高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律（省一等獎）

人教版必修2《第7章機(jī)械能守恒定律》單元測試卷（1）一、選擇題1．關(guān)于力對物體做功的功率，下面幾種說法中正確的是（）A．力對物體做功越多，這個力的功率就越大B．力對物體做功的時間越短，這個力的功率就越大C．力對物體做功少，其功率只能很??；力對物體做功多，其功率可能較大D．功率是表示做功快慢而不是表示做功多少的物理量2．一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平面上，從t=0開始，將一個大小為F的水平恒力作用在該木塊上，在t=t1時刻力F的瞬時功率是（）A．t1 B．t12 C．t1 D．t123．飛行員進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時，抓住秋千桿由水平狀態(tài)開始下擺，到達(dá)豎直狀態(tài)的過程中如圖，飛行員受重力的即時功率變化情況是（）A．一直增大 B．一直減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大4．對于自由落體運(yùn)動，下列說法正確的是（）A．在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移之比是1：3：5B．在1s末、2s末、3s末的速度之比是1：3：5C．在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的平均速度之比是1：3：5D．在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的平均功率之比是1：3：55．質(zhì)量為m的汽車以恒定的功率P在平直的公路上行駛，汽車勻速行駛時的速率為v1，則當(dāng)汽車的速率為v2（v2＜v1）時，汽車的加速度為（）A． B．C． D．6．某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛，受到的阻力分別為車重的k1和k2倍，最大速率分別為v1和v2，則（）A．v2=k1v1 B．v2=v1 C．v2=v1 D．v2=k2v17．如圖所示，某物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h(yuǎn)的A點(diǎn)滑到同一水平面上，軌道1、2是光滑的，軌道3是粗糙的，則（）A．沿軌道1滑下重力做功多B．沿軌道2滑下重力做功多C．沿軌道3滑下重力做功多D．沿三條軌道滑下重力做的功一樣多8．如圖所示，質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點(diǎn)滾下，經(jīng)過水平面BC后，再滾上另一斜面，當(dāng)它到達(dá)高為的D點(diǎn)時，速度為零，在這個過程中，重力做功為（）A． B． C．mgh D．09．質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為h，如圖所示，若以桌面為參考平面，那么小球落地時的重力勢能及整個過程中小球重力勢能的變化分別為（）A．mgh，減少mg（H﹣h） B．mgh，增加mg（H+h）C．﹣mgh，增加mg（H﹣h） D．﹣mgh，減少mg（H+h）10．一質(zhì)量為m的物體被人用手由靜止豎直以加速度a勻加速提升h，關(guān)于此過程下列說法中不正確的是（）A．提升過程中物體的動能增加m（a+g）hB．提高過程中合外力對物體做功mghC．提高過程中手對物體做功m（a+g）hD．提高過程中物體克服重力做功mgh二、計(jì)算題11．起重機(jī)的鋼絲在10s內(nèi)將4t重的貨物向上吊起15米高（1）如果貨物時勻速上升，求起重機(jī)對貨物做功的功率；（2）如果貨物是從靜止開始勻加速上升，求起重機(jī)對貨物做功的平均功率是多少以及該起重機(jī)的額定功率最小是多少？12．汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW，其質(zhì)量為5×103kg，在水平路面上行駛時受阻力恒定為×103N，試求：（1）汽車所能達(dá)到的最大速度；（2）若汽車以s2的加速度由靜止開始做勻加速運(yùn)動，則汽車受到的牽引力多大？（3）汽車勻加速運(yùn)動的時間多長？13．在離地80m處無初速釋放一小球，小球質(zhì)量為m=200g，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，取最高點(diǎn)所在水平面為零勢能參考面．求：（1）在第2s末小球的重力勢能；（2）在第3s內(nèi)重力所做的功，重力勢能的變化．14．如圖所示，在水平地面上平鋪n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h，如將磚一塊一塊地疊放起來，至少需要做多少功？15．如圖所示，一條鐵鏈長為2m，質(zhì)量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，物體克服重力做功多少？物體的重力勢能變化了多少？

人教版必修2《第7章機(jī)械能守恒定律》單元測試卷（1）參考答案與試題解析一、選擇題1．關(guān)于力對物體做功的功率，下面幾種說法中正確的是（）A．力對物體做功越多，這個力的功率就越大B．力對物體做功的時間越短，這個力的功率就越大C．力對物體做功少，其功率只能很?。涣ξ矬w做功多，其功率可能較大D．功率是表示做功快慢而不是表示做功多少的物理量【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時功率．【分析】功率的定義式為P=，是用比值法定義的，與時間和做功多少無關(guān)，表示做功的快慢；公式P=Fv反映了功率的決定因素．【解答】解：A、功率表示做功的快慢，力對物體做功多，時間不一定小，故這個力的功率不一定大，故A錯誤；B、功率表示做功的快慢，力對物體做功的時間短，但功不一定大，故這個力的功率不一定大，故B錯誤；C、功率表示做功的快慢，是用比值法定義的，與做功的大小無直接關(guān)，故C錯誤；D、功率是表示做功快慢而不是表示做功多少的物理量，故D正確；故選：D．2．一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平面上，從t=0開始，將一個大小為F的水平恒力作用在該木塊上，在t=t1時刻力F的瞬時功率是（）A．t1 B．t12 C．t1 D．t12【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時功率．【分析】物體做勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律可以求得物體的加速度的大小，再由速度公式可以求得物體的速度的大小，由P=FV來求得瞬時功率．【解答】解：由牛頓第二定律可以得到，F(xiàn)=ma，所以a=t1時刻的速度為V=at=t1，所以t1時刻F的功率為P=FV=F?t1=t1故選：C3．飛行員進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時，抓住秋千桿由水平狀態(tài)開始下擺，到達(dá)豎直狀態(tài)的過程中如圖，飛行員受重力的即時功率變化情況是（）A．一直增大 B．一直減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時功率．【分析】重力是豎直方向的，重力的瞬時功率只與人在豎直方向上的速度有關(guān)，根據(jù)人做的是圓周運(yùn)動，可以知道人的速度的變化的情況．【解答】解：由于重力是豎直向下的，重力的瞬時功率只與人在豎直方向上的速度有關(guān)，在剛開始運(yùn)動的時候，人的速度為零，所以此時人的重力的瞬時功率為零，當(dāng)運(yùn)動到最低點(diǎn)時，人的速度為水平方向的，與重力的方向垂直，此時的人重力的功率為零，所以重力的功率是先增大后或減小，所以C正確．故選：C．4．對于自由落體運(yùn)動，下列說法正確的是（）A．在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移之比是1：3：5B．在1s末、2s末、3s末的速度之比是1：3：5C．在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的平均速度之比是1：3：5D．在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的平均功率之比是1：3：5【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的綜合運(yùn)用；自由落體運(yùn)動．【分析】自由落體運(yùn)動做初速度為零，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動的推論分析判斷．【解答】解：自由落體運(yùn)動初速度為零，做勻加速直線運(yùn)動，A、根據(jù)推論知，在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移之比為1：3：5，則平均速度之比為1：3：5．故A正確．B、根據(jù)v=at知，在1s末、2s末、3s末的速度之比為1：2：3，故B錯誤；C、由A分析知，第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移之比為1：3：5，故平均速度之比為1：3：5，故C正確；D、平均功率P=可知，平均功率之比等于平均速度之比，故D正確．故選：ACD．5．質(zhì)量為m的汽車以恒定的功率P在平直的公路上行駛，汽車勻速行駛時的速率為v1，則當(dāng)汽車的速率為v2（v2＜v1）時，汽車的加速度為（）A． B．C． D．【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時功率；牛頓第二定律．【分析】汽車以恒定的功率勻速運(yùn)動時，汽車受到的阻力的大小和汽車的牽引力的大小相等，由此可以求得汽車受到的阻力的大小，當(dāng)速度為v2時，在由P=Fv可以求得此時的牽引力的大小，根據(jù)牛頓第二定律求得汽車的加速度的大?。窘獯稹拷猓浩囈运俣葀1勻速運(yùn)動時，根據(jù)P=Fv1=fv1可得汽車受到的阻力的大小為f=，汽車以速度v2勻速運(yùn)動時，根據(jù)P=F′v2，所以此時的牽引力F′=，由牛頓第二定律可得，F(xiàn)′﹣f=ma，所以加速度為a===，所以C正確．故選C．6．某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛，受到的阻力分別為車重的k1和k2倍，最大速率分別為v1和v2，則（）A．v2=k1v1 B．v2=v1 C．v2=v1 D．v2=k2v1【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時功率．【分析】汽車在水平路面上行駛時，當(dāng)牽引力等于阻力時，速度最大．根據(jù)功率與速度的關(guān)系，結(jié)合汽車阻力與車重的關(guān)系求解．【解答】解：設(shè)汽車的功率為P，質(zhì)量為m，則有：P=K1mgV1=K2mgV2，所以v2=v1故選：B．7．如圖所示，某物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h(yuǎn)的A點(diǎn)滑到同一水平面上，軌道1、2是光滑的，軌道3是粗糙的，則（）A．沿軌道1滑下重力做功多B．沿軌道2滑下重力做功多C．沿軌道3滑下重力做功多D．沿三條軌道滑下重力做的功一樣多【考點(diǎn)】重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系．【分析】重力做功W=mgh，h是物體初末位置的高度差．根據(jù)這個公式進(jìn)行分析．【解答】解：物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h(yuǎn)的A點(diǎn)滑到同一水平面上，重力做功都是W=mgh，所以沿三條軌道滑下重力做的功一樣多，故D正確．ABC錯誤．故選：D8．如圖所示，質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點(diǎn)滾下，經(jīng)過水平面BC后，再滾上另一斜面，當(dāng)它到達(dá)高為的D點(diǎn)時，速度為零，在這個過程中，重力做功為（）A． B． C．mgh D．0【考點(diǎn)】功的計(jì)算．【分析】重力做功與路經(jīng)無關(guān)，高度差h有關(guān)w=mgh．【解答】解：AD間的高度差為，則重力做功為．則B正確，ACD錯誤，故選：B9．質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為h，如圖所示，若以桌面為參考平面，那么小球落地時的重力勢能及整個過程中小球重力勢能的變化分別為（）A．mgh，減少mg（H﹣h） B．mgh，增加mg（H+h）C．﹣mgh，增加mg（H﹣h） D．﹣mgh，減少mg（H+h）【考點(diǎn)】功能關(guān)系；機(jī)械能守恒定律．【分析】物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能．對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定．物體質(zhì)量越大、位置越高、做功本領(lǐng)越大，物體具有的重力勢能就越大，其表達(dá)式為：Ep=mgh．【解答】解：以桌面為零勢能參考平面，那么小球落地時的重力勢能為Ep1=﹣mgh；整個過程中小球高度降低，重力勢能減少，重力勢能的減少量為：△Ep=mg?△h=mg（H+h）；故選：D．10．一質(zhì)量為m的物體被人用手由靜止豎直以加速度a勻加速提升h，關(guān)于此過程下列說法中不正確的是（）A．提升過程中物體的動能增加m（a+g）hB．提高過程中合外力對物體做功mghC．提高過程中手對物體做功m（a+g）hD．提高過程中物體克服重力做功mgh【考點(diǎn)】動能定理的應(yīng)用；重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系；功能關(guān)系．【分析】由牛頓第二定律求得物體受到的合力與人對物體的拉力，然后利用恒力做功的公式分別求出重力和拉力做的功，應(yīng)用動能定理或功能關(guān)系解決各種能量的增量．【解答】解：A、由動能定理得：w合=△EK物體被人用手由靜止豎直以加速度a勻加速提升h，所以w合=mah即提升過程中物體的動能增mah，故A錯誤．B、提高過程中合外力對物體做功w合=mah，故B錯誤．C、設(shè)人對物體的拉力F，由牛頓第二定律得F﹣mg=ma，即F=m（g+a），提高過程中手對物體做功為m（a+g）h，故C正確．D、提高過程中物體克服重力做功mgh，故D正確．本題選不正確的，故選：AB．二、計(jì)算題11．起重機(jī)的鋼絲在10s內(nèi)將4t重的貨物向上吊起15米高（1）如果貨物時勻速上升，求起重機(jī)對貨物做功的功率；（2）如果貨物是從靜止開始勻加速上升，求起重機(jī)對貨物做功的平均功率是多少以及該起重機(jī)的額定功率最小是多少？【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時功率．【分析】（1）貨物勻速上升時，牽引力等于重力，結(jié)合牽引力做功，根據(jù)平均功率的公式求出起重機(jī)對貨物做功的功率．（2）根據(jù)位移時間公式求出貨物的加速度，結(jié)合牛頓第二定律求出牽引力的大小，根據(jù)牽引力做功的大小，結(jié)合平均功率的公式求出起重機(jī)對貨物做功的平均功率．根據(jù)速度時間公式求出勻加速直線運(yùn)動的末速度，再根據(jù)P=Fv求出起重機(jī)的最小額定功率．【解答】解：（1）貨物勻速上升時，F(xiàn)=mg=40000N，起重機(jī)對貨物做功的大小W=Fh=40000×15J=600000J，則起重機(jī)對貨物做功的功率P=．（2）若貨物做勻加速上升，根據(jù)h=得，a=，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)′﹣mg=ma，解得牽引力F′=mg+ma=40000+4000×=41200N，則起重機(jī)對貨物做功的平均功率=61800W．勻加速直線運(yùn)動的末速度v=at=×10m/s=3m/s，可知起重機(jī)的額定功率最小值P=F′v=41200×3W=123600W．答：（1）起重機(jī)對貨物做功的功率為60000W；（2）起重機(jī)對貨物做功的平均功率為61800W，起重機(jī)的額定功率最小值為123600W．12．汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW，其質(zhì)量為5×103kg，在水平路面上行駛時受阻力恒定為×103N，試求：（1）汽車所能達(dá)到的最大速度；（2）若汽車以s2的加速度由靜止開始做勻加速運(yùn)動，則汽車受到的牽引力多大？（3）汽車勻加速運(yùn)動的時間多長？【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時功率；勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系；牛頓第二定律．【分析】（1）當(dāng)汽車牽引力等于阻力時，汽車的速度最大，根據(jù)P=Fv=fv求出最大速度的大?。?）根據(jù)牛頓第二定律求出汽車所受的牽引力．（3）根據(jù)P=Fv求出勻加速直線運(yùn)動的最大速度，結(jié)合速度時間公式求出勻加速直線運(yùn)動的時間．【解答】解：（1）當(dāng)汽車以最大速度行駛時，F(xiàn)=f=×103N．由P=Fv得，最大速度．（2）由牛頓第二定律F﹣f=ma代入數(shù)據(jù)得F=7500N．（3）汽車做勻加速運(yùn)動到最大速度時，達(dá)到額定功率，此時速度v′=．則汽車做勻加速直線運(yùn)動的時間t=．答：（1）汽車所能達(dá)到的最大速度為12m/s．（2）汽車受到的牽引力為7500N．（3）汽車勻加速運(yùn)動的時間為16s．13．在離地80m處無初速釋放一小球，小球質(zhì)量為m=200g，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，取最高點(diǎn)所在水平面為零勢能參考面．求：（1）在第2s末小球的重力勢能；（2）在第3s內(nèi)重力所做的功，重力勢能的變化．【考點(diǎn)】機(jī)械能守恒定律．【分析】（1）小球做自由落體運(yùn)動，根據(jù)h=求出下落的高度，再根據(jù)Ep=mgh求解重力勢能．（2）根據(jù)自由落體運(yùn)動的規(guī)律求出在第3s內(nèi)小球下落的高度△h，重力做功為：WG=mg?△h．【解答】解：選取零勢能參考平面．（1）在第2s末小球所處的高度為：h=﹣gt2=﹣×10×22m=﹣20m重力勢能為：Ep=mgh=×10×（﹣20）J=﹣40JEp＜0，說明重力勢能減少．（2）在第3s末小球所處的高度為h′=﹣g×t′2=﹣×10×32