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(cè) 試 卷 （七 ）第七單元機(jī)械能守恒與能量守恒定律（時(shí)間：90分鐘，滿分：100分）一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確.）1. 在最近幾年的夏季家電市場(chǎng)上出現(xiàn)一個(gè)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?yàn)槎l空調(diào)開機(jī)時(shí)就等同于汽車啟動(dòng)時(shí)，很耗能， 是正常運(yùn)行耗能的5至7倍.空調(diào)在工作時(shí)達(dá)到設(shè)定溫度就停機(jī)， 等溫度高了再 繼續(xù)啟動(dòng).這樣會(huì)頻繁啟動(dòng)，耗電多，而變頻空調(diào)啟動(dòng)時(shí)有一個(gè)由低到高的過(guò)程， 而運(yùn)行過(guò)程是自動(dòng)變速來(lái)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(yùn)行，所

2、以比較省電.閱讀上述介紹后，探究以下說(shuō)法 中合理的是（）A .變頻空調(diào)節(jié)能，運(yùn)行中不遵守能量守恒定律B. 變頻空調(diào)運(yùn)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(yùn)行效率高，省電D. 變頻空調(diào)和定頻空調(diào)做同樣功時(shí)，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(dòng)能Ei = 6J向 下坡方向平拋出一個(gè)小球，則小球落到斜面上時(shí)的動(dòng)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(guò)光滑的定滑輪與物體 B相連.開始時(shí) 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(guò)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(shì)能的增加量C.A物體動(dòng)能的增加量等于B物體的重力對(duì)B做的功與彈簧彈力對(duì)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(duì)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(zhǎng)的輕細(xì)繩相連，A、 B質(zhì)量相等，且可看做質(zhì)點(diǎn)，如圖所示，開始時(shí)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(zhǎng)為

4、（）A.B.C.D.5利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以研究快速變化的力的大小， 實(shí)驗(yàn)時(shí)讓某消防隊(duì)員從一平臺(tái)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(duì)員受到地面沖擊力隨時(shí)間變化圖象如圖所示,由圖象可知（）A. t2時(shí)刻消防員的速度最大C. t4時(shí)刻消防員的加速度最大恒B. t3時(shí)刻消防員的動(dòng)能最小D. 消防員在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)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(zhǎng) 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(diǎn)，如圖所示，由靜止釋放后（）A .下滑過(guò)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(guò)程中甲球減少的重力勢(shì)能總是等于乙球增加的重力勢(shì)能C. 甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點(diǎn)D. 桿從右向左滑回時(shí)，乙球一定不能回到凹槽的最低點(diǎn)7. 如圖所示，質(zhì)量為m的物塊從A點(diǎn)由靜止開始下落，加速 度為g,下落H到B點(diǎn)后與一輕彈簧接觸，又下落h后到達(dá)最低 點(diǎn)C.在由A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)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(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)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(guò)程中，下列說(shuō)法正確的 是（）A 物體的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加B. 斜面的機(jī)械能不變C. 斜面對(duì)物體的作用力垂直于接觸面，不對(duì)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(shuō) 法中錯(cuò)誤的是（）A.若把斜面從C點(diǎn)鋸斷，由機(jī)械能守恒定律知，物體沖出C點(diǎn)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(diǎn)鋸斷或彎成圓弧狀，物體都不能升高h(yuǎn),因?yàn)闄C(jī)械能不 守恒D. 若

7、把斜面從C點(diǎn)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(zhǎng)為L(zhǎng)的粗糙長(zhǎng)木板水平放置，在木板的 A端放置一個(gè)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(dòng)，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為 a時(shí)小物塊開始滑 動(dòng)，此時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)過(guò)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(dòng)前靜摩擦力逐漸增大D. 整個(gè)過(guò)程木板對(duì)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(zhǎng)

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(jì)空氣阻力下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A 輕質(zhì)彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能小于小球拋出時(shí)的動(dòng)能B 輕質(zhì)彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能等于小球拋出時(shí)的動(dòng)能C 小球從拋出到將輕質(zhì)彈簧壓縮到最短的過(guò)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(guò)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(shí)細(xì)繩伸直，用手托著物體 A使彈簧處于原長(zhǎng)，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(shí)速度為v，此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無(wú)壓力若在物體 A下落的過(guò)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(shì)能等于mgh mv2C 物體B有向上的加速度D.彈簧對(duì)物體A拉力的瞬時(shí)功率大小為2mgv題號(hào)123456789101112答案三、實(shí)驗(yàn)題（按題目要求作答.）13. （10分）“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)可以采用如下圖所示的甲或乙方 案來(lái)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(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，測(cè)出每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，已知每 兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T= 0.1s,物體運(yùn)動(dòng)的加速度a= 該紙帶是采用選填“甲”或“乙”）實(shí)驗(yàn)方案得到的.簡(jiǎn)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(jì)算圖中N點(diǎn)的速度時(shí)，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(xiàng)前的字母）A. vn= gnTB. vn =四、計(jì)算題(本題共3小題，共32分.解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)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(jì)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(guó)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(diǎn)B平滑連接.AB 弧的半徑為R，BC弧的半徑為.一小球在A點(diǎn)正上方與A相距處由 靜止開始自由下落，經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng).(1) 求小球在B、A兩點(diǎn)的

11、動(dòng)能之比；(2) 通過(guò)計(jì)算判斷小球能否沿軌道運(yùn)動(dòng)到 C點(diǎn).15. (10分)三峽水力發(fā)電站是我國(guó)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(lái) 發(fā)電.水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時(shí)，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(duì)家庭生活用電量的調(diào)查，三口之家平均每戶同時(shí)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(gè)百萬(wàn)人口城市的生活用電？16. (12分)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度 V勻速運(yùn)動(dòng)，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(dòng)摩擦因數(shù)為禺如圖所示，當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，求：(1) 小木塊的位移；(2) 傳送帶轉(zhuǎn)過(guò)的路程；(3) 小木塊獲得的動(dòng)能；(4) 摩擦過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi)能；(5) 因傳送小木塊，電動(dòng)機(jī)多輸出多少能量？參考答案與解析1. 導(dǎo)學(xué)號(hào)94770099解析選C.自然界的一切過(guò)程都遵守能量守恒定律，A錯(cuò)；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做同樣功，消耗同樣電能，B、D錯(cuò)；由變頻空調(diào)的工作特點(diǎn)可知省電的原理是效率高，C對(duì).2. 解析選C.由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知，當(dāng)小球落到斜面上時(shí)：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(dòng)能E仁6J,聯(lián)立以上各式解得，小球落到斜面上時(shí)的動(dòng)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(guò)程中，由于彈簧隨 著 A、B 一起運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤；B物體機(jī)械能的減少量等于 彈簧彈性勢(shì)能的增加量和 A 的動(dòng)能的增加量之和，故 B 錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可 知 A 物體動(dòng)能的增加量等于細(xì)線對(duì) A 做的功與彈簧彈力對(duì) A 做的功的代數(shù)和， C 錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系可判斷 D 正確.4. 解析選D.由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知滑塊 A和B在繩長(zhǎng)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(zhǎng)度為L(zhǎng) = 2h=,故選項(xiàng)D正確.5. 解析選A.0t1，消防員做自由落體運(yùn)動(dòng)，t1t2，消防員做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，t2時(shí)，F(xiàn) = mg，a = 0，此時(shí)速度最大，所以 A正確；t2t4，消防 員做減速運(yùn)動(dòng)，t4時(shí)，消防員停止運(yùn)動(dòng)，v= 0， F = mg,貝U a = 0，所以B、C錯(cuò) 誤；t2t4，消防員的勢(shì)能減小，動(dòng)能也減小，所以機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤.6. 解析選A.環(huán)形槽光滑，甲、

15、乙組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做 功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，下滑過(guò)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(shì)能等于系統(tǒng)增加的動(dòng)能； 甲減少的重力勢(shì)能等于乙增加 的勢(shì)能與甲、乙增加的動(dòng)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(diǎn)， 桿從右向左滑回時(shí)乙一定會(huì)回到槽 的最低點(diǎn).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(duì)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(duì)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(guò)程其重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，A 正確.物體在下滑過(guò)程中，斜面做加速運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能增加， B 錯(cuò)誤.物體沿 斜面下滑時(shí)， 既沿斜面向下運(yùn)動(dòng)， 又隨斜面向右運(yùn)動(dòng)， 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(duì)物體的作用力做負(fù)功， C 錯(cuò)誤對(duì)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(diǎn)鋸斷，物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)水平速度不為 零，由機(jī)械能守恒定律可知，物體沖出 C點(diǎn)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(dòng)前支持力屬于沿運(yùn)動(dòng)軌跡切線方 向的變力， 由微元法可知在這個(gè)過(guò)程中支持力做正功， 而且根據(jù)動(dòng)能定理， 在緩 慢抬高A端的過(guò)程中，W mgLsin 0，可知 W= mgLsin a,所以A項(xiàng)錯(cuò)，B項(xiàng) 正確由平衡條件得在滑動(dòng)前靜摩擦力 f靜二mgsi nB,當(dāng) 盯時(shí)，f靜T，所以C 項(xiàng)正確.在整個(gè)過(guò)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(xiàng)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(guò)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(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤；斜上拋運(yùn)動(dòng)可分解為豎直上 拋運(yùn)動(dòng)和水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(xiàng)D錯(cuò)誤.12. 解析選BD.當(dāng)A即將接觸地面時(shí)，物體B對(duì)地面無(wú)壓力，對(duì)B受力 分析可知，細(xì)繩拉力等于輕彈簧彈力 F= 2mg，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；然后對(duì)A受力分析 可得：F mg= ma，可得a = g，方向豎直向上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；A下落過(guò)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(shì)能Ep= mgh mv2， 選項(xiàng)B正確；拉力的瞬時(shí)功率為 P= Fv = 2mgv

19、，選項(xiàng)D正確.13. 解析(1)機(jī)械能守恒的前提是只有重力做功，實(shí)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(shí)，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(shí)驗(yàn)方案得到的，這是因?yàn)?物體運(yùn)動(dòng)的加速度比重力加速度小很多.(3) 勻變速運(yùn)動(dòng)中某一段位移的平均速度等于該段位移中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度.因?yàn)樗∮?jì)時(shí)起點(diǎn)O的速度不一定為零，同時(shí)物體在下落過(guò)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(cuò)誤，B、C正確.答案（1）甲甲方案中摩擦力較?。?）4.8m/s2乙物體運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的動(dòng)能為EkA,由機(jī)械能守 恒得EkA= mg （1 分）設(shè)小球在B點(diǎn)的動(dòng)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(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，小球在C點(diǎn)所受軌道的正壓力N應(yīng)滿足N>0（2分）設(shè)小球在C點(diǎn)的速度大小為vc,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和向心加速度公式有N + mg= m,）（1 分）由