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1、浙江省永嘉縣永臨中學(xué)高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律單元測試7 新人教版必修2
一、選擇題(本大題10小題,每小題5分,共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的小題有兩個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對的得5分,選不全的得3分,有錯(cuò)選或不答的得0分。)
1.某班同學(xué)從山腳下某一水平線上同時(shí)開始沿不同路線爬山,最后所有同學(xué)都陸續(xù)到達(dá)山頂上的平臺(tái)。則下列結(jié)論正確的是?( )
A.體重相等的同學(xué),克服重力做的功一定相等
B.體重相同的同學(xué),若爬山路徑不同,重力對它們做的功不相等
C.最后到達(dá)山頂?shù)耐瑢W(xué),克服重力做功的平均功率最小
D.先到達(dá)山頂?shù)耐瑢W(xué),克服重力做功的
2、平均功率最大
2.某同學(xué)在一高臺(tái)上,以相同的速率分別把三個(gè)質(zhì)量相同的小球豎直向下、豎直向上、水平拋出,不計(jì)空氣阻力,則?( )
A.三個(gè)小球落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相等
B.從拋出到落地的過程中,重力對它們做功的平均功率相等
C.從拋出到落地的過程中,重力對它們做功相等
D.三個(gè)小球落地時(shí)速度相同
3.質(zhì)量為m的汽車在平直公路上以恒定功率P從靜止開始運(yùn)動(dòng),若運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒定,大小為f。則?( )
A.汽車先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.汽車先做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng),后做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.汽車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為
D.汽車勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)
3、牽引力大小等于f
4.下列說法正確的是?( )
A.物體機(jī)械能守恒時(shí),一定只受重力和彈力的作用
B.物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能一定守恒
C.物體除受重力和彈力外,還受到其它力作用,物體系統(tǒng)的機(jī)械能可能守恒
D.物體的動(dòng)能和重力勢能之和增大,必定有重力以外的其它力對物體做功
5.小朋友從游樂場的滑梯頂端由靜止開始下滑,從傾斜軌道滑下后,又沿水平軌道滑動(dòng)了一段距離才停了下來,則( )
A.下滑過程中滑梯的支持力對小朋不做功
B.下滑過程中小朋友的重力做正功,它的重力勢能增加
C.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小朋友、地球系統(tǒng)的機(jī)械能守恒
D.在傾斜軌道滑動(dòng)過程中摩擦力對小朋友做
4、負(fù)功,他的機(jī)械能減少
6.質(zhì)量為m的滑塊,以初速度vo沿光滑斜面向上滑行,不計(jì)空氣阻力。若以距斜面底端h高處為重力勢能參考面,當(dāng)滑塊從斜面底端上滑到距底端高度為h的位置時(shí),它的動(dòng)能是( )
A.???? B. ???C.? ?? D.
7.一蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落,到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略,運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是?( )
A.運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢能始終減小
B.蹦極繩張緊后的下落過程中,彈性力做負(fù)功,彈性勢能增加
C.蹦極過程中,運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
D.蹦極過程中,重力勢能的
5、改變與重力勢能零點(diǎn)的選取有關(guān)
8.如圖1所示,分別用質(zhì)量不計(jì)不能伸長的細(xì)線與彈簧分別吊質(zhì)量相同的小球A、B,將兩球拉開使細(xì)線與彈簧都在水平方向上,且高度相同,而后由靜止放開A、B兩球,兩球在運(yùn)動(dòng)中空氣阻力不計(jì),到最低點(diǎn)時(shí)兩球在同一水平面上,此過程?( )
A.重力做功A球比B球多
B.在最低點(diǎn)B球的機(jī)械能比A球大
C.A、B兩球的機(jī)械能都守恒
D.彈簧對B球做負(fù)功
9.質(zhì)量為m的物體從高度為h、傾角為θ的光滑斜面的頂端從靜止開始滑下,若不計(jì)空氣阻力,則物體?( )
A.滑到斜面底端時(shí)減少的機(jī)械能等于
B.滑到斜面底端時(shí)增加的動(dòng)能等于
C.滑到斜面底端時(shí)重力對
6、物體做的功功率等于
D.小球滑到斜面底端時(shí)的速度大小與斜面傾角無關(guān)
10.如圖2所示,質(zhì)量不同的兩物體通過輕繩相連,M>m,滑輪光滑且質(zhì)量不計(jì),輕繩的伸長不計(jì),空氣阻力不計(jì)。由靜止釋放兩物體,則物體M下降h距離過程中( )
A.兩物體減少的機(jī)械能總量等于
? B.輕繩的拉力對m做的功等勢
C.M的速度大小等于
D.m的速度大小等于
二、填空題(共22分,將答案填寫在題中橫線上。)
11.(10分)(原創(chuàng))某同學(xué)利用如圖5所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
(1)請指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯(cuò)誤:①????????? ??????????????,②?
7、???????? ?????????????;
(2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先???????????? ,再??? ?????????;(接通電源開關(guān),釋放紙帶)
(3)實(shí)驗(yàn)中需要對比是否相等的兩個(gè)量是
和?? ? ,實(shí)驗(yàn)中?? ??? 測量重物的質(zhì)量(必須,不需)。
12.(6分)在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,
(1)我們并不需要測出橡皮筋做的功到底是多少,只需測出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對小車做的功是第一次實(shí)驗(yàn)的多少倍,使用的方法是( )
A.用同樣的力對小車作用,讓小車通過的距離為s、2s、3s…進(jìn)行第1次,第2次,第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí),力對小車做的
8、功就是W、2W、3W…
B.讓小車通過相同的距離,第1次力為F、第2次力為2F,第3次力為3F…實(shí)驗(yàn)時(shí),力對小車做的功就是W、2W、3W…
C.選用同樣的橡皮筋,在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致,當(dāng)用1條、2條、3條…同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對小車做的功就是W、2W、3W…
D.利用彈簧測力計(jì)測量對小車的拉力F,利用直尺測量小車在力的作用下移動(dòng)的距離s,
便可求出每次實(shí)驗(yàn)中力對小車做的功,可控制為W、2W、3W…
(2)關(guān)于探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,下列敘述正確的是( )
A.每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對小車
9、做功的具體數(shù)值
B.每次實(shí)驗(yàn)中,橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致
C.放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平
D.先接通電源,再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
13.(6分)如圖4所示。光滑弧形軌道末端水平、離地面的高度為H,將鋼球從軌道上高度h處靜止釋放,鋼球的落點(diǎn)距軌道末端的水平距離為s。當(dāng)s2與h滿足s2=??? ? ? (用H、h表示)時(shí),便可證明小球下滑運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒。
三、計(jì)算題(共28分,各小題解答時(shí),要寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。)
14.(8分)物體在水平恒力F作用下,在水平面上由靜止開始
10、運(yùn)動(dòng),當(dāng)位移為L時(shí)撤去水平恒力F,此后物體繼續(xù)向前滑行3L后靜止。若路面情況相同,求物體運(yùn)動(dòng)中受到的摩擦力和最大動(dòng)能。
15.(8分)質(zhì)量為m的汽車在平直公路上加速行駛,當(dāng)速度為v1時(shí),立即以不變的功率P繼續(xù)加速行駛。再通過s路程時(shí)速度增加至最大速度v2。設(shè)汽車行駛中所受阻力不變,求汽車速度由v1增至v2所用的時(shí)間。
16.(12分)如圖5所示,一固定在豎直平面內(nèi)的光滑的半圓形軌道ABC,其半徑R=0.5m,軌道在C處與水平地面相切,在C處放一質(zhì)量等于0.1kg的小物塊,給它一水平向左的初速度vo=5m/s,結(jié)果它沿C
11、BA運(yùn)動(dòng),通過A點(diǎn)后落在水平地面上的D點(diǎn)。取重力加速度g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力,求:
(1)物體經(jīng)過A點(diǎn)時(shí),軌道對它的支持力;?
(2)C、D間的距離s;
參考答案與解析:
1.A
解析:所有同學(xué)爬山過程中,初末位置的高度差相等,都是由低處到高處,重力都做負(fù)功,即克服重力做功。有與重力的功與路徑無關(guān),體重相等的同學(xué),重力的功相等,克服重力的功相等。選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤;最先到達(dá)山頂?shù)耐瑢W(xué)所用時(shí)間最短,但克服重力的功可能較小,平均功率不一定最大。最后到達(dá)山頂?shù)耐瑢W(xué)所用時(shí)間最長,但克服重力的功可能較大,平均功率不一定最小。
2.C
解析:各小球下落高
12、度相等,重力的功相等,但下落時(shí)間不同,重力的平均功率不等。由于不計(jì)空氣阻力,小球運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能守恒,它們落地時(shí)的速度大小相等,但方向不同,重力的瞬時(shí)功率不等。
3.BC
4.CD
解析:物體系統(tǒng)中,雖有不是重力、彈力的力,但若這些力不做功,物體系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,若這些力的總功不等于零,系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒,總功為正功,機(jī)械能增加,總功為負(fù)功,機(jī)械能減少。
5.AD
解析:下滑過程中,支持力屬于彈力,方向始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直,不做功;下滑過程中,重力做正功,小朋友的重力勢能減??;整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,由于空氣阻力、摩擦力做功,小朋友的機(jī)械能不守恒;在傾斜軌道運(yùn)動(dòng)時(shí),摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,
13、摩擦力做負(fù)功,機(jī)械能減少。
6.D
?7.ABC。
解析:不管選那個(gè)位置為重力勢能參考面,運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低位置前高度總是減小的,因此重力勢能一直是減小的。繩緊張后,隨著運(yùn)動(dòng)員的下降,繩伸長,對運(yùn)動(dòng)員作用向上的彈力,此力做負(fù)功,同時(shí)伸長量增大,彈性勢能增加。由于空氣阻力可以忽略,蹦極過程中,對于運(yùn)動(dòng)員、地球、繩系統(tǒng)來說,只有重力與彈力做功,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。重力勢能與重力勢能參考平面的選取有關(guān),而重力勢能的變化量則與此無關(guān)。
8.D
9.BD
10.D
解:由于M>m,釋放后M下降,m上升,運(yùn)動(dòng)中只有重力做功,輕繩彈力對兩物體做功的代數(shù)和等于零,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。故有:。解得兩物
14、體的速度大小為:;運(yùn)動(dòng)過程中,m加速上升,輕繩的拉力不等于mg,它的功不等于mgh。
11.(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在了直流電源上,釋放紙帶時(shí)重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn);(2)先接通電源開關(guān),再釋放紙帶;(3)重物減少的重力勢能和增加的動(dòng)能,不需。
解析:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用4-6V交流電源,為使紙帶上打出較多的點(diǎn),應(yīng)使重物處在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,釋放紙帶。(2)由于是從重物自由落體開始時(shí)刻測量的,為保證打點(diǎn)開始時(shí)刻與重物開始下落時(shí)刻同步,應(yīng)先接通電源再釋放紙帶。由于是比較與是否相等,不需要測量重物質(zhì)量。
12.(1)C (2)D
13.
14.,。
解析:物體在水平恒力F作用下能從
15、靜止開始運(yùn)動(dòng),說明F大于地面對物體的摩擦力。所以運(yùn)動(dòng)開始后物體先做勻加速運(yùn)動(dòng),在撤去F前速度一直增大,動(dòng)能一直增大。這一過程中,物體手F、滑動(dòng)摩擦力、重力、地面支持力四個(gè)的作用,只有重力和摩擦力做功。設(shè)物體的質(zhì)量為m,摩擦力為f,最大動(dòng)能為Ek。則這一過程中,各力功的代數(shù)和為,動(dòng)能的增量為Ek。由動(dòng)能定理有:。撤去F后的運(yùn)動(dòng)過程中,物體在重力、支持力、摩擦力的作用下勻減速運(yùn)動(dòng)到靜止,只有摩擦力做功。同理,由動(dòng)能定理有:。解以上兩式得:,,。
15.
解析:汽車速度為v2時(shí),由瞬時(shí)功率及共點(diǎn)力平衡條件有:,。速度由v1增至v2過程中,對汽車的運(yùn)動(dòng)運(yùn)用動(dòng)能定理有:。解得:。
16.(1)0;(2)s=1m
;設(shè)物體由A到D經(jīng)歷的時(shí)間為t,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有:,。代入數(shù)據(jù)解得:N=0,s=1m。