2022年高中物理必修2机械能及其守恒定律试题及答案 .pdf

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1、高中物理必修 2 机械能及其守恒定律1下列说法正确的是（）A如果物体（或系统）所受到的合外力为零，则机械能一定守恒 B如果合外力对物体（或系统）做功为零，则机械能一定守恒 C物体沿光滑曲面自由下滑过程中，机械能一定守恒 D做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒2如图所示，木板OA水平放置，长为L，在 A 处放置一个质量为m 的物体，现绕O 点缓慢抬高到A端，直到当木板转到与水平面成角时停止转动 .这时物体受到一个微小的干扰便开始缓慢匀速下滑，物体又回到O 点，在整个过程中（）A支持力对物体做的总功为sinmgLB摩擦力对物体做的总功为零C木板对物体做的总功为零D木板对物体做的总功为正功3静止在粗

2、糙水平面上的物块A受方向始终水平向右、大小先后为F1、F2、F3的拉力作用做直线运动，t=4s时停下，其速度时间图象如图所示，已知物块A 与水平面间的动摩擦因数处处相同，下列判断正确的是（）A全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功B全过程拉力做的功等于零C一定有 F1+F3=2F2D可能有 F1+F32F24质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为g54，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（）A物体动能增加了mgh54B物体的机械能减少了mgh54C物体克服阻力所做的功为mgh51D物体的重力势能减少了mgh5如图所示，木板质量为M，长度为 L，小木块的质量为m，水

3、平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M 和 m 连接，小木块与木板间的动摩擦因数为.开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将 m 拉至右端，拉力至少做功为（）AmgLB2mgLC2mgLDgLmM)(6如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板2m的左端，右端与小木块1m连接，且1m、2m及2m与地精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页面之间接触面光滑，开始时1m和2m均静止，现同时对1m、2m施加等大反向的水平恒力1F和2F，从两物体开始运动以后的整个过程中，对1m、2m和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过

4、其弹性限度） ，正确的说法是（）A 由于1F、2F等大反向，故系统机械能守恒B由于1F2F分别对1m、2m做正功故系统动能不断增加C由于1F、2F分别对1m、2m做正功，故系统机械能不断增加D当弹簧弹力大小与1F、2F大小相等时，1m、2m的动能最大7如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A 点自由滑下，然后在水平面上前进至 B 点停下 .已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为，滑雪者（包括滑雪板）的质量为m，A、B 两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段的过程中，摩擦力所做的功（）A大于mgLB小于mgLC等于mgLD以上三种情况都有可能8用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧

5、接着匀速上升，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则（）A加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大B匀速过程中拉力的功一定比加速过程中拉力的功大C两过程中拉力的功一样大D上述三种情况都有可能9如图所示，在不光滑的平面上，质量相等的两个物体A、B 间用一轻弹簧相连接，现用一水平拉力F 作用在 B上，从静止开始经一段时间后，A、B一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为Ek时撤去水平力F，最后系统停止运动，从撤去拉力F到系统停止运动的过程中，系统（）A克服阻力做的功等于系统的动能Ek B克服阻力做的功大于系统的动能Ek C克服阻力做的功可能小于系统的动能Ek D克服阻力做的功一定等于系统机械

6、能的减少量10一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向向下运动，运动过程中，物体的机械能与位移的关系图象如图所示，其中 0s1过程的图象为曲线，s1s2过程的图象为直线，根据该图象，下列说法正确的是（）A 0s1过程中物体所受拉力一定是变力，且不断减小B s1s2过程中物体可能在做匀变速直精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页线运动C s1s2过程中物体可能在做变加速直线运动D 0s2过程中物体的动能可能在不断增大11 （8 分）一位同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度为h 的

7、光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m 的一小钢球接触 .当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示.让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面上，水平距离为s. （1）请你推导出弹簧弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离 s等物理量的关系式：_. （2）弹簧的压缩量x 与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：弹簧的压缩量x（cm）1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 钢球飞行的水平距离s（m）1.01 1.50 2.01 2.48

8、3.01 3.50 根据以上实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x 之间的关系，并说明理由：_ _ _ _ 12 （12 分）在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图.其中 O 点是起始点， A、B、C 是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O 点到 A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm）. 已知打点计时器电源频率为50Hz，重锤质量为m，当地重力加速度g=9.80m/s2. （1）这三组数据中不符合有效数字读数要求的是_. （2）该同学用重锤取OB 段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势量为_，接着从打点计时器打

9、下的第一个点O 数起，数到图中 B 点是打点计时器打下的第9 个点，他用 vB=gt计算跟B 点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量为_（均保留三位有效数字）.这样他发现重力势能的减小量_（填“大于”或“小于” ）动能的增加量，造成这一错误的原因是 _. 13 （13 分）一辆质量为m 的汽车，以恒定的输出功率P在倾角为 的斜坡上沿坡匀速行驶，如图所示，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页汽车受到的摩擦阻力恒为f（忽略空气阻力）.求：（1）汽车的牵引力F 和速度 v 的表达式；（2）根据 F 与 v 的表达式，联系汽

10、车上、下坡的实际，你能得到什么启发？14 （14 分）如图所示，质量分别为3m、2m、m 的三个小球A、B、C 用两根长为L 的轻绳相连，置于倾角为 30、高为L的固定光滑斜面上，A 球恰能从斜面顶端外竖直落下，弧形挡板使小球只能竖直向下运动，小球落地后均不再反弹.由静止开始释放它们，不计所有摩擦，求：（1）A 球刚要落地时的速度大小；（2）C球刚要落地时的速度大小. 15 （14 分）如图所示，倾角为的直角斜面体固定在水平地面上，其顶端固定有一轻质定滑轮，轻质弹簧和轻质细绳相连，一端接质量为m2的物块 B，物块 B 放在地面上且使滑轮和物块间的细绳竖直，一端连接质量为m1的物块 A，物块 A

11、放在光滑斜面上的P 点保持静止，弹簧和斜面平行，此时弹簧具有的弹性势能为Ep.不计定滑轮、细绳、弹簧的质量，不计斜面、滑轮的摩擦，已知弹簧劲度系数为k，P点到斜面底端的距离为L.现将物块 A 缓慢斜向上移动，直到弹簧刚恢复原长时的位置，并由静止释放物块A，当物块 B 刚要离开地面时，物块A 的速度即变为零，求：（1）当物块 B刚要离开地面时，物块A 的加速度；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页（2）在以后的运动过程中物块A 最大速度的大小 . 16 （16 分）如图所示，光滑弧形轨道下端与水平传送带吻接，轨道上的A

12、点到传送带的竖直距离和传送带到地面的距离均为h=5m，把一物体放在A 点由静止释放，若传送带不动，物体滑上传送带后，从右端 B水平飞离，落在地面上的P点，B、P 的水平距离OP为 x=2m；若传送带顺时针方向转动，传送带速度大小为v=5m/s，则物体落在何处？这两次传送带对物体所做的功之比为多大？17 （16 分）如图所示，A、B、C 质量分别为mA=0.7kg，mB=0.2kg，mC=0.1kg，B 为套在细绳上的圆环，A与水平桌面的动摩擦因数=0.2，另一圆环D 固定在桌边，离地面高h2=0.3m，当 B、C 从静止下降h1=0.3m，C穿环而过， B 被 D 挡住，不计绳子质量和滑轮的摩

13、擦，取g=10m/s2，若开始时 A 离桌面足够远 . （1）请判断 C能否落到地面 . （2）A 在桌面上滑行的距离是多少？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页18 （17 分）质量为m 的小物块 A，放在质量为M 的木板 B 的左端， B 在水平拉力的作用下沿水平地面匀速向右滑动，且A、B 相对静止 .某时刻撤去水平拉力，经过一段时间，B在地面上滑行了一段距离x，A 在B上相对于 B 向右滑行了一段距离L （设木板 B 足够长）后 A 和 B 都停下 .已知 A、B间的动摩擦因数为1，B与地面间的动摩擦因数为2，且

14、12，求 x的表达式 . 参考答案1 CD 2 AC 3 AC 4 ACD 5 A 6 D 7 C 8 D 9。BD 10答案： BD 11答案： （1）hmgsEp42（3 分）（2）pE与 x 的关系：pE与 x2成正比 （3 分）猜测的理由：由表中数据可知，在误差范围内，xs，从hmgsEp42可猜测pE与 x2成正比（ 2 分）12答案：（1）OC（2 分） （2）1.22m（3 分）1.23m （3 分） 小于（2 分）实际测得的高度比自由落体对应下落的高度小（2 分）13解析：（1）汽车上坡时沿斜面做匀速运动，则sin1mgfF， （2 分）11vFP（2 分）解得sin1mgfP

15、v（1 分）（2）汽车下坡时，同理有sin2mgFf， （2 分）22vFP（2 分）解得sin2mgfPv（1 分）上述计算结果告诉我们，汽车在输出功率一定的条件下，当F1F2时， v1v2，即汽车沿斜坡上行时，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页车速 v1小，换取汽车较大的牵引力F1；当汽车沿斜坡下行时，车的牵引力F2较小，则车速v2较大 . （3 分）14解析：（1）在 A 球未落地前， A、B、C 组成的系统机械能守恒，设A 球刚要落地时系统的速度大小为v1，则1121)(21CCBBAACBAghmghmgh

16、mvmmm， （2 分）又LhA，LLhhCB2130sin11（2 分）代入数据并解得，21gLv（1 分）（2）在 A 球落地后， B 球未落地前， B、C组成的系统机械能守恒，设B 球刚要落地时系统的速度大小为 v2，则222122)(21)(21CCBBCBCBghmghmvmmvmm， （2 分）又LLhLhCB2130sin,22（2 分）代入数据并解得，232gLv（1 分）在 B球落地后， C球未落地前， C球在下落过程中机械能守恒，设 C球刚要落地时系统的速度大小为 v3，则322232121CCCCghmvmvm， （2 分）又LhC3，代入数据得，2143gLv.（2 分

17、）15解析：（1）B 刚要离开地面时，A 的速度恰好为零，即以后B 不会离开地面 . 当 B 刚要离开地面时，地面对B的支持力为零，设绳上拉力为F. B受力平衡， F=m2g（ 2 分）对 A，由牛顿第二定律，设沿斜面向上为正方向，m1gsinF=m1a（ 2 分）联立解得， a=(sin12mm)g（ 2 分）由最初 A 自由静止在斜面上时，地面对B支持力不为零，推得m1gsinm2g，即 sinh2，因此 B被挡后 C 能落至地面 . （2 分）（2）设 C落至地面时，对A、C 应用能定理得，)(2122/22vvmmghmghmCAAC（ 2 分）对 A 应用动能定理得，2/210vmg

18、smAA（ 2 分）联立并代入数据解得，s=0.165m（2 分）所以 A 滑行的距离为shhsA21=（0.3+0.3+0.165）=0.765m（2 分）18解析：设 A、B相对静止一起向右匀速运动时的速度为v.撤去外力后至停止的过程中，A 受到的滑动摩擦力为mgf11（2 分）其加速度大小gmfa111（2 分）此时 B 的加速度大小为MmggMma122)(（2 分）由于12，所以1122agga（4 分）即木板 B 先停止后， A 在木板上继续做匀减速运动，且其加速度大小不变. 对 A 应用动能定理得21210)(mvxLf（2 分）对 B 应用动能定理得221210)(MvgxMmmgx（2 分）消去 v 解得，)(121MmMLx.（3 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页