第七章-机械能守恒定律检测题（word版含解析）

人教版高中物理必修二第七章机械能守恒定律检测题（含解析）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
评卷人
得分
一、单选题
1．假设汽车紧急制动后所受阻力约为车重的，若汽车的初速度为16m/s，则制动后汽车滑行的距离和时间分别为（g取10m/s2）（　　）
A．16m，2s B．8m，1s C．16m，1s D．8m，2s
2．物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，力F2对物体做功8J，则F1 F2对物体做功为　（　 　）
A．14J B．10J C．2J D．12J
3．一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼．下列关于两人受到的力做功判断正确的是(　　)
A．支持力对女士做正功 B．支持力对男士做正功
C．摩擦力对女士做负功 D．摩擦力对男士做负功
4．物体在运动过程中，克服重力做功50 J，则( )
A．物体的重力势能可能不变 B．物体的重力势能一定减小50 J
C．物体的重力势能一定增加50 J D．物体的重力一定做功50 J
5．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J．韩晓鹏在此过程中(　　)
A．动能增加了1900J
B．动能增加了1800J
C．重力势能减小了1800J
D．重力势能减小了2000J
6．一个物体在两个恒力F1和F2作用下运动，F1和F2的大小分别为3N和4N．若在某段运动过程中，F1和F2所做的功分别为3J和﹣4J．则在此过程中（　　）
A．合力对物体所做功为7J
B．物体的动能变化了﹣1J
C．物体克服F2做的功为﹣4J
D．F1和F2的合力大小可能为9N
7．下列装置中，可以将电能转化为机械能的是
A．发电机 B．电动机 C．电饭锅 D．电热毯
8．如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上。一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是
A．动量守恒、机械能守恒
B．动量不守恒、机械能守恒
C．动量守恒、机械能不守恒
D．动量、机械能都不守恒
9．假设轮船行驶时，所受阻力与船速成正比。当船以速度v匀速行驶时，发动机输出功率为P1；当船以速度2v匀速行驶时，发动机输出功率为P2。P1、P2均不超过额定功率。则
A．P2= 2P1 B．P2=4P1 C．P1=2P2 D．P1=P2
10．如图所示，在弹性限度内，将一轻质弹簧从伸长状态变为压缩状态的过程中，其弹性势能的变化情况是( )
A．一直减小 B．一直增大
C．先减小再增大 D．先增大再减小
11．体积相等的实心铜球和实心木球在水平地面上以相同的速度做匀速直线运动，铜的动能为EK铜，木球的动能为EK木．已知铜的密度大于木头的密度，则（ ）
A．
B．
C．
D．无法判断
12．一个质量为m的物体自倾角为θ的光滑斜面顶端由静止开始滑下，它在滑下一段距离L时的动能为(　　)．
A．mgLtan θ B．mgLsin θ C． D．mgLcot θ
13．有下列几种情况：①用水平推力F推一质量为m的物体在光滑水平面上前进位移s：②用水平推力F推一质量为2m的物体在粗糙水平面上前进位移s：③用与水平成60゜角斜向上的拉力F拉一质量为m的物体在光滑水平地面上前进位移2s；④用与斜面平行的力F拉一质量为3m的物体在光滑斜面上前进位移s。关于上述四种情况下拉力F做功多少的判断正确的是
A．②情况做功比①情况多 B．①情况做功比③情况多
C．④情况做功比②情况少 D．四种情况做功一样多
14．如图所示为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的速度一时间图象，则下列判断正确的是（? ）
A．前的平均速度是
B．的平均速度小于的平均速度
C．钢索拉力的功率不变
D．前钢索最容易发生断裂
15．重为500N的物体放在水平地面上，与地面的滑动摩擦因数为，在大小为F=500N，方向与水平面成α=37°斜向上的拉力作用下前进l=10m，（sin37°=0.6, cos37°=0.8）在此过程中力F做功为（ ）
A．3000J B．3600J C．4000J D．5000J
16．某同学用两种不同方式搬动哑铃：Ⅰ.缓慢将哑铃举过头顶；Ⅱ.托着哑铃沿水平方向匀速前进。下列说法正确的是 ( )
A．在Ⅰ中他对哑铃做负功 B．在Ⅱ中他对哑铃做正功
C．在Ⅰ和Ⅱ中他对哑铃都做正功 D．在Ⅰ中他对哑铃做正功，Ⅱ中他对哑铃不做功
17．质量为m的汽车，其发动机额定功率为P.当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为(　　)
A．
B．
C．
D．
18．如图所示，物体从直立轻质弹簧的正上方处下落，然后又被弹回，若不计空气阻力，对上述过程的下列判断中正确的是（ ）
A．能量在动能和弹性势能两种形式之间转化
B．物体、地球和弹簧组成的系统在任意两时刻机械能相等
C．当重力和弹簧弹力大小相等时，重力势能最小
D．物体在把弹簧压缩到最短时，动能最大
19．如图，长为L的细绳一端系在天花板上的O点，另一端系一质量m的小球．将小球拉至细绳处于水平的位置由静止释放，在小球沿圆弧从A运动到B的过程中，不计阻力，则（　 　）
A．小球经过B点时，小球的动能为mgL
B．小球经过B点时，绳子的拉力为3mg
C．小球下摆过程中，重力对小球做功的平均功率为0
D．小球下摆过程中，重力对小球做功的瞬时功率先增大后减小
20．分别用波长为λ和的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为1∶2,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为
A． B． C． D．
评卷人
得分
二、多选题
21．关于弹性势能，以以下说法正确的是( )
A．任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能
B．物体只要发生形变，就一定具有弹性势能
C．同一个弹簧形变量越大，弹性势能就越大
D．弹簧的弹性势能只由弹簧的形变量决定
22．下列情况中，运动物体机械能一定守恒的是( ).
A．作匀速直线运动的物体
B．作平抛运动的物体
C．物体不受摩擦力
D．作自由落体运动的物体
23．在一次蹦极运动中，人由高空跳下到最低点的整个过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．重力对人做正功
B．人的重力势能减小
C．橡皮绳对人做正功
D．橡皮绳的弹性势能减少
24．关于弹性势能，下列说法正确的是　　
A．弹性势能与物体的形变量有关
B．弹性势能与物体的形变量无关
C．物体运动的速度越大，弹性势能越大
D．弹性势能与物体的速度无关
25．一个物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示.设该物体从开始至t0时刻的位移是x1，从t0至2t0时刻的位移是x2，该物体在t0和2t0时刻的速度分别是v1和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是W1，从t0至2t0时刻做的功是W2，则（ ）
A．x2=4x1，v2=3v1 ； B．x1=9x2，v2=5v1 ；
C．x2=4x1，W2=8W1 ； D．v2=3v1，W2=9W1 ；
评卷人
得分
三、填空题
26．竖直上抛的物体其初速度为v0，设空气阻力在运动中大小始终为重力的k倍（027．探究弹性势能的表达式的依据是弹簧增加的弹性势能等于______________。
28．弹性势能具有相对性，一般指相对于弹簧原长时的弹性势能，即规定弹簧处于原长时的弹性势能为______。
29．弹性势能的大小跟 ___________和_________有关。
30．放在草地上质量为0.8kg的足球，被运动员甲以10m/s的速度踢出，则球的动能为 ______ J；当此球以5m/s的速度向运动员乙飞来时，又被运动员乙以5m/s的速度反向踢回，球的动能改变量为为 ______ J。
评卷人
得分
四、解答题
31．质量m=2kg的小球从高10m的楼上自由下落，g取10m/s2，求：
（1）整个下落过程重力对小球做的功
（2）落地瞬间重力的功率。
32．一位质量m=60kg的滑雪运动员从高h=10m的斜坡自由下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力F=50N，斜坡的倾斜角θ=30°，运动员滑至坡底的过程中，求
（1）这个过程中重力做功；
（2）这个过程中克服阻力做功；
（3）这个过程中所有力做的总功是多少。
33．一小球在空中由静止开始下落,与水平地面相碰后又上升到某一高度,其运动的图像如图所示,已知小球质量为.整个过程所受空气阻力大小不变。 取求：
(1)小球下落的加速度的大小?
(2)小球运动过程中所受空气阻力的大小?
(3)整个过程小球克服空气阻力所做的功为多少？
34．用起重机将2.0×104N的物体匀速提高了5m，起重机做了多少功，力的总功是多少？
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
对于汽车制动过程，根据动能定理得：，又 ，联立并代入数据解得：s=16m，由，代入数据可得：t=2s，故A正确，BCD错误。
2．A
【解析】
【详解】
合外力做的总功为等于各力做功的代数和：故W=W1+W2=6+8=14J；故选A。
3．A
【解析】
【分析】
女士站立在台阶式自动扶梯上，支持力方向竖直向上，不受摩擦力，男士站立在履带式自动人行道上，支持力垂直斜面，摩擦力沿斜面向上，根据支持力和摩擦力的方向与速度方向的关系确定做功情况。
【详解】
女士站立在台阶式自动扶梯上，女士匀速上楼，支持力向上，与速度方向为锐角，则支持力做正功，不受静摩擦力，摩擦力不做功，故A正确，C错误；男士受支持力与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度方向相同，做正功，故BD错误。所以A正确，BCD错误。
4．C
【解析】
【详解】
重力势能的变化只与重力做功有关系，重力做了多少正功重力势能就减小多少，反之重力势能就增加多少，则物体克服重力做功50J,说明物体的重力做功-50J,物体的重力势能增加50J,故C对,ABD错误。
5．B
【解析】
【分析】
本题考查的是功能关系，在解题时关键要找到每个能量背后所对应的力做了多少功。例如：合力做功等于动能的变化，重力做功等于重力势能的减少量。
【详解】
题干中重力做了1900J的正功，所以重力势能减少了1900J；克服阻力做功100J，所以阻力做功-100J；因此，合力做功为两者之和，1800J，动能增加1800J。B正确
6．B
【解析】
【分析】
功是标量，几个力对物体做的总功，就等于各个力单独对物体做功的和，根据力的合成法则可知合力的范围。
【详解】
AB、由动能定理得：W合＝WF1+WF2＝△EK，而WF1＝3J，WF2＝﹣4J，联立可得：合力对物体所做功为﹣1J，物体的动能变化了﹣1J，故A错误B正确；
C、因为WF2＝﹣4J，所以物体克服F2做的功为4J，故C错误；
D、根据力的合成法则知：F1和F2的合力大小为：1N≤F合≤7N，所以F1和F2的合力大小不可能为9N，故D错误；
故选：B。
【点睛】
因为功是标量，求标量的和，几个量直接相加即可，但力是矢量，合成时要遵循平行四边形法则。
7．B
【解析】
【详解】
发电机可以把机械能转化为电能；电动机可以将电能转化为机械能；电饭锅可以把电能转化为热能；电热毯可以把电能转换为热能；故选B.
8．C
【解析】
【分析】
根据系统动量守恒的条件：系统不受外力或所受合外力为零判断动量是否守恒，根据是否是只有弹簧的弹力做功判断机械能是否守恒。
【详解】
在子弹打击木块A及弹簧压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统所受外力之和为零，系统的动量守恒；在此过程中，除弹簧弹力做功外还有摩擦力对系统做功，系统机械能不守恒。
故本题正确答案选C
【点睛】
本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力．动量是否守恒要看研究的过程，要细化过程分析，不能笼统。
9．B
【解析】
【详解】
当船以速度v匀速行驶时,阻力f1=kv,牵引力F1=f1,发动机输出功率P1=F1v=kv2
当船以速度2v匀速行驶时,阻力f2=k2v,牵引力F2=f2,发动机输出功率P2=F22v=k(2v)2=4kv2=4P1，故A、C、D错误，B正确。
故选：B
10．C
【解析】
【详解】
根据弹簧的弹性势能的表达式：EP=kx2可知，弹簧的形变量x越大，弹性势能越大，将一轻质弹簧从伸长状态变为压缩状态的过程中，弹簧的形变量先减小后增大，所以弹性势能先减小后增大；故A、B、D错误，C正确.故选：C.
11．B
【解析】
【详解】
铜块和木块体积V铜=V木，密度ρ铜＞ρ木；由ρ=m/V得，m=ρV，体积相同，m铜＞m木，铜块的质量大。它们的速度相等，铜块的质量大，根据，因此铜块的动能大。故选B。
12．B
【解析】
【详解】
物体下滑过程中机械能守恒，所以有：，故选B。
13．D
【解析】
根据功的公式W=Fscosθ可知，在①种情况下做的功为：W1=Fs；在②种情况下做的功为：W2=Fs；在③种情况下做的功为：W3=F?2scos600=Fs；在④种情况下做的功为：W4=Fs；则四种情况下拉力F做功相等，故选D.
点睛：此题关键要知道做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离.
14．D
【解析】
试题分析：根据图线得出5s末的速度，结合平均速度的推论求出前5s内的平均速度．根据拉力和重力的大小关系确定哪段时间内钢索最容易断裂．根据P=Fv判断拉力功率的变化．
由速度时间图线可知，10s末的速度为1m/s，则5s末的速度为0.5m/s，根据平均速度的推论知，前5s内的平均速度，A错误；根据平均速度的推论知，0-10s内和30-36s内平均速度相等，B错误；30-36s内做匀减速运动，拉力不变，根据，知拉力的功率减小，C错误；前10s内，加速度方向向上，拉力大于重力，10-30s内，做匀速直线运动，拉力等于重力，30-36s内，加速度方向向下，拉力小于重力，可知前10s内钢索最容易发生断裂，D正确．
15．C
【解析】拉力大小为500N，位移的大小为10m，所以拉力做的功的大小为W=FLcosα=500×10×0.8=4000J，故选C．
【点睛】本题考查恒力做功问题，要注意掌握功的公式，注意功等于力与力方向上发生位移的乘积，同时注意理解功的正负的意义．
16．D
【解析】做功的条件：有力，并且物体在力的方向上发生位移。所以在Ⅰ中他对哑铃做正功，Ⅱ中他对哑铃不做功，故A、B、C错误；D正确。
17．D
【解析】
车在斜坡上速度最大时，受力平衡；对车受力分析，可得车的牵引力。则车在斜坡上的最大速度。故B项正确，ACD三项正确。
点睛：车速度最大时，加速度为零，据受力分析，求出对应的牵引力；再据可求出车的最大速度。
18．B
【解析】
试题分析：物体从直立轻质弹簧的正上方处下落，然后又被弹回，能量在动能、重力势能和弹性势能两种形式之间转化，选项A错误；物体、地球和弹簧组成的系统只有重力和弹簧的弹力做功，故它们在任意两时刻机械能相等，选项B正确；当重力和弹簧弹力大小相等时，物体受到的合外力为0，物体的加速度为0，速度最大，故物体还要向下运动，所以此时重力势能并不是最小，选项C错误；物体在把弹簧压缩到最短时，物体的速度为0，故它的动能最小，弹簧的弹性势能最大，故选项D错误。
考点：机械能守恒。
19．ABD
【解析】
A、从A到B的过程中，根据动能定理得：，故A正确；B、在B点，根据牛顿第二定律得，解得：，故B错误；C、小球下摆过程中，重力做的功，则重力的平均功率不为零，故C错误；D、小球下摆过程中，重力的瞬时功率从0变化到0，应是先增大后减小，故D正确。
点睛：本题主要考查了圆周运动向心力公式、动能定理的直接应用，要求同学们能正确分析小球的受力情况，会利用特殊点解题。
20．B
【解析】
光子能量为：E=；根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为：Ek=-W?；根据题意：λ1=λ，λ2=λ，Ek1：EK2=1：2?；联立可得逸出W=，故BCD错误，A正确。
21．AC
【解析】
【详解】
A、由弹性势能的定义和相关因素可知，发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力作用而具有的势能，叫做弹性势能，所以，任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，故A正确；B、物体发生了形变，若是非弹性形变，无弹力作用，则物体就不具有弹性势能，故B错误；C、同一个弹簧形变量越大，对外做功的本领越大，具有的弹性势能就越大，故C正确；D、弹簧的弹性势能只由弹簧的形变量和劲度系数决定，故选项D错误。
22．BD
【解析】
【详解】
A. 在竖直方向做匀速直线运动的物体，动能不变，重力势能变化，机械能不守恒，故A错误；
B. 做平抛运动的物体，只受重力做功，机械能必定守恒，故B正确；
C. 物体在拉力作用下在竖直方向做匀速运动时，不受摩擦力，但机械能变化，故C错误；
D. 做自由落体运动时，物体只受重力时，机械能守恒，故D正确。
故选：BD
23．AB
【解析】
【详解】
人一直在下降，重力一直做正功，重力势能一直在减小，故AB正确；橡皮绳的弹力一直做负功，弹性势能增大，故CD错误。所以AB正确，CD错误。
24．AD
【解析】
【详解】
弹簧的弹性势能既与劲度系数有关，也与形变量有关，故A正确，B错误；弹性势能与物体的运动速度无关，只与形变量和劲度系数有关；故C错误，D正确；故选AD．
25．AC
【解析】
【详解】
根据动量定理，在的过程中：
在的过程中：
解得：，则
，
代入解得：，则
由得，，则
故本题选AC。
26．
【解析】
上升过程，根据动能定理有：，得最大高度，下落过程，由牛顿第二定律得，由运动学公式：，得.
27．物体克服弹力所做的功
【解析】
【分析】
本题需要理解弹力做功和弹性势能的关系；
【详解】
探究弹性势能的表达式的依据是弹簧增加的弹性势能等于物体克服弹力所做的功。
【点睛】
本题考查弹力做功和弹性势能的关系，可以参照重力做功和重力势能的关系进行理解。
28．0
【解析】
【分析】
弹性势能大小的影响因素：形变量和劲度系数，从这两方面理解弹性势能的大小；
【详解】
弹性势能具有相对性，一般指相对于弹簧原长时的弹性势能，即规定弹簧处于原长时的弹性势能为零。
【点睛】
本题实际上考查了影响弹性势能大小的关系，与形变量和劲度系数有关。
29．形变量劲度系数
【解析】
【分析】
弹性势能大小的影响因素：形变量和劲度系数；
【详解】
因为发生弹性形变的物体在恢复时会对别的物体做功，所以发生弹性形变的物体也具有能量，我们就把物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能，其大小取决于形变量和弹簧的劲度系数。
【点睛】
本题考查学生对弹性势能大小的影响因素：形变量和劲度系数。
30．40J0J
【解析】
【详解】
足球的动能为：；动能的该变量为：。
31．（1）200J（2）
【解析】
【分析】
依据功的定义式求功，算出落地速度根据功率P=Fv可得落地瞬时功率。
【详解】
（1）整个下落过程重力对小球做的功:WG=mgh=21010J=200J
（2）设落地瞬间小球的速度为v，由运动学有：v2=2gh
解得落地瞬间小球的速度：v=10m/s
所以落地瞬间重力的功率：PG=mgv=21010w=200w
32．（1）6000J （2）-1000J （3）5000J
【解析】
【分析】
分析物体受力情况，及各力做功情况，再由功的公式可求得重力及阻力所做的功，则可求得总功。
【详解】
（1）根据功的定义可得：重力做功WG=mgh=60×10×10=6000J。
（2）阻力做功：。
（3）支持力和运动方向相互垂直，故支持力不做功。
所以这个过程中所有力做的总功是：.
【点睛】
本题中考查功的计算，要注意若是阻力做功，则功一定是负值.
33．(1) (2) (3)
【解析】（1）如图可得：
（2）由牛二定律得：
（3）由图可得：
整个过程小球克服空气阻力做功
34．,
【解析】物体匀速提升，由平衡条件有：F=G=2.0×104N起重机做功为：WF=Fh=2.0×104×5J=1.0×105J重力做功为：WG=-Gh=-2.0×104×5J=-1.0×105J这些力所做的总功为：W总=WF+WG=1.0×105J-1.0×105J=0