人教版高中物理必修二8.4机械能守恒定律 同步练习提高卷-试卷(Word版含答案)

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名称 人教版高中物理必修二8.4机械能守恒定律 同步练习提高卷-试卷(Word版含答案)
格式 doc
文件大小 624.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-18 09:55:44

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文档简介

人教版高中物理必修二8.4机械能守恒定律 同步练习提高卷
一、单选题(本大题共8道小题)
1. 下列说法正确的是(  )
A.随着科技的发展,永动机是可以制成的
B.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,因而是不可能的
C.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了
D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生
2. 如图所示,弹簧固定在地面上,一小球从它的正上方A处自由下落,到达B处开始与弹簧接触,到达C处速度为0,不计空气阻力,则在小球从B到C的过程中( )
A.小球的机械能守恒 B.弹簧的弹性势能不断增大
C.小球和弹簧组成的系统机械能不断减小 D.小球和弹簧组成的系统机械能不断增大
3. 下列几种运动,物体机械能守恒的是(  )
A.小球做平抛运动 B.火车进站停靠
C.雨滴匀速直线下落 D.滑块沿固定斜面匀速下滑
4. 如图所示,一小孩从公园中粗糙的滑梯上加速滑下,对于其能量变化情况,下列说法中正确的是( )
A.重力势能减小,动能增加,机械能减小 B.重力势能减小,动能不变,机械能减小
C.重力势能减小,动能增加,机械能增加 D.重力势能减小,动能增加,机械能不变
5. 从空中某处平抛一个物体,不计空气阻力,物体落地时末速度与水平方向的夹角为θ=60°。取地面为零重力势能参考面,则物体抛出时其动能与重力势能之比为(  )
A. B. C.3 D.12
6. 目前,在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转,其中一些卫星的轨道可近似为圆,且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中,只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用,则下列判断正确的是(  )
A.卫星的动能逐渐减少
B.由于地球引力做正功,引力势能一定增加
C.由于气体阻力做负功,地球引力做正功,机械能保持不变
D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减少量
7. 如图所示,一定质量的小球用一根细线悬挂于点,在正下方处有一钉子将小球拉到处后释放,当它摆到最低点时,悬线被钉子挡住。在绳与钉子相碰的瞬间下列说法正确的是(  )
A.小球的线速度变大
B.小球的线速度变小
C.钉子越靠近悬点细绳越容易断
D.钉子越靠近小球细绳越容易断
8. 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,下列说法正确的是(  )
A.运动员到达最低点前重力势能先减小后增大
B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能减小
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
二、解答题(本大题共2道小题)
9. 如图所示,一质量m1=0.2kg的小球,从光滑水平轨道上的一端A处,以v1=2.5m/s的速度水平向右运动。轨道的另一端B处固定放置一竖直光滑半圆环轨道(圆环半径比细管的内径大得多),轨道的半径R=10cm,圆环轨道的最低点与水平轨道相切;空中有一固定长为15cm的木板DF,F端在轨道最高点C的正下方,竖直距离为5cm。水平轨道的另一端B处有一质量m2=0.2kg的小球,m1、m2两小球在B处发生的是完全弹性碰撞,重力加速度为g=10m/s2。求:
(1)m1、m2碰后瞬间m2的速度?
(2)经过C点时,小球m2对轨道的作用力的大小及方向?
(3)m2小球打到木板DF上的位置?
10. 近年来,我国物流行业发展迅速,在机场经常能见到地勤工作人员利用传送带从飞机上装卸货物。如图所示。若某次工作人员所用传送带与水平面夹角,传送带下行运行速率,传送带两端距离;工作人员沿传送带方向以初速度从传送带顶端推下(推力立即撤去)一件质量为的小包裹(可视为质点);小包裹要与传送带间的动摩擦因数。取重力加速度,,。求:
(1)包裹通过传送带所需时间;
(2)包裹从顶端到底端与传送带因摩擦所产生的热量。
三、填空题(本大题共4道小题)
11. 动能与势能的相互转化
(1)重力势能与动能的转化
只有重力做功时,若重力对物体做正功,则物体的重力势能_________,动能_________,物体的_________转化为_________;若重力对物体做负功,则物体的重力势能_________,动能_________,物体的_________转化为_________。
(2)弹性势能与动能的转化
只有弹簧弹力做功时,若弹力对物体做正功,则弹簧的弹性势能_________,物体的动能增加,弹簧的_________转化为物体的_______;若弹力对物体做负功,则弹簧的弹性势能_________,物体的动能_________,物体的_________转化为弹簧的_________。
(3)机械能:_________、_________与_________统称为机械能。
12. 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)
13. 如图,三块完全相同的磁铁A、B、C套在固定的光滑竖直杆上,相邻磁铁间同名磁极相对。平衡后A、B均悬浮在空中,C在桌面上,则相邻两块磁铁间的距离h1______h2(选填“>”、“<"或“=”)。若缓慢下压磁铁A,则磁铁之间因为相互作用力而具有的势能将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
14. 如图,水平桌面与地面的竖直高度差为H,B点与A点的竖直高度差为h,在水平桌面上的A点有一个质量为m的物体以初速度v0被水平抛出,不计空气阻力,当它到达B点时,其动能为_____________,机械能为_____________。以地面为零势能面。
答案
一、单选题(本大题共8道小题)
1. 【答案】B
【详解】
A.根据能量守恒定律,永动机是不可以制成的,故A错误;
B.没有不吃草的马,说明“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,故B正确;
C.根据能量守恒定律可知,能量不能凭空产生,也不会凭空消失,故C错误;
D.根据能量守恒定律可知,能量不能凭空产生,“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,戴在手上却能一直走动,原因是在运动的过程中,自动上的发条,故D错误。
故选B。
2. 【答案】B
【详解】
A.在B→C的过程中,以小球为系统,弹簧弹力对小球做负功,所以小球的机械能逐渐减小,A错误;
B.在B→C的过程中,弹簧的压缩量逐渐增大,小球始终克服弹力做功,弹性势能不断增大,B正确;
CD.在B→C的过程中,只有重力和弹力做功,系统的机械能守恒,CD错误。
3. 【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查机械能守恒定律,根据机械能守恒定律的条件即可进行判断。
【详解】
A.小球做平抛运动,只有重力作功,机械能守恒,故A正确;
B.火车进站停靠,速度减小,动能减小,机械能减小,故B错误;
C.雨滴匀速直线下落,动能不变,重力势能减小,机械能减小,故C错误;
D.滑块沿固定斜面匀速下滑,动能不能,重力势能减小,机械能减小,故D错误。
故选A。
4. 【答案】A
【详解】
小孩从公园中粗糙的滑梯上加速滑下,则高度不断降低,重力势能不断减小;速度不断增加,则动能逐渐变大;因为要克服摩擦力做功,则机械能不断减小。
故选A。
5. 【答案】A
【解析】
【详解】
物体做平抛运动,假设落地速度为v,由于落地的速度方向与水平方向的夹角为α,故水平分速度为
竖直分速度为
由于平抛运动的水平分运动为匀速直线运动,故
由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,故高度为
抛出时的动能为
抛出时的势能为
因而动能与势能之比为。
故选A。
6. 【答案】D
【详解】
ABC.由于空气阻力做负功,卫星轨道半径变小,地球引力做正功,引力势能一定减少,动能增加,机械能减少,故A、B、C错误;
D.根据动能定理,卫星动能增加,卫星克服阻力做的功小于地球引力做的正功,而地球引力做的正功等于引力势能的减少量,所以卫星克服阻力做的功小于引力势能的减少量,故D正确。
故选D。
7. 【答案】D
【详解】
设绳子长度为,根据机械能守恒定律得
可知在绳子与钉子相碰的瞬间小球的线速度不变,运动半径变小,设绳子拉力为,根据牛顿第二定律得

可知运动半径越小,绳子拉力越大越容易断,则钉子越靠近小球细绳越容易断,故D正确,ABC错误。
故选D。
8. 【答案】C
【详解】
A.在运动的过程中,运动员一直下降,则重力势能一直减小,故A错误;
B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能增加,故B错误;
C.蹦极的过程中,系统只有重力和弹力做功,所以运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒,故C正确;
D.重力势能的变化量与零势能点的选取无关,故D错误。
故选C。
二、解答题(本大题共2道小题)
9. 【答案】(1)2.5m/s;(2)2.5N,方向竖直向上;(3)m2小球打到木板DF上的D点
【详解】
(1)在B处m1与m2发生的是完全弹性碰撞,由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
联立解得
(2)小球m2由B到C的过程,机械能守恒,由机械能守恒定律得
解得
在C点对m2,由牛顿第二定律得
解得
据牛顿第三定律知:小球对轨道的作用力大小为2.5N,方向竖直向上;
(3)小球从C飞出做平抛运动,水平方向
竖直方向
代入数据解得
所以物体刚好落在木板的D点上。
10. 【答案】(1)4.5s;(2)8J
【详解】
(1)对包裹受力分析,根据牛顿第二定律
解得
可知包裹减速运动,速度与传送带相同所用时间
这段时间内包裹的位移
接下来包裹匀速运动,到达底端又用时
因此包裹通过传送带所需时间
(2)只有在包裹减速阶段才相对传送带有性对运动,减速的阶段相对传送带的位移
因摩擦所产生的热量
三、填空题(本大题共4道小题)
11. 【答案】 减小 增加 重力势能 动能 增加 减小 动能 重力势能 减小 弹性势能 动能 增加 减小 动能 弹性势能 重力势能 弹性势能 动能
【详解】
(1)[1][2][3][4][5][6][7][8]只有重力做功时,若重力对物体做正功,则物体的重力势能减小,动能增加,物体的重力势能转化为动能;若重力对物体做负功,则物体的重力势能增加,动能减小,物体的动能转化为重力势能;
(2)[9][10][11][12][13][14][15][16]只有弹簧弹力做功时,若弹力对物体做正功,则弹簧的弹性势能减小,弹簧的弹性势能转化为物体的动能,若弹力对物体做负功,则弹簧的弹性势能增加,物体的动能减小,物体的动能转化为弹性势能;
(3)[17][18][19]重力势能、弹性势能、动能统称为机械能。
12. 【答案】
【详解】
[1]平放在光滑水平桌面上的一半铁链的重力势能为0,悬挂在桌下面的一半铁链的重心距离桌面的距离为,其重力势能为
所以此时链条的重力势能为。
[2]从无初速释放铁链,到铁链刚挂直,整个过程机械能守恒。铁链刚挂直时,其重力势能为
根据机械能守恒
解得
13. 【答案】 > 增大
【详解】
[1]将A和B看作一个整体,则C对B的作用力与整体的重力平衡,B对A的作用力与A的重力平衡,所以C对B的作用力大于B对A的作用力,即
[2] 缓慢下压磁铁A,外力对系统做正功,根据能量守恒,系统因为相互作用力而具有的势能将增大。
14. 【答案】
【详解】
[1]对小球在空中运动过程中,机械能守恒,B点机械能等于A点机械能,以地面为零势能面,由机械能守恒定律得
当小球在B点时,动能为
[2]由机械能守恒,B点机械能等于A点机械能,即
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