2020—2021学年高一下学期物理人教版必修二第七章 机械能守恒定律（含答案）

2020—2021人教物理必修二第七章 机械能守恒定律（含答案）
必修二第七章 机械能守恒定律
一、选择题
1、从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为(　　)
A．300 W B．400 W
C．500 W D．700 W
2、如图所示,在皮带传送装置中,皮带把物体P匀速带至高处,在此过程中,下述说法正确的是(　　)
A.摩擦力对物体做正功
B.摩擦力对物体做负功
C.支持力对物体做正功
D.合外力对物体做正功
3、物质、能量、信息是构成世界的基本要素，下面关于能量的认识中错误的是(　　)
A．能量是一个守恒量
B．同一个物体可能同时具有多种不同形式的能量
C．物体对外做了功，它一定具有能量
D．地面上滚动的足球最终停下来，说明能量消失了
4、如图所示，均匀长木板长l＝40 cm，放在水平桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量为m＝2 kg，与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2.今用水平推力F将其匀速推下桌子，则水平推力做功为(g取10 m/s2)(　　)
A．0.8 J　　 B．1.6 J C．8 J　　 D．4 J
5、图示是“探究功与速度变化的关系”实验装置,用该装置实验时,需要测出(　　)
A.小车的质量
B.橡皮筋的劲度系数
C.橡皮筋恢复原长时小车的速度
D.橡皮筋对小车做功的具体数值
6、一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是( )
A． B．
C． D．
7、物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是(　　)
8、如图所示，轻弹簧下端系一重物，O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A点，弹力做功W1，第二次把它拉到B点后再让其回到A点，弹力做功W2，则这两次弹力做功的关系为(　　)
A．W1＜W2　　　　　 B．W1＝2W2
C．W2＝2W1 D．W1＝W2
9、如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)(　　)
A. B. C. D.
10、在“探究功与速度变化的关系”实验中，小车在运动中会受到阻力作用．这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法中正确的是(　　)
A．木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求
B．木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力
C．如果小车在木板上差不多能做匀速运动，就说明木板的倾斜程度是符合要求的
D．其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的
11、一物体质量为1kg，速度为10m/s，它的动能是（???）
A．5J?????? B．10J?????? C．50J?????? D．100J
12、关于能量耗散,下列说法中正确的是(　　)
A.能量耗散是指在一定条件下,能量在转化过程中总量减少了
B.能量耗散表明能量守恒定律具有一定的局限性
C.能量耗散表明在能源的利用过程中,能量在数量上越来越少
D.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性
13、一个质量为m的滑块，以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，当滑块从斜面底端滑到高为h的地方时，以斜面底端为参考平面，滑块的机械能是(　　)
A.mv B．mgh
C.mv＋mgh D.mv－mgh
14、（多选）质量为4kg,的物体被人由静止开始向上提升0.25m后速度达1m/s,则下列判断正确的是（ ）
A．人对物体做功12J
B．合外力对物体做功2J
C．物体克服重力做功10J
D．人对物体做的功等于物体增加的动能
二、实验题
15、在“验证机械能守恒定律”实验中,释放纸带前,甲、乙两同学操作正确的是
　　　　(选填“甲”或“乙”);纸带下端所挂物体应选　　　　(选填“A”“B”“C”或“D”),理由是　 。
三、非选择题
16、世界著名撑杆跳高运动员——乌克兰名将布勃卡身高1.83 m，体重82 kg，他曾35次打破撑杆跳高世界纪录，目前仍保持着6.14 m的世界纪录．请你回答以下两个问题：(g取10 m/s2)
(1)他最后跳过6.14 m 时，至少克服重力做多少功？
(2)他的重力势能改变了多少？
17、某雪橇运动简化模型如图所示:倾角为θ=37°的直线雪道AB与曲线雪道BCDE在B点平滑连接,其中A,E两点在同一水平面上,雪道最高点C所对应的圆弧半径R=10 m,B,C两点距离水平面AE的高度分别为h1=18 m,h2=20 m,雪橇与雪道各处的动摩擦因数均为μ=0.1,运动员可坐在电动雪橇上由A点从静止开始向上运动,若电动雪橇以恒定功率1.2 kW工作10 s后自动关闭,则雪橇和运动员(总质量m=50 kg)到达C点的速度为2 m/s。已知雪橇运动过程中不脱离雪道,且
sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求:
(1)雪橇在C点时对雪道的压力。
(2)雪橇在BC段克服摩擦力所做的功。
2020—2021人教物理必修二第七章 机械能守恒定律（含答案）
必修二第七章 机械能守恒定律
一、选择题
1、从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为(　　)
A．300 W B．400 W
C．500 W D．700 W
解析：物体落地瞬间v＝gt＝30 m/s，
则PG＝mgv＝300 W.
答案：A
2、如图所示,在皮带传送装置中,皮带把物体P匀速带至高处,在此过程中,下述说法正确的是(　　)
A.摩擦力对物体做正功
B.摩擦力对物体做负功
C.支持力对物体做正功
D.合外力对物体做正功
解析:摩擦力沿斜面向上,与物体运动方向相同,故摩擦力做正功,A正确,B错误;支持力垂直于运动方向,故支持力做功为零,C错误;物体P匀速上升过程中,合外力为零,合外力对物体做功为零,D错误。
【答案】A
3、物质、能量、信息是构成世界的基本要素，下面关于能量的认识中错误的是(　　)
A．能量是一个守恒量
B．同一个物体可能同时具有多种不同形式的能量
C．物体对外做了功，它一定具有能量
D．地面上滚动的足球最终停下来，说明能量消失了
【答案】D
【解析】能量的概念是在人类对能量守恒的认识过程中形成的，它的重要特性就是守恒．物体对外做功的过程即是能量释放的过程，功是能量转化的标志和量度．地面上滚动的足球最终停下来，其机械能转化为内能，能量并没有消失．故A、B、C正确，D错误．
4、如图所示，均匀长木板长l＝40 cm，放在水平桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量为m＝2 kg，与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2.今用水平推力F将其匀速推下桌子，则水平推力做功为(g取10 m/s2)(　　)
A．0.8 J　　 B．1.6 J C．8 J　　 D．4 J
【答案】A
5、图示是“探究功与速度变化的关系”实验装置,用该装置实验时,需要测出(　　)
A.小车的质量
B.橡皮筋的劲度系数
C.橡皮筋恢复原长时小车的速度
D.橡皮筋对小车做功的具体数值
解析:本实验只需要探究橡皮筋做的功与小车获得速度的定性关系,故不需要测量小车质量,橡皮筋劲度系数和橡皮筋对小车做功的具体数值。
【答案】C
6、一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是( )
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】由图可知，汽车先以恒定功率P1起动，所以刚开始先做加速度减小的加速度运动，后以更大功率P2运动，所以再次做加速度减小的加速运动，故A正确。
7、物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是(　　)
【答案】B　[设物体开始下落时的重力势能为Ep0，物体下落高度h过程中重力势能减少量ΔEp＝mgh，故物体下落高度h时的重力势能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep?h图象为倾斜直线，B正确．]
8、如图所示，轻弹簧下端系一重物，O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A点，弹力做功W1，第二次把它拉到B点后再让其回到A点，弹力做功W2，则这两次弹力做功的关系为(　　)
A．W1＜W2　　　　　 B．W1＝2W2
C．W2＝2W1 D．W1＝W2
解析：弹力做功的特点与重力做功一样，不用考虑路径，只看起始与终止位置，故D项正确．
答案：D
9、如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)(　　)
A. B. C. D.
解析:小物块的运动如图所示,在由A到B过程中,由机械能守恒得
mv2=m+mg·2R,
即vB=,B到C平抛,
则2R=gt2,
水平位移x=vBt==
当R=时,x最大,选项B正确。
【答案】B
10、在“探究功与速度变化的关系”实验中，小车在运动中会受到阻力作用．这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法中正确的是(　　)
A．木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求
B．木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力
C．如果小车在木板上差不多能做匀速运动，就说明木板的倾斜程度是符合要求的
D．其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的
【答案】B
11、一物体质量为1kg，速度为10m/s，它的动能是（???）
A．5J?????? B．10J?????? C．50J?????? D．100J
【答案】C
12、关于能量耗散,下列说法中正确的是(　　)
A.能量耗散是指在一定条件下,能量在转化过程中总量减少了
B.能量耗散表明能量守恒定律具有一定的局限性
C.能量耗散表明在能源的利用过程中,能量在数量上越来越少
D.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性
解析:能量耗散是不可避免的,但是能量耗散也遵守能量守恒定律,故选D。
【答案】D
13、一个质量为m的滑块，以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，当滑块从斜面底端滑到高为h的地方时，以斜面底端为参考平面，滑块的机械能是(　　)
A.mv B．mgh
C.mv＋mgh D.mv－mgh
解析：在整个过程中，只有重力做功，机械能守恒，总量都是mv.
【答案】A
14、（多选）质量为4kg,的物体被人由静止开始向上提升0.25m后速度达1m/s,则下列判断正确的是（ ）
A．人对物体做功12J
B．合外力对物体做功2J
C．物体克服重力做功10J
D．人对物体做的功等于物体增加的动能
【答案】ABC
二、实验题
15、在“验证机械能守恒定律”实验中,释放纸带前,甲、乙两同学操作正确的是
　　　　(选填“甲”或“乙”);纸带下端所挂物体应选　　　　(选填“A”“B”“C”或“D”),理由是　 。
解析:甲同学这样做才能使重锤自由下落时,纸带上的点迹较多,故选择甲。产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时存在摩擦阻力,使得重锤获得的动能小于它所减少的重力势能,为减小误差,重锤应选体积小、质量大的。从增加重力减小阻力的影响,故选择B物体。
答案:甲　 B　增加重力减小阻力的影响
三、非选择题
16、世界著名撑杆跳高运动员——乌克兰名将布勃卡身高1.83 m，体重82 kg，他曾35次打破撑杆跳高世界纪录，目前仍保持着6.14 m的世界纪录．请你回答以下两个问题：(g取10 m/s2)
(1)他最后跳过6.14 m 时，至少克服重力做多少功？
(2)他的重力势能改变了多少？
[解析]　人的重心大约在人身高的一半的位置，即0.915 m，在撑杆跳的过程中，人的重心升高的高度为：h＝6.14 m－0.915 m＝5.225 m，在人重心升高的过程中，克服重力所做的功为：W＝mgh＝82×10×5.225 J＝4 284.5 J；运动员克服重力做了功，运动员的重力势能增加了4 284.5 J.
[答案]　(1)4 284.5 J　(2)增加了4 284.5 J
17、某雪橇运动简化模型如图所示:倾角为θ=37°的直线雪道AB与曲线雪道BCDE在B点平滑连接,其中A,E两点在同一水平面上,雪道最高点C所对应的圆弧半径R=10 m,B,C两点距离水平面AE的高度分别为h1=18 m,h2=20 m,雪橇与雪道各处的动摩擦因数均为μ=0.1,运动员可坐在电动雪橇上由A点从静止开始向上运动,若电动雪橇以恒定功率1.2 kW工作10 s后自动关闭,则雪橇和运动员(总质量m=50 kg)到达C点的速度为2 m/s。已知雪橇运动过程中不脱离雪道,且
sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求:
(1)雪橇在C点时对雪道的压力。
(2)雪橇在BC段克服摩擦力所做的功。
解析:(1)在C点,雪橇和人由重力和支持力的合力提供向心力,由向心力公式和牛顿第二定律得mg-FN=m,解得FN=480 N,
由牛顿第三定律可知雪橇对雪道的压力大小为480 N,方向竖直向下。
(2)雪橇在AB段受到的滑动摩擦力为
f=μmgcos 37°=40 N,
设雪橇在BC段克服摩擦力做功大小为WBC,从A到C根据动能定理有
Pt-mgh2-f·-WBC=mv2,
解得WBC=700 J。
答案:(1)480 N,方向竖直向下　(2)700 J