8.4机械能守恒定律 （强化）练习—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册（Word含答案）
文档属性
| 名称 | 8.4机械能守恒定律 （强化）练习—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册（Word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 450.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-26 07:54:31 | ||
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文档简介
2020-2021学年第二学期高一物理人教版（2019）必修第二册8.4机械能守恒定律强化练习
一、单选题
1．如图所示，将一小物块从倾斜轨道上的M点自由释放，滑至水平轨道上的N点停下。现将倾斜轨道的倾角调大，为使物块从斜轨上某处释放后仍然在N点停下，则释放处应该是（已知小物块与倾斜轨道、水平轨道的动摩擦因数相同，且能平顺滑过轨道拼接处）（ ）
A．J点 B．Q点 C． K点 D．K点下方某点
2．如图所示，false是固定在竖直面内的false光滑圆弧轨道，圆弧轨道最低点B的切线水平，最高点A到水平地面的高度为h。现使一小球（视为质点）从A点由静止释放。不计空气阻力，小球落地点到B点的最大水平距离为（ ）
A．false B．false C．h D．false
3．如图甲所示的陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。该玩具深受孩子们的喜爱，其物理原理可等效为如图乙所示的模型：半径为false的磁性圆轨道竖直固定，质量为false的小铁球（视为质点）在轨道外侧转动，false、false两点分别为轨道上的最高、最低点。铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为false。下列说法不正确的是（ ）
A．铁球可能做匀速圆周运动
B．铁球绕轨道转动时机械能守恒
C．铁球在A点的速度可能等于false
D．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的磁性引力至少为false
4．杭州二中东河校区的操场小但很精致，阳光灿烂的日子里，很多老师和学生都喜欢徜徉在那里。那里更是东河足球队的挚爱。你瞧，师生足球联赛开始了只见郑琪老师一脚把静止的足球踢飞了。假设足球质量为0.4kg，踢飞时的速度为50m/s，球上升的最大高度为2m，郑老师对足球的平均作用力是500N。下列说法正确的是（ ）
A．郑老师对球做功为1000J
B．在飞的过程中先处于超重后处于失重状态
C．球在飞行的过程中机械能守恒
D．以最高点为零势能面，小球被踢飞时的机械能为492J
5．如图所示，传送带在电动机带动下，始终以速度v做匀速运动，现将质量为m的某物块由静止释放在传送带的左端，设传送带足够长，设物块形与传送带间的动摩擦因数为false，重力加速度为g，对于物块从静止释放到相对静止这一过程（ ）
A．物块做匀速直线运动 B．所用时间false
C．摩擦产生的热量为false D．电动机多做的功等于false
6．冬奥会上有一种女子单板滑雪U形池项目，如图所示为U形池模型，其中a、c为U形池两侧边缘，在同一水平面，b为U形池最低点。运动员从a点上方h高的O点自由下落由左侧切线进入池中，从右侧切线飞出后上升至最高位置d点（相对c点高度为false）。不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A．第一次从a到b与从b到c的过程中机械能损失相同
B．从a到d的过程中机械能可能守恒
C．从d返回可以恰好到达a
D．从d返回经c到b一定能越过a点再上升一定高度
7．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出。对于这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．子弹与木块组成的系统机械能守恒
B．子弹减少的动能大于木块增加的动能
C．子弹对木块的作用力大于木块对子弹的阻力
D．子弹对木块所做的功等于子弹克服木力阻力所做的功
8．如图所示为“嫦娥五号”的发射及运行图。“嫦娥五号”被发射后，沿地月转移轨道运动到false点，实施近月制动，进入了环月圆形轨道Ⅰ，在此轨道上运行速度为false，适当时机在false点再次制动，进入环月椭圆形轨道Ⅱ，运行到近月点false点制动实施降月。关于“嫦娥五号”的运行及变轨，下列说法中正确的是（ ）
A．进入地月转移轨道的速度应不小于false
B．沿地月转移轨道飞向月球的过程中，月球引力对“嫦娥五号”负功
C．“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上运行时，速度有时大于false，有时小于false
D．在false、false、S点的制动，使得“嫦娥五号”的速度、加速度均减小
9．如图甲所示，在公元1267~1273年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物。发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示。将一质量false的可视为质点的石块装在长false的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面成false。松开后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上。石块落地点与false点的水平距离false。忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力和所有摩擦，false，下列说法正确的是（ ）
A．石块水平抛出时的初速度为false
B．重物重力势能的减少量等于石块机械能的增加量
C．石块从false到最高点的过程中，石袋对石块做功为false
D．石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为false
10．将如图所示的装置分别安装在月球和地球表面。把一定质量的小球放在竖立的轻弹簧上，并把小球往下按至A位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好恢复原长（图乙）。弹簧质量和空气阻力均可忽略。下列说法正确的是（ ）
A．在月球上时，A到C的过程，小球的机械能守恒
B．小球从A到到达C位置时，小球在月球上的重力势能增加量比在地球上的大
C．在地球上A到B的过程中，小球动能的增加量小于弹簧弹性势能的减少量
D．在月球上小球从A到达C位置时，小球重力势能的增加量小于弹簧弹性势能的减少量
11．两个质量相同的小球A、B，分别用细线悬挂在等高的false、false点，A球的悬线比B球的长，如图所示，把两球均拉到与悬线水平后由静止释放，关于两球经最低点时的情况，下列说法错误的是（ ）
A．A球的速率一定大于B球的速率
B．A球的动能一定等于B球的动能
C．A球的机械能一定等于B球的机械能
D．绳对A球的拉力一定等于绳对B球的拉力
12．中国第一个目标飞行器“天宫一号”再入大气层，落到南太平洋中部区域，绝大部分器件在再入大气层过程中由于空气阻力的作用烧蚀销毁，对航空活动以及地面造成危害的可能性极小。如图所示，a是“天宫一号”飞行器、b、c是地球同步卫星，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为false，若“天宫一号”飞行器a和卫星b均逆时针方向转动，“天宫一号”飞行器a的轨道半径为r，引力常量为G，则（ ）
A．“天宫一号”飞行器a在轨运行的周期大于24小时
B．卫星c加速就一定能追上卫星b
C．从此时起再经false时间a、b相距最近
D．“天宫一号”再入大气层过程机械能守恒
13．水平地面上静止一质量为false的无人机，开始竖直向上以恒定功率启动false高度，在运动过程中，无人机的动能false与高度false的关系图像如图所示，不计无人机受到的空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．false阶段，牵引力的功为false B．false，牵引力的功率为false
C．false，无人机机械能增加false D．false，无人机只受重力
14．如图所示，弯曲部分false和false是两个半径相等的光滑四分之一圆弧轨道，其中false分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点，两圆弧通过false间的小缝隙相连，整个轨道固定在竖直平面内。在某星球表面，一质量为m的小球（直径略小于缝隙）以某一速度大小v从A点水平进入轨道，小球恰好能到达轨道上B点。若把该装置放在地球表面，使同样的小球以相同的速度大小v从A点水平进入该圆弧轨道，则小球恰好从D点水平飞出。已知两个四分之一圆弧轨道的半径均为R，地球表面重力加速度为g，该星球密度和地球密度相同，仅考虑小球受到的重力和弹力作用，小球通过缝隙瞬间速度不变，由此可知（ ）
A．该星球表面的重力加速度为false
B．在地球表面，小球从D点水平飞出后做平抛运动的水平位移为R
C．该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为2∶5
D．该星球的质量与地球的质量之比为125∶8
二、解答题
15．如图所示，质量mA=2kg的木板A被锁定在倾角为false的光滑斜面的顶端，质量为mB=1kg的可视为质点的物块B恰能在木板A上匀速下滑。现让物块B以v0=7.5m/s的初速度从木板的上端下滑，同时解除对木板A的锁定。false取10m/s2，斜面足够长。求：
(1)要使物块B不从木板A上滑落下来，则木板A的长度至少为多少；
(2)在物块B不从木板A上滑落的前提下，系统损失的机械能最多是多少。
16．如图所示，水平转台上有一个质量为false的物块，用长为false的轻绳将物块连接在转轴上，轻绳与竖直转轴的夹角为false，此时绳中张力为零。已知物块与转台间动摩擦因数为false，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让物块随转台由静止开始缓慢加速转动，转动过程中轻绳与转轴无缠绕。求：
(1)绳中刚出现拉力时，转台的角速度大小；
(2)自开始转动到转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功；
(3)自开始转动到物块的角速度增大到false的过程中，物块重力势能的增加量。
17．山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一雪坡由AB和BC两段组成，AB是倾角为θ=37°的斜坡，BC是半径为R=5 m的圆弧面，圆弧面与斜坡相切于B点，与水平面相切于C点，如图所示。又已知AB竖直高度h1=6.2 m，竖直台阶CD高度为h2=2 m，台阶底端D与倾角为θ=37°的斜坡DE相连。 运动员连同滑雪装备总质量为80 kg，从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上，不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，g取10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）运动员到达C点的速度大小；
（2）运动员经过C点时轨道受到的压力大小；
（3）运动员通过C点后在空中飞行的时间。
18．自然界真是奇妙，微观世界的规律竟然与宏观运动规律存在相似之处。在长期的科学探索实践中，人类已经建立起各种形式的能量概念以及度量方法，其中一种能量是势能，势能是有由于物体间存在相互作用而具有的、由物体间相对位置决定的能。如重力势能，弹性势能，分子势能和电势能等。可以认为蹦极运动中的弹性绳的弹力的变化规律和弹簧相同，k为其劲度系数，l0为弹性绳的原长。
a.游客相对蹦极平台的位移为x，弹性绳对游客的弹力为F，取竖直向下为正方向，请在图中画出F随x变化的示意图，并借助F﹣x图象推导当游客位移为x（x>l0）时，弹性绳弹性势能Ep的表达式；
b.已知l0=10m，k=100N/m，蹦极平台与地面间的距离D=55m。取重力加速度g=10m/s2。计算总质量M=160kg的游客使用该蹦极设施时距离地面的最小距离。
参考答案
1．C 2．C 3．A 4．D 5．B 6．D 7．B 8．C 9．D 10．C 11．B 12．C 13．C 14．D
15．(1)3.75m；(2)18.75J
16．(1)false；(2)false；(3)false
17．（1）12 m/s；（2）3104 N；（3）t=2 s
18．(a) ， falsek（x﹣l0）2；(b)5m
一、单选题
1．如图所示，将一小物块从倾斜轨道上的M点自由释放，滑至水平轨道上的N点停下。现将倾斜轨道的倾角调大，为使物块从斜轨上某处释放后仍然在N点停下，则释放处应该是（已知小物块与倾斜轨道、水平轨道的动摩擦因数相同，且能平顺滑过轨道拼接处）（ ）
A．J点 B．Q点 C． K点 D．K点下方某点
2．如图所示，false是固定在竖直面内的false光滑圆弧轨道，圆弧轨道最低点B的切线水平，最高点A到水平地面的高度为h。现使一小球（视为质点）从A点由静止释放。不计空气阻力，小球落地点到B点的最大水平距离为（ ）
A．false B．false C．h D．false
3．如图甲所示的陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。该玩具深受孩子们的喜爱，其物理原理可等效为如图乙所示的模型：半径为false的磁性圆轨道竖直固定，质量为false的小铁球（视为质点）在轨道外侧转动，false、false两点分别为轨道上的最高、最低点。铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为false。下列说法不正确的是（ ）
A．铁球可能做匀速圆周运动
B．铁球绕轨道转动时机械能守恒
C．铁球在A点的速度可能等于false
D．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的磁性引力至少为false
4．杭州二中东河校区的操场小但很精致，阳光灿烂的日子里，很多老师和学生都喜欢徜徉在那里。那里更是东河足球队的挚爱。你瞧，师生足球联赛开始了只见郑琪老师一脚把静止的足球踢飞了。假设足球质量为0.4kg，踢飞时的速度为50m/s，球上升的最大高度为2m，郑老师对足球的平均作用力是500N。下列说法正确的是（ ）
A．郑老师对球做功为1000J
B．在飞的过程中先处于超重后处于失重状态
C．球在飞行的过程中机械能守恒
D．以最高点为零势能面，小球被踢飞时的机械能为492J
5．如图所示，传送带在电动机带动下，始终以速度v做匀速运动，现将质量为m的某物块由静止释放在传送带的左端，设传送带足够长，设物块形与传送带间的动摩擦因数为false，重力加速度为g，对于物块从静止释放到相对静止这一过程（ ）
A．物块做匀速直线运动 B．所用时间false
C．摩擦产生的热量为false D．电动机多做的功等于false
6．冬奥会上有一种女子单板滑雪U形池项目，如图所示为U形池模型，其中a、c为U形池两侧边缘，在同一水平面，b为U形池最低点。运动员从a点上方h高的O点自由下落由左侧切线进入池中，从右侧切线飞出后上升至最高位置d点（相对c点高度为false）。不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A．第一次从a到b与从b到c的过程中机械能损失相同
B．从a到d的过程中机械能可能守恒
C．从d返回可以恰好到达a
D．从d返回经c到b一定能越过a点再上升一定高度
7．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出。对于这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．子弹与木块组成的系统机械能守恒
B．子弹减少的动能大于木块增加的动能
C．子弹对木块的作用力大于木块对子弹的阻力
D．子弹对木块所做的功等于子弹克服木力阻力所做的功
8．如图所示为“嫦娥五号”的发射及运行图。“嫦娥五号”被发射后，沿地月转移轨道运动到false点，实施近月制动，进入了环月圆形轨道Ⅰ，在此轨道上运行速度为false，适当时机在false点再次制动，进入环月椭圆形轨道Ⅱ，运行到近月点false点制动实施降月。关于“嫦娥五号”的运行及变轨，下列说法中正确的是（ ）
A．进入地月转移轨道的速度应不小于false
B．沿地月转移轨道飞向月球的过程中，月球引力对“嫦娥五号”负功
C．“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上运行时，速度有时大于false，有时小于false
D．在false、false、S点的制动，使得“嫦娥五号”的速度、加速度均减小
9．如图甲所示，在公元1267~1273年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物。发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示。将一质量false的可视为质点的石块装在长false的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面成false。松开后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上。石块落地点与false点的水平距离false。忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力和所有摩擦，false，下列说法正确的是（ ）
A．石块水平抛出时的初速度为false
B．重物重力势能的减少量等于石块机械能的增加量
C．石块从false到最高点的过程中，石袋对石块做功为false
D．石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为false
10．将如图所示的装置分别安装在月球和地球表面。把一定质量的小球放在竖立的轻弹簧上，并把小球往下按至A位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好恢复原长（图乙）。弹簧质量和空气阻力均可忽略。下列说法正确的是（ ）
A．在月球上时，A到C的过程，小球的机械能守恒
B．小球从A到到达C位置时，小球在月球上的重力势能增加量比在地球上的大
C．在地球上A到B的过程中，小球动能的增加量小于弹簧弹性势能的减少量
D．在月球上小球从A到达C位置时，小球重力势能的增加量小于弹簧弹性势能的减少量
11．两个质量相同的小球A、B，分别用细线悬挂在等高的false、false点，A球的悬线比B球的长，如图所示，把两球均拉到与悬线水平后由静止释放，关于两球经最低点时的情况，下列说法错误的是（ ）
A．A球的速率一定大于B球的速率
B．A球的动能一定等于B球的动能
C．A球的机械能一定等于B球的机械能
D．绳对A球的拉力一定等于绳对B球的拉力
12．中国第一个目标飞行器“天宫一号”再入大气层，落到南太平洋中部区域，绝大部分器件在再入大气层过程中由于空气阻力的作用烧蚀销毁，对航空活动以及地面造成危害的可能性极小。如图所示，a是“天宫一号”飞行器、b、c是地球同步卫星，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为false，若“天宫一号”飞行器a和卫星b均逆时针方向转动，“天宫一号”飞行器a的轨道半径为r，引力常量为G，则（ ）
A．“天宫一号”飞行器a在轨运行的周期大于24小时
B．卫星c加速就一定能追上卫星b
C．从此时起再经false时间a、b相距最近
D．“天宫一号”再入大气层过程机械能守恒
13．水平地面上静止一质量为false的无人机，开始竖直向上以恒定功率启动false高度，在运动过程中，无人机的动能false与高度false的关系图像如图所示，不计无人机受到的空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．false阶段，牵引力的功为false B．false，牵引力的功率为false
C．false，无人机机械能增加false D．false，无人机只受重力
14．如图所示，弯曲部分false和false是两个半径相等的光滑四分之一圆弧轨道，其中false分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点，两圆弧通过false间的小缝隙相连，整个轨道固定在竖直平面内。在某星球表面，一质量为m的小球（直径略小于缝隙）以某一速度大小v从A点水平进入轨道，小球恰好能到达轨道上B点。若把该装置放在地球表面，使同样的小球以相同的速度大小v从A点水平进入该圆弧轨道，则小球恰好从D点水平飞出。已知两个四分之一圆弧轨道的半径均为R，地球表面重力加速度为g，该星球密度和地球密度相同，仅考虑小球受到的重力和弹力作用，小球通过缝隙瞬间速度不变，由此可知（ ）
A．该星球表面的重力加速度为false
B．在地球表面，小球从D点水平飞出后做平抛运动的水平位移为R
C．该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为2∶5
D．该星球的质量与地球的质量之比为125∶8
二、解答题
15．如图所示，质量mA=2kg的木板A被锁定在倾角为false的光滑斜面的顶端，质量为mB=1kg的可视为质点的物块B恰能在木板A上匀速下滑。现让物块B以v0=7.5m/s的初速度从木板的上端下滑，同时解除对木板A的锁定。false取10m/s2，斜面足够长。求：
(1)要使物块B不从木板A上滑落下来，则木板A的长度至少为多少；
(2)在物块B不从木板A上滑落的前提下，系统损失的机械能最多是多少。
16．如图所示，水平转台上有一个质量为false的物块，用长为false的轻绳将物块连接在转轴上，轻绳与竖直转轴的夹角为false，此时绳中张力为零。已知物块与转台间动摩擦因数为false，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让物块随转台由静止开始缓慢加速转动，转动过程中轻绳与转轴无缠绕。求：
(1)绳中刚出现拉力时，转台的角速度大小；
(2)自开始转动到转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功；
(3)自开始转动到物块的角速度增大到false的过程中，物块重力势能的增加量。
17．山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一雪坡由AB和BC两段组成，AB是倾角为θ=37°的斜坡，BC是半径为R=5 m的圆弧面，圆弧面与斜坡相切于B点，与水平面相切于C点，如图所示。又已知AB竖直高度h1=6.2 m，竖直台阶CD高度为h2=2 m，台阶底端D与倾角为θ=37°的斜坡DE相连。 运动员连同滑雪装备总质量为80 kg，从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上，不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，g取10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）运动员到达C点的速度大小；
（2）运动员经过C点时轨道受到的压力大小；
（3）运动员通过C点后在空中飞行的时间。
18．自然界真是奇妙，微观世界的规律竟然与宏观运动规律存在相似之处。在长期的科学探索实践中，人类已经建立起各种形式的能量概念以及度量方法，其中一种能量是势能，势能是有由于物体间存在相互作用而具有的、由物体间相对位置决定的能。如重力势能，弹性势能，分子势能和电势能等。可以认为蹦极运动中的弹性绳的弹力的变化规律和弹簧相同，k为其劲度系数，l0为弹性绳的原长。
a.游客相对蹦极平台的位移为x，弹性绳对游客的弹力为F，取竖直向下为正方向，请在图中画出F随x变化的示意图，并借助F﹣x图象推导当游客位移为x（x>l0）时，弹性绳弹性势能Ep的表达式；
b.已知l0=10m，k=100N/m，蹦极平台与地面间的距离D=55m。取重力加速度g=10m/s2。计算总质量M=160kg的游客使用该蹦极设施时距离地面的最小距离。
参考答案
1．C 2．C 3．A 4．D 5．B 6．D 7．B 8．C 9．D 10．C 11．B 12．C 13．C 14．D
15．(1)3.75m；(2)18.75J
16．(1)false；(2)false；(3)false
17．（1）12 m/s；（2）3104 N；（3）t=2 s
18．(a) ， falsek（x﹣l0）2；(b)5m