高中物理-第七章《机械能守恒定律》单元检测-新人教版必修2.doc

机械能守恒定律 单元检测

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1、在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到Vm，立即关闭发动机而滑行直到停止，v-t 图线如图，汽车的牵引力大小为F1,摩擦力大小为F2，全过程中，牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则( )

A、F1:F2=1:3 B、F1:F2 = 4:1
C、W1:W2 =1:1 D、W1:W2 =1:3
2、质量为 m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB的水平距离为S。下列说法正确的是（ ）

A．小车克服重力所做的功是mgh B．合力对小车做的功是mv2/2
C．推力对小车做的功是Fs-mgh D．阻力对小车做的功是 mv2/2 + mgh-Fs
3、质量为m的小球被系在轻绳的一端，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最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续做运动，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做的功为( )
A.mgR/4 B.mgR/3 C.mgR/2 D.mgR
4、将物体以60 J的初动能竖直向上抛出，当它上升至某点P时，动能减为10 J，机械能损失1.0 J，若空气阻力大小不变，那么物体落回抛出点的动能为（ ）
A．36 J B．40 J C．48 J D．50 J
5、如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中（ ）

A．重物的重力势能减少
B．重物的重力势能增大
C．重物的机械能不变
D．重物的机械能减少
6、小明和小强在操场上一起踢足球，若足球质量为m，小明将足球以速度v从地面上的A点踢起。当足球到达离地面高度为h的B点位置时，如图所示，不计空气阻力，取B处为零势能参考面，则下列说法中正确的是 （ ）

A．小明对足球做的功等于mgh
B．足球在A点处的机械能为mv2/2
C．小明对足球做的功等于mv2/2+mgh
D．足球在B点处的动能为mv2/2 -mgh
7、半径为R的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在圆桶最低点，如图．小车以速度v向右做匀速运动、当小车遇到障碍物突然停止时，小球在圆桶中上升的高度可能为（ ）

A．等于v2/2g B．大于v2/2g C．小于v2/2g D．等于2R
8、如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径ab水平，质点P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出竖直上抛，上升的最大高度为2H/3，空气阻力不计．当质点下落再经过轨道a点冲出时，能上升的最大高度h为 (　 )

A．h = 2H/3 B．h = H/3 C．h < H/3 D．H/3 < h < 2H/3
9、如图所示，一根长为L的轻质细线，一端固定于O点，另一端拴有一质量为m的小球，可在竖直的平面内绕O点摆动，现拉紧细线使小球位于与O点在同一竖直面内的A位置，细线与水平方向成300角，从静止释放该小球，当小球运动至悬点正下方C位置时的速度是:

A、 B、 C、 D、
10.如图所示，用竖直向下的恒力F通过跨过光滑定滑轮的细线拉动光滑水平面上的物体，物体沿水平面移动过程中经过A、B、C三点，设AB=BC，物体经过A、B、C三点时的动能分别为EKA，EKB，EKC，则它们间的关系应是( )

A．EKB-EKA=EKC-EKB B．EKB-EKA<EKC-EKB
C．EKB-EKA>EKC-EKB D．EKC <2EKB
11.如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动.已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为s.若木块对子弹的阻力Ff视为恒定，则下列关系式中正确的是（ ）

A.FfL=Mv2/2
B.Ffs=mv2/2
C.Ffs=mv02/2－（M＋m）v2/2
D.Ff（L＋s）=mv02/2－ mv2/2
12.质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放，则（　　　）

A．A球的最大速度为
B．A球的速度最大时，两小球的总重力势能为零
C.A B两球的最大速度之比v1∶v2=2∶1
D.A球的速度最大时两直角边与竖直方向的夹角为45°
二、实验题:本题共 3小题，共 26分。把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答.
13、(6分)用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系．实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带，记录共运动情况．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：

（1）适当垫高木板是为了____________;
（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的________________(填“全部”、“前面部分”或“后面部分”) ;
（3）若实验作了n次，所用橡皮条分别为1根、2根……n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2……vn，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的W—v2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是____________．
14、(6分)一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，进行了如下实验：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一个小钢球接触．当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示．让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为s．

（1）请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式： ．
（2）弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：
弹簧的压缩量x (cm)
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
小钢球飞行的水平距离s (cm)
1.01
1.50
2.01
2.49
3.01
3.50
根据上面的实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为 ，并说明理由： ．
15．用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验:
（1）（4分）为进行该实验，备有下列器材可供选择铁架台、打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是 。缺少的器材是 。
（2）（6分）若实验中所用重物的质量m=1㎏，打点时间间隔为0.02s，打出的纸带如下图所示，O、A、B、C、D为相邻的几点，测的OA=0.18cm、OB=0.76㎝、OC=1.71㎝、OD=3.04㎝，查出当地的重力加速度g=9.80m/s2，则重物在B点时的动能EAB= J。从开始下落到B点的过程中，重物的重力势能减少量是 J，由此得出的结论是 。(计算结果保留三位有效数字)

（3）（4分）根据纸带算出相关各点的速度v量出下落的距离h，以v2/2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图中的 ，就证明机械能是守恒的，图像的斜率代表的物理量是 。
三、解答题:本题共 5小题，共 46分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位。16.(7分)某司机为确定他的汽车上所载货物的质量，他采用如下方法：已知汽车自身的质量为m0，汽车所受阻力与车所受重力的比例系数为k，当汽车空载时，让汽车在平直公路上以额定功率行驶，从速度表上读出汽车达到的最大速度为v0。则额定功率P为多少?当汽车载重时，仍让汽车在平直公路上以额定功率行驶，从速度表上再读出汽车达到的最大速度为vm。设汽车行驶时的阻力与总重力成正比。试根据上述提供的已知量，求出车上所载货物的质量m为多少?

17、(7分)如图所示，ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道，其中ABC的末端水平，DEF是半径为r=0.4m的半圆形轨道，其直径DF沿竖直方向，C、D可看作重合。现有一可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的地方由静止释放，

（1）若要使小球经C处水平进入轨道DEF且能沿轨道运动，H至少要有多高？
（2）若小球静止释放处离C点的高度h小于（1）中H的最小值，小球可击中与圆心等高的E点，求h。（取g=10m/s2）

18、(7分)长为L的细线一端系一质量为m的小球，细线的另一端用手拿住，手持线的这端在水平桌面上沿以O点为圆心，R为半径的圆周做匀速圆周运动。达到稳定状态时，细线总是沿圆周的切线方向，如图所示，已知小球与桌面之间的摩擦系数为μ，试求：

（1）小球的动能多大？
（2）手持线运动中做功的功率多大？

19、(9分)如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2和质量mB=m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量mA=m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角θ=60°，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O1的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰．现将小物块从C点由静止释放，试求：

（1）小球下降到最低点时，小物块的机械能（取C点所在的水平面为参考平面）；
（2）小物块能下滑的最大距离；
（3）小物块在下滑距离为L时的速度大小．

20、(12分)质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角θ= 1060，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=0.8m。小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动，0.8s后经过D点，物块与斜面间的滑动摩擦因数为μ1=0.33（g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）试求：

（1）小物块离开A点的水平初速度v1
（2）小物块经过O点时对轨道的压力
（3）斜面上CD间的距离
（4）假设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ2 = 0.3，传送带的速度为5m/s，则PA间的距离是多少？

参考答案
1 .BC 2.ABD 3.C 4.C 5.AD 6.D 7.ACD
8. D 9 A 10.CD 11. ACD 12.ACD
13、【解析】（1）平衡摩擦力 （2）后面部分 （3）W与速度v的平方成正
14、【解析】（1）EP＝ms2g/4h（2）Ep与x2成正比，理由：x正比于s， Ep正比于s2
（1）由平抛运动规律有 s＝vt， h＝gt2/2，得 v＝s。由机械能守恒定律得 EP＝mv2/2＝ms2g/4h（2）Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为：Ep与x2成正比．猜测的理由：由表中数据可看出，在误差范围内，x正比于s，又Ep=mv2/2= ms2g/4h，所以Ep正比于x2．
15、（1）（4分）天平、秒表、低压直流电源 重锤、直尺、低压交流电源（或交流电源）
（2） （6分）0.0722 0.0745 在实验误差允许的范围内减少的物体重力势能等于其增加的动能，物体自由下落过程中机械能守恒 （3）（4分）C 重力加速度
16. ；
17.【解析】（1）小球从ABC轨道下滑，机械能守恒，设到达C点时的速度大小为。则：
…① …3分 小球能在竖直平面内做圆周运动，在圆周最高点必须满足： ……②……3分 ①、②联立并代入数据得： ……2分
（2）若，小球过C点后做平抛运动，设球经C点时的速度大小为，则击中E点时：竖直方向：……③…3分 水平方向：…④……3分
由机械能守恒有：…………⑤ …………3分
联立③、④、⑤并代入数据得 …………2分
18、【解析】 （1）设拉力为T Wf＝WT ①　②
T与f的合力提供向心力 ③④
19、【解析】（1）设此时小物块的机械能为E1．由机械能守恒定律得
（2分）
（2）设小物块能下滑的最大距离为sm，由机械能守恒定律有
（2分）
而（1分）代入解得 （1分）
（3）设小物块下滑距离为L时的速度大小为v，此时小球的速度大小为vB，则
（1分）（2分）解得（1分）
20、【解析】（1）对小物块，由A到B有…1分在B点 ……2分
所以…1分 （2）对小物块，由B到O有…2分
其中 …1分 在O点 …1分
所以N=43N 由牛顿第三定律知对轨道的压力为 …………1分
（3）物块沿斜面上滑： …………1分
所以 物块沿斜面上滑： …1分
由机械能守恒知小物块由C上升到最高点历时…1分
小物块由最高点回到D点历时…1分 故…1分 即 ……1分 （4）小物块在传送带上加速过程：……1分PA间的距离是…1分

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