2022年机械能守恒定律单元测试 .pdf

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1、1 砀山中学高一物理第八次周练_班级 _ 日期 :2014 年 6 月 8 日一、单项选择题( 每题 4 分，共 48 分。 ) 1. 以下说法中正确的选项是( ) A.物体受力的同时又有位移发生，则该力对物体做的功等于力乘以位移B.力很大，位移很大，这个力所做的功一定很多C.机械做功越多，其功率越大D.汽车以恒定功率上坡的时候，司机必须换挡，其目的是减小速度，得到较大的牵引力2. 一小石子从高为10 m处自由下落，不计空气阻力，经一段时间后小石子的动能恰等于它的重力势能 ( 以地面为参考平面) ，g=10 m/s2，则该时刻小石子的速度大小为( ) A.5 m/s B.10 m/s C.15

2、 m/s D.20 m/s 3. 从空中以30 m/s 的初速度水平抛出一个重10 N 的物体，物体在空中运动4 s 落地，不计空气阻力，g 取 10 m/s2，则物体落地时重力的瞬时功率为( ) A.400 W B.500 W C.300 W D.700 W 4. 将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v -t图象如下图。以下判断正确的选项是( ) A.前 3 s 内货物处于失重状态B.最后 2 s 内货物只受重力作用C.前 3 s 内与最后2 s 内货物的平均速度相同D.第 3 s 末至第 5 s 末的过程中，货物的机械能守恒5. 如下图， 在地面上以速度v0抛出

3、质量为m的物体， 抛出后物体落到比地面低的海平面上。假设以地面为零势能面而且不计空气阻力，则( ) A物体到海平面时的重力势能为mgh B从抛出到落至海平面，重力对物体做功为mgh+12mv02C物体在海平面上的动能为mgh D物体在海平面上的机械能为12mv02 6. 如图 , 外表光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮, 小物块 A、B用轻绳连接并跨过滑轮( 不计滑轮的质量和摩擦) 。初始时刻 ,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后,A 下落、 B沿斜面下滑 , 则从剪断轻绳到物块着地, 两物块 ( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -

4、 - -第 1 页，共 10 页2 7. 质量为 m1、m2的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为m的人站在m1上用恒力F 拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为v1和 v2，位移分别为s1和 s2，如下图。则这段时间内此人所做的功的大小等于( ) 2 1C.12m2v22+12(m+m1)v12 D.12m2v228. 如下图 , 利用倾角为的传送带把一个质量为m的木箱匀速传送L 距离 , 这时木箱升高h,木箱和传送带始终保持相对静止。关于此过程, 以下说法正确的选项是( ) mgLcos, 其中为摩擦系数9. 如下图，将小球a 从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球

5、b 从距地面 h 处由静止释放，两球恰在h2处相遇 ( 不计空气阻力 ) 。则 ( ) A.两球同时落地B.相遇时两球速度大小相等C.从开始运动到相遇，球a 动能的减少量等于球b 动能的增加量D.相遇后的任意时刻，重力对球a 做功的功率和对球b 做功的功率相等10汽车的额定功率为90 kW ，路面的阻力为f ，汽车行驶的最大速度为v. 以下说法正确的选项是 ( ) A如果阻力为2f ，汽车最大速度为2v B如果汽车牵引力为原来的两倍，汽车的最大速度为2v C如果汽车的牵引力变为原来的12，汽车的额定功率就变为45 kW D如果汽车以最大速度v 做匀速直线运动，汽车发动机的输出功率就是90 kW

6、 11如下图，小物体A沿高为 h、倾角为的光滑斜面以初速度v 从顶端滑到底端，而相同的物体 B以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛，则( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页3 A两物体落地时速度相同B从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同C从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率相同D两物体落地时，重力的瞬时功率相同12如下图， A球用线悬挂且通过弹簧与B球相连，两球质量相等，当两球都静止时，将悬线烧断，不计空气阻力，以下说法正确的选项是( ) A线断瞬间，A球的加速度小于B球的加速度B线断后最初一

7、段时间里，重力势能转化为动能和弹性势能C在下落过程中，两小球、弹簧和地球组成的系统机械能不守恒D线断后最初一段时间里，动能的增加大于重力势能的减小二、实验题 ( 每空 2 分，共 14 分) 13. 某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”，如图甲所示。打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，测得所用重物的质量为1.00 kg 。假设按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图乙所示，那么：(1) 纸带的 _( 选填“左”或“右”) 端与重物相连；(2) 从打下点A到打下点C的过程中重力势能的减少量Ep=_( 结果

8、保留两位有效数字 ) ；(3) 猜测：动能的增加量Ek最有可能 _势能的减少量Ep( 选填“ ” “”或“ =”) 。产生这种现象的原因可能是_. 14. 某同学利用图甲探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了如表所示的数据：实验次数1 2 3 4 5 橡皮筋条数1 3 4 5 7 小车速度v/ms-1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页4 ( 注：每条橡皮筋拉长的长度都一样) (1) 由表可得出定性结论：_ 。(2) 设一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功为W0，大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v关系的图象。( 画

9、在图乙中 ) (3) 由图象大致可判断出W与 v 的关系是 _。三、计算题 ( 本大题共4 小题，共38 分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位 ) 15 (8 分) 如下图，在光滑的水平面上，质量m=3 kg 的物体，在水平拉力F= 6 N 的作用下，从静止开始运动，运动时间t=3 s 。求：(1) 力 F 在 3 s 内对物体所做的功；(2) 力 F 在 3 s 内对物体做功的平均功率；(3) 在 3 s 末，力 F 对物体做功的瞬时功率。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页5 16.(10分)

10、 某型号汽车发动机的额定功率P060 kW，汽车质量m 1103 kg ，在水平路面上正常行驶中所受到的阻力大小恒为车重的0.15 倍。 g 取 10 m/s2。(1) 求该汽车在水平路面上行驶能到达的最大速度vm；(2) 假设该汽车由静止开始以a10.5 m/s2的加速度匀加速行驶，求维持汽车做匀加速直线运动的时间t ；(3) 假设该汽车在水平高速公路上以v36 m/s 的速度匀速行驶，轮胎与路面的动摩擦因数 0.60 ，驾驶员的反应时间t 0.50 s，求驾驶员驾驶该汽车与前车保持的安全距离的最小值 s。17(10 分) 一个质量为4 kg 的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动

11、摩擦因数 0.1 ，从 t 0 开始，物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F作用，力F随时间变化的规律如图K77 所示，求前4 秒内物体的位移大小和F 对物体所做的功( 取g10 m/s2) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页6 18.(10分) 如下图，光滑斜轨和光滑圆轨相连，固定在同一竖直面内，圆轨的半径为R，一个小球 ( 可视为质点 ) ，从离水平面高h 处由静止自由下滑，由斜轨进入圆轨。求：(1) 为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨，h 应至少多高？(2) 假设小球到达圆轨最高点时圆轨对小球

12、的压力大小恰好等于它自身重力大小，那么小球开始下滑时的h是多大？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页7 砀山中学高一物理第八次周练参考答案1. 选 D。力乘以力的方向上的位移，才是该力做的功，A错。由 W=Flcos知， F 很大，l很大，假设=90，则 W=0 ， B错。做功多，用时长，功率不一定大，C错。由 P=Fv，可知 P一定时， v 减小， F增大， D对。2. 选 B。设小石子的动能等于它的重力势能时速度为v，根据机械能守恒定律得mgh=mgh +12mv2 由题意知mgh =12mv2，所以 mgh=m

13、v2，故 v=gh=10 m/s ， B正确。3. 选 A。在竖直方向上，vy=gt=10 4 m/s=40 m/s, 故物体落地时重力的瞬时功率P=mgvy=400 W ，A对。4. 选、 C。由货物运动的v -t图象可知，前3 s 内货物向上做匀加速直线运动，货物处于超重状态， A错误；最后2 s 内货物向上做匀减速直线运动，加速度为-3 m/s2，说明货物除受重力外，还受其他力的作用，B错误；由平均速度公式0tvvv2得，前 3 秒内与最后 2 s 内货物的平均速度大小都为3 m/s 且方向相同， C对；第 3 s 末至第 5 s 末的过程中，货物的速度不变，动能不变，重力势能增加，故机

14、械能增加，D错误。5. 选 B、 C 、D。 物体到海平面时的重力势能为-mgh，A错；物体下落，重力对物体做正功，为 mgh ，B错误； 由动能定理得： mgh=Ek-12mv02, 所以物体在海平面上的动能为mgh 12mv02，C错误；不计空气阻力，物体的机械能守恒，物体在海平面上的机械能与在地面上的机械能相等， E=Ep+Ek=12mv02，D对。6. 选 D。 设 A、B离地高度为h, 由于斜面外表光滑，A 、 B运动过程机械能守恒，物块着地时速率相等 , 均为2gh，因此速率变化量相等，A、B错。由于初始时刻A、B处于同一高度并处于静止状态，因此有mAg=mBgsin ，重力势能变

15、化量不相等，C错。从剪断轻绳到两物块着地过程的平均速度大小为1v2gh2，则ABABABPm gv Pm gsin v PP ,，故选 D。7. 选 C。人做的功等于绳子对m1、m2做的功之和，即W=Fs1+Fs2=F(s1+s2) ，AB错。根据动能定理知，人做的功等于m1、m2动能的增加量，所以W= 12(m1+m)v12+12m2v22，C对， D错8. 选 D。木箱和皮带间的摩擦力为静摩擦力, 对木箱做正功, 木箱匀速运动, 根据功能原理,摩擦力对木箱做的功等于木箱克服重力做的功mgh ，D选项正确。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -

16、 -第 7 页，共 10 页8 9. 选 C。相遇时满足222200111hgtv tgthgtvgh2222，所以。小球 b 落地时间tb=2hg，球 a 落地时间0a2vht2gg，故 A错误；相遇时，bhv2ggh2，va2-v02=-2gh2，va=0，所以 B错误；因为两球恰在h2处相遇，说明重力做功的数值相等，根据动能定理，球a 动能的减少量等于球b 动能的增加量，C正确；相遇后的任意时刻，球a的速度始终小于球b 的速度，因此重力对球a 做功的功率小于对球b 做功的功率，D错误。10.D 11 B 解析：两种情况下都只有重力做功，且重力做功的大小一样，机械能守恒；物体落地时速度大小

17、相同，方向不同12 D A、 线 断 开 前 ， B 球 受 重 力 和 弹 簧 拉 力 ， 二 力 平 衡 ， A 球 受 重 力 ， 弹 簧 拉 力 和 细线 拉 力 ， 三 力 平 衡 ； 细 线 刚 断 开 ， 细 线 拉 力 减 为 零 ， 弹 簧 弹 力 不 变 ， 故A 球 立即 有 加 速 度 ， B 球 加 速 度 为 零 ， 故 A 错 误 ；B、 C、 D、 系 统 下 落 过 程 ， 刚 开 始 时 ， 由 于 A 的 加 速 度 大 于 B 的 加 速 度 ， 故 弹 簧伸 长 量 变 小 ，弹 性 势 能 减 小 ，由 于 A 球 、弹 簧 、 B 球 系 统 只

18、有 重 力 和 弹 簧 弹 力 做功 ， 系 统 机 械 能 守 恒 ， 故 线 断 后 最 初 一 段 时 间 里 ， 重 力 势 能 和 弹 性 势 能 都 转 化为 动 能 ， 因 而 B 错 误 ， C 错 误 ， D 正 确 ；故 选 D13. (1) 重物做自由落体运动，下落速度越来越快，相同的时间里，距离越来越大，故纸带的左端与重物相连。(2) Ep=mghAC (7.02-3.13)10-2 J 0.38 J 。(3) 由于摩擦阻力的影响，动能的增加量Ek最有可能小于势能的减少量Ep。空气阻力或纸带与限位孔间的摩擦答案： (1) 左(2)0.38 J (3) 14. 每条橡皮筋

19、拉长的长度都一样，一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功为W ，则做功与拉长橡皮筋的条数成正比，第2、3、4、 5次拉长橡皮筋做功应分别为3W 、4W 、5W 、7W 。答案： (1) 橡皮筋做的功与小车获得的速度有关，并且做功越多，小车获得的速度越大(2) 如下图(3) 可能是 W v2。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页9 15物体的加速度22F6a m /s2 m / sm3物体在 3 s 内的位移2211sat23 m9 m22物体在 3 s 末的速度v=at=2 3 m/s=6 m/s (1) 力 F 在 3

20、s 内对物体所做的功为W=Fs=6 9 J=54 J (2) 力 F 在 3 s 内对物体做功的平均功率为W54P W18 Wt3(3) 在 3 s 末，力 F 对物体做功的瞬时功率为P=Fv=66 W=36 W 16.(1) 当汽车发动机到达额定功率并做匀速运动时，汽车到达最大速度，此时发动机牵引力Ff1103 N ，则vm0PF40 m/s (2) 设汽车匀加速行驶时发动机牵引力为F1，根据牛顿第二定律有F1f1ma1得 F1f1ma12103 N 维持汽车做匀加速直线运动的最大速度0m11Pv30 m /sF维持汽车做匀加速直线运动的时间m11vt60 sa(3) 当出现紧急情况时，汽车

21、刹车时受到的总阻力为f f1 103 N 此时汽车的加速度大小a2fm7.5 m/s2 汽车在司机反应时间内匀速行驶的距离s1vt 18 m 由 v22a2s2得汽车的刹车距离222vs86.4 m2a精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页1 0所以此汽车与前车保持的安全距离的最小值ss1s2104.4 m 18.(1) 小球刚好不脱离圆轨，在最高点由牛顿第二定律得mg=2vmR小球由斜轨运动至圆轨最高点过程，由动能定理得mg(h-2R)=12mv2联立解得 h=52R 故小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨,h 至少为52R。(2) 在最高点对小球由牛顿第二定律得21NvFmgmR又有 FN=mg 小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得mg(h-2R)=12mv12 联立解得h=3R 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页