第七章《机械能守恒定律》单元测试卷-2020-2021学年高一下学期物理人教版必修2Word版含解析

第七章《机械能守恒定律》单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.如图所示，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，木板置于光滑水平地面上，木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，小木块与木板间的动摩擦因数为μ.开始时小木块静止在木板左端，现用水平向右的拉力F将小木块m拉至木板右端，拉力F至少做的功为(　　)
A．μmgL
B．
2μmgL
C．
D．μ(M＋m)gL
2.关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法中正确的是(　　)
A．
当作用力做正功时，反作用力一定做负功
B．
当作用力不做功时，反作用力也不做功
C．
作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的
D．
作用力做正功时，反作用力也可以做正功
3.下列说法中正确的是(　　)
A．
某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加
B．
能量耗散表明，能量的总量并不守恒
C．
随着科技的发展，能量是可以凭空产生的
D．
随着科技的发展，永动机是可以制成的
4.实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图a所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图b所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E，图b的图象中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是(　　)
A．
丙、乙、甲
B．
乙、甲、丙
C．
甲、乙、丙
D．
丙、甲、乙
5.一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为(　　)
A．mv2
B．
－mv2
C．mv2
D．
－mv2
6.有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示．如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是(　　)
A．
木块所受的合外力为零
B．
因木块所受的力都不对其做功，所以合外力做的功为零
C．
重力和摩擦力的合力做的功为零
D．
重力和摩擦力的合力为零
7.一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图所示，则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律是下图中的(　　)
A．
B．
C．
D．
8.“探究功与速度变化的关系”实验装置如图所示，以下说法不正确的是(　　)
A．
在改变橡皮筋的个数时，橡皮筋伸长的长度必须一致
B．
根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算
C．
某同学在一次实验中，得到一条记录纸带，纸带上打出的点，两端密，中间疏，出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小
D．
本实验是探究橡皮筋对小车做的功与小车的速度之间是否存在W∝v2关系
9.大小相等的水平拉力分别作用于原来静止、质量分别为M1和M2的物体上，使A沿光滑水平面运动了L，使B沿粗糙水平面运动了相同的位移，则拉力F对A、B做的功W1和W2相比较(　　)
A．W1＞W2
B．W1＜W2
C．W1＝W2
D．
无法比较
10.下列哪种设备实现了电能转换为机械能，从而极大地促进了社会生产力发展(　　)
A．
发电机
B．
电动机
C．
电饭锅
D．
电磁炉
11.在光滑水平面上，质量为2
kg的物体以2
m/s的速度向东运动，若对它施加一向西的力使它停下来，则该外力对物体做的功是(　　)
A．
16
J
B．
8
J
C．
－4
J
D．
0
12.如图所示，无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是(　　)
A．
动能
B．
动能、重力势能
C．
重力势能、机械能
D．
动能、重力势能、机械能
13.如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度.木箱获得的动能一定(　　)
A．
小于拉力所做的功
B．
等于拉力所做的功
C．
等于克服摩擦力所做的功
D．
大于克服摩擦力所做的功
14.有一种地下铁道，车站的路轨建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡，如图所示．坡高为h，车辆的质量为m，重力加速度为g，车辆与路轨的摩擦力为Ff，进站车辆到达坡下A处时的速度为v0，此时切断电动机的电源，车辆冲上坡顶到达站台B处的速度恰好为0.车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功是(　　)
A．Ffh
B．mgh
C．mgh－mv
D．mv－mgh
15.如图所示，人造地球卫星在椭圆形轨道上运动，当由a点运动到b点过程中，关于万有引力做功的情况．正确的说法是(　　)
A．
不做功
B．
做正功
C．
做负功
D．
不能判定
二、填空题(共3小题)
16.一方面能源在人类日益增加的需求下，逐渐枯竭，另一方面能源的大量开发利用既为人类带来了文明与繁荣，也给人类的生存环境带来了如酸雨、臭氧层被破坏、温室效应等巨大的灾难．因此，今后我们利用能源的技术发展方向是________、________等．
17.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法中正确的是
A．要用天平称量重物质量
B．选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好
C．要选用第1、2两点距离接近2
mm的纸带
D．实验时，当松开纸带让重物下落的同时，立即接通电源
E．实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减少量
18.如图所示，处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触，另一端与置于光滑地面上的物体接触，现在物体上施加一水平推力F，使物体缓慢压缩弹簧，当推力F做功100
J时，弹簧的弹力做功________
J，以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零，则弹簧的弹性势能为________
J.
三、简答题(共3小题)
19.如图所示，幼儿园小朋友们正在兴高采烈地玩滑梯．
(1)小朋友在滑梯最高点时的重力势能一定为正值吗？在地面上时的重力势能一定为零吗？
(2)小朋友沿滑梯下滑时，重力势能怎么变化？小朋友从最高点滑落到地面过程中重力势能的变化与参考平面的选取有关吗？
20.如图所示，在光滑水平面上用物块向左压缩弹簧一定距离后处于静止，然后把物块释放，会看到什么现象？说明了什么？(物块与弹簧不连接)
21.一个物体受到两个力的作用，其中F1做功10
J，F2做功－15
J，力F1和F2哪个力做的功多？两力做的总功是多少？
四、计算题(共3小题)
22.人的体温是由下丘脑中特殊神经细胞监察和控制的，当下丘脑温度高于37
℃时，人体散热机制(如血管舒张、出汗等)就活跃起来，已知人体温度在37
℃时蒸发18
g汗水所需要能量E＝4.3×103J．现有一中年人慢步行走时新陈代谢功率为35
W，此人慢步行走时体温保持在37
℃，行走用时1小时出汗约30.2
g，试求此人通过传导辐射等方式(不包括出汗)产生的散热功率．
23.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ.现使斜面水平向左匀速移动距离l.试求：
(1)摩擦力对物体做的功(物体与斜面相对静止)；
(2)斜面对物体的弹力做的功；
(3)重力对物体做的功；
(4)斜面对物体做的功是多少？各力对物体所做的总功是多少？
24.光滑水平面AB与一半圆形轨道在B点相连，轨道位于竖直面内，其半径为R，一个质量为m的物块静止在水平面上，现向左推物块使其压紧弹簧，然后放手，物块在弹力作用下获得一速度，当它经B点进入半圆形轨道瞬间，对轨道的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点，重力加速度为g.求：
(1)弹簧弹力对物块做的功；
(2)物块从B到C克服阻力做的功；
(3)物块离开C点后，再落回到水平面上时的动能．
答案解析
1.【答案】A
【解析】若要使拉力F做功最少，可使拉力F恰能匀速拉动小木块，经分析得F＝2μmg，位移为l＝，故W＝F·l＝2μmg·＝μmgL.
2.【答案】D
【解析】力做功的正负取决于力和位移的方向关系，根据作用力和反作用力的性质可以判断两力做功的情况．作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的；作用力和反作用力可以同时做负功，也可以同时做正功；如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功；而两个相对运动后撞在一起的物体，作用力和反作用力均做负功，若物体在一个静止的物体表面上滑动，由于静止的物体没有位移，则相互作用的摩擦力对静止的物体不做功，所以作用力和反作用力可以一个力做功，另一个力不做功，故A、B、C错误，D正确．故选D.
3.【答案】A
【解析】根据能量守恒定律，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，故A正确；能量耗散表明，能量的总量虽然守恒，但其转化和转移具有方向性，故B错误；根据能量守恒定律，能量是不能创生的，故C错误；永动机违背了热力学第一和第二定律，故是不可能制造成功的，故D错误．
4.【答案】A
【解析】小球在静止释放后，重力在做正功，重力势能Ep不断减少，动能Ek不断增加，通过观察图象b特点易知：丙表示重力势能Ep，乙表示动能Ek，甲表示机械能E.
5.【答案】A
6.【答案】C
【解析】物体做曲线运动，速度方向变化，加速度不为零，故合外力不为零，A错；速率不变，动能不变，由动能定理知，合外力做的功为零，而支持力始终不做功，重力做正功，所以重力做的功与摩擦力做的功的代数和为零，但重力和摩擦力的合力不为零，C对，B、D错．
7.【答案】D
【解析】小车所受的牵引力和阻力恒定，所以小车做匀加速直线运动，牵引力的功率P＝Fv＝F(v0＋at)，故选项D正确．
8.【答案】B
【解析】A、为了保证每根橡皮筋对小车做功相同，所以每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需要保持一致，故A正确；B、本实验中小车先加速后匀速，所以先开打点计时器，再放纸带，得到一条记录纸带；利用均匀的打点的纸带求出匀速的速度，并非最后一点求匀速的速度，故B错误；C、实验中如果没有平衡摩擦力或没有使木板倾斜或倾角太小，则在小车获得的最大速度后由于摩擦阻力影响导致速度减小，出现“两端密、中间疏”的现象，故C正确；D、本实验是探究橡皮筋对小车做的功与小车的速度之间是否存在W∝v2关系，故D正确
9.【答案】C
【解析】两种情况下拉力相同，位移相同，拉力与位移同向，所以做功一样多，故C正确，A、B、D错误。
10.【答案】B
【解析】发电机是将其他能转化为电能的设备，故A错误．电动机是将电能转化为机械能的设备，故B正确．电饭锅是将电能转化为内能的电器，故C错误．电磁炉是将电能转化为内能的电器，故D错误．
11.【答案】C
12.【答案】C
【解析】无人机匀速上升，所以动能保持不变，高度不断增加，所以重力势能不断增加，在上升过程中升力对无人机做正功，所以无人机机械能不断增加，所以选项C正确．
13.【答案】A
【解析】由题意知，W拉－W阻＝ΔEk，则W拉>ΔEk，A项正确，B项错误；W阻与ΔEk的大小关系不确定，C、D项错误.
14.【答案】D
15.【答案】C
【解析】
16.【答案】太阳能　风能
【解析】今后我们利用能源的技术发展方向是太阳能、风能等新能源的开发和利用作为利用能源的技术发展方向．
17.【答案】BCE
【解析】该实验不需要测重物的质量，A错．为了减小由于空气阻力带来的实验误差，应选用密度较大的重物，B对．为使打第1个点时的速度为零，实验时应先接通电源，让打点计时器打点后再释放重物，选取第1、2点间的距离约为2
mm的纸带，C对，D错．由于实验中不可避免地受到阻力作用，重物的机械能总有损失，动能的增加总是略小于重力势能的减少量，E对．
18.【答案】－100　100
【解析】在物体缓慢压缩弹簧的过程中，推力F始终与弹簧弹力等大反向，所以力F做的功等于克服弹簧弹力所做的功，即W弹＝－WF＝－100
J.
由弹力做功与弹性势能的变化关系知，
弹性势能增加了100
J.
19.【答案】(1)不一定，若选最高点为参考平面，则小朋友在最高点的重力势能为0，在地面上的重力势能为负．
(2)沿滑梯下滑，小朋友的重力势能减小，重力势能的变化与参考平面的选取无关．
【解析】
20.【答案】弹簧会恢复原长，在弹簧恢复原长的过程中，弹力推着物块前进，即弹力对物块做功，物块具有了速度．弹簧能对物块做功，说明弹簧具有弹性势能．
【解析】
21.【答案】F2做的功多。两力做的总功为W＝W1＋W2＝10
J－15
J＝－5
J。
【解析】
22.【答案】33
W
【解析】此人利用出汗排放的热量：
Q1＝·E＝×4.3×103J≈7.2×103J
利用出汗排热的功率P1＝＝2
W
此人通过传导辐射产生的散热功率
P2＝P总－P1＝35
W－2
W＝33
W
23.【答案】(1)－mglsinθcosθ　(2)mglsinθcosθ　(3)0　(4)0　0
【解析】物体相对斜面静止，物体相对地面水平向左匀速移动l.物体受力情况如图所示，物体受到重力mg、摩擦力Ff和支持力FN的作用．这些力均是恒力，故可用W＝Flcosα计算各力的功．根据物体的平衡条件，可得
Ff＝mgsinθ，FN＝mgcosθ.
(1)WFf＝Fflcos(180°－θ)＝－mglsinθcosθ；
(2)WFN＝FNlcos(90°－θ)＝mglsinθcosθ；
(3)WG＝mglcos
90°＝0；
(4)斜面对物体做的功为斜面对物体施加的力做功的代数和，即W斜＝WFf＋WFN＝0
各个力对物体所做的总功等于各力做功的代数和即W总＝WFf＋WFN＋WG＝0.
24.【答案】(1)3mgR　(2)mgR　(3)mgR