2018學(xué)年高一物理必修二人教版第七章機(jī)械能守恒定律單元測(cè)驗(yàn)卷解析版

2021學(xué)年高一物理必修二〔人教版〕第七章機(jī)械能守恒定律+單元測(cè)驗(yàn)卷一、選擇題1.用拉力將質(zhì)量為1kg物體勻速提高2m，在此過(guò)程中，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔〕A.拉力做的功是20ＪB.重力做的功是-20JC.合外力做的功是20JD.物體重力勢(shì)能增加20J【答案】C【解析】【詳解】A.用拉力將質(zhì)量為1kg物體勻速提高2m，F(xiàn)=mg=10N，拉力做的功W=Fx=B.重力做的功是WG=?mC.合外力為零，合外力做的功是0

，故C錯(cuò)誤；D.重力做的功是-20J，物體重力勢(shì)能增加20J

，故D正確。此題選錯(cuò)誤的：應(yīng)選C。2.如下圖，一質(zhì)量為m的木塊靜止在傾角為θ的斜面上，木塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．那么在斜面與木塊一起沿水平面向左勻速移動(dòng)距離L的過(guò)程中，摩擦力對(duì)木塊所做的功為〔〕A.0B.﹣μmgLcos2θC.﹣mgLsinθcosθD.﹣mgLsin2θ【答案】C【解析】分析：對(duì)物體受力分析，可以求得摩擦力，再由功的公式即可求得對(duì)物體做的功的大?。獯穑航猓何矬w處于靜止，對(duì)物體受力分析可得，學(xué)|科|網(wǎng)...學(xué)|科|網(wǎng)...學(xué)|科|網(wǎng)...學(xué)|科|網(wǎng)...學(xué)|科|網(wǎng)...學(xué)|科|網(wǎng)...學(xué)|科|網(wǎng)...在豎直方向mg=Ncosθ+fsinθ在水平分析Nsinθ=fcosθ解得N=mgcosθf(wàn)=mgsinθ摩擦力做的功Wf=-fcosθ?L=-mgLsinθcosθ應(yīng)選C．點(diǎn)評(píng)：對(duì)物體受力分析，求出力的大小，再由功的公式即可求得功的大小．3.如下圖，物體在恒力F作用下沿光滑水平面前進(jìn)L，力F的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向夾角為α，物體的質(zhì)量為m，重力加速度為g．在此過(guò)程中，以下關(guān)于力做功的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A.力F做功為FLB.力F做功為FLcosαC.重力做功為mgLD.合力對(duì)物體做功為0【答案】B【解析】【分析】對(duì)物體進(jìn)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．【詳解】A、根據(jù)題意及功的公式可得：力F對(duì)物體所做的功：W=FLosα，故A錯(cuò)誤，B正確；C、重力在豎直方向，位移在水平方向，故重力不做功，故C錯(cuò)誤；D、物體受到重力、支持力、拉力F，其中重力和支持力都不做功，只有拉力做功，所以合力對(duì)物體做的功等于拉力做的功，即為FLosα，故D錯(cuò)誤．應(yīng)選：B【點(diǎn)睛】功的計(jì)算中要注意功等于力與在力的方向上發(fā)生的位移，求合力做的功時(shí)可以先求出各個(gè)力做的功，再求其代數(shù)和，也可以先求出合力，再求合力做功．4.質(zhì)量為2kg的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2s落地。重力加速度g=10m/s2．關(guān)于重力做功及功率，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A.下落過(guò)程中重力的平均功率是200

WB.下落過(guò)程中重力做的功是200

JC.落地前的瞬間物體的動(dòng)能是200

JD.落地前的瞬間重力的瞬時(shí)功率是200

W【答案】A【解析】下落的高度h=12gt2＝12×10×22m＝20m，那么下落過(guò)程中重力的平均功率P＝mght＝2×10×2025.伊朗“伊斯蘭革命衛(wèi)隊(duì)〞于2021年2月25日在霍爾木茲海峽附近海域舉行大規(guī)模?？辗烙萘?xí)．其中有一個(gè)演習(xí)工程：包括快艇在內(nèi)的數(shù)十艘艦只，迅速包圍并攻擊一艘航母模型．假設(shè)快艇航行時(shí)所受水的阻力與它的速度的平方成正比，如果快艇以速度2v勻速航行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P，那么當(dāng)快艇以速度v勻速航行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為〔〕A.0.125PB.0.25PC.0.5PD.2P【答案】A【解析】【分析】快艇勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力與牽引力相等，應(yīng)用功率公式P=Fv可以求出快艇的功率．【詳解】阻力與速度的平方成正比，不妨設(shè)：f=kv2，快艇勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：F=f=kv2，由題意可知，速度為2v時(shí)，F(xiàn)=k〔2v〕2=4kv2，P=F?2v=8kv3，當(dāng)速度為v時(shí)，F(xiàn)′=kv2，P′=F應(yīng)選：A．【點(diǎn)睛】此題是一道信息給予題，認(rèn)真審題、理解題意，從題中獲取所需信息，然后應(yīng)用平衡條件、功率公式可以解題．6.如下圖為汽車在水平路面上啟動(dòng)過(guò)程中的v-t圖象，Oa為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，ab段表示以額定功率行駛時(shí)的加速階段．bc段是與ab段相切的水平直線．下述說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A.0～t1時(shí)間內(nèi)汽車以恒定功率做勻加速運(yùn)動(dòng)B.t1～t2時(shí)間內(nèi)的平均速度為v=C.t1～t2時(shí)間內(nèi)汽車牽引力做功等于12m〔v22-v12D.在全過(guò)程中t1時(shí)刻的牽引力及其功率都是最大值【答案】D【解析】0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力不變，速度增大，根據(jù)P=Fv知，汽車的功率增大，故A錯(cuò)誤。t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車做變加速直線運(yùn)動(dòng)，平均速度v≠v1+v22，故B錯(cuò)誤。t1～t2時(shí)間內(nèi)，根據(jù)動(dòng)能定理得，W-fs=12mv22?12mv12，那么牽引力做功W=fs+12mv22?12mv12，故C錯(cuò)誤。0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力不變，速度增大，功率增大，t1～t點(diǎn)睛：解決此題的關(guān)鍵理清在整個(gè)過(guò)程中汽車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，知道汽車何時(shí)速度最大，運(yùn)用動(dòng)能定理求解牽引力做功時(shí)，不能忽略阻力做功．7.以下過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)物體機(jī)械能守恒的是〔〕A.物體沿斜面勻速下滑B.物體沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.物體豎直向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】機(jī)械能等于動(dòng)能與勢(shì)能之和A、物體沿斜面勻速下滑，動(dòng)能不變，當(dāng)重力勢(shì)能減小，所以機(jī)械能發(fā)生了變化，故A錯(cuò)誤；B、物體沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，勢(shì)能不變，所以機(jī)械能也不變，故B正確；C、物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，而勢(shì)能時(shí)刻在變化，所以C錯(cuò)誤；D、物體豎直向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，而重力勢(shì)能在減小，所以機(jī)械能減少，故D錯(cuò)誤；點(diǎn)睛：知道機(jī)械能等于動(dòng)能與勢(shì)能之和，要判斷機(jī)械能是否變化，只要看動(dòng)能與勢(shì)能之和是否變化即可。8.如下圖，勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在墻上，另一端與置于水平面上的質(zhì)量為m的小物體接觸〔未連接〕，如圖中O點(diǎn)，彈簧水平且無(wú)形變．用水平力F緩慢向左推動(dòng)物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長(zhǎng)度被壓縮了x0，如圖中B點(diǎn)，此時(shí)物體靜止．撤去F后，物體開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的最大距離距B點(diǎn)為3x0，C點(diǎn)是物體向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈力和摩擦力大小相等的位置，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，那么〔〕A.撤去F時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為2μmgx0B.撤去F后物體先做加速度逐漸變小的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸變大的減速運(yùn)動(dòng)，最后做勻減速運(yùn)動(dòng)C.物體從B→C，彈簧彈性勢(shì)能的減少量等于物體動(dòng)能的增加量D.撤去F后，物體向右運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大【答案】B【解析】試題分析：A、撤去F后，物體開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的最大距離距B點(diǎn)為3x0，根據(jù)能量守恒定理得，Ep=μmg?3x0=3μmgx0，故A錯(cuò)誤．B、撤去F后，開(kāi)始彈簧的彈力大于摩擦力，物體向右做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力與摩擦力相等時(shí)，速度最大，然后彈力小于摩擦力，做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，與彈簧脫離后，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確．C、從B到C的過(guò)程，動(dòng)能增加，彈性勢(shì)能減小，內(nèi)能增加，根據(jù)能量守恒知，彈簧彈性勢(shì)能的減小量等于物體動(dòng)能的增加量和摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，故C錯(cuò)誤．D、撤去F后，物體運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度最大，動(dòng)能最大，故D錯(cuò)誤．應(yīng)選：B．考點(diǎn)：動(dòng)能定理的應(yīng)用。9.如下圖，斜面AB豎直固定放置，物塊〔可視為質(zhì)點(diǎn)〕從A點(diǎn)靜止釋放沿斜面下滑，最后停在水平面上的C點(diǎn)，從釋放到停止的過(guò)程中克服摩擦力做的功為W．因斜面塌陷，斜面變成APD曲面，D點(diǎn)與B在同一水平面上，且在B點(diǎn)左側(cè)。各接觸面粗糙程度均相同，不計(jì)物塊經(jīng)過(guò)B、D處時(shí)的機(jī)械能損失，忽略空氣阻力，現(xiàn)仍將物塊從A點(diǎn)靜止釋放，那么〔〕A.物塊將停在C點(diǎn)B.物塊將停在C點(diǎn)左側(cè)C.物塊從釋放到停止的過(guò)程中克服摩擦力做的功大于WD.物塊從釋放到停止的過(guò)程中克服摩擦力做的功小于W【答案】B【解析】物塊在斜面上滑動(dòng)時(shí)，克服摩擦力做的功為Wf=μmgcosθ·L，物塊在曲面上滑動(dòng)時(shí)，做曲線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有：FN?mgcosθ=mv2R，即F10.如下圖，質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為l的細(xì)線懸掛于O點(diǎn)?，F(xiàn)將小球拉到細(xì)線與豎直方向夾角為60°的位置由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，小球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，小球的速度、對(duì)細(xì)線的拉力大小分別為〔〕A.gl，2B.2glC.gl，3D.2gl【答案】A【解析】設(shè)球由靜止釋放運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mgL1?cos60°=12m11.如下圖，由長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿構(gòu)成的等邊三角形支架位于豎直平面內(nèi)，其中兩個(gè)端點(diǎn)分別固定質(zhì)量均為m的小球A、B，系統(tǒng)可繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，初始位置OA水平。由靜止釋放，重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦及空氣阻力。那么〔〕A.系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒B.B球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)重力勢(shì)能最小C.A球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)過(guò)程中，動(dòng)能一直在增大D.擺動(dòng)過(guò)程中，小球B的最大動(dòng)能為34【答案】AD【解析】系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，只有重力做功，所以系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，故A正確；A、B兩球組成的系統(tǒng)的重心在AB兩球連線的中點(diǎn)，所以當(dāng)AB桿水平時(shí)，重心最低，此時(shí)重力勢(shì)能最小，故B錯(cuò)誤；由系統(tǒng)能量守恒可知A球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)過(guò)程中，動(dòng)能先增大后減小，故C錯(cuò)誤；當(dāng)A、B水平時(shí)B的動(dòng)能最大，根據(jù)動(dòng)能定理可得：mgLsin600=2EKmax12.如圖質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球A和B，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點(diǎn)O處有一固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸，把桿置于水平位置后釋放，在B球順時(shí)針擺動(dòng)到最低位置的過(guò)程中(不計(jì)一切摩擦)()A.B球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒B.A球的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能也增加，A球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒【答案】AC【解析】【分析】把桿置于水平位置后釋放，兩球速度都增大，A球重力勢(shì)能增大，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒分析B球機(jī)械能的變化【詳解】A.由于B球的質(zhì)量較大，所以B球要向下擺動(dòng)，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，但B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故A正確；B、.A球向上擺動(dòng)，重力勢(shì)能和動(dòng)能都增加，那么A球的機(jī)械能增加，所以A球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加，故B錯(cuò)誤；CD、.A球和B球組成的系統(tǒng)，只有重力做功，總的機(jī)械能守恒，故C正確，D錯(cuò)誤；應(yīng)選AC?！军c(diǎn)睛】此題考查了機(jī)械能守恒，根據(jù)系統(tǒng)能量守恒，分析動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。13.質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t=0時(shí)起，第1秒內(nèi)受到2N的水平外力作用，第2秒內(nèi)受到同方向的1N的外力作用．以下判斷正確的選項(xiàng)是〔〕A.0~2s內(nèi)外力的平均功率是94B.第2s內(nèi)外力所做的功為54C.第1s末外力的瞬時(shí)功率最大D.第1s內(nèi)與第2s內(nèi)外力做功之比2【答案】AC【解析】【分析】此題可由動(dòng)量定理求得1s末及2s末的速度，再由動(dòng)能定理可求得合力的功，由功率公式求得功率；也可由動(dòng)力學(xué)公式求解出1s末及2s末的速度，再由動(dòng)能定理求解，不過(guò)在過(guò)程上就稍微繁瑣了點(diǎn)【詳解】由動(dòng)量定理Ft=mv2-mv1求出1s末、2s末速度分別為：v1=2m/s、v2=3m/s

A.由動(dòng)能定理可知合力做功為W=故0～2s內(nèi)外力的平均功率是P=Wt=B、第2秒動(dòng)能增加量為12mv22?12mv1C、第1s末外力的瞬時(shí)功率P1=F1v1=4W，第2s末功率分別為：、P2=F2v2=3W，故C對(duì)；D、第1s內(nèi)外力的功等于動(dòng)能的變化量W1同理第2s內(nèi)外力的功等于動(dòng)能的變化量W2所以第1s內(nèi)與第2s內(nèi)外力做功之比4：5，故D錯(cuò)誤；應(yīng)選AC14.質(zhì)量為m的物體，由靜止開(kāi)始下落，由于阻力的作用，下落的加速度為4g/5，在物體下落高度為h的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A.物體的機(jī)械能減少了4mgh/5B.物體的動(dòng)能增加了4mgh/5C.物體克服阻力做功mgh/5D.物體的重力勢(shì)能減少了mgh【答案】BCD【解析】試題分析：A、根據(jù)合力做功量度動(dòng)能的變化，下落的加速度為g，那么物體的合力為mg，w合=mgh，所以物體的動(dòng)能增加了mgh．故A正確．B、重力做功wG=mgh，重力做功量度重力勢(shì)能的變化，所以重力勢(shì)能減少了mgh，物體的動(dòng)能增加了mgh，即機(jī)械能就減少了mgh．故B不正確．C、物體受豎直向下的重力和豎直向上的阻力，下落的加速度為g，根據(jù)牛頓第二定律得阻力為mg，所以阻力做功wf=﹣fh=﹣mgh．所以物體克服阻力所做的功為mgh，故C正確．D、重力做功wG=mgh，重力做功量度重力勢(shì)能的變化，所以重力勢(shì)能減少了mgh，故D正確．應(yīng)選B．15.物塊先沿軌道1從A點(diǎn)由靜止下滑至底端B點(diǎn)，后沿軌道2從A點(diǎn)由靜止下滑經(jīng)C點(diǎn)至底端B點(diǎn)，AC=CB，如下圖。物塊與兩軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，不考慮物塊在C點(diǎn)處撞擊的因素，那么物塊沿兩個(gè)軌道下滑的整個(gè)過(guò)程中〔〕A.沿兩個(gè)軌道下滑的位移大小相同B.沿軌道2下滑的位移大C.物塊滑至B點(diǎn)時(shí)速度大小相同D.沿軌道2下滑克服摩擦力做功多【答案】AC【解析】A、由于初、末位置相同，故物塊沿兩條軌道下滑的位移相同，故A正確，B錯(cuò)誤；C、如下圖：沿軌道2運(yùn)動(dòng)，摩擦力做的功為：Wf2=μmgcosα?xAC+μm點(diǎn)睛：根據(jù)動(dòng)能定理，結(jié)合摩擦力做功的大小關(guān)系，判斷到達(dá)B端的動(dòng)能大小，從而得出速度的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)題16.在用自由落體法“探究動(dòng)能定理〞的實(shí)驗(yàn)中，〔1〕為完成此實(shí)驗(yàn)，除了圖1中所給的器材，以下所列器材中必需的有______．〔填字母〕A．毫米刻度尺

B．秒表

C．天平

D．低壓交流6V電源〔2〕圖2為實(shí)驗(yàn)打下的紙帶，紙帶上的點(diǎn)都是連續(xù)打下的點(diǎn)．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源周期為T(mén)，重力加速度為g．量得A、B、C各點(diǎn)到起點(diǎn)O〔打下的第一個(gè)點(diǎn)〕的長(zhǎng)度分別是

h1、h2、h3．重錘質(zhì)量為m，從起點(diǎn)O到B點(diǎn)重錘所受重力做功WG=______，動(dòng)能增加量△EK=______．〔用題中所給字母表示〕〔3〕在實(shí)驗(yàn)中，WG和△EK增并不嚴(yán)格相等，產(chǎn)生誤差的主要原因是______．【答案】(1).AD；(2).mgh2；(3).m【解析】【詳解】〔1〕實(shí)驗(yàn)需要求出重力做功與重錘動(dòng)能的增加量，需要驗(yàn)證：mg即驗(yàn)證：gh實(shí)驗(yàn)需要用刻度尺測(cè)下落高度h，另外打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要使用交流電源，因此需要的器材為：AD．〔2〕從起點(diǎn)O到B點(diǎn)重錘所受重力做功為：WG=mgh2，大小B點(diǎn)時(shí)重錘的速度為：v=重錘動(dòng)能的增加量為：△E〔3〕重錘下落過(guò)程受到阻力作用，要克服阻力做功，因此動(dòng)能的增加量與重力做功不相等．故此題答案是：(1).AD；(2).mgh2；(3).【點(diǎn)睛】探究動(dòng)能定理的方案很多，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)，要理解實(shí)驗(yàn)原理，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的前提與關(guān)鍵；應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可以求出重錘的瞬時(shí)速度，然后求出動(dòng)能．三、計(jì)算題17.在粗糙水平面上豎直放置半徑為R=6cm的光滑圓軌道，質(zhì)量為m=4kg的物塊靜止放置在粗糙水平面A處，物塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.75，A與B的間距L=0.5m，現(xiàn)對(duì)物塊施加大小恒定的力F使其沿粗糙水平面做直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B處將拉力F撤去，物塊沿豎直光滑圓軌道運(yùn)動(dòng)，假設(shè)拉力F與水平面的夾角為θ時(shí)，物塊恰好沿豎直光滑圓軌道通過(guò)最高點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2，物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，求：〔1〕物塊到達(dá)B處時(shí)的動(dòng)能；〔2〕拉力F的最小值及此時(shí)拉力方向與水平方向的夾角θ．【答案】〔1〕6J〔2〕33.6N，夾角為370【解析】試題分析：〔1〕設(shè)物塊到達(dá)豎直光滑軌道最高點(diǎn)速度為v，那么：物塊從B處沿光滑圓軌道運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)，因?yàn)闄C(jī)械能守恒，取B為零勢(shì)能所以由以上兩式解得：EKB=6J〔2〕物塊從A運(yùn)動(dòng)到B，由動(dòng)能定理得：FLcosθ－μ〔mg－Fsinθ〕=EKB代入數(shù)據(jù)并解得：所以當(dāng)θ=37°時(shí)，F(xiàn)最小值為33.6N考點(diǎn)：動(dòng)能定理；向心力【名師點(diǎn)睛】此題主要考查了動(dòng)能定理與圓周運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的