机械能守恒定律单元测试.docx
《机械能守恒定律单元测试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械能守恒定律单元测试.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
机械能守恒定律单元测试
砀山中学高一物理第八次周练
________班级_________日期:
2014年6月8日
一、单项选择题（每小题4分，共48分。
）
1.下列说法中正确的是（）
A.物体受力的同时又有位移发生，则该力对物体做的功等于力乘以位移
B.力很大，位移很大，这个力所做的功一定很多
C.机械做功越多，其功率越大
D.汽车以恒定功率上坡的时候，司机必须换挡，其目的是减小速度，得到较大的牵引力
2.一小石子从高为10m处自由下落，不计空气阻力，经一段时间后小石子的动能恰等于它的重力势能（以地面为参考平面），g=10m/s2，则该时刻小石子的速度大小为（）
A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s
3.从空中以30m/s的初速度水平抛出一个重10N的物体，物体在空中运动4s落地，不计空气阻力，g取10m/s2，则物体落地时重力的瞬时功率为（）
A.400WB.500WC.300WD.700W
4.将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v-t图象如图所示。
以下判断正确的是（）
A.前3s货物处于失重状态
B.最后2s货物只受重力作用
C.前3s与最后2s货物的平均速度相同
D.第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒
5.如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低的海平面上。
若以地面为零势能面而且不计空气阻力，则（）
A．物体到海平面时的重力势能为mgh
B．从抛出到落至海平面，重力对物体做功为mgh+
mv02
C．物体在海平面上的动能为mgh
D．物体在海平面上的机械能为
mv02
6.如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。
初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。
剪断轻绳后,A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块（）
A.速率的变化量不同
B.机械能的变化量不同
C.重力势能的变化量相同
D.重力做功的平均功率相同
7.质量为m1、m2的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为v1和v2，位移分别为s1和s2，如图所示。
则这段时间此人所做的功的大小等于（）
A.Fs2B.Fs1
C.
m2v22+
（m+m1）v12D.
m2v22
8.如图所示,利用倾角为α的传送带把一个质量为m的木箱匀速传送L距离,这时木箱升高h,木箱和传送带始终保持相对静止。
关于此过程,下列说确的是（）
A.木箱克服摩擦力做功mgh
B.摩擦力对木箱做功为零
C.摩擦力对木箱做功为μmgLcosα,其中μ为摩擦系数
D.摩擦力对木箱做功为mgh
9.如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在
处相遇（不计空气阻力）。
则（）
A.两球同时落地
B.相遇时两球速度大小相等
C.从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量
D.相遇后的任意时刻，重力对球a做功的功率和对球b做功的功率相等
10．汽车的额定功率为90kW，路面的阻力为f，汽车行驶的最大速度为v.下列说确的是（ ）
A．如果阻力为2f，汽车最大速度为2v
B．如果汽车牵引力为原来的两倍，汽车的最大速度为2v
C．如果汽车的牵引力变为原来的
，汽车的额定功率就变为45kW
D．如果汽车以最大速度v做匀速直线运动，汽车发动机的输出功率就是90kW
11．如图所示，小物体A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v从顶端滑到底端，而相同的物体B以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛，则（ ）
A．两物体落地时速度相同
B．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同
C．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率相同
D．两物体落地时，重力的瞬时功率相同
12．如图所示，A球用线悬挂且通过弹簧与B球相连，两球质量相等，当两球都静止时，将悬线烧断，不计空气阻力，下列说确的是（ ）
A．线断瞬间，A球的加速度小于B球的加速度
B．线断后最初一段时间里，重力势能转化为动能和弹性势能
C．在下落过程中，两小球、弹簧和地球组成的系统机械能不守恒
D．线断后最初一段时间里，动能的增加大于重力势能的减小
二、实验题（每空2分，共14分）
13.某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”，如图甲所示。
打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg。
若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图乙所示，那么：
（1）纸带的_________（选填“左”或“右”）端与重物相连；
（2）从打下点A到打下点C的过程中重力势能的减少量ΔEp=__________（结果保留两位有效数字）；
（3）猜测：
动能的增加量ΔEk最有可能_______势能的减少量ΔEp（选填“>”“<”或“=”）。
产生这种现象的原因可能是__________________________________.
14.某同学利用图甲探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了如表所示的数据：
实验次数
1
2
3
4
5
橡皮筋条数
1
3
4
5
7
小车速度v/m·s-1
0.71
1.23
1.42
1.58
1.87
（注：
每条橡皮筋拉长的长度都一样）
（1）由表可得出定性结论：
_______________________________________________________。
（2）设一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功为W0，大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v关系的图象。
（画在图乙中）
（3）由图象大致可判断出W与v的关系是_________。
三、计算题（本大题共4小题，共38分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）
15．（8分）如图所示，在光滑的水平面上，质量m=3kg的物体，在水平拉力F=
6N的作用下，从静止开始运动，运动时间t=3s。
求：
（1）力F在3s对物体所做的功；
（2）力F在3s对物体做功的平均功率；
（3）在3s末，力F对物体做功的瞬时功率。
16.（10分）某型号汽车发动机的额定功率P0＝60kW，汽车质量m＝1×103kg，在水平路面上正常行驶中所受到的阻力大小恒为车重的0.15倍。
g取10m/s2。
（1）求该汽车在水平路面上行驶能达到的最大速度vm；
（2）若该汽车由静止开始以a1＝0.5m/s2的加速度匀加速行驶，求维持汽车做匀加速直线运动的时间t；
（3）若该汽车在水平高速公路上以v＝36m/s的速度匀速行驶，轮胎与路面的动摩擦因数μ＝0.60，驾驶员的反应时间Δt＝0.50s，求驾驶员驾驶该汽车与前车保持的安全距离的最小值s。
17．（10分）一个质量为4kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.1，从t＝0开始，物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F作用，力F随时间变化的规律如图K7－7所示，求前4秒物体的位移大小和F对物体所做的功．（取g＝10m/s2）
18.（10分）如图所示，光滑斜轨和光滑圆轨相连，固定在同一竖直面，圆轨的半径为R，一个小球（可视为质点），从离水平面高h处由静止自由下滑，由斜轨进入圆轨。
求：
（1）为了使小球在圆轨运动的过程中始终不脱离圆轨，h应至少多高？
（2）若小球到达圆轨最高点时圆轨对小球的压力大小恰好等于它自身重力大小，那么小球开始下滑时的h是多大？
砀山中学高一物理第八次周练参考答案
1.选D。
力乘以力的方向上的位移，才是该力做的功，A错。
由W=Flcosα知，F很大，l很大，若α=90°，则W=0，B错。
做功多，用时长，功率不一定大，C错。
由P=Fv，可知P一定时，v减小，F增大，D对。
2.选B。
设小石子的动能等于它的重力势能时速度为v，根据机械能守恒定律得mgh=mgh′+
mv2由题意知mgh′=
mv2，所以mgh=mv2，故v=
=10m/s，B正确。
3.选A。
在竖直方向上，vy=gt=10×4m/s=40m/s,故物体落地时重力的瞬时功率P=mgvy=400W，A对。
4.选、C。
由货物运动的v-t图象可知，前3s货物向上做匀加速直线运动，货物处于超重状态，A错误；最后2s货物向上做匀减速直线运动，加速度为-3m/s2，说明货物除受重力外，还受其他力的作用，B错误；由平均速度公式
得，前3秒与最后2s货物的平均速度大小都为3m/s且方向相同，C对；第3s末至第5s末的过程中，货物的速度不变，动能不变，重力势能增加，故机械能增加，D错误。
5.选B、C、D。
物体到海平面时的重力势能为-mgh，A错；物体下落，重力对物体做正功，为mgh，B错误；由动能定理得：
mgh=Ek-
mv02,所以物体在海平面上的动能为mgh＋
mv02，C错误；不计空气阻力，物体的机械能守恒，物体在海平面上的机械能与在地面上的机械能相等，E=Ep+Ek=
mv02，D对。
6.选D。
设A、B离地高度为h,由于斜面表面光滑，A、B运动过程机械能守恒，物块着地时速率相等,均为
，因此速率变化量相等，A、B错。
由于初始时刻A、B处于同一高度并处于静止状态，因此有mAg=mBgsinθ，重力势能变化量不相等，C错。
从剪断轻绳到两物块着地过程的平均速度大小为
则
故选D。
7.选C。
人做的功等于绳子对m1、m2做的功之和，即W=Fs1+Fs2=F（s1+s2），AB错。
根据动能定理知，人做的功等于m1、m2动能的增加量，所以W=
（m1+m）v12+
m2v22，C对，D错
8.选D。
木箱和皮带间的摩擦力为静摩擦力,对木箱做正功,木箱匀速运动,根据功能原理,摩擦力对木箱做的功等于木箱克服重力做的功mgh，D选项正确。
9.选C。
相遇时满足
小球b落地时间tb=
，球a落地时间
故A错误；相遇时，
va2-v02=-2g
，va=0，所以B错误；因为两球恰在
处相遇，说明重力做功的数值相等，根据动能定理，球a动能的减少量等于球b动能的增加量，C正确；相遇后的任意时刻，球a的速度始终小于球b的速度，因此重力对球a做功的功率小于对球b做功的功率，D错误。
10.D
11．B 解析：
两种情况下都只有重力做功，且重力做功的大小一样，机械能守恒；物体落地时速度大小相同，方向不同．
12．D
A、线断开前，B球受重力和弹簧拉力，二力平衡，A球受重力，弹簧拉力和细线拉力，三力平衡；细线刚断开，细线拉力减为零，弹簧弹力不变，故A球立即有加速度，B球加速度为零，故A错误；
B、C、D、系统下落过程，刚开始时，由于A的加速度大于B的加速度，故弹簧伸长量变小，弹性势能减小，由于A球、弹簧、B球系统只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，故线断后最初一段时间里，重力势能和弹性势能都转化为动能，因而B错误，C错误，D正确；
故选D．
13.
（1）重物做自由落体运动，下落速度越来越快，相同的时间里，距离越来越大，故纸带的左端与重物相连。
（2）ΔEp=mghAC=1.00×9.80×（7.02-3.13）×10-2J≈0.38J。
（3）由于摩擦阻力的影响，动能的增加量ΔEk最有可能小于势能的减少量ΔEp。
空气阻力或纸带与限位孔间的摩擦
答案：
（1）左
（2）0.38J （3）<
14.每条橡皮筋拉长的长度都一样，一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功为W，则做功与拉长橡皮筋的条数成正比，第2、3、4、5次拉长橡皮筋做功应分别为3W、4W、5W、7W。
答案：
（1）橡皮筋做的功与小车获得的速度有关，并且做功越多，小车获得的速度越大
（2）如图所示
（3）可能是W∝v2。
15．物体的加速度
物体在3s的位移
物体在3s末的速度v=at=2×3m/s=6m/s
（1）力F在3s对物体所做的功为
W=Fs=6×9J=54J
（2）力F在3s对物体做功的平均功率为
（3）在3s末，力F对物体做功的瞬时功率为
P=Fv=6×6W=36W
16.
（1）当汽车发动机达到额定功率并做匀速运动时，汽车达到最大速度，此时发动机牵引力
F＝f1＝kmg＝1.5×103N，则
vm＝
＝40m/s
（2）设汽车匀加速行驶时发动机牵引力为F1，根据牛顿第二定律有
F1－f1＝ma1
得F1＝f1＋ma1＝2×103N
维持汽车做匀加速直线运动的最大速度
维持汽车做匀加速直线运动的时间
（3）当出现紧急情况时，汽车刹车时受到的总阻力为
f＝f1＋μmg＝7.5×103N
此时汽车的加速度大小a2＝
＝7.5m/s2
汽车在司机反应时间匀速行驶的距离
s1＝vΔt＝18m
由v2＝2a2s2得汽车的刹车距离
所以此汽车与前车保持的安全距离的最小值s＝s1＋s2＝104.4m
18.
（1）小球刚好不脱离圆轨，在最高点由牛顿第二定律得mg=
小球由斜轨运动至圆轨最高点过程，由动能定理得
mg（h-2R）=
mv2
联立①②解得h=
R
故小球在圆轨运动的过程中始终不脱离圆轨,h至少为
R。
（2）在最高点对小球由牛顿第二定律得
又有FN=mg
小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得
mg（h-2R）=
mv12
联立③④⑤解得h=3R
升级会员 