高中物理检测：第7章 机械能守恒定律.doc

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1、第七章机械能守恒定律(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分每小题至少有一个选项是正确的)1下列关于力对物体做功的说法正确的是()A摩擦阻力对物体做功的多少与路径有关B合力不做功，物体必定做匀速直线运动C在相同时间内作用力与反作用力做功绝对值一定相等，一正一负D一对作用力和反作用力，可能其中一个力做功，而另一个力不做功【解析】根据摩擦力做功的特点知，摩擦力的功与路径有关，A正确；合力不做功，合力不一定为零，物体不一定做匀速直线运动，B错误；一对作用力、反作用力的功不一定数值相等、一正一负，有可能一个力做功，另一个力不做功，C错误，D正确【答案】AD2人们设

2、计出磁悬浮列车，列车能以很大速度行驶列车的速度很大，是采取了下列哪些可能的措施()A减小列车的质量B增大列车的牵引力C减小列车所受的阻力D增大列车的功率【解析】当列车以最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，有PFfv，故v，要增大速度，一方面增大列车的功率，另一方面减小列车所受的阻力，故C、D正确【答案】CD3(2013石家庄高一期末)质量为m的物体从地面上方H高处无初速度释放，落到地面后出现一个深为h的坑，如图1所示，在此过程中()图1A重力对物体做功mgHB物体重力势能减少mg(Hh)C合力对物体做的总功为零D地面对物体的平均阻力为【解析】重力做功为mg(Hh)，A错；重力势能减少mg(H

3、h)，B错；由动能定理W总Ek0.C对；又mg(Hh)h0，故，D错【答案】C4(2013福州高一期末)如图2所示，小球以初速度v0从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，则经过A点的速度大小为()图2A.B.C.D.【解析】设小球从A到B克服摩擦力的功为Wf.小球从A至B.Wfmgh0mv小球从B至AmghWfmv0解以上两式得vA，B对【答案】B5(2013郑州高一检测)在空中某一位置，以大小v0的速度水平抛出一质量为m的物体，经过时间t物体下落一段距离后，其速度大小仍为v0，但方向与初速度方向相反，如图3所示，则下列说法中正确的是()图3A风力对物体做功为

4、零B风力对物体做负功C物体的机械能减少D物体的动能变化为mv【解析】由题意知物体的动能不变，D错；由于物体在竖直方向上初、末速度为0，即物体不做自由落体运动，物体在竖直方向下落的高度小于hgt2，物体减少的机械能Emgh，所以E，故C错误；由动能定理知物体克服风力做的功与重力做的功相同，故A错，B对【答案】B6(2013沈阳高一检测)如图4所示，小球m分别从A点和B点无初速度地释放，则经过最低点C时，小球的速率之比v1v2为(空气阻力不计)()图4A1B.1C21 D12【解析】设球经C点时的速度为v，绳长为l.根据动能定理有mghmv20，故v.所以v1，v2.v1v21，B正确【答案】B二

5、、非选择题(本题共5小题，共58分计算题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)8(8分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图6所示O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，当地的重力加速度为9.8 m/s2，那么图6(1)纸带的_端(填“左”或“右”)与重物相连；(2)根据图上所得的数据，应取图中O点到_点来验证机械能守恒定律；(3)从O点到(2)问中所取的点，重物重力势能的减少量Ep_ J，动能增加

6、Ek_ J(结果取三位有效数字)【解析】由题意知，O点为第一个点，所以纸带的左端与重物相连，为了减小误差和便于求重物动能的增加量，可取题图中O点到B点来验证机械能守恒定律，此过程中重力势能的减少量EpmghOB1.009.819.25102 J1.89 J.打B点时重物的瞬时速度vB m/s1.845 m/s.所以动能增量Ekmv1.001.8452 J1.70 J.【答案】(1)左(2)B(3)1.891.709(10分)质量为40 kg的物体，在一个水平外力作用下，沿直径为40 m的水平圆形轨道匀速运动一周，若物体与轨道间动摩擦因数为0.5，求水平外力在此过程中做的功为多少？(g取10 m

7、/s2)【解析】物体做匀速圆周运动的动能不变，由动能定理得WWf0上式得W、Wf分别为水平外力和摩擦力做的功，而Wfmg2R联立求得W2.51104 J.【答案】2.51104 J10(10分)一列车的质量是5.0105 kg，在平直的轨道上以额定功率3 000 kW加速行驶，当速度由10 m/s加速到所能达到的最大速率30 m/s时，共用了2 min，则在这段时间内列车前进的距离是多少？【解析】设列车在2 min内前进的距离为l，已知m5.0105 kg，P3 000 kW，v10 m/s，v30 m/s，t2 min，由于PFv列车速度最大时，a0，所以阻力FfF，则Ff N1.0105

8、N，牵引力做功WPt3106602 J3.6108 J，由动能定理知WFflmv2mv2，代入数据求得l1.6 km.【答案】1.6 km11(14分)如图7所示，ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道，其中ABC的末端水平，DEF是半径为r0.4 m的半圆形轨道，其直径DF沿竖直方向，C、D可看做重合现有一可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的地方由静止释放，则：图7(1)若要使小球经C处水平进入轨道DEF且能沿轨道运动，H至少要有多高？(2)若小球静止释放处离C点的高度h小于(1)中H的最小值，小球可击中与圆心等高的E点，求此h的值(取g10 m/s2)【解析】(1)小球从A

9、BC轨道下滑，机械能守恒，设到达C点时的速度大小为v.则：mgHmv2小球能在竖直平面内做圆周运动，在圆周最高点必须满足：mgm联立以上两式并代入数据得：H0.2 m.(2)若hH，小球过C点后做平抛运动，设球经C点时的速度大小为vx，则击中E点时，竖直方向：rgt2水平方向：rvxt由机械能守恒有：mghmv联立以上三式并代入数据得h0.1 m.【答案】(1)0.2 m(2)0.1 m12(16分)(2013合肥高一期末)如图8是翻滚过山车的模型，光滑的竖直圆轨道半径为R2 m，入口的平直轨道AC和出口的平直轨道CD均是粗糙的，质量为m2 kg的小车与水平轨道之间的动摩擦因数均为0.5，加速

10、阶段AB的长度为l3 m，小车从以A静止开始受到水平拉力F60 N的作用，在B点撤去拉力，试问：(1)要使小车恰好通过圆轨道的最高点，小车在C点的速度为多少？(2)满足第(1)的条件下，小车沿着出口平轨道CD滑行多远的距离？(3)要使小车不脱离轨道，平直轨道BC段的长度范围？图8【解析】(1)设最高点的速度为v0：mg，由C点到最高点满足机械能守恒定律：mvmg2Rmv，vC10 m/s.(2)动能定理：mgsCD0mv，sCD10 m.(3)小车经过C点的速度大于10 m/s就能做完整圆周运动，由动能定理：Flmg(lsBC)mv，sBC5 m小车进入圆轨道时，上升的高度小于R2 m时，小车

11、返回而不会脱离轨道：Flmg(lsBC)mgh00，h2 m，sBC11 m综上可得：sBC5 m或sBC11 m小车不脱离轨道【答案】(1)10 m/s(2)10 m(3)小于等于5 m或大于等于11 m1若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则()A物体的动能不可能总是不变的 B物体的加速度一定变化C物体的速度方向一定变化 D物体所受合外力做的功可能为零答案D解析物体做匀速圆周运动时合外力不为零，但合外力做的功为零，动能不变，A错，D对；合外力不为零，物体的加速度一定不为零，是否变化不能断定，B错；合外力不为零，物体的速度方向可能变化，也可能不变，C错2一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的

12、速率v0分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的动能 ()A上抛球最大 B下抛球最大C平抛球最大 D一样大答案D4一小石子从高为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)，g10 m/s2，则该时刻小石子的速度大小为()A5 m/s B10 m/sC15 m/s D20 m/s答案B解析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mghmghmv2由题意知mghmv2，所以mghmv2故v10 m/s，B正确5质量为2 t的汽车，发动机的牵引力功率为30 kW，在水平公路上，能达到的

13、最大速度为15 m/s，当汽车的速度为10 m/s时的加速度大小为()A0.5 m/s2 B1 m/s2 C1.5 m/s2 D2 m/s2答案A解析当汽车达到最大速度时，即为牵引力等于阻力时，则有PFvFfvm，Ff N2103 N，当v10 m/s时，F N3103 N，所以a m/s20.5 m/s2.6.图2 如图2所示，某段滑雪雪道倾角为30，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g.在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是()A运动员减少的重力势能全部转化为动能B运动员获得的动能为mghC运动员克服摩擦力做功为mghD下滑

14、过程中系统减少的机械能为mgh答案D解析运动员的加速度为g，沿斜面：mgFfmg，Ffmg，WFfmg2hmgh，所以A、C项错误，D项正确；Ekmghmghmgh，B项错误二、不定项选择题(共4小题，每小题5分，共20分)7下列说法正确的是 ()A物体的机械能守恒，一定只受重力和弹簧弹力作用B物体处于平衡状态时机械能一定守恒C物体的动能和重力势能之和增大时，必定有重力以外的其他力对物体做了功D物体的动能和重力势能在相互转化过程中，一定通过重力做功来实现答案CD解析物体的机械能守恒时，一定只有重力和弹簧的弹力做功，但不一定只受重力和弹簧弹力的作用8.图3 质量为m1、m2的两物体，静止在光滑的

15、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，如图3所示则这段时间内此人所做的功的大小等于()AFs2 BF(s1s2) C.m2v(mm1)v D.m2v答案BC解析人做的功等于绳子对m1、m2做的功之和，即WFs1Fs2F(s1s2)，A错，B对；根据动能定理知，人做的功等于m1、m2、m动能的增加量，所以W(m1m)vm2v，C对，D错9. 质量为m的物体由固定在地面上的斜面顶端匀速滑到斜面底端，斜面倾角为，物体下滑速度为v，如图4所示，以下说法中正确的是()图4A重力对物体做功的功率为mgvsin B重力对物体做

16、功的功率为mgvC物体克服摩擦力做功的功率为mgvsin D物体克服摩擦力做功的功率为mgv答案AC解析物体沿斜面匀速下滑，说明沿斜面方向的摩擦力Ffmgsin ，根据功率公式PFvcos (式中是F与v的夹角)，则重力的功率PGmgvcos(90)mgvsin ，A对，B错；物体克服摩擦力做功的功率PFfFfvmgvsin ，C对，D错13(10分)小球自h2 m的高度由静止释放，与地面碰撞后反弹的高度为h.设碰撞时没有动能的损失，且小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变，求：(1)小球受到的空气阻力是重力的多少倍？(2)小球从开始到停止运动的过程中运动的总路程答案(1)(2)14 m解析设

17、小球的质量为m，所受阻力大小为Ff.(1)小球从h处释放时速度为零，与地面碰撞反弹到h时，速度也为零，由动能定理得mgFf0解得Ffmg(2)设小球运动的总路程为s，且最后小球静止在地面上，对于整个过程，由动能定理得mghFfs0sh72 m14 m15(12分)一列车的质量是5.0105 kg，在平直的轨道上以额定功率3 000 kW加速行驶，当速度由10 m/s加速到所能达到的最大速率30 m/s时，共用了2 min，则在这段时间内列车前进的距离是多少？答案1.6 km解析设列车在2 min内前进的距离为l，已知m5.0105 kg，P3 000 kW，v10 m/s，v30 m/s，t2

18、 min，由于PFv列车速度最大时，a0，所以阻力FfF，则Ff N1.0105 N牵引力做功WPt3106602 J3.6108 J由动能定理知WFflmv2mv2代入数据求得l1.6 km16(12分)图9如图9所示，竖直面内的曲线轨道AB的最低点B的切线沿水平方向，且与一位于同一竖直面内、半径R0.40 m的光滑圆形轨道平滑连接现有一质量m0.10 kg的滑块(可视为质点)，从位于轨道上的A点由静止开始滑下，滑块经B点后恰好能通过圆形轨道的最高点C.已知A点到B点的高度h1.5 m，重力加速度g10 m/s2，空气阻力可忽略不计，求：(1)滑块通过圆形轨道B点时对轨道的压力大小；(2)滑

19、块从A点滑至B点的过程中，克服摩擦阻力所做的功答案(1)6.0 N(2)0.50 J解析(1)因滑块恰能通过C点，对滑块在C点，根据牛顿第二定律有：mg，解得：vC2.0 m/s对于滑块从B点到C点的过程，选B点所在水平面为参考平面，根据机械能守恒定律有mvmv2mgR滑块在B点受重力mg和轨道的支持力FN，根据牛顿第二定律有FNmg联立上述两式可解得：FN6mg6.0 N根据牛顿第三定律可知，滑块在B点时对轨道的压力大小FN6.0 N.(2)滑块从A点滑至B点的过程中，根据动能定理有：mghW阻mv解得：W阻mghmv0.50 J.1、关于力对物体做功，以下说法正确的是 A、合外力不做功，物

20、体必定做匀速直线运动 B、摩擦阻力对物体做功与路径有关 C、滑动摩擦力总是做负功 D、静摩擦力对物体一定不做功 2、一质量为2kg的滑块，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行. 从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力. 经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4m/s. 在这段时间里水平力做的功为 A、0 B、8J C、16J D、32J3、如图，厚为L的木块放在光滑的水平桌面上，一子弹射穿木块时，木块向前滑动了s，子弹与木块间的平均作用力为f，则 A作用力对木块和子弹所做的功分别为fs和 fsB作用力对木块和子弹所做的功分别为和C作用力对木块做功fs，作用力对子弹做功D以上说法都不对

21、4、下列几种运动中，遵守机械能守恒定律的是 A自由落体运动B匀加速直线运动C匀速圆周运动D物体沿斜面匀速下滑5、物体以60J的初动能从A点竖直上抛，上升到某一高度时动能损失了30J，而机械能损失了10J，设空气阻力大小恒定，则物体在落回A处时的动能为 A、50J B、40J C、30J D、20J二、多项选择题（本题共8小题，每小题5分，共40分将正确答案填在答题纸上.）7、质点在恒力的作用下从静止开始作直线运动，则质点的动能 A、与它通过的位移成正比；B、与它通过的位移的平方成正比；C、与它运动的时间成正比；D、与它运动的时间的平方成正比。8、下列说法正确的是 A汽车发动机功率一定，牵引力与

22、速度成反比B当汽车所受阻力恒定时，汽车匀速运动的速度与发动机实际功率成正比C当汽车受到的阻力f恒定时，汽车匀速运动速度的最大值vm满足Pm = fvmD当汽车以恒定速度行驶时，发动机实际功率等于额定功率9、一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于 A、物体势能的增加量；B、物体动能的增加量；C、物体动能的增加量加上物体势能的增加量；D、物体动能的增加量加上克服重力所做的功；10、平抛一质量为m的物体，初速度为V0，不计一切阻力，物体落地时速度方向与水平方向的夹角为，则 A、 此过程中重力对物体做功为 B、 此过程中重力对物体做功为C、 此过程中重力对

23、物体做功的平均功率为 D、 物体落地时重力做功的瞬时功率为 11、水平面上的甲、乙两物体某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下，逐渐停下来图中a、b分别表示甲、乙两物体的动能E和位移s的图像，下列说法正确的是 A若甲和乙与水平面上的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙大B若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙小C若甲和乙质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙大D若甲和乙质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙小用长为L的轻绳悬挂于O点，如图所示，第一次小球在水平力F1的作用下，从平衡位置A点缓慢地移到B点，力F1做的功为W1；第二次小球在大小等于mg的水平恒力F2作用下，也从平衡位

24、置A点移到B点，力F2做的功为W2若为B点轻绳与竖直方向的夹角，则下列关于W1和W2的大小关系的判断，正确的是 A当时，有W1 W2B当时，有W1 W2D当时，有W1 W214、一物体从斜面底端以初动能E滑向斜面，返回到底端的速度大小为v，克服摩擦力做功为E/2，若物块以初动能2E滑向斜面，则 A返回斜面底端时的动能为E B返回斜面底端时的动能为C返回斜面底端时的速率为2v D返回斜面底端时的速率为15、一质量为2kg的铅球从离地面2m高处自由落下，陷入沙坑中2cm深，则沙子对铅球的平均阻力为_N。 16、一人坐在雪橇上，从静止开始沿着高度为15m的斜坡滑下，到达底部时速度为10m/s. 人和雪橇的总质量为60kg，下滑过程中克服阻力做的功等于_J18、汽车在水平公路上行驶，所受阻力为车重的0.01倍当汽车的速度为4m/s时，其加速度是0.4m/s2，若保持此时的功率不变继续行驶，汽车能达到的最大速度是_ 21、质量为m的物体从地面以初速度v0竖直向上抛出，物体第一次落回地面时速度大小为v0，设物体在运动过程中阻力大小不变，求： （1）物体上升的最大高度H； （2）若物体与地面碰撞过程无能量损失，求物体从抛出到最终停下经过的总路程s。