必學(xué)二練習(xí)機(jī)械能守恒與能量守恒定律

1、 . . 9/9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(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上出現(xiàn)一個(gè)新寵變頻空調(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)由低到高的過程，而運(yùn)行過程是自動(dòng)變速來保持室溫度，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，所以比較省電閱讀上述介紹后，探究以下說

2、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30的斜面頂端以初動(dòng)能E16 J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()A8 J B12 J C14 J D16 J3.如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，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(shí)托住B，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()AB物

3、體受到細(xì)線的拉力保持不變BB物體機(jī)械能的減少量小于彈簧彈性勢能的增加量CA物體動(dòng)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DA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(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60時(shí)，滑塊B沿著豎直桿下滑的速度為v，則連接A、B的繩長為() A.eq f(4v2,g) B.eq f(3v2,g)C.eq f(2v2,3g) D.eq f(4v2,

4、3g)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0.5 m，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()At2時(shí)刻消防員的速度最大 Bt3時(shí)刻消防員的動(dòng)能最小Ct4時(shí)刻消防員的加速度最大 D消防員在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒6.壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R，固定在豎直平面，一根長度為 eq r(2)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，小球乙位于凹槽的最低點(diǎn)，如圖所示，由靜止釋放后()A下滑過程中甲球減少的機(jī)

5、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(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eq f(1,2)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的過程中，則()A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(Hh)/2D物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少mg(Hh)/2二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30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

6、一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑過程中，下列說確的是()A物體的重力勢能減少，動(dòng)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v0沖向光滑斜面AB，并能沿斜面升高h(yuǎn)，下列說法中錯(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h(yuǎn)B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，長為L的粗糙長木板水平放置，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

7、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mgLsin C發(fā)生滑動(dòng)前靜摩擦力逐漸增大D整個(gè)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壁光滑的圓筒，筒固定一輕質(zhì)彈簧，輕質(zhì)彈簧處于自然長度現(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)空氣阻力下列說法中錯(cuò)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(shí)的動(dòng)能B輕質(zhì)彈簧獲得的最大彈性勢能等于小球拋出時(shí)的

8、動(dòng)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)繩與輕質(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，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對地面恰好無壓力若在物體A下落的過程中，彈簧始終處在彈性限度，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mgheq f(1,2)mv2C物體B有向上的加速度D彈簧對物體A拉力的瞬時(shí)功率大小為2mgv題號12345678

9、9101112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進(jìn)行eq avs4al(自由落體實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,甲)eq avs4al(斜面小車實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,乙)(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，測出每兩個(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T0.1 s，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)方案得到的簡要寫出判斷依據(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

10、中正確的是_(填選項(xiàng)前的字母)AvNgnTBvNeq f(xnxn1,2T)CvNeq f(dn1dn1,2T) DvNg(n1)T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)14(10分)(2016高考全國卷丙)如圖，在豎直平面有由eq f(1,4)圓弧AB和eq f(1,2)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eq f(R,2).一小球在A點(diǎn)正上方與A相距eq f(R,4)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、

11、A兩點(diǎn)的動(dòng)能之比；(2)通過計(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)電站是我國最大的水力發(fā)電站，平均水位落差約100 m，水的流量約1.35104m3/s.船只通航需要約3 500 m3/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(shí)，水流減少的機(jī)械能有20%轉(zhuǎn)化為電能(g取10 m/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(shí)用電的功率為0.5 kW，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m的小木塊靜止輕

12、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，如圖所示，當(dāng)小木塊與傳送帶相對靜止時(shí)，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(dòng)能；(4)摩擦過程產(chǎn)生的能；(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94770099解析選C.自然界的一切過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2導(dǎo)學(xué)號94770100解析選C.由平拋運(yùn)動(dòng)知識可知，當(dāng)小球落到斜面上時(shí)：水平方向的位移xv0t，豎直方向的位移yeq f(1,2)gt2，根據(jù)Ekeq f(1,2)mveq oal

13、(2,0)，斜面傾角為30，且初動(dòng)能E16 J，聯(lián)立以上各式解得，小球落到斜面上時(shí)的動(dòng)能E2為14 J，C正確3導(dǎo)學(xué)號94770101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(yùn)動(dòng)導(dǎo)致彈力變大，所以A、B的合力以與加速度都在減小，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A做的功與彈簧彈力對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導(dǎo)學(xué)號94770102解析選D.由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知滑塊A和B在繩長方向的速度大小相等，有vA

14、 sin 60vB cos 60，解得vAeq f(r(3),3)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mgheq f(1,2)mveq oal(2,A)eq f(1,2)mveq oal(2,B)，解得heq f(2v2,3g)，由幾何關(guān)系可知繩子的長度為L2heq f(4v2,3g)，故選項(xiàng)D正確5導(dǎo)學(xué)號94770103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，a0，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)，v0，F(xiàn)mg，則a0，所以B、C錯(cuò)誤；t2t4，消防員的勢能

15、減小，動(dòng)能也減小，所以機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤6導(dǎo)學(xué)號94770104解析選A.環(huán)形槽光滑，甲、乙組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)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(dòng)能；甲減少的重力勢能等于乙增加的勢能與甲、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)乙一定會回到槽的最低點(diǎn)7導(dǎo)學(xué)號94770105解析選D.由牛頓第二定律可知，mgfmamg/2，則fmg/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

16、于空氣阻力對物塊做的功：Wff(Hh)mg(Hh)/2，即D正確8導(dǎo)學(xué)號94770106解析選AD.物體由靜止開始下滑的過程其重力勢能減少，動(dòng)能增加，A正確物體在下滑過程中，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，所以斜面對物體的作用力做負(fù)功，C錯(cuò)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導(dǎo)學(xué)號94770107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

17、h；若把斜面彎成半圓弧狀，物體在升高h(yuǎn)之前已經(jīng)脫離軌道但兩種情況下機(jī)械能均守恒10導(dǎo)學(xué)號94770108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端的過程中，WmgLsin 0，可知WmgLsin ，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mgsin ，當(dāng)時(shí)，f靜，所以C項(xiàng)正確在整個(gè)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(xiàng)正確11導(dǎo)學(xué)號94770109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，

18、即eq f(1,2)mveq oal(2,0)mghEp，由此得到Epeq f(1,2)mveq oal(2,0)，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2ghveq oal(2,0)sin2(為v0與水平方向的夾角)，解得v0eq f(r(2gh),sin )，由此可知，選項(xiàng)D錯(cuò)誤12導(dǎo)學(xué)號94770110解析選BD.當(dāng)A即將接觸地面時(shí)，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F2mg，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；然后對A受力分析可得：Fmgma，可得ag，方向豎直向上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；A下落過程中，A與彈簧整體機(jī)械能守恒，可得mgh

19、Epeq f(1,2)mv2，彈簧的彈性勢能Epmgheq f(1,2)mv2，選項(xiàng)B正確；拉力的瞬時(shí)功率為PFv2mgv，選項(xiàng)D正確13導(dǎo)學(xué)號94770111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aeq f(（sDEsAB）（sEFsBC）,6T2)，代入數(shù)值，解得a4.8 m/s2(4.7 m/s24.9 m/s2均可)該紙帶是采用乙實(shí)驗(yàn)方案得到的，這是因?yàn)槲矬w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

20、為零，同時(shí)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(cuò)誤，B、C正確答案(1)甲甲方案中摩擦力較小(2)4.8 m/s2乙物體運(yùn)動(dòng)的加速度a4.8 m/s2g(3)BC14導(dǎo)學(xué)號94770112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EkAmgeq f(R,4)(1分)設(shè)小球在B點(diǎn)的動(dòng)能為EkB，同理有EkBmgeq f(5R,4)(1分)由式得EkBEkA51.(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N0(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Nmgmeq f(veq oal(2,C),f(R,2)(1分)由式得，vC應(yīng)滿足mgmeq f(2veq oal(2,C),R)(1分)由機(jī)械能守恒有mgeq f(R,4)eq f(1,2)