高中物理-第七章《机械能守恒定律》单元检测-新人教版必修2.doc

机械能守恒定律 单元检测一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1、在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到Vm，立即关闭发动机而滑行直到停止，v-t 图线如图，汽车的牵引力大小为F1,摩擦力大小为F2，全过程中，牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则( ) A、F1:F2=1:3 B、F1:F2 = 4:1 C、W1:W2 =1:1 D、W1:W2 =1:32、质量为 m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB的水平距离为S。下列说法正确的是（ ） A小车克服重力所做的功是mgh B合力对小车做的功是mv2/2C推力对小车做的功是Fs-mgh D阻力对小车做的功是 mv2/2 + mgh-Fs3、质量为m的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续做运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力做的功为( ) A.mgR/4 B.mgR/3 C.mgR/2 D.mgR4、将物体以60 J的初动能竖直向上抛出，当它上升至某点P时，动能减为10 J，机械能损失1.0 J，若空气阻力大小不变，那么物体落回抛出点的动能为（ ） A36 J B40 J C48 J D50 J5、如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中（ ） A重物的重力势能减少 B重物的重力势能增大 C重物的机械能不变 D重物的机械能减少6、小明和小强在操场上一起踢足球，若足球质量为m，小明将足球以速度v从地面上的A点踢起。当足球到达离地面高度为h的B点位置时，如图所示，不计空气阻力，取B处为零势能参考面，则下列说法中正确的是 （ ）A小明对足球做的功等于mgh B足球在A点处的机械能为mv2/2C小明对足球做的功等于mv2/2+mgh D足球在B点处的动能为mv2/2 -mgh 7、半径为R的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在圆桶最低点，如图小车以速度v向右做匀速运动、当小车遇到障碍物突然停止时，小球在圆桶中上升的高度可能为（ ） A等于v2/2g B大于v2/2g C小于v2/2g D等于2R8、如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径ab水平，质点P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出竖直上抛，上升的最大高度为2H/3，空气阻力不计当质点下落再经过轨道a点冲出时，能上升的最大高度h为 ( ) Ah = 2H/3 Bh = H/3 Ch H/3DH/3 h 2H/39、如图所示，一根长为L的轻质细线，一端固定于O点，另一端拴有一质量为m的小球，可在竖直的平面内绕O点摆动，现拉紧细线使小球位于与O点在同一竖直面内的A位置，细线与水平方向成300角，从静止释放该小球，当小球运动至悬点正下方C位置时的速度是: A、 B、 C、 D、10.如图所示，用竖直向下的恒力F通过跨过光滑定滑轮的细线拉动光滑水平面上的物体，物体沿水平面移动过程中经过A、B、C三点，设AB=BC，物体经过A、B、C三点时的动能分别为EKA，EKB，EKC，则它们间的关系应是( ) AEKB-EKA=EKC-EKB BEKB-EKAEKC-EKB DEKC 2EKB11.如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动.已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为s.若木块对子弹的阻力Ff视为恒定，则下列关系式中正确的是（ ） A.FfL=Mv2/2 B.Ffs=mv2/2 C.Ffs=mv02/2（Mm）v2/2 D.Ff（Ls）=mv02/2 mv2/212.质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放，则（） AA球的最大速度为 BA球的速度最大时，两小球的总重力势能为零C.A B两球的最大速度之比v1v2=21 D.A球的速度最大时两直角边与竖直方向的夹角为45二、实验题:本题共 3小题，共 26分。把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答.13、(6分)用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带，记录共运动情况观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题： （1）适当垫高木板是为了_;（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的_(填“全部”、“前面部分”或“后面部分”) ;（3）若实验作了n次，所用橡皮条分别为1根、2根n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2vn，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的Wv2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是_14、(6分)一个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，进行了如下实验：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，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的一个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，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为s （1）请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式：（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)1.001.502.002.503.003.50小钢球飞行的水平距离s (cm)1.011.502.012.493.013.50根据上面的实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为 ，并说明理由：15用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验:（1）（4分）为进行该实验，备有下列器材可供选择铁架台、打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是 。缺少的器材是 。（2）（6分）若实验中所用重物的质量m=1，打点时间间隔为0.02s，打出的纸带如下图所示，O、A、B、C、D为相邻的几点，测的OA=0.18cm、OB=0.76、OC=1.71、OD=3.04，查出当地的重力加速度g=9.80m/s2，则重物在B点时的动能EAB= J。从开始下落到B点的过程中，重物的重力势能减少量是 J，由此得出的结论是 。(计算结果保留三位有效数字) （3）（4分）根据纸带算出相关各点的速度v量出下落的距离h，以v2/2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图中的 ，就证明机械能是守恒的，图像的斜率代表的物理量是 。三、解答题:本题共 5小题，共 46分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位。16.(7分)某司机为确定他的汽车上所载货物的质量，他采用如下方法：已知汽车自身的质量为m0，汽车所受阻力与车所受重力的比例系数为k，当汽车空载时，让汽车在平直公路上以额定功率行驶，从速度表上读出汽车达到的最大速度为v0。则额定功率P为多少?当汽车载重时，仍让汽车在平直公路上以额定功率行驶，从速度表上再读出汽车达到的最大速度为vm。设汽车行驶时的阻力与总重力成正比。试根据上述提供的已知量，求出车上所载货物的质量m为多少?17、(7分)如图所示，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r=0.4m的半圆形轨道，其直径DF沿竖直方向，C、D可看作重合。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，（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h。（取g=10m/s2）18、(7分)长为L的细线一端系一质量为m的小球，细线的另一端用手拿住，手持线的这端在水平桌面上沿以O点为圆心，R为半径的圆周做匀速圆周运动。达到稳定状态时，细线总是沿圆周的切线方向，如图所示，已知小球与桌面之间的摩擦系数为，试求：（1）小球的动能多大？（2）手持线运动中做功的功率多大？19、(9分)如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2和质量mB=m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量mA=m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角=60，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O1的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰现将小物块从C点由静止释放，试求：（1）小球下降到最低点时，小物块的机械能（取C点所在的水平面为参考平面）；（2）小物块能下滑的最大距离；（3）小物块在下滑距离为L时的速度大小20、(12分)质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角= 1060，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=0.8m。小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动，0.8s后经过D点，物块与斜面间的滑动摩擦因数为1=0.33（g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8）试求：（1）小物块离开A点的水平初速度v1 （2）小物块经过O点时对轨道的压力 （3）斜面上CD间的距离 （4）假设小物块与传送带间的动摩擦因数为2 = 0.3，传送带的速度为5m/s，则PA间的距离是多少？参考答案1 .BC 2.ABD 3.C 4.C 5.AD 6.D 7.ACD 8. D 9 A 10.CD 11. ACD 12.ACD13、【解析】（1）平衡摩擦力 （2）后面部分 （3）W与速度v的平方成正14、【解析】（1）EPms2g/4h（2）Ep与x2成正比，理由：x正比于s， Ep正比于s2（1）由平抛运动规律有 svt， hgt2/2，得 vs。由机械能守恒定律得 EPmv2/2ms2g/4h（2）Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为：Ep与x2成正比猜测的理由：由表中数据可看出，在误差范围内，x正比于s，又Ep=mv2/2= ms2g/4h，所以Ep正比于x215、（1）（4分）天平、秒表、低压直流电源 重锤、直尺、低压交流电源（或交流电源） （2） （6分）0.0722 0.0745 在实验误差允许的范围内减少的物体重力势能等于其增加的动能，物体自由下落过程中机械能守恒 （3）（4分）C 重力加速度16. ；17.【解析】（1）小球从ABC轨道下滑，机械能守恒，设到达C点时的速度大小为。则：3分 小球能在竖直平面内做圆周运动，在圆周最高点必须满足： 3分、联立并代入数据得：2分 （2）若，小球过C点后做平抛运动，设球经C点时的速度大小为，则击中E点时：竖直方向：3分 水平方向：3分由机械能守恒有：3分联立、并代入数据得2分18、【解析】 （1）设拉力为T WfWT T与f的合力提供向心力 19、【解析】（1）设此时小物块的机械能为E1由机械能守恒定律得 （2分）（2）设小物块能下滑的最大距离为sm，由机械能守恒定律有 （2分）而（1分）代入解得 （1分）（3）设小物块下滑距离为L时的速度大小为v，此时小球的速度大小为vB，则 （1分）（2分）解得（1分）20、【解析】（1）对小物块，由A到B有1分在B点2分所以1分 （2）对小物块，由B到O有2分其中 1分 在O点1分所以N=43N 由牛顿第三定律知对轨道的压力为1分 （3）物块沿斜面上滑：1分所以 物块沿斜面上滑：1分由机械能守恒知小物块由C上升到最高点历时1分小物块由最高点回到D点历时1分 故1分 即 1分 （4）小物块在传送带上加速过程：1分PA间的距离是1分- 9 -