2020春物理（人教）必修二第7章 机械能守恒定律期末训练含答案
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| 名称 | 2020春物理（人教）必修二第7章 机械能守恒定律期末训练含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-15 11:29:59 | ||
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文档简介
2020春物理（人教）必修二第7章
机械能守恒定律期末训练含答案
必修二第七章
机械能守恒定律
一、选择题
1、(2019年北京东城区联考)
一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.如图所示，直线为苹果在空中的运动轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是( )
A．苹果通过第3个窗户所用的时间最长
B．苹果通过第1个窗户的平均速度最大
C．苹果通过第3个窗户重力做的功最大
D．苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小
2、下列关于功和能的说法中,正确的是( )
A.能就是功,功就是能
B.做功越多,物体的能就越大
C.外力对物体不做功,这个物体就没有能
D.能量转化的多少可以用功来度量
3、在如图所示的伽利略理想斜面实验中(斜面光滑),以下说法正确的是( )
A.小球从A到B运动的过程中动能保持不变
B.小球从A到B运动的过程中势能减少
C.只有小球从B到C运动的过程中动能和势能的总和不变
D.小球在斜面CD上运动的最大距离等于AB
4、关于功的概念，以下说法正确的是( )
A．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量
B．功有正、负之分，所以功可能有方向性
C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移
D．一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体在该力作用下位移的大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积
5、幼儿园的小朋友在做滑梯游戏时,三个小朋友分别经图中A,B,C三条不同的路径从滑梯的顶端滑到底端。设三位小朋友的体重相同,则比较三者的下滑过程有( )
A.到达底端的速率一定相同
B.克服摩擦力做功一定相等
C.沿路径C下滑时到达底端的速率最大
D.三条不同路径重力做的功一定相等
6、如图所示,质量为60
kg的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点,其垂线与脚、两手连线中点间的距离Oa,Ob分别为0.9
m和0.6
m。若她在1
min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4
m,则克服重力做的功和相应的功率约为(g取10
N/kg)( )
A.430
J,7
W
B.4
300
J,70
W
C.720
J,12
W
D.7
200
J,120
W
7、(多选)如图所示，物体沿不同的路径从A运动到B，其中按不同的路径：①有摩擦作用；②无摩擦作用，③无摩擦，但有其他外力拉它．比较这三种情况下重力做的功W1、W2、W3，重力势能的变化量ΔEp1、ΔEp2、ΔEp3的关系，以下正确的是( )
A．W1＞W2＞W3
B．W1＝W2＝W3
C．ΔEp1＝ΔEp2＝ΔEp3
D．ΔEp1＜ΔEp2＜ΔEp3
8、(多选)如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是( )
A．重力势能减少
B．重力势能增大
C．弹性势能减少
D．弹性势能增大
9、如图所示,一匀质杆长为r,从图示位置由静止开始沿光滑面ABD滑动,弧AB是半径为r的圆弧,BD为水平面。则当杆滑到BD位置时的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.2
10、在“探究功与速度变化的关系”的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变，这样每次(
)
A．做的功一样
B．每条橡皮筋产生的弹性势能相同
C．产生的动能相同
D．产生的重力势能相同
11、关于动能，下列说法中正确的是???
A、动能是机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能
B、公式Ek=mv2／2中，速度v是物体相对地面的速度，且动能总是正值
C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化
D、动能不变的物体，一定处于平衡状态????????????
12、在“验证机械能守恒定律”实验中,下列说法正确的是( D )
A.必须测量重物的质量
B.必须用秒表测出重锤下落的时间
C.把秒表测得的时间代入v=gt,计算重锤的速度
D.释放纸带前,手捏住纸带上端并使纸带处于竖直
13、汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小，在刹车过程中( )
A．重力势能增加
B．动能增加
C．重力做负功
D．机械能不守恒
二、实验题
在
“探究功和速度变化关系”的实验中,甲同学直接将长木板放在水平桌面上进行橡皮筋拉小车实验(如图甲所示);乙同学将长木板一端垫高(如图乙所示),调整木块位置使得连接纸带的小车被轻推后恰好能在长木板上匀速下滑,然后进行橡皮筋拉小车实验。
(1)两同学中操作正确的是 (选填“甲”或“乙”)同学。?
(2)下列操作正确规范的是 。(本题只有一个选项是正确的)
A.打点计时器接直流电源
B.先释放小车,再接通电源
C.需使用相同规格的橡皮筋
D.改变橡皮筋条数后小车可从不同位置静止释放
(3)通过正确操作得到的一条纸带应为图
(选填“丙”或“丁”)。
三、计算题
1、严重的雾霾天气,对国计民生已造成了严重的影响,汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,“铁腕治污”已成为国家的工作重点,地铁列车可实现零排放,大力发展地铁,可以大大减少燃油公交车的使用,减少汽车尾气排放。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动20
s达到最高速度72
km/h,再匀速运动80
s,接着匀减速运动15
s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106
N,匀速阶段牵引力的功率为6×103
kW,忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。
(1)求甲站到乙站的距离。
(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同,求公交车排放气体污染物的质量。(燃油公交车每做1焦耳功排放气体污染物3×10-6
g)
2、如图所示，质量为m1
的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2
的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为(m1+m3)
的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g。
2020春物理（人教）必修二第7章
机械能守恒定律期末训练含答案
必修二第七章
机械能守恒定律
一、选择题
1、(2019年北京东城区联考)
一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.如图所示，直线为苹果在空中的运动轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是( )
A．苹果通过第3个窗户所用的时间最长
B．苹果通过第1个窗户的平均速度最大
C．苹果通过第3个窗户重力做的功最大
D．苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小
解析：因平均速度v＝，所以通过第3个窗户的平均速度最大，时间最少，故选项A、B错；因重力通过窗户所做的功为W＝mgΔh，所以做功相等，选项C错；根据P＝，因通过第1个窗户的时间最长，所以选项D正确．
答案：D
2、下列关于功和能的说法中,正确的是( )
A.能就是功,功就是能
B.做功越多,物体的能就越大
C.外力对物体不做功,这个物体就没有能
D.能量转化的多少可以用功来度量
解析:功是能量转化的量度,做了多少功,就有多少能量发生了转化。做功越多,即转化的能量就越多,但物体具有的能量并不一定大。同样,没有做功的物体,并不表明物体没有能量。从广义上说,任何物体都有能量。
【答案】D
3、在如图所示的伽利略理想斜面实验中(斜面光滑),以下说法正确的是( )
A.小球从A到B运动的过程中动能保持不变
B.小球从A到B运动的过程中势能减少
C.只有小球从B到C运动的过程中动能和势能的总和不变
D.小球在斜面CD上运动的最大距离等于AB
【答案】B
【解析】小球从A到B运动的过程中动能增加,势能减少,A错，B对;小球在整个运动过程中,动能和势能的总和都保持不变,C错;由于小球要回到原来的高度,而斜面CD的倾角小于斜面AB的倾角,故小球在斜面CD上运动的最大距离大于AB,D错。
4、关于功的概念，以下说法正确的是( )
A．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量
B．功有正、负之分，所以功可能有方向性
C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移
D．一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体在该力作用下位移的大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积
【答案】D
5、幼儿园的小朋友在做滑梯游戏时,三个小朋友分别经图中A,B,C三条不同的路径从滑梯的顶端滑到底端。设三位小朋友的体重相同,则比较三者的下滑过程有( )
A.到达底端的速率一定相同
B.克服摩擦力做功一定相等
C.沿路径C下滑时到达底端的速率最大
D.三条不同路径重力做的功一定相等
解析:由于不能确定三条路径滑梯与小朋友之间的摩擦力及路程,故无法比较克服摩擦力做功的大小,也就无法比较到达底端的速率,选项A,B,C错误;重力做功只与初末位置的高度差有关,与路径无关,选项D正确。
【答案】D
6、如图所示,质量为60
kg的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点,其垂线与脚、两手连线中点间的距离Oa,Ob分别为0.9
m和0.6
m。若她在1
min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4
m,则克服重力做的功和相应的功率约为(g取10
N/kg)( )
A.430
J,7
W
B.4
300
J,70
W
C.720
J,12
W
D.7
200
J,120
W
解析:设每次俯卧撑中,重心变化的高度为h,根据相似三角形=,解得h=0.24
m。一次俯卧撑中,克服重力做功W=mgh=60×10×0.24
J
=144
J,所以一分钟内克服重力做功为W总=30×144
J=4
320
J,功率P=
W≈70
W,B正确。
【答案】B
7、(多选)如图所示，物体沿不同的路径从A运动到B，其中按不同的路径：①有摩擦作用；②无摩擦作用，③无摩擦，但有其他外力拉它．比较这三种情况下重力做的功W1、W2、W3，重力势能的变化量ΔEp1、ΔEp2、ΔEp3的关系，以下正确的是( )
A．W1＞W2＞W3
B．W1＝W2＝W3
C．ΔEp1＝ΔEp2＝ΔEp3
D．ΔEp1＜ΔEp2＜ΔEp3
【答案】BC [重力做功与路径无关，取决于物体初、末位置，且与物体受不受其他力无关．重力势能的变化量只取决于重力做的功，因此，三种情况下重力做功相同，重力势能的变化量也相同．]
8、(多选)如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是( )
A．重力势能减少
B．重力势能增大
C．弹性势能减少
D．弹性势能增大
解析：重力做正功，重力势能减小，A正确，B错误；弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，C错误，D正确．
答案：AD
9、如图所示,一匀质杆长为r,从图示位置由静止开始沿光滑面ABD滑动,弧AB是半径为r的圆弧,BD为水平面。则当杆滑到BD位置时的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.2
解析:由机械能守恒定律得mv2=ΔEp=mg,解得v=,B正确。
【答案】B
10、在“探究功与速度变化的关系”的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变，这样每次(
)
A．做的功一样
B．每条橡皮筋产生的弹性势能相同
C．产生的动能相同
D．产生的重力势能相同
【答案】B
11、关于动能，下列说法中正确的是???
A、动能是机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能
B、公式Ek=mv2／2中，速度v是物体相对地面的速度，且动能总是正值
C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化
D、动能不变的物体，一定处于平衡状态????????????
【答案】AC
12、在“验证机械能守恒定律”实验中,下列说法正确的是( D )
A.必须测量重物的质量
B.必须用秒表测出重锤下落的时间
C.把秒表测得的时间代入v=gt,计算重锤的速度
D.释放纸带前,手捏住纸带上端并使纸带处于竖直
解析:因实验需验证的关系式是mgh=mv2,m可约去,故可以不测重物的质量,A错误;打点计时器可以测量重锤下落的时间,不需要用秒表测量,故B错误;该实验是验证机械能守恒定律的实验,如果把重物看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就是用机械能守恒来验证机械能守恒定律,故C错误;释放纸带前,手捏住纸带上端并使纸带处于竖直,从而减小纸带与限位孔之间的摩擦,故D正确。
【答案】D
13、汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小，在刹车过程中( )
A．重力势能增加
B．动能增加
C．重力做负功
D．机械能不守恒
解析：汽车沿坡面向下运动，重力做正功，重力势能减小，故A、C错误；由于速度逐渐减小，由Ek＝mv2知，动能减小，B错误；由于动能、重力势能都减小，故机械能是减小的，或者根据除重力外，还有阻力做负功，可知机械能不守恒，D正确．
【答案】D
二、实验题
在
“探究功和速度变化关系”的实验中,甲同学直接将长木板放在水平桌面上进行橡皮筋拉小车实验(如图甲所示);乙同学将长木板一端垫高(如图乙所示),调整木块位置使得连接纸带的小车被轻推后恰好能在长木板上匀速下滑,然后进行橡皮筋拉小车实验。
(1)两同学中操作正确的是 (选填“甲”或“乙”)同学。?
(2)下列操作正确规范的是 。(本题只有一个选项是正确的)
A.打点计时器接直流电源
B.先释放小车,再接通电源
C.需使用相同规格的橡皮筋
D.改变橡皮筋条数后小车可从不同位置静止释放
(3)通过正确操作得到的一条纸带应为图
(选填“丙”或“丁”)。
解析:(1)为平衡摩擦阻力,应调整木板位置使得连接纸带的小车被轻推后恰好能在长木板上匀速下滑,乙同学的操作正确。
(2)打点计时器应接交流电源,应先接通电源,再释放小车,改变橡皮筋条数后小车应从相同位置静止释放,使用的橡皮筋规格应相同,故选C。
(3)正确操作得到的纸带显示的小车的运动应是先加速,后匀速,故应选丁。
答案:(1)乙 (2)C (3)丁
三、计算题
1、严重的雾霾天气,对国计民生已造成了严重的影响,汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,“铁腕治污”已成为国家的工作重点,地铁列车可实现零排放,大力发展地铁,可以大大减少燃油公交车的使用,减少汽车尾气排放。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动20
s达到最高速度72
km/h,再匀速运动80
s,接着匀减速运动15
s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106
N,匀速阶段牵引力的功率为6×103
kW,忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。
(1)求甲站到乙站的距离。
(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同,求公交车排放气体污染物的质量。(燃油公交车每做1焦耳功排放气体污染物3×10-6
g)
解析:(1)设列车匀加速直线运动阶段用的时间为t1,距离为s1;在匀速直线运动阶段所用的时间为t2,距离为s2,速度为v;在匀减速运动阶段所用的时间为t3,距离为s3。甲站到乙站的距离为s。则s1=t1,
①
s2=vt2,
②
s3=t3,
③
s=s1+s2+s3,
④
联立①②③④,并代入数据得s=1
950
m。
⑤
(2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F,所做的功为W1;在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为P,所做的功为W2。设燃油公交车做与该列车从甲站到乙站相同的功W,将排放气体污染物质量为M。则
W1=Fs1,
⑥
W2=Pt2,
⑦
W=W1+W2,
⑧
M=(3×10-9
kg·J-1)·W,
⑨
联立①⑥⑦⑧⑨式并代入数据得M=2.04
kg。
答案:(1)1
950
m (2)2.04
kg
2、如图所示，质量为m1
的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2
的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为(m1+m3)
的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g。
【答案】v=
m1
k
m2
B
A
A
B
m2
k
m1
机械能守恒定律期末训练含答案
必修二第七章
机械能守恒定律
一、选择题
1、(2019年北京东城区联考)
一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.如图所示，直线为苹果在空中的运动轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是( )
A．苹果通过第3个窗户所用的时间最长
B．苹果通过第1个窗户的平均速度最大
C．苹果通过第3个窗户重力做的功最大
D．苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小
2、下列关于功和能的说法中,正确的是( )
A.能就是功,功就是能
B.做功越多,物体的能就越大
C.外力对物体不做功,这个物体就没有能
D.能量转化的多少可以用功来度量
3、在如图所示的伽利略理想斜面实验中(斜面光滑),以下说法正确的是( )
A.小球从A到B运动的过程中动能保持不变
B.小球从A到B运动的过程中势能减少
C.只有小球从B到C运动的过程中动能和势能的总和不变
D.小球在斜面CD上运动的最大距离等于AB
4、关于功的概念，以下说法正确的是( )
A．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量
B．功有正、负之分，所以功可能有方向性
C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移
D．一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体在该力作用下位移的大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积
5、幼儿园的小朋友在做滑梯游戏时,三个小朋友分别经图中A,B,C三条不同的路径从滑梯的顶端滑到底端。设三位小朋友的体重相同,则比较三者的下滑过程有( )
A.到达底端的速率一定相同
B.克服摩擦力做功一定相等
C.沿路径C下滑时到达底端的速率最大
D.三条不同路径重力做的功一定相等
6、如图所示,质量为60
kg的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点,其垂线与脚、两手连线中点间的距离Oa,Ob分别为0.9
m和0.6
m。若她在1
min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4
m,则克服重力做的功和相应的功率约为(g取10
N/kg)( )
A.430
J,7
W
B.4
300
J,70
W
C.720
J,12
W
D.7
200
J,120
W
7、(多选)如图所示，物体沿不同的路径从A运动到B，其中按不同的路径：①有摩擦作用；②无摩擦作用，③无摩擦，但有其他外力拉它．比较这三种情况下重力做的功W1、W2、W3，重力势能的变化量ΔEp1、ΔEp2、ΔEp3的关系，以下正确的是( )
A．W1＞W2＞W3
B．W1＝W2＝W3
C．ΔEp1＝ΔEp2＝ΔEp3
D．ΔEp1＜ΔEp2＜ΔEp3
8、(多选)如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是( )
A．重力势能减少
B．重力势能增大
C．弹性势能减少
D．弹性势能增大
9、如图所示,一匀质杆长为r,从图示位置由静止开始沿光滑面ABD滑动,弧AB是半径为r的圆弧,BD为水平面。则当杆滑到BD位置时的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.2
10、在“探究功与速度变化的关系”的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变，这样每次(
)
A．做的功一样
B．每条橡皮筋产生的弹性势能相同
C．产生的动能相同
D．产生的重力势能相同
11、关于动能，下列说法中正确的是???
A、动能是机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能
B、公式Ek=mv2／2中，速度v是物体相对地面的速度，且动能总是正值
C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化
D、动能不变的物体，一定处于平衡状态????????????
12、在“验证机械能守恒定律”实验中,下列说法正确的是( D )
A.必须测量重物的质量
B.必须用秒表测出重锤下落的时间
C.把秒表测得的时间代入v=gt,计算重锤的速度
D.释放纸带前,手捏住纸带上端并使纸带处于竖直
13、汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小，在刹车过程中( )
A．重力势能增加
B．动能增加
C．重力做负功
D．机械能不守恒
二、实验题
在
“探究功和速度变化关系”的实验中,甲同学直接将长木板放在水平桌面上进行橡皮筋拉小车实验(如图甲所示);乙同学将长木板一端垫高(如图乙所示),调整木块位置使得连接纸带的小车被轻推后恰好能在长木板上匀速下滑,然后进行橡皮筋拉小车实验。
(1)两同学中操作正确的是 (选填“甲”或“乙”)同学。?
(2)下列操作正确规范的是 。(本题只有一个选项是正确的)
A.打点计时器接直流电源
B.先释放小车,再接通电源
C.需使用相同规格的橡皮筋
D.改变橡皮筋条数后小车可从不同位置静止释放
(3)通过正确操作得到的一条纸带应为图
(选填“丙”或“丁”)。
三、计算题
1、严重的雾霾天气,对国计民生已造成了严重的影响,汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,“铁腕治污”已成为国家的工作重点,地铁列车可实现零排放,大力发展地铁,可以大大减少燃油公交车的使用,减少汽车尾气排放。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动20
s达到最高速度72
km/h,再匀速运动80
s,接着匀减速运动15
s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106
N,匀速阶段牵引力的功率为6×103
kW,忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。
(1)求甲站到乙站的距离。
(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同,求公交车排放气体污染物的质量。(燃油公交车每做1焦耳功排放气体污染物3×10-6
g)
2、如图所示，质量为m1
的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2
的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为(m1+m3)
的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g。
2020春物理（人教）必修二第7章
机械能守恒定律期末训练含答案
必修二第七章
机械能守恒定律
一、选择题
1、(2019年北京东城区联考)
一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.如图所示，直线为苹果在空中的运动轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是( )
A．苹果通过第3个窗户所用的时间最长
B．苹果通过第1个窗户的平均速度最大
C．苹果通过第3个窗户重力做的功最大
D．苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小
解析：因平均速度v＝，所以通过第3个窗户的平均速度最大，时间最少，故选项A、B错；因重力通过窗户所做的功为W＝mgΔh，所以做功相等，选项C错；根据P＝，因通过第1个窗户的时间最长，所以选项D正确．
答案：D
2、下列关于功和能的说法中,正确的是( )
A.能就是功,功就是能
B.做功越多,物体的能就越大
C.外力对物体不做功,这个物体就没有能
D.能量转化的多少可以用功来度量
解析:功是能量转化的量度,做了多少功,就有多少能量发生了转化。做功越多,即转化的能量就越多,但物体具有的能量并不一定大。同样,没有做功的物体,并不表明物体没有能量。从广义上说,任何物体都有能量。
【答案】D
3、在如图所示的伽利略理想斜面实验中(斜面光滑),以下说法正确的是( )
A.小球从A到B运动的过程中动能保持不变
B.小球从A到B运动的过程中势能减少
C.只有小球从B到C运动的过程中动能和势能的总和不变
D.小球在斜面CD上运动的最大距离等于AB
【答案】B
【解析】小球从A到B运动的过程中动能增加,势能减少,A错，B对;小球在整个运动过程中,动能和势能的总和都保持不变,C错;由于小球要回到原来的高度,而斜面CD的倾角小于斜面AB的倾角,故小球在斜面CD上运动的最大距离大于AB,D错。
4、关于功的概念，以下说法正确的是( )
A．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量
B．功有正、负之分，所以功可能有方向性
C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移
D．一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体在该力作用下位移的大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积
【答案】D
5、幼儿园的小朋友在做滑梯游戏时,三个小朋友分别经图中A,B,C三条不同的路径从滑梯的顶端滑到底端。设三位小朋友的体重相同,则比较三者的下滑过程有( )
A.到达底端的速率一定相同
B.克服摩擦力做功一定相等
C.沿路径C下滑时到达底端的速率最大
D.三条不同路径重力做的功一定相等
解析:由于不能确定三条路径滑梯与小朋友之间的摩擦力及路程,故无法比较克服摩擦力做功的大小,也就无法比较到达底端的速率,选项A,B,C错误;重力做功只与初末位置的高度差有关,与路径无关,选项D正确。
【答案】D
6、如图所示,质量为60
kg的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点,其垂线与脚、两手连线中点间的距离Oa,Ob分别为0.9
m和0.6
m。若她在1
min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4
m,则克服重力做的功和相应的功率约为(g取10
N/kg)( )
A.430
J,7
W
B.4
300
J,70
W
C.720
J,12
W
D.7
200
J,120
W
解析:设每次俯卧撑中,重心变化的高度为h,根据相似三角形=,解得h=0.24
m。一次俯卧撑中,克服重力做功W=mgh=60×10×0.24
J
=144
J,所以一分钟内克服重力做功为W总=30×144
J=4
320
J,功率P=
W≈70
W,B正确。
【答案】B
7、(多选)如图所示，物体沿不同的路径从A运动到B，其中按不同的路径：①有摩擦作用；②无摩擦作用，③无摩擦，但有其他外力拉它．比较这三种情况下重力做的功W1、W2、W3，重力势能的变化量ΔEp1、ΔEp2、ΔEp3的关系，以下正确的是( )
A．W1＞W2＞W3
B．W1＝W2＝W3
C．ΔEp1＝ΔEp2＝ΔEp3
D．ΔEp1＜ΔEp2＜ΔEp3
【答案】BC [重力做功与路径无关，取决于物体初、末位置，且与物体受不受其他力无关．重力势能的变化量只取决于重力做的功，因此，三种情况下重力做功相同，重力势能的变化量也相同．]
8、(多选)如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是( )
A．重力势能减少
B．重力势能增大
C．弹性势能减少
D．弹性势能增大
解析：重力做正功，重力势能减小，A正确，B错误；弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，C错误，D正确．
答案：AD
9、如图所示,一匀质杆长为r,从图示位置由静止开始沿光滑面ABD滑动,弧AB是半径为r的圆弧,BD为水平面。则当杆滑到BD位置时的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.2
解析:由机械能守恒定律得mv2=ΔEp=mg,解得v=,B正确。
【答案】B
10、在“探究功与速度变化的关系”的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变，这样每次(
)
A．做的功一样
B．每条橡皮筋产生的弹性势能相同
C．产生的动能相同
D．产生的重力势能相同
【答案】B
11、关于动能，下列说法中正确的是???
A、动能是机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能
B、公式Ek=mv2／2中，速度v是物体相对地面的速度，且动能总是正值
C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化
D、动能不变的物体，一定处于平衡状态????????????
【答案】AC
12、在“验证机械能守恒定律”实验中,下列说法正确的是( D )
A.必须测量重物的质量
B.必须用秒表测出重锤下落的时间
C.把秒表测得的时间代入v=gt,计算重锤的速度
D.释放纸带前,手捏住纸带上端并使纸带处于竖直
解析:因实验需验证的关系式是mgh=mv2,m可约去,故可以不测重物的质量,A错误;打点计时器可以测量重锤下落的时间,不需要用秒表测量,故B错误;该实验是验证机械能守恒定律的实验,如果把重物看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就是用机械能守恒来验证机械能守恒定律,故C错误;释放纸带前,手捏住纸带上端并使纸带处于竖直,从而减小纸带与限位孔之间的摩擦,故D正确。
【答案】D
13、汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小，在刹车过程中( )
A．重力势能增加
B．动能增加
C．重力做负功
D．机械能不守恒
解析：汽车沿坡面向下运动，重力做正功，重力势能减小，故A、C错误；由于速度逐渐减小，由Ek＝mv2知，动能减小，B错误；由于动能、重力势能都减小，故机械能是减小的，或者根据除重力外，还有阻力做负功，可知机械能不守恒，D正确．
【答案】D
二、实验题
在
“探究功和速度变化关系”的实验中,甲同学直接将长木板放在水平桌面上进行橡皮筋拉小车实验(如图甲所示);乙同学将长木板一端垫高(如图乙所示),调整木块位置使得连接纸带的小车被轻推后恰好能在长木板上匀速下滑,然后进行橡皮筋拉小车实验。
(1)两同学中操作正确的是 (选填“甲”或“乙”)同学。?
(2)下列操作正确规范的是 。(本题只有一个选项是正确的)
A.打点计时器接直流电源
B.先释放小车,再接通电源
C.需使用相同规格的橡皮筋
D.改变橡皮筋条数后小车可从不同位置静止释放
(3)通过正确操作得到的一条纸带应为图
(选填“丙”或“丁”)。
解析:(1)为平衡摩擦阻力,应调整木板位置使得连接纸带的小车被轻推后恰好能在长木板上匀速下滑,乙同学的操作正确。
(2)打点计时器应接交流电源,应先接通电源,再释放小车,改变橡皮筋条数后小车应从相同位置静止释放,使用的橡皮筋规格应相同,故选C。
(3)正确操作得到的纸带显示的小车的运动应是先加速,后匀速,故应选丁。
答案:(1)乙 (2)C (3)丁
三、计算题
1、严重的雾霾天气,对国计民生已造成了严重的影响,汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,“铁腕治污”已成为国家的工作重点,地铁列车可实现零排放,大力发展地铁,可以大大减少燃油公交车的使用,减少汽车尾气排放。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动20
s达到最高速度72
km/h,再匀速运动80
s,接着匀减速运动15
s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106
N,匀速阶段牵引力的功率为6×103
kW,忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。
(1)求甲站到乙站的距离。
(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同,求公交车排放气体污染物的质量。(燃油公交车每做1焦耳功排放气体污染物3×10-6
g)
解析:(1)设列车匀加速直线运动阶段用的时间为t1,距离为s1;在匀速直线运动阶段所用的时间为t2,距离为s2,速度为v;在匀减速运动阶段所用的时间为t3,距离为s3。甲站到乙站的距离为s。则s1=t1,
①
s2=vt2,
②
s3=t3,
③
s=s1+s2+s3,
④
联立①②③④,并代入数据得s=1
950
m。
⑤
(2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F,所做的功为W1;在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为P,所做的功为W2。设燃油公交车做与该列车从甲站到乙站相同的功W,将排放气体污染物质量为M。则
W1=Fs1,
⑥
W2=Pt2,
⑦
W=W1+W2,
⑧
M=(3×10-9
kg·J-1)·W,
⑨
联立①⑥⑦⑧⑨式并代入数据得M=2.04
kg。
答案:(1)1
950
m (2)2.04
kg
2、如图所示，质量为m1
的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2
的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为(m1+m3)
的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g。
【答案】v=
m1
k
m2
B
A
A
B
m2
k
m1