高中物理：机械能守恒定律-测试题(含答案)(DOC 12页).docx

1、高中物理：机械能守恒定律 测试题（含答案）一、单选题1如图所示,物体在恒力F作用下沿光滑水平面前进L,力F的方向与物体运动方向夹角为,物体的质量为m,重力加速度为g在此过程中,下列关于力做功的说法中正确的是（）A力F做功为FL B力F做功为FLcosC重力做功为mgL D合力对物体做功为02如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则 ( )A重力对两物体做的功相同 B重力的平均功率相同C到达底端时重力的瞬时功率PAPB D到达底端时两物体的动能相同,速度相同3如图所示,半径为R的1/8光滑圆弧轨道左端有一质量为m的小球,在大小恒为

2、F、方向始终与轨道相切的拉力作用下,小球在竖直平面内由静止开始运动,轨道左端切线水平,当小球运动到轨道的末端时,此时小球的速率为v,已知重力加速度为g,则( )A此过程拉力做功为FR B此过程拉力做功为C小球运动到轨道的末端时,拉力的功率为D小球运动到轨道的末端时,拉力的功率为Fv4如图所示,甲、乙两球质量相同,悬线一长一短,如将两球从同一水平面无初速释放,不计阻力,则小球通过最低点时（ ）A甲球受到的拉力与乙球受到的拉力大小相等B甲球重力做功的瞬时功率最大C甲球的动能和乙球的动能相等D相对同一参考平面,甲球的机械能大5如图所示,质量为的物体以速度离开桌面后经过A点时,所具有的机械能是(以桌面

3、为零势能面,不计空气阻力) （ ）A B C D6质量为m的物体,从静止出发以g/2的加速度竖直下降h,下列几种说法正确的是（ ）A机械能增加了B动能减少了C机械能减少了D重力势能增加了7放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在06 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示下列说法错误的是()A06 s内物体的位移大小为30 mB06 s内拉力做的功为70 JC 滑动摩擦力的大小为5 ND物体的质量为kg8如图,一物体从光滑斜面AB底端A点以初速度v0上滑,沿斜面上升的最大高度为h,下列说法中正确的是（设下列情境中物体从A点上滑的初速度仍为v0）（）A若把斜面CB

4、部分截去,物体冲过C点后上升的最大高度仍为hB若把斜面AB变成曲面AEB,物体沿此曲面上升仍能到达B点C若把斜面弯成圆弧形D物体仍沿圆弧升高hD以上说法都不对二、多选题9如图所示,长为L的轻杆一端固定一个质量为m的小球,另一端可绕固定轴O转动,已知小球通过最高点P时速度为,不计一切阻力,则（ ） A在最高点P轻杆受到小球对它的向下的弹力B小球在最低点Q受到轻杆对它的弹力大小为C小球在最低点Q和最高点P,轻杆中的弹力大小之差为5mgD小球要到达最高点P点,最低点Q点最小的速度为10如图所示,光滑斜面固定在水平地面上,轻质弹簧一端固定在斜面顶端,另一端与物块相连,弹簧处于自然长度时物块位于O点.现

5、将物块从O点拉至A点,撤去拉力后物块由静止向上运动,经O点到达B点时速度为零.则物块A从A到O,物块动能一直减小 B从O到B,物块动能一直减小C从A到O,物块弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量D从O到B,物块动能的减少量小于弹性势能的增加量11如图甲所示,一物体由某一固定的长斜面的底端以初速度v0沿斜面上滑,其动能Ek随离开斜面底端的距离x变化的图线如图乙所示,斜面与物体间的动摩擦因数0.5,g取10m/s2,不计空气阻力,则以下说法正确的是()A斜面的倾角30 B物体的质量为m0.5kgC斜面与物体间的摩擦力大小f2N D物体在斜面上运动的总时间t2s12质量为m的物体静止在光滑的水

6、平而上,物体在下列四种变化规律不同的合外力F作用下都通过相同的位移x0,下列说法正确的是（ ）A甲图和乙图合外力做功相等B丙图和丁图合外力做功相等C四个图合外力做功均相等D四个图中合外力做功最多的是丙图三、实验题13如图所示为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置（1）若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,重物质量为0.2kg实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,打P点时,重物的速度为零,A、B、C为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由P点运动到B点,重力势能减少量等于_J（结果保留3位有效数字）（2）实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力

7、势能,其主要原因是_A重物的质量过大B重物的体积过小C使用的直流电源D重物及纸带在下落时受到阻力14在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）： 下列说法哪一项是正确的_（填选项前字母）A平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量C实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放 图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz则打B点时小车的瞬时速度大小为_m/s（保留三位有效数字）四、解答题15一辆载重汽车在水平公路上,只要以额定功率行驶,所受阻力大小就与汽车对地面压力大小成正比.已知这辆

8、载重汽车质量m0=3.0 t,额定功率P=90 kW,空载时在水平公路上行驶的最大速度vm=25 m/s.某次,这辆汽车装上m=2.0 t的货物,在水平公路上以额定功率起动并保持额定功率,经过时间t=1.0 min达到最大速度.g取10 m/s2.求：（1）汽车空载,在水平公路上以最大速度行驶时受到的阻力大小.（2）汽车装上m=2.0 t的货物,在时间t=1.0 min内通过的路程.16如图,有一半径为R的半圆形曲面MPQ,质量为2m的A球与质量为m的B球, 用轻质绳连接后挂在圆柱曲面边缘现将A球从边缘M点由静止释放, 若不计一切摩擦,则A球沿圆柱曲面滑到最低点P时,求：(1)A球速度大小；(

9、2)这一过程中绳对A球所做的功.17质量为m=1kg的物块从一光滑的斜面顶端A点以初速度v0=2m/s下滑至底端B点后,颠簸了一下,接着沿水平粗糙地面匀减速滑行了x=8m位移后停止在C点已知斜面的高度为h=3m,物块与水平地面间的动摩擦因数为=0.1,g取10m/s2,求：（1）物块刚滑到斜面底端时（颠簸之前）的速度大小；（2）物块在B点由于颠簸而损失的机械能E参考答案1B【解析】【分析】对物体进行受力分析,受重力、支持力、拉力F,由做功公式可求得拉力及合力所做的功【详解】A、根据题意及功的公式可得：力F对物体所做的功：W=FLos,故A错误,B正确；C、重力在竖直方向,位移在水平方向,故重力

10、不做功,故C错误；D、物体受到重力、支持力、拉力F,其中重力和支持力都不做功,只有拉力做功,所以合力对物体做的功等于拉力做的功,即为FLos,故D错误故选B【点睛】功的计算中要注意功等于力与在力的方向上发生的位移,求合力做的功时可以先求出各个力做的功,再求其代数和,也可以先求出合力,再求合力做功2C【解析】【分析】【详解】本题考查功能关系,重力做功mgh,高度相同,重力做功相同,A对；A物体,运动时间不同,重力的平均功率不同,B错误；重力的瞬时功率,A物体竖直分速度小,瞬时功率小,C对；到达底端时两物体的动能相同,速度方向不同3B【解析】【详解】AB、将该段曲线分成无数段小段,每一段可以看成恒

11、力,可知此过程中拉力做功为,故选项B正确,A错误；CD、因为F的方向沿切线方向,与速度方向平行,则拉力的功率,故选项C、D错误.4A【解析】【详解】A.根据动能定理到最低点有：,在最低点有：,解得绳的拉力为：与绳长无关,A正确.B.在最低点因为速度水平,与重力方向垂直,所以重力瞬时功率为零,B错误.C.根据机械能守恒有动能,与绳长有关,甲的动能大,C错误D.因为两球从同一高度无初速度释放,所以两球机械能相同,D错误.5A【解析】【详解】选择桌面为零势能面,开始时机械能为：E=0+=.由于不计空气阻力,物体运动过程中机械能守恒,则经过A点时,所具有的机械能也为.故A正确,BCD错误故选A.6C【

12、解析】【详解】AC、因物体的加速度为 ,故说明物体受阻力作用,由牛顿第二定律可知, ,解得 ,阻力做功 ；阻力做功消耗机械能,故机械能的减小量为 ,A错误C正确B、由动能定理可得动能的改变量 ,动能增加了,B错误D、重力做功 ,所以物体的重力势能减少mgh,D错误7C【解析】【详解】A.、速度图象的“面积”表示位移,内物体的位移大小为,故选项A正确；B、在内物体的加速度大小为,由图可知当时则有,得到牵引力,在内物体的位移为,则拉力做功为,内拉力做的功,所以内拉力做的功为,故选项B正确；C、在内物体做匀速运动,合力做零,滑动摩擦力的大小为,故选项C错误；D、在内物体的加速度大小为,解得物体的质量

13、为,故选项D正确；说法错误的故选C.8B【解析】【分析】【详解】A若把斜面CB部分截去,物体冲过C点后做斜抛运动,由于物体机械能守恒,同时斜抛运动运动最高点,速度不为零,故不能到达h高处,故A错误；BD若把斜面AB与水平面的夹角稍变大,物体在最高点速度为零,根据机械能守恒定律,物体沿斜面上升的最大高度仍然为h,故B正确,D错误；C若把斜面弯成圆弧形D,如果能到圆弧最高点,即h处,由于合力充当向心力,速度不为零,故会得到机械能增加,矛盾,故C错误.故选B.9AC【解析】【详解】A. 向心力 ,由于向心力小于小球重力mg,所以小球在最高点P受到向上的弹力,根据牛顿第三定律：轻杆受到小球对它的向下的

14、弹力,故A正确.B. 小球从P到Q的过程,根据动能定理得： ,解得： ,则小球在Q点向心力为 ,对于Q点的小球： 解得： .所以：小球在最低点Q受到轻杆对它的弹力大小为,故B错误.C. 在P点： ,解得： , 所以小球在最低点Q和最高点P,轻杆中的弹力大小之差为5mg,故C正确.D. 小球要恰好到达最高点P点速度为零,根据动能定理得：,解得：,故D错误.10BC【解析】【详解】A. 从A到O,物体初速度为零,后来开始运动,动能先增加；当弹簧沿斜面向上的弹力等于重力沿斜面向下分量时,物体加速度为零,速度最大,动能最大；继续向上运动到O,弹簧沿斜面向上的弹力小于重力沿斜面向下分量,物体加速度沿斜面

15、向下,速度减小,动能减小.故A错误.B. 弹簧处于自然长度时物块位于O点,从O到B,弹簧弹力沿斜面向下,物体加速度沿斜面向下,物体减速,动能一直减小到零,B正确.C. 物块从A向O运动过程中,弹性势能减小,重力势能、动能增加,根据机械能守恒定律,弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量,C正确.D. 从O到B,根据机械能守恒可知,动能减小量等于弹性势能增加量与重力势能增加量之和,所以物块动能的减少量大于弹性势能的增加量,D错误.11BC【解析】【详解】AB由动能定理知Ek-x图像的斜率的绝对值表示合外力的大小,则上升阶段有mgsin mgcos 5N,下降阶段有mgsin mgcos 1N

16、,联立得,即37,m0.5kg,故A错误,B正确；C物体与斜面间的摩擦力:fmgcos 2N,故C正确；D上升阶段由Ekx图像知合力F15N,则a110m/s2,联立得：t11s同理,下降阶段合力F21N,则a22m/s2,联立得,则,故D错误.故选BC.12AD【解析】Fx图象中,图象与坐标轴围成的面积表示力F所做的功,由图象可知,甲乙的面积相等,丙的面积最大,丁的面积最小,故甲乙做功相等,丙做功最多,丁做功最小,选项A、D正确【点睛】物理上,在研究图像问题时,一般根据图像的纵横截距,斜率,面积等代表的物理意义来解决问题139.8210-2 D 【解析】【详解】(1)1重力势能减少量Epmg

17、h0.29.85.0110-2J9.8210-2J(2)2重物增加的动能略小于减少的重力势能,主要原因是,重物及纸带在下落时受到阻力,阻力做负功,根据能量守恒,重力势能转化为物体的动能和克服摩擦力做功,故D正确.故选D.14C 0.653 【解析】试题分析：车在水平木板运动时水平方向受到绳的拉力和摩擦力,想用钩码的重力表示小车受到的合外力,首先需要平衡摩擦力；而平衡摩擦力是小车带动纸带恰好做匀速运动,A错误；设小车质量M,钩码质量m,整体的加速度为a,绳上的拉力为F,则：对小车有：F=Ma；对钩码有：mg-F=ma,即：mg=（M+m）a；如果用钩码的重力表示小车受到的合外力,则要求：Ma=（

18、M+m）a,必须要满足小车的总质量远大于钩码质量,这样两者才能近似相等为使纸带打上尽量多的点,实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放 中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度得：=0.653m/s.考点：本题考查探究恒力做功与动能改变的关系15(1) f=3.6103 N (2) s=806.25 m【解析】【详解】（1）汽车空载,设在水平公路上以最大速度vm行驶时受到阻力大小为f,汽车牵引力为F,则：P=Fvm加速度为零：F=f解得f=3.6103 N （2）汽车装上m=2.0 t货物,设最大速度为vm1时,汽车牵引力为F1,受到的阻力为f1,在时间1.0 min内通过的路程为s,则：f=k

19、m0gf1=k(m0+m)g 最大速度时,加速度为零F1=f1又P=F1vm1 解得F1=f1=6103 Nvm1=15 m/s根据动能定理解得s=806.25 m16(1) (2)【解析】【详解】(1)当A球运动到P点时,将A球的速度分解,如图所示：设A球的速度为v,根据几何关系可知B球的速度为B球上升的高度为对A和B两小球的整体,由机械能守恒得：解得：(2)对A球,由动能定理得：解得：17（1）8m/s （2）24J【解析】【详解】（1）物块从A到B的过程只有重力做功,故机械能守恒,所以有：mghmv2mv02,故物块刚滑到斜面底端时（颠簸之前）的速度大小v8m/s；（2）物块在水平面上运动只有摩擦力做功,故由动能定理可得：mgx0mv2,所以物块在斜面底端时（颠簸之后）的速度大小v4m/s；所以物块在B点由于颠簸而损失的动能Ekmv2mv224J【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析,求得合外力及运动过程做功情况,然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解12