人教版高中物理必修二第七章-《机械能守恒定律》单元测试题.doc

1、第七章 机械能守恒定律单元测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1质量为50 kg、高为18 m的跳高运动员，背越式跳过2 m高的横杆而平落在高50 cm的垫子上，整个过程中重力对人做的功大约为（ ）A1 000 J B750 J C650 J D200 J2如图所示，起重机的钢绳上悬挂着重物。下列说法正确的是（ ）A当重物静止时，重力不做功，钢绳的拉力做正功B当重物沿水平方向匀速移动时，重力和钢绳拉力都不做功C当重物沿竖直方向向上移动时，重力和钢绳拉力都做正功D当重物沿竖直方向向下移动时，重力和钢绳拉力都做负功3如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O

2、点的水平线。已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由M点以出速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需时间为t2。则（ ）Av1v2，t1t2 Bv1v2，t1t2 Cv1=v2， t1t2 Dv1=v2， t1t24一个质量为2的物体，以4的速度在光滑水平面上向右滑行，从某个时刻起，在物体上作用一个向左的水平力，经过一段时间，物体的速度方向变为向左，大小仍然是4，在这段时间内水平力对物体做的功为（）A0 B C. D. 5某同学在平直公路上匀速骑行自行车，所受阻力约为车和人总重的倍，则该同学骑行过程中做功功率最接近

3、于（ ）A10-3 kW B10-1 kW C1 kW D10 kW6如图所示，物块第一次沿轨道1从A点由静止下滑至底端B点，第二次沿轨道2从A点由静止下滑经C点至底端B点，ACCB，。物块与两轨道的动摩擦因数相同，不考虑物块在C点处撞击的因素，则在物块两次整个下滑过程中（ ）A物块沿1轨道滑至B点时的速率大 B物块沿2轨道滑至B点时的速率大C物块两次滑至B点时速度大小相同 D物块沿2轨道滑至B点产生的热量多7火车站以及商场都装有智能化电动扶梯，如图所示，当乘客站上扶梯时，它先缓慢加速，然后再匀速上升，则( )A乘客始终处于超重状态B在匀速阶段，电梯对乘客的作用力不做功C在加速阶段，电梯对乘客

4、有水平向右的摩擦力D在运送乘客的全过程中，电梯多做的功等于乘客增加的重力势能8如图所示，相同质量的两物块从底边长相同、倾角不同的固定斜面最高处同时由静止释放且下滑到底端，下面说法正确的是 ( )A若斜面光滑，两物块一定同时运动到斜面底端B若斜面光滑，倾角小的斜面上的物块一定先运动到斜面底端C若两物块与斜面之间的动摩擦因数相同，倾角大的斜面上的物块损失的机械能大D若两物块到达底面时的动能相同，倾角大的斜面与物块间的动摩擦因数大9如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压

5、力，则固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为（）A B C D10如图所示，A、B两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连，置于固定斜面体的两个斜面上的相同高度处，且都处于静止状态，两斜面的倾角分别为和，,若不计摩擦，剪断细绳后，下列关于两物体说法中正确的是( )A两物体着地时所受重力的瞬时功率相同 B两物体着地时的动能相同C两物体着地时的速率相同 D两物体着地时的机械能相同11如图所示为皮带传送装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角为，A、B两端相距L，将质量为m的物体轻放到传送带的A端，物体沿AB方向从A端一直加速运动到B端，物体与传送带间的滑动摩擦力大小为f，传送带顺时针运转，皮

6、带传送速度v保持不变，物体从A到达B所用的时间为t，物体和传送带组成的系统因摩擦产生的热量为Q，电动机因运送物体多做的功为W，下列关系式中正确的（ ）A BC D12如图所示，一端连接轻弹簧的质量为m的物体B静止在光滑水平面上，质量也为m的物体A以速度v0正对B向右滑行，在A、B和弹簧发生相互作用的过程中，以下判断不正确的是（ ）A任意时刻A、B和弹簧组成的系统总动量都为mv0B弹簧压缩到最短时，A、B两物体的速度相等C弹簧的最大弹性势能为D弹簧压缩到最短时，A、B和弹簧组成的系统总动能最小13轻质弹簧竖直放在地面上，物块P的质量为m，与弹簧连在一起保持静止，现用竖直向上的恒力F使P向上加速运

7、动一小段距离L时速度为v，则（ ）A、重力做功是-mgL B、合外力做的功是C、合外力做的功是 D、弹簧弹力做的功是14如图所示，在水平地面上，一物块在与水平方向成角的恒力F作用下，水平向右运动了一段位移x在此过程中，恒力F对物体所做的功为（）AFxcos B CFxsin D15一个质量为的物体只在重力和竖直向上的拉力作用下以的加速度竖直向上加速运动，则在此物体上升高度的过程中，下列说法正确的是（ ）A物体的重力势能增加了 B物体的动能增加了C拉力对物体做功为 D物体的机械能增加了二、多选题（每小题至少有两个正确答案）16竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道，如图所示，A、M、B三点位于

8、同一水平面上，C、D分别为两轨道的最低点，将两个相同的小球分别从A、B处同时无初速释放。则（ ）A通过C、D时，两球的线速度大小相等B通过C、D时，两球的角速度大小相等C通过C、D时，两球的机械能相等D通过C、D时，两球对轨道的压力相等17如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g=10 m/s2，则：（ ） 甲 乙 丙A第1 s内推力做功为1 J B第2 s内物体克服摩擦力做的功为W= JC第 s时推力F的功率为2 W D第2 s内推力F做功的平均功率3 W18汽车发动机的额定功率为80kW，汽车的质量为210

9、3kg，如果汽车从静止开始以额定功率启动，汽车加速运动时间为6s，运动过程中阻力恒为4103N，则（ ）A汽车从静止启动后能达到的最大速度为20 msB汽车加速到10 ms时加速度大小为2ms2C汽车从静止达到最大速度的过程中的平均速度等于10 msD汽车从静止达到最大速度的过程中的平均速度大于10 ms19如图所示，质量m=1kg的物块在水平恒力F=20 N的推动下，从粗糙斜面底部A处由静止开始运动至高h=6 m的B处，用时t=2s到达B处时物块的速度大小为v=10 ms，重力加速度g=10 ms2不计空气阻力，则( )AA、B之间的水平距离8m B物块与斜面间的动摩擦因数为0. 25C推力

10、F对物块做的功为120 J D物块克服摩擦力做的功为50 J三、实验题20一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系。实验装置如下图甲所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小球刚好接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为 ；（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：弹簧压缩量x/cm小球飞行水平距离s/m结合（1）问与表中数据，

11、可分析得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的函数关系式为 （k为比例系数）A B C D（3）你认为与x的关系式中的比例系数k与弹簧的什么因素有关21在利用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：（1）打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，实验得到的甲、乙两条纸带如图所示，应选_纸带好。（2）若通过测量纸带上某两点间的距离来计算某时刻的瞬时速度，进而验证机械能守恒定律，现测得2、4两点间的距离为X1,0、3两点间的距离为X2，打点周期为T，为了验证0、3两点间的机械能守恒，则X1、X2和T应满足的关系是_。（3）在本实验中，需要特别注意的有（_）A称出重物的质量B手提纸带，先接通电源再释放纸

12、带让重物落下C可不考虑前面较密集的点，选取某个清晰的点作为起始运动点处理纸带，验证mghmv2/2是否成立D必须选取第1、2两点间距离一定等于2mm的纸带，才能从第1点起处理纸带，验证mghmv2/2是否成立（4）在本节实验中，根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v2/2为纵轴，以h为横轴，画出的图象应是下图所示中的哪个（_）。A. B C D四、解答题22根据牛顿第二定律及运动学相关方程分别推导动能定理和动量定理的表达式。23某兴趣小组为了研究过山车原理，做了一个简易实验：取一段长度1 m水平粗糙轨道，如图所示，在点设计一个竖直平面内的光滑圆轨道，半径的大小可以调节现有一电动小车（

13、可视为质点）质量为静止在点， 通过遥控器打开电源开关，在恒定牵引力2N作用下开始向运动，小车与水平轨道的动摩擦因数为，当小车刚好到达时立即关闭电源，然后进入圆轨道，=10m/s2，求：ABCDRL（1）若圆轨道半径=，小车到达轨道最高点时对轨道的压力；（2）要使小车不脱离轨道，则圆轨道的半径应满足什么条件参考答案1D【解析】要考虑运动员重心的变化高度，起跳时站立，重心离地面09 m，平落在50 cm的垫子上，重心下落了约04 m，重力做功WGmgh200 J2B【解析】物静止时，没有位移，则由功的公式：W=FLcos可知，重力及拉力均不做功，故A错误；当水平匀速移动时，由于力和位移方向相互垂直

14、，所以重力及拉力均不做功，故B正确；当重物竖直向上运动时，拉力做正功，而重力与位移方向相反，所以重力做负功，故C错误；当重物沿竖直方向向下移动时，重力做正功，钢绳拉力做负功，故D错误。所以B正确，ACD错误。3D【解析】由于小球在运动过程中只有重力做功，机械能守恒，到达N点时速率相等，且均等于初速率，即有v1=v2=v0小球沿管道MPN运动时，根据机械能守恒定律可知在运动过程中小球的速率小于初速率v0，而小球沿管道MQN运动，小球的速率大于初速率v0，所以小球沿管道MPN运动的平均速率小于沿管道MQN运动的平均速率，而两个过程的路程相等，所以有t1t2故D正确故选D.4A【解析】试题分析：对问

15、题受力分析可知，全过程中只有拉力做功，由动能定理可得，由于物体在前后的速度的大小相等，所以物体的动能的变化为零，所以水平力做的功为零，所以A正确故选A考点：功的计算点评：在全过程中，水平的拉力做的总功为零，所以根据动能定理可以很容易的判断，但是对于刚学到这个地方的学生来说，这是常出错的地方5B【解析】设人的质量为50kg，体重就是500N，则受到的阻力的大小为15N，假设骑自行车的速度为10m/s，则匀速行驶时，骑车人的功率P=Fv=fv=1510W=150W，故选B。【名师点睛】一般人的质量在50kg左右，即体重为500N，骑自行车的速度一般小于10m/s，由匀速行驶时功率 P=FV=fV，

16、可以求得结果。本题要用到平时的生活常识，人的一般体重和骑自行车的速度的大小，知道这些，再根据功率的公式就很容易分析了。6C【解析】试题分析：由于物体从斜面上滑下时，受到重力与摩擦力的作用，从不同轨道滑下时，重力做的功是相等的，摩擦力做的功又只与重力、摩擦系数、斜面的底边长有关，因为Wf=mgcos斜边mg底边，和斜面与底边的夹角无关，故摩擦力做的功也是相等的，也就是说，合外力做的功相等，则两次滑至B点时的动能的增量相等，故两次滑至B点时速度大小相同，C正确，A、B错误；物体克服摩擦做的功用来产生热量，故二者产生的热量也是相等的，D错误。考点：动能定理，摩擦力做功。7C【解析】【详解】A、加速运

17、动阶段，顾客的加速度沿电梯斜向上，有竖直向上的分加速度，根据牛顿第二定律，电梯对他的支持力大于其重力，处于超重状态；匀速运动阶段，加速度为0，所以既不超重也不失重。故A错误；B、在匀速阶段，电梯对乘客的作用力与重力等大反向，做正功，故B错误；C、匀加速运动阶段，电梯对顾客的支持力竖直向上，静摩擦力水平向右，两者合力斜向右上方，故C正确；D、在运送乘客的全过程中，乘客的动能和势能都增加，电梯多做的功等于乘客增加的重力势能和动能，故D错误。故选：C8D【解析】【详解】设斜面倾角为，底边长为s，则有：；，解得，则不同，则时间t不同，当=450时，物块滑到底端的时间最小，故选项AB错误；物体损失的机械

18、能等于摩擦力所做的功，摩擦力做功W=mgcos=mgs； 损失的机械能与夹角无关； 所以两物体损失的机械能相同，故C错误；若物块到达地面的动能相等，则由于倾角大的斜面重力做功多，故摩擦力做功也要多才能使两种情况下的合外力做功相等，故物块与倾角大的斜面间的动摩擦因数要大，故D正确；故选D。【点睛】本题考查学生对动能定理及功能关系的理解与应用； 对于两种情况进行比较的问题，一定要注意要找出相同条件后，再进行分析.9B【解析】由于点电荷在圆心处，所以从A到B的弧面为等势面，弧面上所有点的电场强度大小相等，电场力不做功，故根据动能定理可得到最低点B点时，只有重力做功，即，在最低点，解得，B正确【点睛】

19、小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力并不是电场力等于重力，而是电场力与重力提供向心力去做圆周运动10AC【解析】试题分析：两物体静止时时，根据平衡条件可知，到达地面时，根据机械能守恒可知两物体速率相等，因此重力的瞬时功率，A正确，C正确；开始时A物体的机械能为，B物体的机械能为，由于，因此，D错误，下滑过程中，两个物体各自机械能守恒，到达底端时势能全部转化为动能，因此两物体落地时动能也不相同，B错误。考点：功与功率，机械能守恒11BD【解析】试题分析：物块产生的加速度为：，在时间t内传送带前进位移为，发生的相对位移为：，故产生的热量为：，故A错误B正确；电动机做的功一部分转化为内能，另一

20、部分转化为物块的机械能，故有：，故C错误；传送带多做的功是传送带克服摩擦力做的功，等于摩擦力和传送带位移的乘积，即，故D正确考点：考查了牛顿第二定律，功能关系，能量守恒【名师点睛】产生的内能等于摩擦力与发生相对位移的乘积，电动机做的功全部转化为内能和物块增加的机械能，由能量守恒即可求得12C【解析】试题分析：在AB碰撞并压缩弹簧，在压缩弹簧的过程中，系统所受合外力为零，系统动量守恒，系统发生弹性碰撞，机械能守恒，AB的动能及弹簧的弹性势能之和不变，当弹簧被压缩到最短时，A、B两个物体的速度相同AB碰撞并压缩弹簧，在压缩弹簧的过程中，系统所受合外力为零，系统动量守恒，在任意时刻，A、B两个物体组

21、成的系统的总动量都为，故A正确；当AB两个物体速度相等时，两物体相距最近，即弹簧被压缩到最短，弹簧的弹性势能最大，系统的动能最小，根据动量守恒定律可得，根据能量守恒定律可得，解得，BD正确C错误13AD【解析】试题分析：P向上加速运动一小段距离L，重力做功为，根据动能定理合力做功为，因为，所以，故AD正确；考点：考查了功的计算，动能定理的应用【名师点睛】本题关键是明确物体的受力情况，然后结合动能定理列式求解各个力的功，弹力的变力，一定要根据动能定理求解功14A【解析】F为恒力，x为位移，为力与位移的夹角；故拉力F做的功为：W=Fxcos；故选：A。15BD【解析】试题分析：重力做负功重力势能增

22、加，物体上升h过程中，重力所做的负功为，重力势能增加了，所以A项错误；物体所受的合外力为，合外力做功等于动能的变化量，合外力做功为，物体的动能增加了，所以B项正确；根据牛顿第二定律可以求出拉力，拉力做功为，所以C项错误；除重力弹力之外的力做功影响机械能的变化，拉力做功为，所以机械能增加了，D项正确。考点：本题考查了功能关系16CD【解析】对任意一球研究设半圆轨道的半径为r，根据机械能守恒定律得： ，得： ，由于r不同，则v不等，故A错误；由v=r得： ，可知两球的角速度大小不等，故B错误；两球的初始位置机械能相等，下滑过程机械能都守恒，所以通过C、D时两球的机械能相等则小球通过C点时的速度较小

23、，故C正确；通过圆轨道最低点时小球的向心加速度为，与半径无关，根据牛顿第二定律得：N-mg=man，得轨道对小球的支持力大小为N=3mg，则球对轨道的压力为N=3mg，与质量无关，则通过C、D时，两球对轨道的压力相等，故D正确。所以CD正确，AB错误。17BD【解析】A、第1 s内物体保持静止状态，在推力方向没有位移产生，故做功为0，故A错误；B、由图像可知，第3 s内物体做匀速运动，F2 N，故，由v-t图像知，第2 s内物体的位移，第2 s内物体克服摩擦力做的功，故B正确；C、第 s时物体的速度为1 m/s，故推力的功率为3 W，故C错误；D、第2 s内推力F3 N，推力F做功，故第2 s

24、内推力F做功的平均功率，故D正确；故选BD。【点睛】根据V-t图和F-t图可知：第1s内推力没有克服物体的最大静摩擦力，一直静止没有运动；第2s内物体做加速运动；第3s内做匀速运动可知此时，根据功、平均功率和瞬时功率的公式可求得各选项的结果。18ABD【解析】A、当汽车的牵引力与阻力相等时，汽车的速度最大,根据P=fvm得，汽车的最大速度vm=P/f=80000/4000m/s=20m/s，故A正确；B、根据和牛顿第二定律F?f=ma得： ，B正确；CD、根据牛顿第二定律可知汽车从静止启动的过程是一个加速度逐渐减小的过程，所以平均速度大于10 ms，C错误、D正确。故选：ABD。【名师点睛】汽

25、车达到最大速度时，牵引力与阻力相等，则由功率公式可求得汽车能达到的最大速度；由功率公式求出10 ms时的牵引力，根据牛顿第二定律求出加速度；根据加速度的变化规律可知平均速度的大小大于10 ms。19ABD【解析】根据 ，解得x=10m,则AB之间的水平距离，选项A正确； 斜面倾角为=370，则由动能定理： ，代入数据解得 ，选项B正确；推力F的功：W ，选项C错误；客服摩擦力做功： ，选项D正确；故选ABD.点睛：求功时，要注意区分是恒力还是变力，若恒力做功，可直接考虑功的公式，合外力做功往往根据动能定理求要知道合外力做功等于动能的变化量，而且合外力做功等于各力做功的代数和。20(1) (2)

26、B(3)自然长度，金属丝粗细 ，弹簧的横截面积，匝数，劲度系数【解析】试题分析：（1）由平抛运动规律有，得。由机械能守恒定律得?（2）Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为：Ep与x2成正比猜测的理由：由表中数据可看出，在误差范围内，x正比于s，又 故选B（3）自然长度，金属丝粗细 ，弹簧的横截面积，匝数，劲度系数考点：探究弹力和弹簧伸长的关系21 甲 X12/ 8gX2 = T2 B C【解析】(1)打点计时器的打点频率为50Hz，打点周期为，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度： ，所以所选的纸带最初两点间的距离应接近2mm，故选甲图。(2)利用匀变速直线运动的推论，打点3时的速度为

27、：v3=x1/2T重物下落的高度h=x2，当机械能守恒时，应有： ，即：即：X12/ 8gX2 = T2（3）A、验证动能的增加量和重力势能的减小量，两端都有质量，可以约去，所以不需要测出重物的质量，故A错误；B、实验时，先接通电源，再释放重物，故B正确；C、实验中可以不考虑前面较密集的点，选取某个清晰的点作为起始运动点处理纸带，验证mgh=Ek是否成立，故C错误；D、若要验证mghmv2/2是否成立，必须选取第1、2两点间距离接近2 mm的纸带，才能从第1点起处理纸带，故D错误。故选：B。(4)根据知， ，可知?h图线为过原点的倾斜直线，故选：C.22该推导过程见解析【解析】设一个质量为m的

28、物体，初速度为，在水平合外力F（恒力）的作用下，运动一段距离x后，速度变为，所用的时间为t则根据牛顿第二定律得：，根据运动学知识有，联立得到，即为动能定理。根据运动学知识：，代入牛顿第二定律得：，即为动量定理。23（1）， 方向竖直向上. （2）m和m【解析】试题分析：（1）小车从A到C的过程，由动能定理得 解得m/s在C点，由向心力公式得 解得由牛顿第三定律知，在C点对轨道压力26N，竖直向上。（2）从A到B的过程，由动能定理得 不脱离轨道有两种情况：第一，圆周运动能过最高点。设轨道半径为，有： 解得m第二，往上摆动。设轨道半径为，有： 解得m所以，轨道半径的范围是：m和m考点：本题考查了动能定理、圆周运动、牛顿第三定律.