通用版带答案高中物理必修二第八章机械能守恒定律微公式版必考考点训练.docx
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1、通用版带答案高中物理必修二第八章机械能守恒定律微公式版必考考点训练1单选题1、质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为()A14mgRB310mgRC12mgRDmgR答案:C在最低点时,根据牛顿第二定律有7mg-mg=mv12R则最低点速度为v1=6gR恰好通过最高点,则根据牛顿第二定律有mg=mv22R则最高点速度为v2=gR由动能定理得-2mgR+Wf=12mv22-12mv12解得Wf
2、=-12mgR球克服空气阻力所做的功为0.5mgR故选C。2、如图所示为某汽车启动时发动机功率P随时间t变化的图像,图中P0为发动机的额定功率,若已知汽车在t2时刻之前已达到最大速度vm,据此可知()At1t2时间内汽车做匀速运动B0t1时间内发动机做的功为P0t1C0t2时间内发动机做的功为P0(t2t12)D汽车匀速运动时所受的阻力小于P0vm答案:CA由题意得,在0t1时间内功率随时间均匀增大,知汽车做匀加速直线运动,加速度恒定,由牛顿第二定律F-f=ma可知,牵引力恒定,合力也恒定。在t1时刻达到额定功率,随后在t1t2时间内,汽车速度继续增大,由P=Fv可知,牵引力减小,则加速度减小
3、,直到牵引力减小到与阻力相等时,达到最大速度vm=PF=Pf接着做匀速运动,A错误;B发动机所做的功等于图线与t轴所围的面积,则0t1时间内发动机做的功为W1=12P0t1B错误;C发动机所做的功等于图线与t轴所围的面积,则0t2时间内发动机做的功为W=12P0(t2-t1+t2)=P0(t2-t12)C正确;D当汽车匀速运动时所受的阻力f=F=P0vmD错误。故选C。3、如图所示,嫦娥四号在绕月球椭圆轨道上无动力飞向月球,到达近月轨道上P点时的速度为v0,经过短暂“太空刹车”,进入近月轨道绕月球运动。已知月球半径为R,嫦娥四号的质量为m,在近月轨道上运行周期为T,引力常量为G,不计嫦娥四号的
4、质量变化,下列说法正确的是()A嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能与在近月轨道上运行时的机械能相等B月球的平均密度=3GT2C嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为4mRT2D“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为12mv02-m2R2T2答案:BA嫦娥四号在椭圆轨道上P点时要制动减速,机械能减小,则嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能比在近月轨道上运行时的机械能大,选项A错误;B根据万有引力供向心力GMmR2=m2T2R且=M43R3解得=3GT2选项B正确;C嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为mg=GMmR2又GMmR2=42mRT2联立解得mg=42mRT2选项C错误;D根据动
5、能定理,“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为W=12mv02-12mv2又v=2RT联立解得W=12mv02-2m2R2T2选项D错误。故选B。4、2021年10月16日0时23分,搭载神舟十号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,约582秒后,神舟十三号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航大员送入太空。10月16日6时56分,载人飞船与中国空间站组合体完成自主快速交会对接空间站组合体在离地400km左右的椭圆轨道上运行,如图所示。11月8日,经过约6.5小时的出舱活动,神舟十三号航天员乘组密切协同,圆满完成出舱活动全部既
6、定任务,同时,在完成任务的过程中,航天员发现在空间站内每隔大约1.5小时就能看到一次日出。不计一切阻力,组合体则根据题中所给信息,以下判断正确的是()A航天员在出舱工作时处于超重状态B空间站组合体运动到近地点时的加速度最小C空间站组合体的椭圆轨道半长轴小于地球同步卫星的轨道半径D空间站组合体沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中,机械能不守恒答案:CA航天员出舱工作时处于失重状态,A错误;B空间站组合体运动到近地点时的加速度最大,B错误;C空间站组合体的运动周期小于地球同步卫星的运动周期,故空间站组合体的轨道半长轴小于地球同步卫星的轨道半径,C正确;D空间站组合体沿椭圆轨道由近地点向远地点运动
7、的过程中,机械能守恒,D错误。故选C。5、有一种飞机在降落的时候,要打开尾部的减速伞辅助减速,如图所示。在飞机减速滑行过程中,减速伞对飞机拉力做功的情况是()A始终做正功B始终做负功C先做负功后做正功D先做正功后做负功答案:B减速伞对飞机的作用力与飞机运动方向相反,对飞机做负功。故选B。6、如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与一弹性橡皮绳相连,橡皮绳的另一端固定在地面上的A点,橡皮绳竖直时处于原长h。让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中(整个过程中橡皮绳始终处于弹性限度内)()A橡皮绳的弹性势能一直增大B圆环的机械能先不变后增大C橡皮绳的弹性势能增加
8、了mghD橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大答案:CA橡皮绳开始处于原长,弹性势能为零,圆环刚开始下滑到橡皮绳再次伸直达到原长过程中,弹性势能始终为零,A错误;B圆环在下落的过程中,橡皮绳的弹性势能先不变后不断增大,根据机械能守恒定律可知,圆环的机械能先不变,后减小,B错误;C从圆环开始下滑到滑至最低点过程中,圆环的重力势能转化为橡皮绳的弹性势能,C正确;D橡皮绳达到原长时,圆环受合外力方向沿杆方向向下,对环做正功,动能仍增大,D错误。故选C。7、如图所示,质量分别为m和2m的小物块和Q,用轻质弹簧连接后放在水平地面上,通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑,Q与地面间的动摩擦因数为,最大静
9、摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离,撤去拉力后,Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内,弹簧的劲度系数为k,重力加速度大小为g。若剪断轻绳,在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为()AmgkB2mgkC4mgkD6mgk答案:CQ恰好能保持静止时,设弹簧的伸长量为x,满足kx=2mg剪断轻绳后,Q始终保持静止,物块P与弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧的最大压缩量也为x,因此相对于其初始位置的最大位移大小为s=2x=4mgk故选C。8、用100N的力在水平地面上拉车行走200m,拉力与水平方向成60角斜向上。在这一过程中拉力对车做的功约是()A3.0104JB
10、4.0104JC1.0104JD2.0104J答案:C根据功的定义式W=Flcos60=10020012J=1104J故选C。9、如图(a)所示,一个可视为质点的小球从地面竖直上抛,小球的动能Ek随它距离地面的高度h的变化关系如图(b)所示,取小球在地面时的重力势能为零,小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A小球的质量为2E0gh0B小球受到空气阻力的大小为E0gh0C上升过程中,小球的动能等于重力势能时,小球距地面的高度为47h0D下降过程中,小球的动能等于重力势能时,小球的动能大小为E02答案:CAB上升阶段,根据能量守恒2E0=fh0+mgh0下降
11、阶段,根据能量守恒E0+fh0=mgh0联立解得,小球的质量为m=3E02gh0小球受到空气阻力的大小为f=E02h0故AB错误;C上升过程中,小球的动能等于重力势能时,根据能量守恒2E0=Ek1+mgh+fh=2mgh+fh解得小球距地面的高度为h=47h0故C正确;D下降过程中,小球的动能等于重力势能时,设此时高度h1,根据能量守恒mgh0=Ek2+mgh1+f(h0-h1)=2Ek2+fh0-fh1即3E02=2Ek2+E02-fh1解得小球的动能大小Ek2=E0+fh12不等于E02,故D错误。故选C。10、关于“探究功与速度变化的关系”的实验,下列叙述正确的是()A每次实验必须设法算
12、出橡皮筋对小车做功的具体数值B每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C放小车的长木板应该尽量使其水平D先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出答案:DA橡皮筋完全相同,通过增加橡皮筋的条数来使功倍增,因此不需要每次计算橡皮筋对小车做功的具体数值,故A错误;B通过增加橡皮筋的条数来使功倍增,则橡皮筋拉伸的长度必须保持一致,故B错误;C小车和木板之间存在摩擦力,需平衡摩擦力,则要用小木块垫高长木板的一端,故C错误;D先接通电源,打点稳定后再让小车在橡皮筋的作用下弹出,故D正确。故选D。11、如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P,另一端系一质量为m的小球,小
13、球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于A点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力。下列分析正确的是()A小球过B点时,弹簧的弹力为mg-mv2RB小球过B点时,弹簧的弹力为mg+mv22RC从A到B的过程中,小球的机械能守恒D从A到B的过程中,小球的机械能减少答案:DAB由于小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力,根据牛顿第二定律F弹mgmv2R即F弹=mg+mv2RAB错误;CD从A到B的过程中,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,及E球=E弹簧又E弹簧=Ep弹簧伸长,形变量变大,弹簧的弹性势能增大,小球的机械能减小,C错误,D正确。故选D。12、如图
14、,撑杆跳全过程可分为四个阶段:AB阶段,助跑加速;BC阶段,杆弯曲程度增大、人上升;CD阶段,杆弯曲程度减小、人上升;DE阶段,人越过横杆后下落,整个过程空气阻力忽略不计。这四个阶段的能量变化为()AAB地面对人和杆系统做正功BBC人和杆系统的动能减小量小于重力势能和弹性势能增加量CCD人和杆系统的动能减少量小于重力势能的增加量DDE重力对人所做的功等于人机械能的增加量答案:CAAB地面对人和杆系统不做功,人加速过程增加的机械能是通过人体肌肉做功,消耗人体内的化学能,转化为人的机械能,A错误;BBC人和杆系统的动能减小量等于重力势能和弹性势能增加量,B错误;CCD人和杆系统的动能减小和弹性势能
15、的减少量等于重力势能的增加量,则人和杆系统的动能减少量小于重力势能的增加量,C正确;DDE重力对人所做的功等于人的重力势能减少量,人的机械能不变,D错误。故选C。13、跳高是体育课常进行的一项运动,小明同学身高1.70m,质量为60kg,在一次跳高测试中,他先弯曲两腿向下蹲,再用力蹬地起跳,从蹬地开始经0.4s竖直跳离地面,假设他蹬地的力恒为1050N,其重心上升可视为匀变速直线运动,则小明从蹬地开始到最大高度过程中机械能的增加量为(不计空气阻力,g取10m/s2)()A1830JB1470JC630JD270J答案:C根据牛顿第二定律得FN-mg=ma解得a=7.5m/s2重心上升的高度为h
16、=12at2=0.6m离开地面时的速度为v=at=3m/s增加的机械能为E=12mv2+mgh=630J故选C。14、公安部规定:子弹射出枪口时的动能与子弹横截面积的比在0.16J/cm2以下的枪为玩具枪。已知某弹簧玩具枪的钢珠直径约为1cm,则该枪中弹簧的弹性势能不能超过()A110-6JB110-3JC110-2JD110-1J答案:D钢珠的横截面积为S=122cm2弹簧的弹性势能转化为钢珠的动能,则EpS=0.16J/cm2解得Ep110-1J故选D。15、一个质量为2kg的物体从某高处自由下落,重力加速度取10m/s2,下落2s时(未落地)重力的功率是()A300WB400WC500W
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