物理人教（2019）必修第二册 第8章 机械能守恒定律 章末自检题（含答案）

2022—2023学年物理人教（2019）必修第二册第8章 机械能守恒定律 章末自检题含答案
一、选择题。
1、关于重力势能，下列说法中正确的是(　　)
A.重力势能有正、负值，表示物体的重力势能是矢量
B.只要物体在水平面以下，其重力势能就为负值
C.卫星绕地球做椭圆轨道运动，当由近地点向远地点运动时，其重力势能减小
D.重力势能是地球与物体所组成的系统共有的
2、晓敏同学乘电梯上楼，已知从1楼到20楼的过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯对人的支持力的做功情况是(　　)
A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功
B．加速时做正功，匀速和减速时做负功
C．加速和匀速时做正功，减速时做负功
D．始终做正功
3、关于重力势能的下列说法中错误的是(　　)
A．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加
B．质量非常大的物体，重力势能也可能等于零
C．在三十层楼上的物体，它具有的重力势能一定不等于零
D．重力势能具有系统性和相对性
4、如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的小球(可视为质点)自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力为2mg，重力加速度大小为g。小球自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为(　　)
A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR
5、(多选)重10 N的滑块在倾角为30°的光滑斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧，滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab＝1 m，bc＝0.2 m，那么在整个过程中(　　)
A.滑块动能的最大值是6 J
B.弹簧弹性势能的最大值是6 J
C.从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 J
D.整个过程系统机械能守恒
6、质量为m的汽车行驶在平直公路上，在运动中所受阻力不变，当汽车的加速度为a，速度为v时，发动机功率为P1；当功率为P2时，汽车行驶的最大速度为(　　)
A. B. C. D.
7、每年春节前温州农村都有捣年糕的习俗，借此来寓意“年年发财、步步高升”。捣年糕时，一人将“石杵”一起一落挥动，另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团，直到米粉团柔软而有弹性。已知“石杵”质量为20 kg，每分钟上下挥动20下，每次重心上升的高度约为90 cm，则人挥动“石杵”做功的功率约为(　　)
A．60 W B．120 W C．180 W D．540 W
8、如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设离桌面高H处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为(　　)
A．－mgh B．mgH C．mg(H－h) D．－mg(H＋h)
9、下列关于动能的说法中，正确的是(　　)
A．物体的动能不变，则其速度也一定不变
B．物体的速度不变，则其动能也不变
C．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化
D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零
10、(双选)如图所示，B、M、N分别为竖直光滑圆轨道的右端点、最低点和左端点，B点和圆心等高，N点和圆心O的连线与竖直方向的夹角为α＝60°。现从B点的正上方某处A点由静止释放一个质量为m的小球，经圆轨道飞出后以速度v通过C点，已知圆轨道半径为R，v＝，重力加速度为g，则以下结论正确的是(　　)
A.C、N的水平距离为R B.C、N的水平距离为2R
C.小球在M点对轨道的压力为6mg D.小球在M点对轨道的压力为4mg
11、质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为(　　)
A. B. C. D.
*12、如图所示：
细线的一端固定于O点，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是(　　)
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大，后减小 D．先减小，后增大
13、一根长L＝2 m、重力G＝200 N的均匀木杆放在水平地面上，现将它的一端从地面抬高0.5 m，另一端仍搁在地面上，则物体重力势能的变化量为(　　)
A．400 J B．200 J C．100 J D．50 J
14、关于动能定理，下列说法中正确的是(　　)
A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和
B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变
C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用
D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
15、如图所示，有一条长为的均匀金属链条，有一半长度在光滑的足够高的斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为，另一半长度竖直下垂在空中，链条由静止释放后开始滑动，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为（取）（　　）
A． B． C． D．
二、非选择题。
16、利用落体法验证机械能守恒定律实验，由于重物及纸带受空气及打点计时器阻力的作用，系统误差的情况总是：重物减少的重力势能比增加的动能________（填“大些”或“小些”）。
17、如图所示，幼儿园小朋友们正在玩滑梯：
(1)小朋友从最高点滑落到地面的过程中重力做正功还是负功？重力势能是增加还是减少？
(2)小朋友从地面爬上滑梯最高点的过程中重力做正功还是负功？重力势能是增加还是减少？
18、（计算题）如图所示，有一质量为m、长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面顶点为重力势能零点，求：
(1)开始时和链条刚好从右侧面全部滑出斜面时重力势能各多大？
(2)此过程中重力做了多少功？
19、（计算题）如图所示，竖直平面内的一半径R=0.50m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点，质量m=0.10kg的小球从B点的正上方H=0.95m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出后落在水平面的Q点，DQ间的距离x=2.4m，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80m，取g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）小球经过C点时轨道对它的支持力大小；
（2）小球经过最高点P的速度大小；
（3）D点与圆心O的高度差．
20、（计算题）素有“陆地冲浪”之称的滑板运动已深受广大青少年喜爱．如图所示是由足够长的斜直轨道，半径R1＝2 m的凹形圆弧轨道和半径R2＝3.6 m的凸形圆弧轨道三部分组成的模拟滑板组合轨道．这三部分轨道依次平滑连接，且处于同一竖直平面内．其中M点为凹形圆弧轨道的最低点，N点为凸形圆弧轨道的最高点，凸形圆弧轨道的圆心O与M点在同一水平面上，一可视为质点、质量为m＝1 kg的滑板从斜直轨道上的P点无初速度滑下，经M点滑向N点，P点距水平面的高度h＝3.2 m，不计一切阻力，g取10 m/s2。求：
(1)滑板滑至M点时的速度大小；
(2)滑板滑至M点时，轨道对滑板的支持力大小；
(3)若滑板滑至N点时对轨道恰好无压力，求滑板的下滑点P距水平面的高度．
2022—2023学年物理人教（2019）必修第二册第8章 机械能守恒定律 章末自检题含答案
一、选择题。
1、关于重力势能，下列说法中正确的是(　　)
A.重力势能有正、负值，表示物体的重力势能是矢量
B.只要物体在水平面以下，其重力势能就为负值
C.卫星绕地球做椭圆轨道运动，当由近地点向远地点运动时，其重力势能减小
D.重力势能是地球与物体所组成的系统共有的
【答案】D
2、晓敏同学乘电梯上楼，已知从1楼到20楼的过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯对人的支持力的做功情况是(　　)
A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功
B．加速时做正功，匀速和减速时做负功
C．加速和匀速时做正功，减速时做负功
D．始终做正功
【答案】D　
3、关于重力势能的下列说法中错误的是(　　)
A．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加
B．质量非常大的物体，重力势能也可能等于零
C．在三十层楼上的物体，它具有的重力势能一定不等于零
D．重力势能具有系统性和相对性
【答案】C
4、如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的小球(可视为质点)自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力为2mg，重力加速度大小为g。小球自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为(　　)
A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR
【答案】C
5、、(多选)重10 N的滑块在倾角为30°的光滑斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧，滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab＝1 m，bc＝0.2 m，那么在整个过程中(　　)
A.滑块动能的最大值是6 J
B.弹簧弹性势能的最大值是6 J
C.从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 J
D.整个过程系统机械能守恒
【答案】BCD
6、质量为m的汽车行驶在平直公路上，在运动中所受阻力不变，当汽车的加速度为a，速度为v时，发动机功率为P1；当功率为P2时，汽车行驶的最大速度为(　　)
A. B. C. D.
【答案】B
7、每年春节前温州农村都有捣年糕的习俗，借此来寓意“年年发财、步步高升”。捣年糕时，一人将“石杵”一起一落挥动，另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团，直到米粉团柔软而有弹性。已知“石杵”质量为20 kg，每分钟上下挥动20下，每次重心上升的高度约为90 cm，则人挥动“石杵”做功的功率约为(　　)
A．60 W B．120 W C．180 W D．540 W
【答案】A　
8、如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设离桌面高H处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为(　　)
A．－mgh B．mgH C．mg(H－h) D．－mg(H＋h)
【答案】D
9、下列关于动能的说法中，正确的是(　　)
A．物体的动能不变，则其速度也一定不变
B．物体的速度不变，则其动能也不变
C．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化
D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零
【答案】B　
10、(双选)如图所示，B、M、N分别为竖直光滑圆轨道的右端点、最低点和左端点，B点和圆心等高，N点和圆心O的连线与竖直方向的夹角为α＝60°。现从B点的正上方某处A点由静止释放一个质量为m的小球，经圆轨道飞出后以速度v通过C点，已知圆轨道半径为R，v＝，重力加速度为g，则以下结论正确的是(　　)
A.C、N的水平距离为R B.C、N的水平距离为2R
C.小球在M点对轨道的压力为6mg D.小球在M点对轨道的压力为4mg
【答案】AC
11、质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为(　　)
A. B. C. D.
【答案】C　
*12、如图所示：
细线的一端固定于O点，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是(　　)
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大，后减小 D．先减小，后增大
【答案】A　
13、一根长L＝2 m、重力G＝200 N的均匀木杆放在水平地面上，现将它的一端从地面抬高0.5 m，另一端仍搁在地面上，则物体重力势能的变化量为(　　)
A．400 J B．200 J C．100 J D．50 J
【答案】D
14、关于动能定理，下列说法中正确的是(　　)
A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和
B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变
C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用
D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
【答案】B　
15、如图所示，有一条长为的均匀金属链条，有一半长度在光滑的足够高的斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为，另一半长度竖直下垂在空中，链条由静止释放后开始滑动，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为（取）（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
二、非选择题。
16、利用落体法验证机械能守恒定律实验，由于重物及纸带受空气及打点计时器阻力的作用，系统误差的情况总是：重物减少的重力势能比增加的动能________（填“大些”或“小些”）。
【答案】大些
17、如图所示，幼儿园小朋友们正在玩滑梯：
(1)小朋友从最高点滑落到地面的过程中重力做正功还是负功？重力势能是增加还是减少？
(2)小朋友从地面爬上滑梯最高点的过程中重力做正功还是负功？重力势能是增加还是减少？
【答案】(1)小朋友沿滑梯滑下的过程中重力做正功，重力势能减少。
(2)小朋友从地面爬上滑梯最高点的过程中重力做负功，重力势能增加。
18、（计算题）如图所示，有一质量为m、长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面顶点为重力势能零点，求：
(1)开始时和链条刚好从右侧面全部滑出斜面时重力势能各多大？
(2)此过程中重力做了多少功？
【答案】(1)－mgL(1＋sin θ)　－mgL (2)mgL(3－sin θ)
【解析】(1)开始时，左边一半链条重力势能为Ep1＝－·sin θ，右边一半的重力势能Ep2＝－·；
左右两部分总的重力势能为Ep＝Ep1＋Ep2＝－mgL(sin θ＋1)
链条从右侧刚好全部滑出时，重力势能为Ep′＝－mgL
(2)此过程重力势能减少了ΔEp＝Ep－Ep′＝mgL(3－sin θ)，
故重力做的功为WG＝mgL(3－sin θ)
19、（计算题）如图所示，竖直平面内的一半径R=0.50m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点，质量m=0.10kg的小球从B点的正上方H=0.95m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出后落在水平面的Q点，DQ间的距离x=2.4m，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80m，取g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）小球经过C点时轨道对它的支持力大小；
（2）小球经过最高点P的速度大小；
（3）D点与圆心O的高度差．
【答案】（1） （2） （3）
20、（计算题）素有“陆地冲浪”之称的滑板运动已深受广大青少年喜爱．如图所示是由足够长的斜直轨道，半径R1＝2 m的凹形圆弧轨道和半径R2＝3.6 m的凸形圆弧轨道三部分组成的模拟滑板组合轨道．这三部分轨道依次平滑连接，且处于同一竖直平面内．其中M点为凹形圆弧轨道的最低点，N点为凸形圆弧轨道的最高点，凸形圆弧轨道的圆心O与M点在同一水平面上，一可视为质点、质量为m＝1 kg的滑板从斜直轨道上的P点无初速度滑下，经M点滑向N点，P点距水平面的高度h＝3.2 m，不计一切阻力，g取10 m/s2。求：
(1)滑板滑至M点时的速度大小；
(2)滑板滑至M点时，轨道对滑板的支持力大小；
(3)若滑板滑至N点时对轨道恰好无压力，求滑板的下滑点P距水平面的高度．
【答案】(1)8 m/s　 (2)42 N 　(3)5.4 m
【解析】(1)对滑板由P点滑至M点，由机械能守恒得mgh＝mv，得：vM＝8 m/s.
(2)对滑板滑至M点时受力分析，由牛顿第二定律得
FN－mg＝m，得：FN＝42 N.
(3)滑板滑至N点时对轨道恰好无压力，则有
mg＝m，则vN＝6 m/s
滑板从P点到N点机械能守恒，则有
mgh′＝mgR2＋mv，解得h′＝5.4 m。