物體沖出 C點后不能升高h(yuǎn);若把斜面彎成半圓弧 狀，物體在

17、升高 h 之前已經(jīng)脫離軌道.但兩種情況下機(jī)械能均守恒.10. 解析選BCD.由題意得，物塊滑動前支持力屬于沿運動軌跡切線方 向的變力， 由微元法可知在這個過程中支持力做正功， 而且根據(jù)動能定理， 在緩 慢抬高A端的過程中，W mgLsin 0，可知 W= mgLsin a,所以A項錯，B項 正確由平衡條件得在滑動前靜摩擦力 f靜二mgsi nB,當(dāng) 盯時，f靜T，所以C 項正確.在整個過程中， 根據(jù)除了重力以外其他力做功等于機(jī)械能的變化量可知D 項正確.11. 解析選BCD.小球從拋出到將輕質(zhì)彈簧壓縮到最短的過程中，只有重力和彈力做功，因此小球和輕質(zhì)彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即mv= mgh

18、+ Ep,由此得到Ep<mv,選項A正確，B、C錯誤；斜上拋運動可分解為豎直上 拋運動和水平方向上的勻速直線運動，在豎直方向上有2gh=vsin2 B B為vo與水平方向的夾角)，解得V0=，由此可知，選項D錯誤.12. 解析選BD.當(dāng)A即將接觸地面時，物體B對地面無壓力，對B受力 分析可知，細(xì)繩拉力等于輕彈簧彈力 F= 2mg，選項C錯誤；然后對A受力分析 可得：F mg= ma，可得a = g，方向豎直向上，選項A錯誤；A下落過程中，A 與彈簧整體機(jī)械能守恒，可得 mgh= Ep+ mv2，彈簧的彈性勢能Ep= mgh mv2， 選項B正確；拉力的瞬時功率為 P= Fv = 2mgv

19、，選項D正確.13. 解析(1)機(jī)械能守恒的前提是只有重力做功，實際操作的方案中應(yīng)該 使摩擦力越小越好，所以甲方案好.(2) 處理紙帶數(shù)據(jù)時，為減小誤差一般采用逐差法，即 a=，代入數(shù)值，解得 a = 4.8m/s2(4.7m/s24.9m/W均可).該紙帶是采用乙實驗方案得到的，這是因為 物體運動的加速度比重力加速度小很多.(3) 勻變速運動中某一段位移的平均速度等于該段位移中間時刻的瞬時速度.因為所取計時起點O的速度不一定為零，同時物體在下落過程中由于受到 阻力作用，下落的加速度要小于重力加速度，所以 A、D錯誤，B、C正確.答案（1）甲甲方案中摩擦力較?。?）4.8m/s2乙物體運動的加速度a=4.8m/s2vg （3）BC14. 解析（1）設(shè)小球的質(zhì)量為m,小球在A點的動能為EkA,由機(jī)械能守 恒得EkA= mg （1 分）設(shè)小球在B點的動能為EkB，同理有EkB= mg （1 分）由式得EkB : EkA = 5 : 1.（1分）（2）若小球能沿軌道運動到C點，小球在C點所受軌道的正壓力N應(yīng)滿足N>0（2分）設(shè)小球在C點的速度大小為vc,由牛頓運動定律和向心加速度公式有N + mg= m,）（1 分）由