高中物理必修2第八章 机械能守恒定律单元测试(含答案)

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名称 高中物理必修2第八章 机械能守恒定律单元测试(含答案)
格式 docx
文件大小 1.3MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-05-01 09:29:57

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文档简介

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高中物理必修2第八章 机械能守恒定律单元测试
姓名:__________ 班级:__________ 座号:__________
一、单选题(共8小题)
1. 关于摩擦力做功叙述正确的是(  )
A. 静摩擦力一定不做功
B. 一对静摩擦力所做总功必为零
C. 滑动摩擦力一定做功
D. 一对滑动摩擦力所做的总功必为零
2. 关于一对作用力和反作用力做功,下列说法正确的是(  )
A. 作用力做正功,反作用力可以做正功、负功及不做功
B. 一对作用力和反作用力做功的和一定为零
C. 若作用力做正功,反作用力一定做负功,绝对值可以不相等
D. 若作用力不做功,反作用力一定不做功
3. 如图所示,质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的斜面体上,同时用水平力F向右推斜面体,使P与斜面体保持相对静止.在前进水平位移为l的过程中,斜面体对P做的功为(  )【来源:21·世纪·教育·网】
A. Fl
B. mgsin θ·l
C. mgcos θ·l
D. mgtan θ·l
4. 如图所示,粗糙斜面倾角为37°,两相同物块A和B,质量都为2 kg,轻质弹簧一端连在斜面底部一端与A物块相连.A、B在外力F作用下静止在斜面上,此时弹簧压缩了0.1 m.物块与斜面间动摩擦因数μ=0.5,弹簧劲度系数k=400 N/m.从撤去F至两物块恰好分离,下列说法正确的是(  )21·世纪*教育网
A. 分离前弹簧对A先做正功,后做负功
B. 分离前A对B一直做正功
C. 此过程B物体一直在加速
D. 此过程摩擦产生的热量为0.8 J
5. 已知篮球在空气中运动时所受空气阻力与速度大小成正比,篮球与地面碰撞后以大小为v0的速度竖直弹起后到再次与地面碰撞的过程中,以v表示篮球的速度,t表示蓝球运动的时间,Ek表示篮球的动能,h表示篮球的高度,则下列图像可能正确的是(  )
A. B. C. D.
6. 如图,在地面上以初速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落在比地面低h的海平面上,重力加速度为g,若以地面为参考平面,且不计空气阻力,则(  )
A. 物体在海平面上的重力势能为mgh
B. 重力对物体做的功为-mgh
C. 物体在海平面上的动能为mv02+mgh
D. 物体在海平面上的机械能为mv02+mgh
7. 在做“验证机械能守恒定律”的实验时,发现重物减少的重力势能总是略增加的动能,造成这种现象的主要原因是(  )21*cnjy*com
A. 选用的重物质量过大
B. 选用的重物质量过小
C. 空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D. 实验时操作不规范,实验数据测量不准确
8. 质量为m的物体,以初速度v0做竖直上抛运动,在整个运动过程中,所受阻力恒为f,则物体落回原处的速度大小为(  )21世纪教育网版权所有
A. v0
B.
C. v0
D. v0
二、多选题(共4小题)
9. (多选)关于质量一定的物体的速度和动能,下列说法中正确的是(  )
A. 物体的速度发生变化时,其动能一定发生变化
B. 物体的速度保持不变时,其动能一定保持不变
C. 物体的动能发生变化时,其速度一定发生变化
D. 物体的动能保持不变时,其速度可能发生变化
10. (多选)如图所示,一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于O点处.将小球拉至A处,弹簧恰好无形变,由静止释放小球,它运动到O点正下方B点时速度为v,AB间的竖直高度差为h,重力加速度为g,不计空气阻力,则(  )
A. 由A到B重力对小球做的功等于mgh
B. 由A到B小球的重力势能减少mv2
C. 由A到B小球克服弹力做功为mgh
D. 小球到达B点时弹簧的弹性势能为mgh-
11. (多选)如图是一汽车在平直路面上启动的v-t图像,从t1时刻起汽车的功率保持不变,由图像可知(  )2-1-c-n-j-y
A. 0~t1时间内,汽车的牵引力增大,加速度增大,功率不变
B. 0~t1时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变,功率增大
C. t1~t2时间内,汽车的牵引力减小,加速度减小
D. t1~t2时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变
12. (多选)如图所示,装置竖直放置,上端是光滑细圆管围成的圆周轨道的一部分,半径为R(圆管内径r R),O1为圆心,细圆管下端各连接一个粗糙的斜面,斜面与细圆管相切于C、D两点,斜面与水平面夹角为53°,两个斜面下端与半径为0.5R的圆弧形光滑轨道连接(O2为圆心),并相切于E、F两点.有一质量m=1 kg的滑块(滑块大小略小于细圆管内径),从细圆管的最高点A静止释放该滑块,滑块从细圆管左侧滑下,滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ=0.5(取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6),则(  )21·cn·jy·com
A. 释放后滑块在轨道上运动达到的最高点高出O1点0.6R
B. 滑块经过最低点B时对轨道的压力最小为18 N
C. 滑块最多能经过D点4次
D. 滑块最终会停在B点
三、计算题(共3小题)
13. 如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,另一自由端恰好与水平线AB平齐,静止放于倾角为53°的光滑斜面上.一长为L=9 cm的轻质细绳一端固定在O点,另一端系一质量为m=1 kg的小球,将细绳拉至水平,使小球从位置C由静止释放,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断.之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩,最大压缩量x=5 cm.(取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求:
(1)细绳受到的最大拉力;
(2)D点离水平线AB的高度h;
(3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep.
14. 如图所示,斜面的倾角θ=30°,另一边与地面垂直,高为H,斜面顶点上有一定滑轮,物块A和B的质量分别为m1和m2,物块A和B均可视为质点,通过细绳连接并跨过定滑轮.开始时两物块都位于与地面距离为H的位置上,释放两物块后,A沿斜面无摩擦地上滑,B沿斜面的竖直边下落,B落地后不反弹.若物块A恰好能到达斜面的顶点,试求m1和m2的比值.滑轮的质量、半径和摩擦以及空气阻力均可忽略不计.
15. 如图所示,雪橇在与水平方向成α角的拉力F的作用下,在水平雪面上沿直线匀速前进了s的距离.
(1)试求作用在雪橇上的各个力所做的功;
(2)外力对雪橇做的总功是多少?
四、实验题(共2小题)
16. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00 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所示.O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点.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g=9.80 m/s2,那么:www-2-1-cnjy-com
(1)根据图所得的数据,应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律;
(2)从O点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量ΔEp=________J,动能增加量ΔEk=________J(结果取3位有效数字);【来源:21cnj*y.co*m】
(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图像是如图中的________.
17. 某同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定定律,A是质量为m、直径为d的小球,B为重物,A、B间用轻质细绳通过轻质滑轮相连.在距水平地面h高处的C点固定一个光电计时器,实验操作如下:【出处:21教育名师】
①开始时,测出重物B的质量M,将小球A放在光电计时器正下方的水平地面上,系统在外力作用下保持静止.细绳拉直但张力为零,现释放B使其向下运动.测出小球A通过光电计时器所用的时间为Δt,且小球A通过光电计时器时重物B还未落地.
②实验中保持A的质量不变,改变B的质量,多次重复第①步.
(1)实验中,M和m的关系必须满足M________(选填“大于”“小于”或“等于”)m.
(2)小球A运动至C点的速度可表示为________.
(3)根据所测量数据,为了得到线性关系图线,应作出________[选填“Δt-”“(Δt)2-”或“(Δt)2-”]图线.【版权所有:21教育】
(4)根据第(3)问得到的图线,若图线在纵轴上的截距为b,则当地重力加速度g=________(用题给的已知量表示).2·1·c·n·j·y
1. 【答案】B
2. 【答案】A
【解析】作用力和反作用力方向相反、发生相互作用的两物体位移间无必然关系,则作用力做正功时,反作用力可以做正功、负功及不做功,故A项正确;B、C两项错误;若物体在另一个静止的物体表面上滑动,由于静止的物体没发生位移,则相互作用的摩擦力对静止的物体不做功,对滑动的物体做功;所以作用力和反作用力可以一个力不做功,另一个力做功,故D项错误.21教育名师原创作品
3. 【答案】D
【解析】斜面体对P的作用力垂直于斜面,
FNcos θ=mg,
WN=FN·l·cos(90°-θ)
=mgtan θ·l,D正确.
4. 【答案】B
5. 【答案】B
【解析】篮球在上升的过程中,速度越来越小,空气阻力越来越小,由mg+Ff=ma,可知其加速度越来越小,速度变化越来越慢,速度—时间图像的斜率越来越小,下降过程中,v越大,阻力就越大,mg-Ff=ma,则加速度就越小,故A错误,B正确;上升过程中,h越大,v越小,阻力就越小,合力就越小,动能变化就越慢,所以h越大图线斜率越小,故D错误;下降过程中,h越大,v越小,阻力就越小,合力越大,动能变化越快,所以h越大图线斜率越大,故C错误.21*cnjy*com
6. 【答案】C
【解析】以地面为参考平面,海平面低于地面的高度为h,所以物体在海平面上时的重力势能为-mgh,故A错误;重力做功与路径无关,与初、末位置的高度差有关,抛出点与海平面的高度差为h,并且重力做正功,所以整个过程重力对物体做功为mgh,故B错误;由动能定理得mgh=Ek2-mv02,则物体在海平面上的动能为Ek2=mv02+mgh,故C正确;根据机械能守恒知,物体在海平面上的机械能等于抛出时的机械能,为E=mv02,故D错误.21教育网
7. 【答案】C
【解析】造成题中所述误差的主要原因是来自各方面的阻力,选项C正确.
8. 【答案】C
9. 【答案】BCD
【解析】速度v是矢量,速度发生变化时,既可能是只有速度的大小发生变化,也可能是只有速度的方向发生变化,还有可能是速度的大小和方向同时发生变化,而动能Ek是标量,只有速度的大小发生变化时,动能才会发生变化.www.21-cn-jy.com
10. 【答案】AD
【解析】因A、B间的竖直高度差为h,故由A到B重力对小球做的功等于mgh,则重力势能减少mgh,小球在向下运动的过程中,小球的重力势能转化为小球的动能和弹性势能,故mgh>mv2,选项A正确,B错误;根据动能定理得,mgh-W克弹=mv2,所以由A到B小球克服弹力做功为W克弹=mgh-mv2,此即为小球到达B点时弹簧的弹性势能,选项C错误,D正确.
11. 【答案】BC
【解析】0~t1时间内,汽车的速度是均匀增加的,汽车做匀加速运动,所以汽车的牵引力不变,加速度不变,功率增大,所以A错误,B正确;t1~t2时间内,汽车的功率不变,所以汽车的牵引力在减小,加速度也要减小,所以C正确,D错误.
12. 【答案】ABC
【解析】设CE=FD=L,由几何知识可得L=0.5Rtan 53°=,设释放后滑块在轨道上运动达到的最高点高出O1点h,由动能定理,得mg(R-h)-2μmgcos 53°·L=0,解得h=0.6R,故A正确;滑块在斜面上滑动时机械能不断减少,最终滑块在E、F间往复运动,此时滑块经过B点时对轨道的压力最小,从E到B的过程,由机械能守恒定律,得0.5mgR(1-cos 53°)=mvB2-0,在B点,由牛顿第二定律,得FN-mg=,联立解得FN=18 N,由牛顿第三定律,得滑块经过最低点B时对轨道的压力最小值FN′=FN=18 N,故B正确,D错误;设滑块能通过n次完整的CE或DF斜面,对从A到C或到D的过程运用动能定理,得mg(R+Rcos 53°)-μmgcos 53°·nL=0,解得n=8,则说明最后一次经过CE斜面到达C点时滑块速度恰好为零,再次滑下时将不能到达右侧D点,所以分析可知滑块最多能经过D点4次,故C正确.
13. 【答案】(1)30 N (2)16 cm (3)2.9 J
【解析】(1)小球由C运动到D,根据机械能守恒定律得mgL=mv12,解得v1=.
小球在D点时,由牛顿第二定律得F-mg=m,解得F=30 N,由牛顿第三定律知细绳受到的最大拉力为30 N.
(2)由D到A,小球做平抛运动,有vy2=2gh,tan 53°=,联立解得h=16 cm.
(3)小球从C点到将弹簧压缩至最短的过程中,小球与弹簧组成的系统机械能守恒,即Ep=mg(L+h+xsin 53°),代入数据解得Ep=2.9 J.
14. 【答案】1∶2
【解析】设B刚下落到地面时速度为v,由系统机械能守恒得:
m2g·-m1g·sin 30°=(m1+m2)v2①
A以速度v上滑到斜面顶点过程中机械能守恒,则:
m1v2=m1g·sin 30°,②
由①②得=1∶2.
15. 【答案】(1)WG=0 WFN=0 WF=Fscos α WFf=-Fscos α (2)0
【解析】如图所示,雪橇受到重力G、支持力FN、拉力F和摩擦力Ff的作用.
(1)由于雪橇做匀速直线运动,所以摩擦力Ff=Fcos α,
则重力做功为WG=Gscos 90°=0,
支持力做功为WFN=FNscos 90°=0,
拉力F做功为WF=Fscos α,
摩擦力做功为
WFf=Ffscos 180°=-Fscos α.
(2)外力做的总功为W总=WG+WFN+WF+WFf=0.
16. 【答案】(1)B (2)1.88 1.84 (3)A
【解析】(1)因为通过某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可以求出B点的速度,所以取图中O点到B点来验证机械能守恒定律.21cnjy.com
(2)重物重力势能的减少量
ΔEp=mgΔh=1.00×9.80×0.192 J=1.88 J
B点的速度vB== m/s=1.92 m/s
则B点的动能EkB=mvB2=×1×1.922 J=1.84 J
所以动能的增加量ΔEk=1.84 J.
(3)根据mgh=mv2,即与h成正比,故A是符合题意的.
17. 【答案】(1)大于 (2) (3)(Δt)2- (4)
【解析】(1)释放B后小球要向上运动,A所受合力应向上,因此B的质量M应大于A的质量m.
(2)小球经过光电门时的速度v=.
(3)对系统,由机械能守恒定律,得(M-m)gh=(M+m)v2,整理得(Δt)2=·+,(Δt)2与是线性关系,为得出线性关系图线,应作出(Δt)2-图像.
(4)(Δt)2-图像的纵轴截距b=,解得g=.
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