2022—2023学年物理人教版（2019）必修第二册第八章 机械能守恒定律 分层选练题（含解析）
文档属性
| 名称 | 2022—2023学年物理人教版（2019）必修第二册第八章 机械能守恒定律 分层选练题（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 524.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-06-05 15:03:05 | ||
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文档简介
2022—2023学年物理人教版（2019）必修第二册第八章 机械能守恒定律 分层选练题含答案
人教版（2019）第八章 机械能守恒定律
一、选择题。
1、如图所示，在离地面高为H处，将质量为m的小球以初速度v0竖直上抛，取抛出位置所在水平面为参考平面，重力加速度为g，则小球在最高点和落地处重力势能分别为( )
A.mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,2g)＋H))，0 B.mv，－mgH
C.mv，mgH D.mv，mgH＋mv
2、如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动相等距离时，下列关于三个情景的比较正确的是（ ）
A．甲图中，作用力F做功最多 B．乙图中，作用力F做功最多
C．乙图中，物体克服摩擦力做功最多 D．丙图中，物体克服摩擦力做功最多
3、如图所示，撑杆跳是运动会中常见的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑杆跳起过程的说法正确的是( )
A．运动员撑杆刚刚触地时，杆弹性势能最大
B．运动员撑杆跳起到达最高点时，杆弹性势能最大
C．运动员撑杆触地后上升到最高点之前某时刻，杆弹性势能最大
D．以上说法均有可能
4、在水平路面上，有一辆以36 km/h行驶的客车，在车厢后座有一位乘客甲，把一个质量为4 kg的行李以相对客车5 m/s的速度抛给前方座位的另一位乘客乙，则行李的动能是( )
A．500 J B．200 J C．450 J D．900 J
5、竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上，上端与轻质平板相连，平板与地面间的距离为H1，如图所示。现将一质量为m的物块轻轻放在平板中心，让它从静止开始往下运动，直至物块速度为零，此时平板与地面的距离为H2，则此时弹簧的弹性势能Ep为( )
A．mgH1 B．mgH2 C．mg(H1－H2) D．mg(H1＋H2)
6、假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的( )
A．4倍 B．2倍 C. 倍 D. 倍
7、物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功8J，物体克服力F2做功6J，则F1、F2的合力对物体做功为（ ）
A．10J B．14J C．-2J D．2J
8、（双选）)关于重力势能的说法，正确的是( )
A．重力势能的大小只由重物本身决定
B．重力势能恒大于零或等于零
C．重力势能是物体和地球所共有的
D．在地面上的物体，它具有的重力势能不一定等于零
9、（双选）一物体在运动过程中，重力做了－2 J的功，合力做了4 J的功，则( )
A．该物体动能减少，减少量等于4 J
B．该物体动能增加，增加量等于4 J
C．该物体重力势能减少，减少量等于2 J
D．该物体重力势能增加，增加量等于2 J
10、（双选）如图所示，在地面上以速度v0斜向上抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是( )
A．物体落到海平面时的势能为mgh
B．重力对物体做的功为mgh
C．物体即将到达海平面时的动能为mv02－mgh
D．物体即将到达海平面时的机械能为mv02
11、如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量的滑雪运动员从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，所受阻力为，g取，运动员从上向下滑到底端的过程中，下滑过程各力对运动员做的总功为（ ）
A．1500 J B．3300 J C．2000 J D．2500 J
*12、如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在O点，O点离地高度为H，另一端系一质量为m的小球，将细绳拉至水平，由静止释放小球，小球到达最低点时，细绳刚好被拉断，小球水平飞出。若忽略空气阻力，则（ ）
A．细绳所能承受的最大拉力F＝2mg
B．改变绳长L，则L越大小球落地时的速度越大
C．改变绳长L，当时，小球平抛过程中的水平位移最大
D．当时，小球在下落过程中重力的最大功率为
13、物体在运动过程中，克服重力做功50 J，则( )
A．重力做功为50 J
B．物体的重力势能一定增加50 J
C．物体的重力势能一定减小50 J
D．物体的重力势能一定是50 J
14、下列关于运动物体所受合力做功和动能变化的关系正确的是( )
A．如果物体所受合力为0，则合力对物体做的功一定为0
B．如果合力对物体所做的功为0，则合力一定为0
C．物体在合力作用下做变速运动，动能一定发生变化
D．物体的动能不变，所受合力一定为0
15、小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点( )
A．P球的速度一定大于Q球的速度
B．P球的动能一定小于Q球的动能
C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力
D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
二、非选择题。
16、快递员驾驶电动车配送货物，人和车的质量为250kg，货物的质量为50kg，送货和返回过程电 动车的v-t图像如图所示，两过程中电动车都是先匀加速启动，后保持额定功率行驶。已知电动车受到的阻力与其总重力成正比，匀加速的最大速度均为2.4m/s,则送货过程电动车匀加速运动的加速度为_______m/s2，电动车的额定功率为_______W. （g取10m/s2）
17、在“验证机械能守恒定律”的实验中，采用如图甲所示的实验装置。
(1)现得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，把纸带中第一个点记作O，另选纸带上连续打下的3个点A、B、C为计数点，经测量A、B、C各点到O的距离分别为9.51 cm、12.70 cm、16.27 cm。则打点计时器打下B点时，重物的速度为________m/s，已知打点计时器打点周期为0.02 s。
(2)实验中重物应该选用以下哪个物体________。
A．一个20 g的砝码 B．一个50 g的钩码
C．一个200 g的木球 D．一个200 g的铅制重锤
(3)由于存在阻力的原因，比较重物在纸带上相距较远的某两点间的重力势能变化ΔEp和动能变化ΔEk的大小关系，总是存在ΔEk________ΔEp(选填“>”“＝”或“<”)。
18、（计算题）如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：
(1)前2 s内重力的平均功率；
(2)2 s末重力的瞬时功率。
19、（计算题）如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R.质量为m的小球由A点静止释放，求：
(1)小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；
(2)小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰到达最高点D，D到地面的高度为h(已知h＜R)，则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf。
20、（计算题）如图所示，传送带的速度是3 m/s，两圆心的距离s＝4.5 m，现将m＝1 kg的小物体轻放在左轮正上方的传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.15，电动机带动传送带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：(g取10 m/s2)
(1)小物体获得的动能Ek；
(2)这一过程克服摩擦产生的热量Q；
(3)这一过程电动机多消耗的电能E。
2022—2023学年物理人教版（2019）必修第二册第八章 机械能守恒定律 分层选练题含答案
人教版（2019）第八章 机械能守恒定律
一、选择题。
1、如图所示，在离地面高为H处，将质量为m的小球以初速度v0竖直上抛，取抛出位置所在水平面为参考平面，重力加速度为g，则小球在最高点和落地处重力势能分别为( )
A.mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,2g)＋H))，0 B.mv，－mgH
C.mv，mgH D.mv，mgH＋mv
【答案】B
2、如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动相等距离时，下列关于三个情景的比较正确的是（ ）
A．甲图中，作用力F做功最多 B．乙图中，作用力F做功最多
C．乙图中，物体克服摩擦力做功最多 D．丙图中，物体克服摩擦力做功最多
【答案】C
3、如图所示，撑杆跳是运动会中常见的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑杆跳起过程的说法正确的是( )
A．运动员撑杆刚刚触地时，杆弹性势能最大
B．运动员撑杆跳起到达最高点时，杆弹性势能最大
C．运动员撑杆触地后上升到最高点之前某时刻，杆弹性势能最大
D．以上说法均有可能
【答案】C
4、在水平路面上，有一辆以36 km/h行驶的客车，在车厢后座有一位乘客甲，把一个质量为4 kg的行李以相对客车5 m/s的速度抛给前方座位的另一位乘客乙，则行李的动能是( )
A．500 J B．200 J C．450 J D．900 J
【答案】C
5、竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上，上端与轻质平板相连，平板与地面间的距离为H1，如图所示。现将一质量为m的物块轻轻放在平板中心，让它从静止开始往下运动，直至物块速度为零，此时平板与地面的距离为H2，则此时弹簧的弹性势能Ep为( )
A．mgH1 B．mgH2 C．mg(H1－H2) D．mg(H1＋H2)
【答案】C
6、假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的( )
A．4倍 B．2倍 C. 倍 D. 倍
【答案】D
7、物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功8J，物体克服力F2做功6J，则F1、F2的合力对物体做功为（ ）
A．10J B．14J C．-2J D．2J
【答案】D
8、（双选）)关于重力势能的说法，正确的是( )
A．重力势能的大小只由重物本身决定
B．重力势能恒大于零或等于零
C．重力势能是物体和地球所共有的
D．在地面上的物体，它具有的重力势能不一定等于零
【答案】CD
9、（双选）一物体在运动过程中，重力做了－2 J的功，合力做了4 J的功，则( )
A．该物体动能减少，减少量等于4 J
B．该物体动能增加，增加量等于4 J
C．该物体重力势能减少，减少量等于2 J
D．该物体重力势能增加，增加量等于2 J
【答案】BD
10、（双选）如图所示，在地面上以速度v0斜向上抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是( )
A．物体落到海平面时的势能为mgh
B．重力对物体做的功为mgh
C．物体即将到达海平面时的动能为mv02－mgh
D．物体即将到达海平面时的机械能为mv02
【答案】BD
11、如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量的滑雪运动员从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，所受阻力为，g取，运动员从上向下滑到底端的过程中，下滑过程各力对运动员做的总功为（ ）
A．1500 J B．3300 J C．2000 J D．2500 J
【答案】C
*12、如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在O点，O点离地高度为H，另一端系一质量为m的小球，将细绳拉至水平，由静止释放小球，小球到达最低点时，细绳刚好被拉断，小球水平飞出。若忽略空气阻力，则（ ）
A．细绳所能承受的最大拉力F＝2mg
B．改变绳长L，则L越大小球落地时的速度越大
C．改变绳长L，当时，小球平抛过程中的水平位移最大
D．当时，小球在下落过程中重力的最大功率为
【答案】C
13、物体在运动过程中，克服重力做功50 J，则( )
A．重力做功为50 J
B．物体的重力势能一定增加50 J
C．物体的重力势能一定减小50 J
D．物体的重力势能一定是50 J
【答案】B
14、下列关于运动物体所受合力做功和动能变化的关系正确的是( )
A．如果物体所受合力为0，则合力对物体做的功一定为0
B．如果合力对物体所做的功为0，则合力一定为0
C．物体在合力作用下做变速运动，动能一定发生变化
D．物体的动能不变，所受合力一定为0
【答案】A
15、小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点( )
A．P球的速度一定大于Q球的速度
B．P球的动能一定小于Q球的动能
C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力
D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
【答案】C
二、非选择题。
16、快递员驾驶电动车配送货物，人和车的质量为250kg，货物的质量为50kg，送货和返回过程电 动车的v-t图像如图所示，两过程中电动车都是先匀加速启动，后保持额定功率行驶。已知电动车受到的阻力与其总重力成正比，匀加速的最大速度均为2.4m/s,则送货过程电动车匀加速运动的加速度为_______m/s2，电动车的额定功率为_______W. （g取10m/s2）
【答案】0.4 720
17、在“验证机械能守恒定律”的实验中，采用如图甲所示的实验装置。
(1)现得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，把纸带中第一个点记作O，另选纸带上连续打下的3个点A、B、C为计数点，经测量A、B、C各点到O的距离分别为9.51 cm、12.70 cm、16.27 cm。则打点计时器打下B点时，重物的速度为________m/s，已知打点计时器打点周期为0.02 s。
(2)实验中重物应该选用以下哪个物体________。
A．一个20 g的砝码 B．一个50 g的钩码
C．一个200 g的木球 D．一个200 g的铅制重锤
(3)由于存在阻力的原因，比较重物在纸带上相距较远的某两点间的重力势能变化ΔEp和动能变化ΔEk的大小关系，总是存在ΔEk________ΔEp(选填“>”“＝”或“<”)。
【答案】(1)1.69 (2)D (3)＜
18、（计算题）如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：
(1)前2 s内重力的平均功率；
(2)2 s末重力的瞬时功率。
【答案】(1)24 W (2)48 W
【解析】(1)木块沿斜面下滑时，对木块受力分析。
由牛顿第二定律可得mgsin θ－μmgcos θ＝ma，
解得a＝2 m/s2
由位移公式l＝at2＝×2×22 m＝4 m
重力在前2 s内做的功为
W＝mglsin θ＝2×10×4×0.6 J＝48 J
重力在前2 s内的平均功率为＝＝ W＝24 W。
(2)木块在2 s末的速度v＝at＝2×2 m/s＝4 m/s
2 s末重力的瞬时功率
P＝mgvcos(90°－θ)＝mgvsin θ＝2×10×4×0.6 W＝48 W。
19、（计算题）如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R.质量为m的小球由A点静止释放，求：
(1)小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；
(2)小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰到达最高点D，D到地面的高度为h(已知h＜R)，则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf。
【答案】(1) (2)mg(R－h)
【答案】(1)小球从A滑到B的过程中，
由动能定理得：mgR＝mv－0
解得：vB＝.
(2)从A到D的过程，由动能定理可得：
mg(R－h)－Wf＝0－0，
解得克服摩擦力做的功Wf＝mg(R－h)。
20、（计算题）如图所示，传送带的速度是3 m/s，两圆心的距离s＝4.5 m，现将m＝1 kg的小物体轻放在左轮正上方的传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.15，电动机带动传送带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：(g取10 m/s2)
(1)小物体获得的动能Ek；
(2)这一过程克服摩擦产生的热量Q；
(3)这一过程电动机多消耗的电能E。
【答案】(1)4.5 J (2)4.5 J (3)9 J
【解析】(1)设小物体与传送带达到共同速度时，物体相对地面的位移为x。
μmgx＝mv2，
解得x＝3 m＜4.5 m，
即物体可与传送带达到共同速度，此时
Ek＝mv2＝×1×32 J＝4.5 J。
(2)由μmg＝ma得a＝1.5 m/s2，由v＝at得t＝2 s，则Q＝μmg(vt－x)＝0.15×1×10×(6－3) J＝4.5 J。
(3)由能量守恒知，E＝Ek＋Q＝4.5 J＋4.5 J＝9 J。
人教版（2019）第八章 机械能守恒定律
一、选择题。
1、如图所示，在离地面高为H处，将质量为m的小球以初速度v0竖直上抛，取抛出位置所在水平面为参考平面，重力加速度为g，则小球在最高点和落地处重力势能分别为( )
A.mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,2g)＋H))，0 B.mv，－mgH
C.mv，mgH D.mv，mgH＋mv
2、如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动相等距离时，下列关于三个情景的比较正确的是（ ）
A．甲图中，作用力F做功最多 B．乙图中，作用力F做功最多
C．乙图中，物体克服摩擦力做功最多 D．丙图中，物体克服摩擦力做功最多
3、如图所示，撑杆跳是运动会中常见的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑杆跳起过程的说法正确的是( )
A．运动员撑杆刚刚触地时，杆弹性势能最大
B．运动员撑杆跳起到达最高点时，杆弹性势能最大
C．运动员撑杆触地后上升到最高点之前某时刻，杆弹性势能最大
D．以上说法均有可能
4、在水平路面上，有一辆以36 km/h行驶的客车，在车厢后座有一位乘客甲，把一个质量为4 kg的行李以相对客车5 m/s的速度抛给前方座位的另一位乘客乙，则行李的动能是( )
A．500 J B．200 J C．450 J D．900 J
5、竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上，上端与轻质平板相连，平板与地面间的距离为H1，如图所示。现将一质量为m的物块轻轻放在平板中心，让它从静止开始往下运动，直至物块速度为零，此时平板与地面的距离为H2，则此时弹簧的弹性势能Ep为( )
A．mgH1 B．mgH2 C．mg(H1－H2) D．mg(H1＋H2)
6、假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的( )
A．4倍 B．2倍 C. 倍 D. 倍
7、物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功8J，物体克服力F2做功6J，则F1、F2的合力对物体做功为（ ）
A．10J B．14J C．-2J D．2J
8、（双选）)关于重力势能的说法，正确的是( )
A．重力势能的大小只由重物本身决定
B．重力势能恒大于零或等于零
C．重力势能是物体和地球所共有的
D．在地面上的物体，它具有的重力势能不一定等于零
9、（双选）一物体在运动过程中，重力做了－2 J的功，合力做了4 J的功，则( )
A．该物体动能减少，减少量等于4 J
B．该物体动能增加，增加量等于4 J
C．该物体重力势能减少，减少量等于2 J
D．该物体重力势能增加，增加量等于2 J
10、（双选）如图所示，在地面上以速度v0斜向上抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是( )
A．物体落到海平面时的势能为mgh
B．重力对物体做的功为mgh
C．物体即将到达海平面时的动能为mv02－mgh
D．物体即将到达海平面时的机械能为mv02
11、如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量的滑雪运动员从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，所受阻力为，g取，运动员从上向下滑到底端的过程中，下滑过程各力对运动员做的总功为（ ）
A．1500 J B．3300 J C．2000 J D．2500 J
*12、如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在O点，O点离地高度为H，另一端系一质量为m的小球，将细绳拉至水平，由静止释放小球，小球到达最低点时，细绳刚好被拉断，小球水平飞出。若忽略空气阻力，则（ ）
A．细绳所能承受的最大拉力F＝2mg
B．改变绳长L，则L越大小球落地时的速度越大
C．改变绳长L，当时，小球平抛过程中的水平位移最大
D．当时，小球在下落过程中重力的最大功率为
13、物体在运动过程中，克服重力做功50 J，则( )
A．重力做功为50 J
B．物体的重力势能一定增加50 J
C．物体的重力势能一定减小50 J
D．物体的重力势能一定是50 J
14、下列关于运动物体所受合力做功和动能变化的关系正确的是( )
A．如果物体所受合力为0，则合力对物体做的功一定为0
B．如果合力对物体所做的功为0，则合力一定为0
C．物体在合力作用下做变速运动，动能一定发生变化
D．物体的动能不变，所受合力一定为0
15、小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点( )
A．P球的速度一定大于Q球的速度
B．P球的动能一定小于Q球的动能
C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力
D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
二、非选择题。
16、快递员驾驶电动车配送货物，人和车的质量为250kg，货物的质量为50kg，送货和返回过程电 动车的v-t图像如图所示，两过程中电动车都是先匀加速启动，后保持额定功率行驶。已知电动车受到的阻力与其总重力成正比，匀加速的最大速度均为2.4m/s,则送货过程电动车匀加速运动的加速度为_______m/s2，电动车的额定功率为_______W. （g取10m/s2）
17、在“验证机械能守恒定律”的实验中，采用如图甲所示的实验装置。
(1)现得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，把纸带中第一个点记作O，另选纸带上连续打下的3个点A、B、C为计数点，经测量A、B、C各点到O的距离分别为9.51 cm、12.70 cm、16.27 cm。则打点计时器打下B点时，重物的速度为________m/s，已知打点计时器打点周期为0.02 s。
(2)实验中重物应该选用以下哪个物体________。
A．一个20 g的砝码 B．一个50 g的钩码
C．一个200 g的木球 D．一个200 g的铅制重锤
(3)由于存在阻力的原因，比较重物在纸带上相距较远的某两点间的重力势能变化ΔEp和动能变化ΔEk的大小关系，总是存在ΔEk________ΔEp(选填“>”“＝”或“<”)。
18、（计算题）如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：
(1)前2 s内重力的平均功率；
(2)2 s末重力的瞬时功率。
19、（计算题）如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R.质量为m的小球由A点静止释放，求：
(1)小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；
(2)小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰到达最高点D，D到地面的高度为h(已知h＜R)，则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf。
20、（计算题）如图所示，传送带的速度是3 m/s，两圆心的距离s＝4.5 m，现将m＝1 kg的小物体轻放在左轮正上方的传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.15，电动机带动传送带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：(g取10 m/s2)
(1)小物体获得的动能Ek；
(2)这一过程克服摩擦产生的热量Q；
(3)这一过程电动机多消耗的电能E。
2022—2023学年物理人教版（2019）必修第二册第八章 机械能守恒定律 分层选练题含答案
人教版（2019）第八章 机械能守恒定律
一、选择题。
1、如图所示，在离地面高为H处，将质量为m的小球以初速度v0竖直上抛，取抛出位置所在水平面为参考平面，重力加速度为g，则小球在最高点和落地处重力势能分别为( )
A.mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,2g)＋H))，0 B.mv，－mgH
C.mv，mgH D.mv，mgH＋mv
【答案】B
2、如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动相等距离时，下列关于三个情景的比较正确的是（ ）
A．甲图中，作用力F做功最多 B．乙图中，作用力F做功最多
C．乙图中，物体克服摩擦力做功最多 D．丙图中，物体克服摩擦力做功最多
【答案】C
3、如图所示，撑杆跳是运动会中常见的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑杆跳起过程的说法正确的是( )
A．运动员撑杆刚刚触地时，杆弹性势能最大
B．运动员撑杆跳起到达最高点时，杆弹性势能最大
C．运动员撑杆触地后上升到最高点之前某时刻，杆弹性势能最大
D．以上说法均有可能
【答案】C
4、在水平路面上，有一辆以36 km/h行驶的客车，在车厢后座有一位乘客甲，把一个质量为4 kg的行李以相对客车5 m/s的速度抛给前方座位的另一位乘客乙，则行李的动能是( )
A．500 J B．200 J C．450 J D．900 J
【答案】C
5、竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上，上端与轻质平板相连，平板与地面间的距离为H1，如图所示。现将一质量为m的物块轻轻放在平板中心，让它从静止开始往下运动，直至物块速度为零，此时平板与地面的距离为H2，则此时弹簧的弹性势能Ep为( )
A．mgH1 B．mgH2 C．mg(H1－H2) D．mg(H1＋H2)
【答案】C
6、假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的( )
A．4倍 B．2倍 C. 倍 D. 倍
【答案】D
7、物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功8J，物体克服力F2做功6J，则F1、F2的合力对物体做功为（ ）
A．10J B．14J C．-2J D．2J
【答案】D
8、（双选）)关于重力势能的说法，正确的是( )
A．重力势能的大小只由重物本身决定
B．重力势能恒大于零或等于零
C．重力势能是物体和地球所共有的
D．在地面上的物体，它具有的重力势能不一定等于零
【答案】CD
9、（双选）一物体在运动过程中，重力做了－2 J的功，合力做了4 J的功，则( )
A．该物体动能减少，减少量等于4 J
B．该物体动能增加，增加量等于4 J
C．该物体重力势能减少，减少量等于2 J
D．该物体重力势能增加，增加量等于2 J
【答案】BD
10、（双选）如图所示，在地面上以速度v0斜向上抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是( )
A．物体落到海平面时的势能为mgh
B．重力对物体做的功为mgh
C．物体即将到达海平面时的动能为mv02－mgh
D．物体即将到达海平面时的机械能为mv02
【答案】BD
11、如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量的滑雪运动员从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，所受阻力为，g取，运动员从上向下滑到底端的过程中，下滑过程各力对运动员做的总功为（ ）
A．1500 J B．3300 J C．2000 J D．2500 J
【答案】C
*12、如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在O点，O点离地高度为H，另一端系一质量为m的小球，将细绳拉至水平，由静止释放小球，小球到达最低点时，细绳刚好被拉断，小球水平飞出。若忽略空气阻力，则（ ）
A．细绳所能承受的最大拉力F＝2mg
B．改变绳长L，则L越大小球落地时的速度越大
C．改变绳长L，当时，小球平抛过程中的水平位移最大
D．当时，小球在下落过程中重力的最大功率为
【答案】C
13、物体在运动过程中，克服重力做功50 J，则( )
A．重力做功为50 J
B．物体的重力势能一定增加50 J
C．物体的重力势能一定减小50 J
D．物体的重力势能一定是50 J
【答案】B
14、下列关于运动物体所受合力做功和动能变化的关系正确的是( )
A．如果物体所受合力为0，则合力对物体做的功一定为0
B．如果合力对物体所做的功为0，则合力一定为0
C．物体在合力作用下做变速运动，动能一定发生变化
D．物体的动能不变，所受合力一定为0
【答案】A
15、小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点( )
A．P球的速度一定大于Q球的速度
B．P球的动能一定小于Q球的动能
C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力
D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
【答案】C
二、非选择题。
16、快递员驾驶电动车配送货物，人和车的质量为250kg，货物的质量为50kg，送货和返回过程电 动车的v-t图像如图所示，两过程中电动车都是先匀加速启动，后保持额定功率行驶。已知电动车受到的阻力与其总重力成正比，匀加速的最大速度均为2.4m/s,则送货过程电动车匀加速运动的加速度为_______m/s2，电动车的额定功率为_______W. （g取10m/s2）
【答案】0.4 720
17、在“验证机械能守恒定律”的实验中，采用如图甲所示的实验装置。
(1)现得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，把纸带中第一个点记作O，另选纸带上连续打下的3个点A、B、C为计数点，经测量A、B、C各点到O的距离分别为9.51 cm、12.70 cm、16.27 cm。则打点计时器打下B点时，重物的速度为________m/s，已知打点计时器打点周期为0.02 s。
(2)实验中重物应该选用以下哪个物体________。
A．一个20 g的砝码 B．一个50 g的钩码
C．一个200 g的木球 D．一个200 g的铅制重锤
(3)由于存在阻力的原因，比较重物在纸带上相距较远的某两点间的重力势能变化ΔEp和动能变化ΔEk的大小关系，总是存在ΔEk________ΔEp(选填“>”“＝”或“<”)。
【答案】(1)1.69 (2)D (3)＜
18、（计算题）如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：
(1)前2 s内重力的平均功率；
(2)2 s末重力的瞬时功率。
【答案】(1)24 W (2)48 W
【解析】(1)木块沿斜面下滑时，对木块受力分析。
由牛顿第二定律可得mgsin θ－μmgcos θ＝ma，
解得a＝2 m/s2
由位移公式l＝at2＝×2×22 m＝4 m
重力在前2 s内做的功为
W＝mglsin θ＝2×10×4×0.6 J＝48 J
重力在前2 s内的平均功率为＝＝ W＝24 W。
(2)木块在2 s末的速度v＝at＝2×2 m/s＝4 m/s
2 s末重力的瞬时功率
P＝mgvcos(90°－θ)＝mgvsin θ＝2×10×4×0.6 W＝48 W。
19、（计算题）如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R.质量为m的小球由A点静止释放，求：
(1)小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；
(2)小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰到达最高点D，D到地面的高度为h(已知h＜R)，则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf。
【答案】(1) (2)mg(R－h)
【答案】(1)小球从A滑到B的过程中，
由动能定理得：mgR＝mv－0
解得：vB＝.
(2)从A到D的过程，由动能定理可得：
mg(R－h)－Wf＝0－0，
解得克服摩擦力做的功Wf＝mg(R－h)。
20、（计算题）如图所示，传送带的速度是3 m/s，两圆心的距离s＝4.5 m，现将m＝1 kg的小物体轻放在左轮正上方的传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.15，电动机带动传送带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：(g取10 m/s2)
(1)小物体获得的动能Ek；
(2)这一过程克服摩擦产生的热量Q；
(3)这一过程电动机多消耗的电能E。
【答案】(1)4.5 J (2)4.5 J (3)9 J
【解析】(1)设小物体与传送带达到共同速度时，物体相对地面的位移为x。
μmgx＝mv2，
解得x＝3 m＜4.5 m，
即物体可与传送带达到共同速度，此时
Ek＝mv2＝×1×32 J＝4.5 J。
(2)由μmg＝ma得a＝1.5 m/s2，由v＝at得t＝2 s，则Q＝μmg(vt－x)＝0.15×1×10×(6－3) J＝4.5 J。
(3)由能量守恒知，E＝Ek＋Q＝4.5 J＋4.5 J＝9 J。