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1、专题五机械能守恒定律单元测试-基础篇（解析卷）专题五机械能守恒定律单元测试-基础篇（解析卷） 一、单选题（每题 3 分，共计 24 分）一、单选题（每题 3 分，共计 24 分） 1.如图所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为 h，桌面距地面高为 H，物 体质量为 m，则以下说法正确的是( ) A小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少 B小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多 C以桌面为参考面，小球的重力势能的减少量为 mgh D以地面为参考面，小球的重力势能的减少量为 mg(Hh) 【答案】C 【解析】重力势能的减小量等于重力做功，C 正确，D 错误
2、 ； 重力做功与路径无关，所以无论那条轨道下落， 重力做功相同，A、B 选项错误。 2.关于功率概念的理解，下列说法中正确的是（ ） A功率大的机械做功慢 B功率大的机械做功时用的时间少 C单位时间内完成的功越多，则功率越大 D省力多的机械功率大 【答案】C 【解析】功率大的机械做功快，A 错误；做功时用的时间不仅与功率有关还与功有关，B 错误；功率的定义 式与物理意义得出 C 正确；功率大小与是否省力无关，故 D 错误； 3如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下，经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当 它到达 处时，速度减为零，则整个过程中，重力做功为( ) h 4 A. B.m
3、ghCmghD0 mgh 4 3 4 【答案】B 【解析】重力做功与路径无关，与高度差有关。 4在空中某一高度有质量相等的两小球，m1做自由落体运动，m2做v010 m/s 的平抛运动，两小球落地时 重力的功率为P1、P2，则（） AP1P2 BP1P2 CP1P2D无法确定 【答案】B 【解析】瞬时功率等于力与力的方向上的速度之积，两球落地时竖直方向速度相同，重力瞬时功率 P=mgvy， 所以 P1=P2 . 5质量为 2 吨的汽车，发动机牵引力的功率为 30kw，汽车在水平路面上能达到的最大速度为 15ms，若 汽车所受阻力恒定，则汽车的速度为 10ms 时的加速度为（） A2m/s2 B
4、1.5m/s2 C1m/s2 D0.5m/s2 【答案】D 【解析】 m fvPvFP maf F 以上各式解得： 2 0.5m/sa 6如图所示，质量为 m 的物体，以水平速度 v离开桌面，若以桌面为零势能面，不计空气阻力，则当它经 过离地高度为 h 的 A 点时，所具有的机械能是 A 2 0 1 2 mvmgh B 2 0 1 2 mvmgh C 2 0 1 () 2 mvmg Hh DD 2 0 1 2 mv 【答案】D 【解析】初始位置的机械能 2 0 1 2 mv ，由机械能守恒定律得出 D 正确。 7如图所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的
5、A点滑下， 到达最低点B时，它对容器的压力为FN.重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的 功为( ) A.R(FN3mg) B.R(3mgFN)C.R(FNmg) D.R(FN2mg) 1 2 1 2 1 2 1 2 【答案】A 【解析】在 B 点，由 R FN 2 v mmg 质点自 A 滑到 B 的过程中得出答案。 2 mv 2 1 mgWR 8 如图所示， 一物体(可视为质点)以一定的速度沿水平面由A点滑到B点， 摩擦力做功W1； 若该物体从A 沿两斜面滑到B(此过程物体始终不会离开斜面)，摩擦力做的总功为W2，若物体与各接触面的动摩擦因数 均相同，则( ) AW1W
6、2BW1W2 CW1W2 D不能确定W1、W2的大小关系 【答案】A 【解析】推导出摩擦力做功表达式 mgcosf cos x s 水平 以上两式得： ，两种情况水平位移相等，选 A。 水平 mgxf 二、多选题（每题 4 分，共计 24 分）二、多选题（每题 4 分，共计 24 分） 9质量为m的物体，静止在倾角为的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l，如图所示物体 相对斜面静止，则下列说法正确的是( ) A重力对物体m做正功 B合力对物体m做功为零 C摩擦力对物体m做负功 D支持力对物体m做正功 【答案】BCD 【解析】先受力分析，再确定各个力的方向与位移方向的夹角，从而知晓重力方向
7、与位移方向垂直，重力 不做功，合力为零不做功，支持力方向与位移方向夹角小于 900，对物体 m 做正功，摩擦力与位移方向夹角 大于 900，对物体 m 做负功。 10质量为 m 的物体从地面上方 H 高处无初速释放，落在地面后撞出一个深度为 h 的坑，如图所示，在此 过程中 A重力对物体做功为 mgH B物体的重力势能减少了 mg(Hh) C外力对物体做的总功为零 D地面对物体的平均阻力为 mg(Hh)/ /h 【答案】BCD 【解析】整个过程：重力势能的减小量等于重力做功，重力做功 mg(Hh)，故 A 错误，B 正确；外力对物 体做的总功为零，故选 C; 故选 D 0fhhmg H h h
8、mg f H 11某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动，其中F1与加速度a的方向相同，F2与速度v的方向 相同，F3与速度v的方向相反，则( ) AF1对物体做正功BF2对物体做负功 CF3对物体做负功D合外力对物体做负功 【答案】CD 【解析】要画出受力图，F1的方向与位移方向相反，做负功，A 错误 ；F2的方向与位移方向相同，做正功，B 错误；F3的方向与位移方向相反，做负功，C 正确；合外力方向与位移方向相反，做负功，D 正确。 12.放在水平面上的物体在水平拉力 F 作用下由静止开始前进了 x， 撤去力 F 后， 物体又前进了 x 后停止运动。 若物体的质量为 m，则：（） A、
9、物体受到的摩擦阻力为 F / 2 B、物体受到的摩擦阻力为 F C、运动过程中的最大动能为 Fx / 2 D、物体在运动位移的中点时的速度最大 【答案】ACD 【解析】位移相同,说明前一个 x 中的合外力 F-f=后一个 x 中的合外力 f 即：F-f=f，A 正确； 最大动能 EK, ，C 正确；x 2 1 xfEKFF 整个过程中,先匀加速,后匀减速,在位移中点速度最大，D 正确。 13如图所示，体操运动中有一个动作叫单臂大循环。某次运动中运动员恰好可自由地完成圆周运动。假 设运动员质量为m，单臂悬挂时手掌到运动员重心的距离是L，重力加速度为g，不计空气阻力及手掌与 杠间的摩擦力，则该运动
10、员（） A在最高点时速度为零 B在最高点时手臂受到的弹力为零 C在最低点处线速度大小为D在最低点时手臂受到的拉力为 5mggL2 【答案】AD 【解析】最高点得出速度为零，从最高点到最低点 2 mv 2 1 2mgL 4gLv 在最低点：得出 L v mmgF 2 mg5F 14水平面上的甲、乙两物体，在某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下逐渐停下来。如图所示，a、b 分别表示甲、乙的动能E和位移x的图象，下列说法正确的是（） A若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙大 B若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙小 C若甲和乙的质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙
11、大 D若甲和乙的质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙小 a b E0 E x O 【答案】AC 【解析】根据动能定理，得-mgs=0-E， 即 mgs=E0，可知图线斜率大小等于 mg 由图 amagbmbg，当 相同时，mamb，即甲的质量一定比乙大故 A 正确，B 错误； 当 m 相等时，ab，故 C 正确，D 错误。 三实验题三实验题 15(1)用下列器材中做验证机械能守恒定律实验时。不需要的器材（） A打点计时器(包括纸带) B重物 C. 毫米刻度尺 D铁架台 E 秒表 (2)实验中产生系统误差的主要原因是阻力做功，使重物获得的动能往往_减小的重力势能 (3)如果以 v2/2 为纵
12、轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出 v2/2h 图线去验证机械能守恒，该直线斜率应等 于_ 【答案】 （1）E (2)小于（3）当地重力加速度 g 16如图所示，用橡皮筋拉动小车的装置，探究做功与物体速度变化的关系，回答下面问题： (1)长木板稍微倾斜的目的是_， 对倾斜角度的要求是：小车无橡皮筋拉时恰能在木板上匀速下滑；实验时，小车每次要被拉到_(选 填“不同”或“同一”)位置松手；改变橡皮筋弹力做功的办法是靠增加系在小车上的橡皮筋的条数 (2)如图所示是某次操作正确的情况下，在频率为 50 Hz 的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小 车获得的速度，应选用纸带的_(填“AF”或“F
13、I”)部分进行测量，速度大小为_ m/s. (3)在探究功与物体速度变化的关系实验中作出 Wv2图像如图所示，符合实际的是( ) 【答案】 （1）平衡摩擦力，同一（2）F-I （3）B 四、计算题四、计算题 17 （10 分）物体质量为 10kg，在平行于斜面的拉力 F 作用下由静止沿斜面向上运动，斜面与物体间的 动摩擦因数为 1 . 0 ，当物体运动到斜面中点时，去掉拉力 F，物体刚好能运动到斜面顶端停下，斜面 倾角为 30，求拉力 F 多大？（ 2 /10smg ） 【答案】117.3N 【解析】取物体为研究对象，在斜面下半段受力分析如图所示，在斜面上半段去掉 F，其他力都不变，设斜 面长
14、为 s，由动理定理得： 又 由得： =117. .3N 18 （10 分）如图所示，水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上，圆弧轨道 B 端 的切线沿水平方向。 质量m1 kg 的滑块(可视为质点)在水平恒力 F10 N 的作用下， 从 A 点由静止开始运动， 当滑块运动的位移x0.5 m 时撤去力 F。 已知 A、 B 之间的距离 x01 m， 滑块与水平轨道间的动摩擦因数 0.1，滑块上升的最大高度 h0.2 m，g 取 10 m/s2。求： (1)在撤去力 F 时，滑块的速度大小； （2）求滑块通过 B 电时的速度 （3）滑块从 B 到 C 过程中克服摩擦力做的功。 【
15、解析】 （1）在力 F 作用下， 1 mamg F 代入数据得 （2）接下来，物体做减速运动 加速度 根据 到达 B 点的速度 （3）上升过程中，根据动能定理 克服摩擦力做的功 19（11 分） 、如图，光滑圆弧轨道与光滑斜面在 B 点平滑连接，圆弧半径为 R=0.4m，一半径很小、质量为 m=0.2kg 的小球从光滑斜面上 A 点由静止释放，恰好能通过圆弧轨道最高点 D，g 取 10m/s2。 求：（1）小球最初离最低点 C 的高度 h； （2）小球运动到 C 点时对轨道的压力大小 FN； h R B D C O A 【解析】 （1）在 D 点时，设小球的速度为 vD， mg=m vD=2m/s 由 A 运动到 D 点，由机械能守恒可得 mg（h-2R）= mvD2 h=1m 所以小球最初自由释放位置 A 离最低点 C 的高度 h 是 1m （2）由 A 运动到 C 点，由机械能守恒可得 mgh= mvC2 在 C 点，由牛顿第二定律和向心力公式可得 FN-mg=m FN=12N 由牛顿第三定律可知，小球运动到 C 点时对轨道的压力 N 的大小是 12N