8.4机械能守恒定律课时1对机械能守恒定律的理解以及应用提升练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.4机械能守恒定律课时1对机械能守恒定律的理解以及应用提升练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 598.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 04:14:26 | ||
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文档简介
第八章 机械能守恒定律 4 机械能守恒定律 课时1 对机械能守恒定律的理解以及应用 提升练习
一、多选题
1．中国的长征系列火箭是世界上先进的运载工具之一，它是利用喷射燃烧的气体获得动力的。若不计空气阻力，下面关于火箭竖直发射加速升空时的叙述正确的是( )
A．喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力与反作用力
B．喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对平衡力
C．火箭加速上升时，喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力
D．此时火箭搭载的嫦娥四号探测器处于超重状态
2．如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示。在竖直面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点。质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为F，当质点以速率通过A点时，对轨道的压力为其重力的6倍，不计摩擦和空气阻力，质点质量为m，重力加速度为g，则下列说法错误的是（ ）
A．质点在A点对轨道的压力大于在B点对轨道的压力
B．强磁性引力的大小为7mg
C．只要质点能做完整的圆周运动，则质点对A、B两点的压力差恒为7mg
D．为确保质点做完整的圆周运动，则质点通过B点的最大速率为
3．如图所示，质量为1kg的小球以4m/s的速度从桌面竖直上抛，到达的最大高度为0.8m，返回后，落到桌面下1m的地面上，取桌面为重力势能的参考平面，则下述说法正确的是（ ）
A．小球在最高点时具有的重力势能为18J B．小球在最高点时具有的机械能能为8J
C．小球落地前瞬间具有的机械能为8J D．小球落地前瞬间具有的动能为8J
4．嫦娥五号取壤返回地球，完成了中国航天史上的一次壮举。如图所示为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中Ⅰ是月地转移轨道，在点由轨道Ⅰ变为绕地椭圆轨道Ⅱ，在近地点再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。下列说法不正确的是（ ）
A．在轨道Ⅱ运行时，嫦娥五号在点的机械能比在点的机械能大
B．嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长
C．嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过点的向心加速度大小相等
D．嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过点的速度大小相等
5．半径为R的半球形碗如图放置，一质量为m的物块从与碗的球心等高的碗口处以速度开始下滑，物块受到的摩擦力大小恒为f，物块下滑到碗的最低点时的速度为v，且，则（ ）
A．物块在最低点时的向心加速度大于其在碗口时的向心加速度
B．物块在最低点时的向心力加速度等于其在碗口时的向心加速度
C．物块从碗口运动到最低点的过程中，摩擦力做功为
D．物块运动到最低点时对碗壁的压力大于碗口处对碗壁的压力
二、单选题
6．如图，质量为m的小球从斜轨道高处由静止滑下，然后沿竖直圆轨道的内侧运动，已知圆轨道的半径为R，不计一切摩擦阻力，重力加速度为g．则下列说法正确的是( )
A．当h=2R时，小球恰好能到达最高点M
B．当h=2R时，小球在圆心等高处P时对轨道压力为2mg
C．当h≤时，小球在运动过程中不会脱离轨道
D．当h=R时，小球在最低点N时对轨道压力为2mg
7．一质量为0．5kg的物体受到一竖直方向拉力F的作用向上做直线运动，假定物体开始时所在平面为零势能面，机械能E随位移h的变化规律如图所示，若h上升到3．5m后撤去拉力F（整个过程空气阻力不计），下列关于物体的运动情况的说法不正确的是
A．0．5m～2．5m过程，物体做匀速直线运动
B．2．5m～3m过程，物体的加速度为g
C．2．5m～3m过程，物体做匀速直线运动
D．物体能上升到的最大高度为4m
8．如图甲所示，水平地面上有一个底端固定、倾角α可调的斜面，右侧在D点与一个水平平台相接．固定在平台上的弹射装置可以将小球以不同水平初速度v0弹出、改变斜面倾角α使小球每次均垂直落到斜面上，图线如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则平台高度H为（ ）
A．0.5m B．1m C．1.5m D．2m
9．如图所示，质量为m的小球，从A点下落到地面上的B点，不计空气阻力，A点到桌面距离为，B点到桌面距离为，（ ）
A．选桌面为零势能面，小球下落到桌面时机械能为
B．选桌面为零势能面，小球下落到B点时机械能为
C．选地面为零势能面，小球下落到桌面时机械能为
D．选地面为零势能面，小球下落到B点时机械能为
10．如图所示的装置中，木块通过一细线系在O点，子弹沿水平方向射入木块（子弹射入木块过程时间极短，可认为细线不发生摆动）后留在木块内，接着细线摆过一角度θ．若不考虑空气阻力，对子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是 （ ）
A．在子弹射入木块的过程中机械能守恒
B．在子弹射入木块后，细线摆动的过程机械能守恒
C．从子弹开始射入木块到细线摆过θ角的整个过程机械能守恒
D．无论是子弹射入木块过程，还是子弹射入木块后细线摆动的过程机械能都不守恒
11．如图所示，质量为m的物体放在光滑的水平面上，两次用力拉物体，都是从静止开始，以相同的加速度移动同样的距离，第一次拉力F1的方向水平，第二次拉力F2的方向与水平方向成α角斜向上，在此过程中，两力的平均功率为P1和P2，则( )
A．P1＜P2 B．P1＝P2 C．P1＞P2 D．无法判断
12．下列说法正确的是（ ）
A．能量耗散现象不满足能量守恒定律
B．核电站是利用可控的核聚变来发电的
C．来源于太阳能的水能、风能、潮汐能等属于可再生能源
D．能量是守恒的，不会凭空消失，所以不会发生能源危机
13．如图所示，甲为一长度为L的均匀链条，总质量为，一半放在水平桌面上，一半竖直下垂。乙为两个质量均为m的小球，一个放在水平桌面上，一个竖直下垂，中间用不计质量、长度为L的细绳相连，水平部分和竖直部分长度相等，小球可以视为质点。现给甲、乙一个小扰动，使得甲、乙都刚好离开水平桌面。取水平桌面所在的平面为零势能面，重力加速度大小为g，这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．甲的重力势能减少了
B．乙的重力势能减少了mgL
C．甲受到的重力做的功小于乙受到的重力做的功
D．甲、乙重力势能的减少量相等
14．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法不正确的是（ ）
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
15．如图所示，一块质量为M的木板停在光滑的水平面上，木板的左端有挡板，挡板上固定一个轻质小弹簧。一个质量为m的小物块（可视为质点）以水平速度v0从木板的最右端开始向左运动，与弹簧碰撞后（弹簧处于弹性限度内），最终又恰好相对静止在木板的最右端。以下说法正确的是（ ）
A．物块的最终速度为v0
B．木板的最终速度为v0
C．弹簧的最大弹性势能为
D．木板和小物块组成的系统最终损失的机械能为
三、解答题
16．世界上第一个氢气球诞生在1780年，由法国化学家布拉克制成。在一氢气球下悬挂一重物（视为质点），释放后氢气球和重物一起竖直上升，当重物到达离地面的位置时的速度大小为，恰在此时绳子突然断裂，此后重物以大小为的加速度向上做匀减速直线运动。
（1）求重物离地面的最大高度；
（2）重物到达最大高度后，将做初速度为零，加速度恒为的竖直向下的匀加速直线运动，求重物从绳子断裂至落到地面的总时间。
17．如图光滑斜面AB与光滑平台BC平滑连接，CD斜面倾角为37°．小球从斜面AB上某一位置下滑，然后从BC平台末端C点飞出，落在CD斜面上的P点，已知CP两点间距离s=12m，小球从AB斜面进入BC平台速度没有损失，忽略空气阻力的影响，重力加速度g=10m/s2 (sin37°=0．60;cos37°=0．80) 求：
（1）小球落到斜面上P点的瞬时速度大小，
（2）小球下滑的初始位置距BC平台的高度H．
18．如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐一个质量为1kg的小球放在曲面AB上，现从距BC的高度为h=0.6m处静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数μ=0.5，小球进入管口C端时，它对上管壁有FN=2.5mg的作用力，取重力加速度g=10m/s2，求：
（1）小球在C处受到的向心力大小；
（2）水平面BC段的长度；
（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．AD
【详解】
AB.火箭尾部喷出气体，火箭对气体产生推力，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力，选项A正确，B错误；
C.火箭加速上升，是因为喷出气体对火箭的推力大于火箭自身重力的原因，选项C错误；
D.火箭加速升空，加速度竖直向上，合力竖直向上，则该探测器处于超重状态，选项D正确。
故选AD。
2．BCD
【详解】
AC．质点能完成圆周运动，在A点，根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
在B点，根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
从A点到B点的过程中，根据机械能守恒定律有
联立解得
故A正确，不符合题意，C错误，符合题意；
B．在A点，根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
故B错误，符合题意；
D．若磁性引力大小恒为F，在B点，根据牛顿第二定律有
当，质点的速度最大，解得
故D错误，符合题意。
故选BCD。
3．BC
【详解】
A．以桌面为参考面，小球在最高点时具有的重力势能
A错误；
B．以桌面为参考面，小球在最高点时动能为零，因此具有的机械能
B正确；
C．由于在整个运动过程中机械能守恒，因此落地前瞬间的机械能为8J，C正确；
D．落地前瞬间的势能
由于整个运动过程中机械能守恒，因此动能
D错误。
故选BC。
4．BC
【详解】
A．在轨道Ⅱ运行时，只有引力做功，则系统的机械能守恒，所以嫦娥五号在点的机械能等于点的机械能，则A错误；
B．根据开普勒第三定律
可知，轨道半径越大的其周期越大，则嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长，所以B正确；
C．根据万有引力提供向心力有
嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过同一个点时，向心加速度大小相等，所以C正确；
D．根据卫星变轨，由低轨道进入高轨道要点火加速，由高轨道进入低轨道需要点火减速，所以嫦娥五号由轨道Ⅱ到轨道Ⅲ运行时，经过点的速度减小，则D错误；
故选BC。
5．AD
【详解】
AB．由物块的向心加速度公式
可知，物块在最低点时的向心加速度大于其在碗口时的向心加速度，B错误，A正确；
C．物块从碗口运动到最低点的过程中，所受合力做功为
C错误；
D．物块运动到最低点时，有
此时物块速度大于碗口的速度，碗壁对物块的支持力更大，根据牛顿第三定律可知，物块对碗壁的压力更大，D正确。
故选AD。
6．B
【解析】
试题分析:h=2R时，根据动能定理，在M点的速度小于通过最高点的临界速度，所以A错误；根据，由牛顿第二定律所以B正确；通过最高点的最小速度为，根据，不脱离轨道，释放位置必须大于等于，所以C错误；当h=R时，，根据，解得，所以D错误．
考点：本题考查了牛顿第二定律，动能定理．
7．C
【详解】
试题分析：0．5m～2．5m过程，物体的机械能均匀增加，则说明物体在恒力的作用下向下做匀速直线运动；故A正确；2．5m～3m过程，物体的机械能保持不变，故说明物体不受外力做功，物体只受重力，故物体的加速度为g；故B正确；C错误；撤去拉力后，物体向上运动，此时机械能为20J；此时物体的重力势能EP=mgh=0．5×10×3．5=17．5J； 则动能EK=20-17．5=2．5J； 则由机械能守恒定律可知，物体还能上升的高度，故物体能上升的最大高度为4m，故D正确
考点：考查机械能守恒的应用与图象问题的结合问题，
【名师点睛】分析图象，根据图象可明确机械能的变化规律，根据机械能的变化情况可明确物体的运动情况，从而求出加速度的变化情况；再根据3．5m处的机械能可求得动能，再对此后过程由机械能守恒定律可求得上升的最大高度
8．D
【详解】
固定在平台上的弹射装置可以将小球以不同水平初速度v0弹出、改变斜面倾角α使小球每次均垂直落到斜面上，根据几何关系可知小球末速度的方向与竖直方向夹角为α，则 ①
h=gt2②
x＝v0t③
台高为：H＝h+xtanα④
①②③④联立解得：
结合图乙可得：2gH＝
解得：H＝2m；
A. 0.5m，与结论不相符，选项A错误；
B. 1m，与结论不相符，选项B错误；
C. 1.5m，与结论不相符，选项C错误；
D. 2m，与结论相符，选项D正确；
9．A
【详解】
AB．选桌面为零势能面，小球在开始时的机械能，下落过程中机械能守恒，则下落到桌面时机械能为，选项A正确，B错误；
CD．选地面为零势能面，小球在开始时的机械能，下落过程中机械能守恒，小球下落到桌面时机械能为，小球下落到B点时机械能为，选项CD错误。
故选A。
10．B
【详解】
试题分析：在子弹射入木块的过程中由于有热能产生，所以机械能不守恒，选项AC错误；在子弹射入木块后，细线摆动的过程只有重力做功，所以机械能守恒，选项B正确，选项D错误；
考点：机械能守恒的条件．
11．B
【详解】
两次拉力作用下，物体都从静止开始，以相同的加速度移动同样的距离，到物体两次运动时间相同，获得的速度相同，即动能的增加量相同，也就是说两次拉力做功相同，做功的时间相同，平均功率相同，故B正确．
12．C
【详解】
A．能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律，故A错误；
B．核电站是利用可控的核裂变来发电的，故B错误；
C．水能、风能、潮汐能等在自然界中可以不断再生，属于可再生能源，故C正确；
D．能量的转化是有方向性的，即使能量符合守恒定律，某些能量在短期内也无法再生，故D错误。
故选C。
13．A
【详解】
A．甲的重力势能变化量为
所以甲的重力势能减少了，则A正确；
B．乙的重力势能变化量为
所以乙的重力势能减少了，则B错误；
C．甲受到的重力做的功大于乙受到的重力做的功，所以C错误；
D．甲、乙重力势能的减少量不相等，所以D错误；
故选A。
14．D
【详解】
A．运动员到达最低点前，高度一直下降，则重力势能始终减小，选项A正确；
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加，选项B正确；
C．蹦极过程中，只有重力做功，则运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒，选项C正确；
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取无关，选项D错误。
此题选择不正确的选项，故选D。
15．D
【详解】
AB．小木块从开始位置滑动到最后相对长木板静止过程，小木块m与长木板M构成的系统动量守恒，则有
mv0＝（m+M）v2
解得
故AB错误；
CD．小木块从开始位置滑动到最左端的过程，小木块m与长木板M构成的系统动量守恒，则有
mv0＝（m+M）v1
解得
小木块滑动到最左端的过程中，由能量守恒定律，得
Q＝fL
小木块从开始滑动到最右端的过程中，由能量守恒定律，得
Q'＝f（2L）
解得
所以最大弹性势能为
系统损失的机械能为
故C错误，D正确。
故选D。
16．（1）；（2）。
【详解】
(1)设绳子断裂瞬间重物的初速度为，加速度为a，上升的时间为
绳子断裂后重物上升的高度为
故重物离地面的最大高度
(2)重物从最高处做初速度为零，加速度大小为的匀加速直线运动
设这个过程的时间为，则
所以从绳子突然断裂到重物落地共需时间
17．(1)m/s；(2)3.2m．
【分析】
（1）小球做平抛运动，根据竖直方向下落的高度可求下落的时间和竖直速度，根据水平方向做匀速运动和水平方向的位移，可求水平速度．根据矢量合成求出P点速度；（2）小物块在斜面上滑动过程，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律列式求解即可．
【详解】
(1) 小球做平抛运动，竖直方向上分运动为自由落体运动：
s.sin37°=
解得t=1.2s
水平方向上分运动为匀速直线运动CPcos37°=v0t①
v0=8m/s
vy=gt=12m/s
小球落到斜面上P点的瞬时速度大小：
(2)根据机械能守恒定律mgH=
解得：H=3.2m
答：(1)小球到达P点时速度的大小为m/s；
(2) 小球下滑的初始位置距BC平台的高度为3.2m.
18．（1）35N；（2）0.5m；（3）6J
【分析】
（1）通过受力分析得到竖直方向的合外力即向心力；
（2）由向心力求得速度，再对AC运动过程应用动能定理即可求解；
（3）根据速度最大时受力平衡求得弹簧压缩量（由弹性势能亦可求），再对下落过程应用动能定理即可求解。
【详解】
（1）小球进入管口C端时，它与圆管上管壁有大小为
的相互作用力，故小球受到的向心力为
（2）在C点应用牛顿第二定律有
小球从A点运动到C点过程，只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得
所以有
（3）在压缩弹簧过程中速度最大时，合力为零．设此时小球离D端的距离为x0，则有
所以
小球下落过程只有重力、弹簧弹力做功，故机械能守恒，则由机械能守恒定律有
所以
【点睛】
经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。
答案第1页，共2页
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一、多选题
1．中国的长征系列火箭是世界上先进的运载工具之一，它是利用喷射燃烧的气体获得动力的。若不计空气阻力，下面关于火箭竖直发射加速升空时的叙述正确的是( )
A．喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力与反作用力
B．喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对平衡力
C．火箭加速上升时，喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力
D．此时火箭搭载的嫦娥四号探测器处于超重状态
2．如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示。在竖直面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点。质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为F，当质点以速率通过A点时，对轨道的压力为其重力的6倍，不计摩擦和空气阻力，质点质量为m，重力加速度为g，则下列说法错误的是（ ）
A．质点在A点对轨道的压力大于在B点对轨道的压力
B．强磁性引力的大小为7mg
C．只要质点能做完整的圆周运动，则质点对A、B两点的压力差恒为7mg
D．为确保质点做完整的圆周运动，则质点通过B点的最大速率为
3．如图所示，质量为1kg的小球以4m/s的速度从桌面竖直上抛，到达的最大高度为0.8m，返回后，落到桌面下1m的地面上，取桌面为重力势能的参考平面，则下述说法正确的是（ ）
A．小球在最高点时具有的重力势能为18J B．小球在最高点时具有的机械能能为8J
C．小球落地前瞬间具有的机械能为8J D．小球落地前瞬间具有的动能为8J
4．嫦娥五号取壤返回地球，完成了中国航天史上的一次壮举。如图所示为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中Ⅰ是月地转移轨道，在点由轨道Ⅰ变为绕地椭圆轨道Ⅱ，在近地点再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。下列说法不正确的是（ ）
A．在轨道Ⅱ运行时，嫦娥五号在点的机械能比在点的机械能大
B．嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长
C．嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过点的向心加速度大小相等
D．嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过点的速度大小相等
5．半径为R的半球形碗如图放置，一质量为m的物块从与碗的球心等高的碗口处以速度开始下滑，物块受到的摩擦力大小恒为f，物块下滑到碗的最低点时的速度为v，且，则（ ）
A．物块在最低点时的向心加速度大于其在碗口时的向心加速度
B．物块在最低点时的向心力加速度等于其在碗口时的向心加速度
C．物块从碗口运动到最低点的过程中，摩擦力做功为
D．物块运动到最低点时对碗壁的压力大于碗口处对碗壁的压力
二、单选题
6．如图，质量为m的小球从斜轨道高处由静止滑下，然后沿竖直圆轨道的内侧运动，已知圆轨道的半径为R，不计一切摩擦阻力，重力加速度为g．则下列说法正确的是( )
A．当h=2R时，小球恰好能到达最高点M
B．当h=2R时，小球在圆心等高处P时对轨道压力为2mg
C．当h≤时，小球在运动过程中不会脱离轨道
D．当h=R时，小球在最低点N时对轨道压力为2mg
7．一质量为0．5kg的物体受到一竖直方向拉力F的作用向上做直线运动，假定物体开始时所在平面为零势能面，机械能E随位移h的变化规律如图所示，若h上升到3．5m后撤去拉力F（整个过程空气阻力不计），下列关于物体的运动情况的说法不正确的是
A．0．5m～2．5m过程，物体做匀速直线运动
B．2．5m～3m过程，物体的加速度为g
C．2．5m～3m过程，物体做匀速直线运动
D．物体能上升到的最大高度为4m
8．如图甲所示，水平地面上有一个底端固定、倾角α可调的斜面，右侧在D点与一个水平平台相接．固定在平台上的弹射装置可以将小球以不同水平初速度v0弹出、改变斜面倾角α使小球每次均垂直落到斜面上，图线如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则平台高度H为（ ）
A．0.5m B．1m C．1.5m D．2m
9．如图所示，质量为m的小球，从A点下落到地面上的B点，不计空气阻力，A点到桌面距离为，B点到桌面距离为，（ ）
A．选桌面为零势能面，小球下落到桌面时机械能为
B．选桌面为零势能面，小球下落到B点时机械能为
C．选地面为零势能面，小球下落到桌面时机械能为
D．选地面为零势能面，小球下落到B点时机械能为
10．如图所示的装置中，木块通过一细线系在O点，子弹沿水平方向射入木块（子弹射入木块过程时间极短，可认为细线不发生摆动）后留在木块内，接着细线摆过一角度θ．若不考虑空气阻力，对子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是 （ ）
A．在子弹射入木块的过程中机械能守恒
B．在子弹射入木块后，细线摆动的过程机械能守恒
C．从子弹开始射入木块到细线摆过θ角的整个过程机械能守恒
D．无论是子弹射入木块过程，还是子弹射入木块后细线摆动的过程机械能都不守恒
11．如图所示，质量为m的物体放在光滑的水平面上，两次用力拉物体，都是从静止开始，以相同的加速度移动同样的距离，第一次拉力F1的方向水平，第二次拉力F2的方向与水平方向成α角斜向上，在此过程中，两力的平均功率为P1和P2，则( )
A．P1＜P2 B．P1＝P2 C．P1＞P2 D．无法判断
12．下列说法正确的是（ ）
A．能量耗散现象不满足能量守恒定律
B．核电站是利用可控的核聚变来发电的
C．来源于太阳能的水能、风能、潮汐能等属于可再生能源
D．能量是守恒的，不会凭空消失，所以不会发生能源危机
13．如图所示，甲为一长度为L的均匀链条，总质量为，一半放在水平桌面上，一半竖直下垂。乙为两个质量均为m的小球，一个放在水平桌面上，一个竖直下垂，中间用不计质量、长度为L的细绳相连，水平部分和竖直部分长度相等，小球可以视为质点。现给甲、乙一个小扰动，使得甲、乙都刚好离开水平桌面。取水平桌面所在的平面为零势能面，重力加速度大小为g，这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．甲的重力势能减少了
B．乙的重力势能减少了mgL
C．甲受到的重力做的功小于乙受到的重力做的功
D．甲、乙重力势能的减少量相等
14．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法不正确的是（ ）
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
15．如图所示，一块质量为M的木板停在光滑的水平面上，木板的左端有挡板，挡板上固定一个轻质小弹簧。一个质量为m的小物块（可视为质点）以水平速度v0从木板的最右端开始向左运动，与弹簧碰撞后（弹簧处于弹性限度内），最终又恰好相对静止在木板的最右端。以下说法正确的是（ ）
A．物块的最终速度为v0
B．木板的最终速度为v0
C．弹簧的最大弹性势能为
D．木板和小物块组成的系统最终损失的机械能为
三、解答题
16．世界上第一个氢气球诞生在1780年，由法国化学家布拉克制成。在一氢气球下悬挂一重物（视为质点），释放后氢气球和重物一起竖直上升，当重物到达离地面的位置时的速度大小为，恰在此时绳子突然断裂，此后重物以大小为的加速度向上做匀减速直线运动。
（1）求重物离地面的最大高度；
（2）重物到达最大高度后，将做初速度为零，加速度恒为的竖直向下的匀加速直线运动，求重物从绳子断裂至落到地面的总时间。
17．如图光滑斜面AB与光滑平台BC平滑连接，CD斜面倾角为37°．小球从斜面AB上某一位置下滑，然后从BC平台末端C点飞出，落在CD斜面上的P点，已知CP两点间距离s=12m，小球从AB斜面进入BC平台速度没有损失，忽略空气阻力的影响，重力加速度g=10m/s2 (sin37°=0．60;cos37°=0．80) 求：
（1）小球落到斜面上P点的瞬时速度大小，
（2）小球下滑的初始位置距BC平台的高度H．
18．如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐一个质量为1kg的小球放在曲面AB上，现从距BC的高度为h=0.6m处静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数μ=0.5，小球进入管口C端时，它对上管壁有FN=2.5mg的作用力，取重力加速度g=10m/s2，求：
（1）小球在C处受到的向心力大小；
（2）水平面BC段的长度；
（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．AD
【详解】
AB.火箭尾部喷出气体，火箭对气体产生推力，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力，选项A正确，B错误；
C.火箭加速上升，是因为喷出气体对火箭的推力大于火箭自身重力的原因，选项C错误；
D.火箭加速升空，加速度竖直向上，合力竖直向上，则该探测器处于超重状态，选项D正确。
故选AD。
2．BCD
【详解】
AC．质点能完成圆周运动，在A点，根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
在B点，根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
从A点到B点的过程中，根据机械能守恒定律有
联立解得
故A正确，不符合题意，C错误，符合题意；
B．在A点，根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
故B错误，符合题意；
D．若磁性引力大小恒为F，在B点，根据牛顿第二定律有
当，质点的速度最大，解得
故D错误，符合题意。
故选BCD。
3．BC
【详解】
A．以桌面为参考面，小球在最高点时具有的重力势能
A错误；
B．以桌面为参考面，小球在最高点时动能为零，因此具有的机械能
B正确；
C．由于在整个运动过程中机械能守恒，因此落地前瞬间的机械能为8J，C正确；
D．落地前瞬间的势能
由于整个运动过程中机械能守恒，因此动能
D错误。
故选BC。
4．BC
【详解】
A．在轨道Ⅱ运行时，只有引力做功，则系统的机械能守恒，所以嫦娥五号在点的机械能等于点的机械能，则A错误；
B．根据开普勒第三定律
可知，轨道半径越大的其周期越大，则嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长，所以B正确；
C．根据万有引力提供向心力有
嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过同一个点时，向心加速度大小相等，所以C正确；
D．根据卫星变轨，由低轨道进入高轨道要点火加速，由高轨道进入低轨道需要点火减速，所以嫦娥五号由轨道Ⅱ到轨道Ⅲ运行时，经过点的速度减小，则D错误；
故选BC。
5．AD
【详解】
AB．由物块的向心加速度公式
可知，物块在最低点时的向心加速度大于其在碗口时的向心加速度，B错误，A正确；
C．物块从碗口运动到最低点的过程中，所受合力做功为
C错误；
D．物块运动到最低点时，有
此时物块速度大于碗口的速度，碗壁对物块的支持力更大，根据牛顿第三定律可知，物块对碗壁的压力更大，D正确。
故选AD。
6．B
【解析】
试题分析:h=2R时，根据动能定理，在M点的速度小于通过最高点的临界速度，所以A错误；根据，由牛顿第二定律所以B正确；通过最高点的最小速度为，根据，不脱离轨道，释放位置必须大于等于，所以C错误；当h=R时，，根据，解得，所以D错误．
考点：本题考查了牛顿第二定律，动能定理．
7．C
【详解】
试题分析：0．5m～2．5m过程，物体的机械能均匀增加，则说明物体在恒力的作用下向下做匀速直线运动；故A正确；2．5m～3m过程，物体的机械能保持不变，故说明物体不受外力做功，物体只受重力，故物体的加速度为g；故B正确；C错误；撤去拉力后，物体向上运动，此时机械能为20J；此时物体的重力势能EP=mgh=0．5×10×3．5=17．5J； 则动能EK=20-17．5=2．5J； 则由机械能守恒定律可知，物体还能上升的高度，故物体能上升的最大高度为4m，故D正确
考点：考查机械能守恒的应用与图象问题的结合问题，
【名师点睛】分析图象，根据图象可明确机械能的变化规律，根据机械能的变化情况可明确物体的运动情况，从而求出加速度的变化情况；再根据3．5m处的机械能可求得动能，再对此后过程由机械能守恒定律可求得上升的最大高度
8．D
【详解】
固定在平台上的弹射装置可以将小球以不同水平初速度v0弹出、改变斜面倾角α使小球每次均垂直落到斜面上，根据几何关系可知小球末速度的方向与竖直方向夹角为α，则 ①
h=gt2②
x＝v0t③
台高为：H＝h+xtanα④
①②③④联立解得：
结合图乙可得：2gH＝
解得：H＝2m；
A. 0.5m，与结论不相符，选项A错误；
B. 1m，与结论不相符，选项B错误；
C. 1.5m，与结论不相符，选项C错误；
D. 2m，与结论相符，选项D正确；
9．A
【详解】
AB．选桌面为零势能面，小球在开始时的机械能，下落过程中机械能守恒，则下落到桌面时机械能为，选项A正确，B错误；
CD．选地面为零势能面，小球在开始时的机械能，下落过程中机械能守恒，小球下落到桌面时机械能为，小球下落到B点时机械能为，选项CD错误。
故选A。
10．B
【详解】
试题分析：在子弹射入木块的过程中由于有热能产生，所以机械能不守恒，选项AC错误；在子弹射入木块后，细线摆动的过程只有重力做功，所以机械能守恒，选项B正确，选项D错误；
考点：机械能守恒的条件．
11．B
【详解】
两次拉力作用下，物体都从静止开始，以相同的加速度移动同样的距离，到物体两次运动时间相同，获得的速度相同，即动能的增加量相同，也就是说两次拉力做功相同，做功的时间相同，平均功率相同，故B正确．
12．C
【详解】
A．能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律，故A错误；
B．核电站是利用可控的核裂变来发电的，故B错误；
C．水能、风能、潮汐能等在自然界中可以不断再生，属于可再生能源，故C正确；
D．能量的转化是有方向性的，即使能量符合守恒定律，某些能量在短期内也无法再生，故D错误。
故选C。
13．A
【详解】
A．甲的重力势能变化量为
所以甲的重力势能减少了，则A正确；
B．乙的重力势能变化量为
所以乙的重力势能减少了，则B错误；
C．甲受到的重力做的功大于乙受到的重力做的功，所以C错误；
D．甲、乙重力势能的减少量不相等，所以D错误；
故选A。
14．D
【详解】
A．运动员到达最低点前，高度一直下降，则重力势能始终减小，选项A正确；
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加，选项B正确；
C．蹦极过程中，只有重力做功，则运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒，选项C正确；
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取无关，选项D错误。
此题选择不正确的选项，故选D。
15．D
【详解】
AB．小木块从开始位置滑动到最后相对长木板静止过程，小木块m与长木板M构成的系统动量守恒，则有
mv0＝（m+M）v2
解得
故AB错误；
CD．小木块从开始位置滑动到最左端的过程，小木块m与长木板M构成的系统动量守恒，则有
mv0＝（m+M）v1
解得
小木块滑动到最左端的过程中，由能量守恒定律，得
Q＝fL
小木块从开始滑动到最右端的过程中，由能量守恒定律，得
Q'＝f（2L）
解得
所以最大弹性势能为
系统损失的机械能为
故C错误，D正确。
故选D。
16．（1）；（2）。
【详解】
(1)设绳子断裂瞬间重物的初速度为，加速度为a，上升的时间为
绳子断裂后重物上升的高度为
故重物离地面的最大高度
(2)重物从最高处做初速度为零，加速度大小为的匀加速直线运动
设这个过程的时间为，则
所以从绳子突然断裂到重物落地共需时间
17．(1)m/s；(2)3.2m．
【分析】
（1）小球做平抛运动，根据竖直方向下落的高度可求下落的时间和竖直速度，根据水平方向做匀速运动和水平方向的位移，可求水平速度．根据矢量合成求出P点速度；（2）小物块在斜面上滑动过程，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律列式求解即可．
【详解】
(1) 小球做平抛运动，竖直方向上分运动为自由落体运动：
s.sin37°=
解得t=1.2s
水平方向上分运动为匀速直线运动CPcos37°=v0t①
v0=8m/s
vy=gt=12m/s
小球落到斜面上P点的瞬时速度大小：
(2)根据机械能守恒定律mgH=
解得：H=3.2m
答：(1)小球到达P点时速度的大小为m/s；
(2) 小球下滑的初始位置距BC平台的高度为3.2m.
18．（1）35N；（2）0.5m；（3）6J
【分析】
（1）通过受力分析得到竖直方向的合外力即向心力；
（2）由向心力求得速度，再对AC运动过程应用动能定理即可求解；
（3）根据速度最大时受力平衡求得弹簧压缩量（由弹性势能亦可求），再对下落过程应用动能定理即可求解。
【详解】
（1）小球进入管口C端时，它与圆管上管壁有大小为
的相互作用力，故小球受到的向心力为
（2）在C点应用牛顿第二定律有
小球从A点运动到C点过程，只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得
所以有
（3）在压缩弹簧过程中速度最大时，合力为零．设此时小球离D端的距离为x0，则有
所以
小球下落过程只有重力、弹簧弹力做功，故机械能守恒，则由机械能守恒定律有
所以
【点睛】
经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。
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