1.5科学验证：机械能守恒定律基础巩固（word版含答案）

1.5科学验证：机械能守恒定律基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是 （　　）
A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散
B．能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散
C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量的数量不但减少，而且可利用的品质降低了
D．能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的
2．做下列运动的物体，满足机械能守恒的是
A．匀速下落的雨点
B．匀速吊起的货物
C．沿斜面匀速下滑的物体
D．沿光滑斜面自由下滑的物体
3．能量守恒定律是自然界最基本的规律之一。下列关于能量转化的说法中正确的是（ ）
A．电饭锅主要将电能转化为内能
B．电风扇主要将机械能转化为内能
C．电动机主要将机械能转化为电能
D．太阳能热水器主要将内能转化为光能
4．结合所学的物理知识，对下列生活现象解释正确的是（　　）
A．马拉车往前跑而不是车拉马跑是因为马对车的力大于车对马的力，合力向前的原因
B．用力压缩弹簧，弹簧上产生弹力是因为弹簧发生弹性变形的原因
C．荡秋千时发现秋千越荡越低是因为能量损失的原因，因此能量守恒只是理论上成立，现实生活中能量是不守恒的，我们要节约能源
D．踢出去的足球能够在空中继续运动的原因是脚对足球施加了力的原因
5．关于功和能，下列说法正确的是(　　)
A．功和能单位相同，意义相同，功是能，能是功
B．功和能可以相互转化
C．水对水轮机做了8.9×106 J的功表示水的能量减少了8.9×106 J
D．竖直上抛的石子上升过程克服重力做功5 J，表示石子将5 J的功转化为5 J的重力势能
6．一个物体在运动的过程中所受的合力为零，则这个过程中(　　)
A．机械能一定不变 B．物体的动能保持不变，而势能一定变化
C．若物体的势能变化，机械能一定变化 D．若物体的势能变化，机械能不一定变化
7．如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上，其正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零，在小球下降阶段，下列说法正确的是　　
A．在B位置小球动能最大
B．在C位置小球动能最大
C．从位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加
D．从位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加
8．如图所示，绕过光滑钉子O的细绳，两端分别拴有A、B两个小球，A球的质量是B球的2倍。现将两球从距地面高度为h处由静止释放。若细绳足够长，细绳的质量、空气的阻力均不计。则B球上升到距地面的最大高度为
A． B． C． D．
9．如图所示，质量为m的小球在竖直面内的光滑圆形轨道内侧做圆周运动，通过最高点时刚好不脱离轨道，则当小球通过圆形轨道最低点时，小球对轨道的压力大小为（ ）
A．mg B．2mg C．5mg D．6mg
10．如图光滑轨道由半圆和一段竖直轨道构成，图中H=2R，其中R远大于轨道内径．比轨道内径略小的两小球A、B用轻绳连接，A在外力作用下静止于轨道右端口，B球静止在地面上，轻绳绷紧．现静止释放A小球，A落地后不反弹，此后B小球恰好可以到达轨道最高点．则A、B两小球的质量之比为
A．3:1 B．3:2 C．7:1 D．7:2
11．关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是（　　）
A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒
B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能就守恒
C．除重力、系统内弹力外，当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能守恒
D．炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒
12．大型商场都有一种节能设计的电梯，带有感应装置。只要有人站上去，它就能感应到并开启自动加速功能使电梯正常的运转起来。如果没人时它又会自动的缓慢运行。如图所示一个人站立在商场的自动扶梯的水平踏板上后，电梯自动开启加速功能，人在随扶梯向上加速过程，下列说法正确的是（　　）
A．人对踏板的压力大小等于人所受到的重力大小
B．人只受重力和踏板的支持力的作用
C．人所受合力做的功等于人的动能的增加量
D．踏板对人的支持力做的功等于人的机械能的增加量
13．滑雪是一种常见的体育项目，具有很强的观赏性.半径为的四分之一圆弧轨道如图所示，质量为的运动员（含滑板）从点由静止开始滑下，到达最低点时，运动员对轨道的压力为，已知轨道半径远大于运动员的身高，重力加速度为，则运动员下滑的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．机械能守恒
B．先失重后超重
C．重力的功率一直变大
D．阻力做功为mgR
14．如图所示，质量为m的小环P套在竖直杆上，P通过不可伸长的轻绳跨过轻小定滑轮与质量也为m的物体Q相连。O点为杆上与定滑轮等高的点，杆上A点和B点分别在O点的上方和下方且到O点距离相等，==h。将小环P从A点从静止释放，不计一切摩擦，已知绳始终绷紧，在小环P下降过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小环从A到O的过程中，物体Q的动能不断增大
B．小环从A到B的过程中，物体Q的机械能先减小再增大
C．小环到达O点时，小环的动能为mgh
D．小环到达B点时，小环的动能小于mgh
15．奥运会单杠比赛中有一个“单臂大回环”动作，难度系数非常大．假设运动员质量为m，单臂抓杠身体下垂时，手掌到人体重心的距离为l，在运动员单臂回转从顶点倒立（已知此时速度为0）转动至最低点的过程中（可将人视作质量集中于重心的质点，且不考虑手掌与单杠间的摩擦力，重力加速度为g），下列分析不正确的有（ ）
A．到最低点处速度是2
B．在最低点处的加速度大小是4g
C．在最低点时运动员手臂拉力是其自身重力的3倍
D．经过最低点角速度最大且等于2
二、填空题（共4题）
16．“蹦极”是一种很有挑战性的运动如图所示，某同学身系弹性绳从高空P处自由下落做蹦极运动，图中a是弹性绳原长的位置，c是该同学所到达的最低点，b是该同学静止地悬着时的平衡位置，不计空气阻力，那么，该同学到达___________点动能最大，到达___________点时弹性绳的弹性势能最大。
17．中国著名体操运动员-童非（江西人），首次在单杠项目上实现了“单臂大回环”：用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆运动，假设童非的质量为65kg，那么在完成 “单臂大回环”的过程中，童非的单臂至少要能够承受__________N的力。（g取10m/s2）
18．均匀铁链全长为L，质量为m，其中一半平放在光滑水平桌面上，其余悬垂于桌边，如图所示，此时链条的重力势能为______，如果由图示位置无初速释放铁链，直到当铁链刚挂直，此时速度大小为______（重力加速度为g，桌面高度大于链条长度，取桌面所在平面为零势能面）
19．用自由落体验证机械能守恒定律的实验装置如图所示，重力加速度为g。
（1）选出一条纸带如图所示，其中O点是打点计时器打下的第一个点，O、A、B、C、D、E、F为纸带上打出的连续的七个点，打点计时器通以频率为f的交变电流。用刻度尺测得OA、OB、OD、OE、OF的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5，重锤的质量为m，从A到E的过程中重物的重力势能较少了________；打点计时器打下A点时重锤的速度vA＝_______，打点计时器打下E点时重锤的速度vE＝________，此过程中动能增加了________。（用题目中所给的字母表示）
（2）该同学为了更加准确的测量重力加速度的数值，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了如图所示的图线，通过图像得当地的重力加速度为______。
三、综合题（共4题）
20．“文明礼让”是中华民族的优良传统，驾驶员在行车过程中，应注意礼让行人。如图所示，小汽车行驶在市区的水平道路上，驾驶员发现前方不远处有行人正在通过人行横道，立即采取制动措施，驾驶着汽车开始减速，直到在行人前停止。从开始减速到停止的这段距离称为刹车距离，忽略空气阻力，请用文字简要回答：
（1）在刹车过程中，小汽车受到哪些作用力？
（2）在刹车过程中，小汽车的机械能是否守恒？它的能量转化情况如何？
（3）在避免紧急刹车的情况下，要缩短刹车距离应采取什么措施？（至少写2项）
21．篮球比赛用球是有讲究的，其中一个标准是篮球充气后从1.8m的高度下落至地面，反弹起来的高度不得高于1.4m，也不得低于1.2m，请分析篮球从下落到反弹至最高点的过程中，机械能是否守恒，如果不守恒，损失的机械能去哪里了？
22．如图所示是某公园中的一项游乐设施，它由弯曲轨道AB、竖直圆轨道BC以及水平轨道BD组成，各轨道平滑连接．其中圆轨道BC半径R=1.0 m，水平轨道BD长L=5.0 m，BD段对小 车产生的摩擦阻力为车重的0.3倍，其余部分摩擦不计，质量为2.0 kg的小车（可视为质点）从P点以初速度v0=2 m/s 沿着弯曲轨道AB向下滑动，恰好滑过圆轨道最高点，然后从D点飞入水池中，空气阻力不计，取g=10 m/s2，求：
（1）P点离水平轨道的高度H；
（2）小车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力；
（3）在水池中放入安全气垫MN（气垫厚度不计），气垫上表面到水平轨道BD的竖直高度h=1.25 m，气垫的左右两端M、N到D点的水平距离分别为2.0 m，3.0 m，要使小车能安全落到气垫上，则小车静 止释放点距水平轨道的高度H′应满足什么条件？
23．如下图所示，在水平匀速运动的传送带的左端(P点)，轻放一质量为m＝1kg的物块，物块随传送带运动到A点后水平抛出，恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑．B、D为圆弧的两端点，其连线水平．已知圆弧半径R＝1.0m，圆弧对应的圆心角θ＝106°，轨道最低点为C，A点距水平面的高度h＝0.8m．(g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)求：
(1)物块离开A点时水平初速度的大小；
(2)物块经过C点时对轨道压力的大小；
(3)设物块与传送带间的动摩擦因数为0.3，传送带的速度为5m/s，求PA间的距离．
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参考答案：
1．A
2．D
3．A
4．B
5．C
6．C
7．B
8．C
9．D
10．A
11．C
12．C
13．B
14．B
15．C
16． b c
17．3250
18．
19．
20．（1）重力、支持力、摩擦力；（2）否，动能转化为内能；（3）①速度不要过高 ②增大轮胎粗糙程度
21．不守恒，损失的机械能转化内能
22．(1)2.3m (2)120N (3)
23．(1)3m/s　(2)43N　(3)1.5m
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