【期末专题复习】机械能守恒定律易错精选练习-2024-2025学年高一物理下学期人教版（2019）必修第二册（含答案）

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【期末专题复习】机械能守恒定律易错精选练习-2024-2025学年高一物理下学期人教版（2019）必修第二册
一、选择题
1．一辆质量m的小型新能源电动汽车在水平的公路上由静止启动且沿直线前行，该汽车运动的速度与时间的关系如图所示，设汽车在运动过程中所受阻力大小恒为f。在0~t1内汽车做匀加速运动，t1时刻达到额定功率，在t1~t2内汽车做变加速运动，t2末汽车的速度恰好达到最大。则（　　）
A．在0~t1内，汽车运动的加速度为
B．在t1~t2内，汽车的牵引力逐渐增大
C．在t2末，汽车的输出功率为
D．在t1~t2内，汽车的位移小于
2．如图甲所示，质量为5kg的物体在斜向下、与水平方向成37°角的力F作用下，沿水平面开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则力F所做的功为（　　）
A．240J B．150J C．120J D．90J
3．儿童沿滑梯由静止加速下滑过程中，他所受（　　）
A．重力做正功 B．支持力做正功
C．摩擦力做正功 D．合外力不做功
4．放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力F的作用，0~3s内速度和拉力的功率随时间变化的图像分别如图（a）和图（b）所示，取重力加速度g=10 m/s2.下列说法正确的是（　　）
A．物体与水平面间动摩擦因数为0.45
B．物体的质量为3kg
C．0~3s内物体克服摩擦力做的功为84J
D．0~3s内拉力的平均功率为20W
5．运动员把质量为400g的足球踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是5m，在最高点的速度为。不考虑空气阻力，g取10。请估计运动员踢球时对足球做的功（　　）
A．0 B．20J C．80J D．100J
6．将某物体从地面竖直向上抛出，一段时间后物体又落回地面。在此过程中物体所受空气阻力大小不变，其动能随距离地面高度h的变化关系如图所示，取，下列说法中正确的是（　　）
A．上升到最高点的过程中，重力做功72J
B．全过程中克服空气阻力做功120J
C．该物体的质量为1kg
D．上升与下降的时间之比为
7．如图所示，人造地球卫星1在圆形轨道Ⅰ上运行，人造地球卫星2在椭圆轨道Ⅱ上运行，其中椭圆轨道上的A点为远地点，B点为近地点，两轨道相切于A点，下列说法正确的是（　　）
A．卫星1在轨道Ⅰ上的速度大于7.9km/s
B．卫星1和卫星2在相同时间内与地球连线扫过的面积相等
C．卫星1在A点的加速度等于卫星2在A点的加速度
D．卫星1在轨道Ⅰ上A点的动能小于在卫星2在轨道Ⅱ上A点的动能
8．如图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于平衡状态。第一次用平行于斜面向下的力直接将物体拉到B点，第二次先将物体拉到C点，再回到B点，关于这两次过程，以下说法正确的是（　　）
A．在这两次过程中，物体的重力势能的改变量不相等
B．在这两次过程中，弹簧的弹性势能的改变量相等
C．在这两次过程中，摩擦力对物体做的功相等
D．第二次摩擦力对物体先做负功后做正功
9．如图所示，木块A、B叠放在光滑水平面上，A、B之间不光滑，用水平力F拉B，使A、B一起沿光滑水平面加速向右运动，设A、B间的摩擦力为f。则以下说法正确的是（　　）
A．F对B做正功，对A也做正功 B．F对B做正功，对A不做功
C．f对B不做功，对A做负功 D．f对B做负功，对A也做负功
10．下列关于功和功率说法中正确的是（　　）
A．摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功
B．若一个力对物体做功为零，则该物体一定处于静止状态
C．速度大的汽车其发动机功率一定大
D．有力作用在物体上，并且物体也发生了位移时，力对物体一定做功
11．将一质量为m的小球从地面竖直向上抛出，小球上升h后又落回地面，在整个过程中受到的空气阻力大小始终为f，重力加速度为g，则关于这个过程中重力与空气阻力所做的功，下列说法正确的是（　　）
A．重力做的功为2mgh，空气阻力做的功为-2fh
B．空气阻力做的功为0，合力做功为-2fh
C．空气阻力做的功为-2fh，合力做功也为-2fh
D．重力做的功为2mgh，合力做的功为-2fh
12．如图甲所示，民航客机都有紧急出口，发生意外打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可以较快地沿斜面滑行到地面（可等效为图乙），斜面固定不动，不计空气阻力。若人员沿斜面加速下滑，则人在下滑过程中（　　）
A．重力对人做正功 B．支持力对人做负功
C．合力对人不做功 D．摩擦力对人做正功
13．如图甲所示为一儿童玩具——弹跳杆。当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动弹跳杆跳跃，如图乙为其简化模型图。若不计空气阻力，不计弹跳杆和地面接触时的能量损失，则（　　）
A．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力
B．人向上弹起至最高点过程中，一直处于超重状态
C．弹跳杆从接触地面到压缩弹簧至最低点的过程中，人减小的重力势能小于弹簧增加的弹性势能
D．从最高点下落至弹跳杆刚好接触地面时，人的速度达到最大
14．汽车研发机构在某款微型汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，微型汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了微型汽车的动能Ek与位移x关系图像如图所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知微型汽车的质量为1000kg，为便于讨论，设其运动过程中所受阻力恒定。根据图像所给的信息可求出（　　）
A．汽车行驶过程中所受阻力为1000N
B．汽车的额定功率为120kW
C．汽车加速运动的时间为22.5s
D．汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J
二、非选择题
15．某同学利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。
（1）下列操作正确的是___________。（填正确答案标号）
A．为了减小实验误差，选择的重物的体积越大越好
B．选择纸带时，应选第一、二个点间的距离接近5mm的纸带
C．先接通电源后释放纸带
（2）该同学正确操作后得到一条如图乙所示的纸带，O点为打下的第一个点，A、B、C、D为从合适位置开始选取的四个连续点。已知打点计时器所接电源的频率为，则打点计时器打C点时重物的速度大小为　 　。（结果保留三位有效数字）
（3）已知重物的质量，当地的重力加速度大小，从打O点到打C点，重物重力势能的减少量　 　J，动能的增加量　 　J。（结果均保留三位有效数字）
16．某同学利用此装置验证系统机械能守恒。装置如图甲所示，一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，重物P、Q质量均为m，在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度为
（1）某次实验中，先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图乙所示的纸带，其中s1=4.47cm，s2=5.34cm，s3=6.21cm，s4=7.10cm，s5=7.98cm，s6=8.86cm。则系统运动的加速度a=　 　m/s2，5点的速度v5=　 　m/s（保留三位有效数字）；
（2）利用纸带可以验证系统机械能守恒，测量纸带得出1点到5点的距离为h，求出1点速度为v1，5点的速度为v5，根据以上数据，可求重物由1点运动到5点时系统重力势能减少量等于　 　，系统动能的增加量等于　 　，在误差允许的范围内系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，则系统机械能守恒（表达式用题中M、m、v1、v5、g、h字母表示）。
（3）忽略各类阻力，求出物块Z质量的测量值为M=　 　（表达式用题中m、a、g字母表示）；
17．实验小组准备用铁架台、打点计时器、重物等验证机械能守恒定律。
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，操作正确的是（　　）
A． B．
C． D．
（2）关于本实验，下列说法正确的是（　　）
A．应选择质量大、体积小的重锤进行实验
B．为了减小实验误差，必须在重锤正下方放上海绵垫
C．先接通电源，后释放纸带
D．为测量重锤的动能，需要先根据公式或计算重锤的速度
（3）某同学根据多条纸带数据算出加速度为，并用此值算出质量为的重物减少的重力势能为，增加的动能为，根据以上计算　 　（“能”或“不能”）验证机械能守恒，理由为　 　（A.在误差允许范围内 B.没有代入当地重力加速度的标准值）。
18．某实验小组同时测量A、B两个箱子质量的装置图如图甲所示，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质滑轮（质量和摩擦可忽略不计），F为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计），另外，该实验小组还准备了刻度尺和一套总质量m0=0.5kg的砝码。
（1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的距离为h。取出质量为的砝码放在A箱子中，剩余砝码全部放在B箱子中，让A从位置О由静止开始下降，则A下落到F处的过程中，B箱与B箱中砝码的整体机械能是　 　（选填“增加”、“减少”或“守恒”）的。
（2）测得遮光条通过光电门的时间为 t，根据所测数据计算得到下落过程中的加速度大小a=　 　（用d、 t、h表示）
（3）改变m，测得相应遮光条通过光电门的时间，算出加速度a，得到多组m与a的数据，作出a-m图像如图乙所示，可得A的质量mA=　 　kg。（取重力加速度大小g=10m/s2，计算结果甲保留两位有效数字）
19．如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的9倍，之后向上运动恰能到达最高点C。重力加速度为g，试求：（不计空气阻力）
（1）物体在A点时弹簧的弹性势能；
（2）物体从B点运动至C点的过程中产生的内能Q；
（3）物体从C点落回水平面的位置与C点的水平距离x。
20．如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.5m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块（大小不计），从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移x变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为=0.25，取g =10m/s2.求：
（1）滑块到达B处时的速度大小；
（2）滑块刚滑上圆弧轨道时，对圆弧轨道的压力；
（3）若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？
答案解析部分
1．【答案】C
2．【答案】C
3．【答案】A
4．【答案】B
5．【答案】D
6．【答案】C
7．【答案】C
8．【答案】B
9．【答案】B
10．【答案】A
11．【答案】C
12．【答案】A
13．【答案】C
14．【答案】D
15．【答案】（1）C
（2）2.15
（3）1.16；1.16
16．【答案】（1）5.50；2.11
（2）Mgh；
（3）
17．【答案】（1）B
（2）A；C
（3）不能；B
18．【答案】（1）增加
（2）
（3）2.0
19．【答案】（1）
（2）
（3）
20．【答案】（1）2m/s；（2）90N；（3）7.5J
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