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人教版 高中物理 必修二 第七章 机械能守恒定律 寒假复习题含答案

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人教版 高中物理 必修二 第七章 机械能守恒定律 寒假复习题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共 100 分,考试时间 90 分钟。 第Ⅰ卷
一、单选题(共 10 小题,每小题 4.0 分,共 40 分) 1.在光滑的水平面上,物体 A 以较大速度 va 向前运动,与以较小速度 vb 向同一方向运动的、连有 轻质弹簧的物体 B 发生相互作用,如图所示.在相互作用的过程中,当系统的弹性势能最大时 ()
A.va>vb B.va=vb C.va<vb D. 无法确定 2.如图所示的几个运动过程中,物体的弹性势能增加的是( )
A. 如图甲,撑杆跳高的运动员上升过程中,杆的弹性势能 B. 如图乙,人拉长弹簧过程中,弹簧的弹性势能 C. 如图丙,模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中,橡皮筋的弹性势能 D. 如图丁,小球被弹簧向上弹起的过程中,弹簧的弹性势能 3.热现象过程中不可避免地出现能量耗散现象.所谓能量耗散是指在能量转化过程中无法把流散的 能量重新收集、重新加以利用.下列关于能量耗散说法中正确的是( ) A. 能量耗散说明能量不守恒 B. 能量耗散不符合热力学第二定律 C. 能量耗散过程中能量仍守恒,只是说明能量的转化有方向性

D. 能量耗散过程中仍遵从能的转化与守恒定律:机械能可以转化为内能;反过来,内能也可以全 部转化为机械能而不引起其他变化 4.下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中,正确的是( ) A. 重物质量的称量不准会造成较大误差 B. 重物质量选用得大些,有利于减小误差 C. 重物质量选用得较小些,有利于减小误差 D. 纸带下落和打点不同步一定会造成较大误差 5.速度为 v 的子弹,恰可穿透一固定着的木板,如果子弹速度为 2v,子弹穿透木板的阻力视为不变, 则可穿透同样的木板( ) A. 2 块 B. 3 块 C. 4 块 D. 5 块 6.我国南方部分地区遭遇了严重雪灾.在抗雪救灾中,运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时,为 增大牵引力,司机应使汽车的速度( ) A. 减小 B. 增大 C. 保持不变 D. 先增大后保持不变 7.如图是一种升降电梯的示意图,A 为载人厢,B 为平衡重物,它们的质量均为 M,上下均由跨过 滑轮的钢索系住,在电动机的牵引下使电梯上下运动.如果电梯中人的总质量为 m,匀速上升的 速度为 v,电梯即将到顶层前关闭电动机,依靠惯性上升 h 高度后停止,在不计空气阻力和摩擦阻 力的情况下,h 为( )
A.
B.

C.
D. 8.如图所示,自动卸货车静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,θ 角缓慢增大,在货物相对 车厢仍然静止的过程中,下列说法正确的是( )
A. 货物受到的支持力变小 B. 货物受到的摩擦力变小 C. 货物受到的支持力对货物做负功 D. 货物受到的摩擦力对货物做负功 9.能将机械能转化为电能的装置是( ) A. 干电池 B. 风力发电机 C. 电动机 D. 太阳能电池 10.如图所示,从光滑的 圆弧槽的最高点滑下的小物块,滑出槽口时速度沿水平方向,槽口与一个 半球顶点相切,半球底面在水平面内,若要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑,已知圆弧轨道 的半径为 R1,半球的半径为 R2,则 R1 与 R2 的关系为( )
A.R1≤R2 B.R1≥R2 C.R1≤ D.R1≥ 二、多选题(共 4 小题,每小题 6.0 分,共 24 分)

11.(多选)如图所示,楔形木块 abc 固定在水平面上,粗糙斜面 ab 和光滑斜面 bc 与水平面的夹角相 同,顶角 b 处安装一定滑轮.质量分别为 M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连 接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦, 在两滑块沿斜面运动的过程中( )
A. 两滑块组成系统的机械能守恒 B. 重力对 M 做的功等于 M 动能的增加 C. 轻绳对 m 做的功等于 m 机械能的增加 D. 两滑块组成系统的机械能损失等于 M 克服摩擦力做的功 12.(多选)如图甲所示,两物体 A、B 叠放在光滑水平面上,对 A 施加一水平力 F,F-t 关系图象如 图乙所示.两物体在力 F 作用下由静止开始运动,且始终保持相对静止,则( )
A. 第 1 s 末两物体的速度最大 B. 第 2 s 内,拉力 F 对物体 A 做正功 C. 第 2 s 末,两物体开始反向运动 D. 物体 A 对物体 B 的摩擦力方向始终与力 F 的方向相同 13.(多选)如图所示,滑块 a、b 的质量均为 m,a 套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距 h,b 放 在地面上,a、b 通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动.不计摩擦,a、b 可视为质点,重力 加速度大小为 g.则( )
A.a 落地前,轻杆对 b 一直做正功 B.a 落地时速度大小为 C.a 下落过程中,其加速度大小始终不大于 g D.a 落地前,当 a 的机械能最小时,b 对地面的压力大小为 mg 14.(多选)如图所示,一端可绕 O 点自由转动的长木板上方放一个物块,手持木板的另一端,使木

板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋转,则在物块相对于木板滑动前的过程中( )
A. 重力做正功 B. 摩擦力做负功 C. 摩擦力不做功 D. 支持力不做功
第Ⅱ卷 三、实验题(共 1 小题,每小题 10.0 分,共 10 分) 15.在“验证机械能守恒定律”的实验中 (1)实验的研究对象是________. (2)供选择的重物有以下四个,应选择________ A.质量为 100 g 的钩码 B.质量为 10 g 的砝码 C.质量为 200 g 的木球 D.质量为 10 g 的塑料球 (3)给打点计时器提供的电源如下,应选择________ A.4 节干电池 B.3 节蓄电池 C.学生电源 4 V~6 V,交流输出 D.学生电源 4 V~6 V,直流输出 (4)验证机械能守恒定律的实验步骤有 a.将打点计时器竖直安装在铁架台上. b.接通电源,再松开纸带,让重物自由下落. c.取下纸带,再换一条新纸带,重复以上实验步骤. d.将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器,用手提着纸带使重物静止. e.选取一条理想纸带,用刻度尺测出物体下落的高度 h1、h2、h3……并计算出相应的瞬时速度 v1、 v2、v3……
f.分别计算出 mv 与 mghn,在误差允许范围内,看是否相等.
上述步骤合理的顺序是________. (5)在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz,查得当地的重力 加速度 g=9.80 m/s2,测得所用的重物的质量为 1.00 kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图所 示,把第一个点记作 O,另选连续的 4 个点 A、B、C、D 作为测量的点,经测量知道 A、B、C、D

各点到 O 点的距离分别为 62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm,根据以上数据,可知重物由 O 点运动到 C 点,重力势能的减少量等于________ J,动能的增加量等于________ J.(取三位有效 数字)
四、计算题(共 2 小题, 共 26 分) 16.如图所示,物体在离斜面底端 5 m 处由静止开始下滑,然后滑上由小圆弧与斜面连接的水平面, 若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为 0.4,斜面倾角为 37°.求物体能在水平面上滑行的距 离.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
17.如图所示,是运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演的简化图,AB 是水平路面,BCDE 是一段曲面, 其中 BC 段是一段半径为 20 m 的圆弧路面.运动员驾驶的摩托车始终以 P=9 kW 的恒定功率行驶, 到 B 点时的速度 v1=20 m/s,再经 t=3 s 的时间通过坡面到达顶点 E 时关闭发动机,并以 v2=16 m/s 的速度水平飞出.已知人和车的总质量 m=180 kg,坡顶高度 h=5 m,重力加速度 g=10 m/s2. 空气阻力不计,求: (1)摩托车落地点与 E 点的水平距离 s; (2)摩托车刚过 B 点时,摩托车对地面的压力大小; (3)摩托车从 B 点冲上坡顶的过程中克服摩擦阻力做的功.

答案
1.【答案】B 【解析】当两物体 A、B 第一次相距最近时,va=vb,弹簧压缩量最大,弹性势能最大,B 正确. 2.【答案】B 【解析】杆的形变量逐渐减小,其弹性势能减小,故 A 错误;弹簧的伸长量在增大,则弹性势能 增加,故 B 正确;物体的形变量减小,则其弹性势能减小,故 C 错误;弹簧的压缩量减小,其弹 性势能减小,故 D 错误. 3.【答案】C 4.【答案】B
【解析】从需要验证的关系式 ghn= 看,与质量无关,A 错误;当重物质量大一些时,有利于减
小误差,B 正确,C 错误;纸带先下落而后打点,此时,纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大, 用此纸带进行数据处理,其结果是重物在打第一个点时就有了初动能,如果仍认为打第 1 个点时重 物的速度为零,此时重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大,若不用第 1 个点,另选纸带上
的 A,B 两点,此时重力势能的变化量 mg(hB-hA)与动能的增加量 m(v -v )仍然可以相互对应,
进而验证机械能守恒定律,D 错误. 5.【答案】C 【解析】穿透一块木板时,由动能定理可得:-FL=- mv2,同理,子弹速度为 2v 时,由动能定
理得:-nFL=- m·(2v)2,联立得:n=4,故答案为 C.
6.【答案】A 【解析】由功率公式 P=Fv 可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大, 此时更容易上坡. 7.【答案】D 【解析】依靠惯性向上运动的过程中,人和电梯的动能、平衡重物的动能、平衡重物的重力势能
都在减少,而人和电梯的重力势能增加.根据能量守恒定律(M+m)gh= (M+m)v2+ Mv2+Mgh,

可得 h=

选项 D 正确.

8.【答案】A 【解析】货物受重力、支持力、摩擦力的作用,根据平衡条件得 FN=mgcosθ,Ff=mgsinθ,θ 角缓

慢增大的过程中,支持力变小,摩擦力增大,所以 A 正确;B 错误;根据做功的公式知,支持力 做正功,故 C 错误;摩擦力不做功,所以 D 错误. 9.【答案】B 【解析】干电池将化学能转化为电能,故 A 错误;风力发电机将动能转化为电能,故 B 正确;电 动机将电能转化为机械能,故 C 错误;太阳能电池将太阳能转化为电能,故 D 错误. 10.【答案】D 【解析】小物块沿光滑的 圆弧槽下滑的过程,只有重力做功,机械能守恒,故有
mgR1= mv2① 要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑,即做平抛运动,则 mg≤m② 由①②解得 R1≥ . 11.【答案】CD 【解析】对于 M 和 m 组成的系统,除了重力、轻绳拉力做功外,摩擦力对 M 做了功,系统机械 能不守恒,选项 A 错误;对于 M,合外力做的功等于其重力、轻绳拉力及摩擦力做功的代数和, 根据动能定理可知,M 动能的增加量等于合外力做的功,选项 B 错误;对于 m,只有其重力和轻 绳拉力做了功,根据功能关系可知,除了重力之外的其他力对物体做的正功等于物体机械能的增 加量,选项 C 正确;对于 M 和 m 组成的系统,系统内轻绳上拉力做功的代数和等于零,只有两滑 块的重力和 M 受到的摩擦力对系统做了功,根据功能关系得,M 的摩擦力对系统做的功等于系统 机械能的损失量,选项 D 正确. 12.【答案】BD 【解析】对整体受力分析可知,水平方向只受拉力,故 0~2 s 整体做加速运动,2 s~4 s 做减速 运动,故 2 s 末速度最大,故 A 错误.对 A 受力分析,可知第 2 s 内拉力 F 与速度同向,故拉力对 物体 A 做正功,故 B 正确.第 2 s 末速度最大,故 C 错误.对整体分析,整体的加速度与 F 的方向 相同,B 物体所受的合力为摩擦力,故摩擦力的方向与加速度方向相同,即与 F 的方向相同.故 D 正确. 13.【答案】BD 【解析】当 a 到达底端时,b 的速度为零,b 的速度在整个过程中先增大后减小,动能先增大后减 小,所以轻杆对 b 先做正功,后做负功,故 A 错误;a 运动到最低点时,b 的速度为零,根据系统

机械能守恒定律得:mAgh= mAv ,解得 vA=

,故 B 正确;b 的速度在整个过程中,先增大

后减小,所以 a 对 b 的作用力先是动力后是阻力,所以 b 对 a 的作用力先是阻力后是动力,所以 在 b 减速的过程中,b 对 a 是向下的拉力,此时 a 的加速度大于重力加速度,故 C 错误;a、b 整

体的机械能守恒,当 a 的机械能最小时,b 的速度最大,此时 b 受到 a 的推力为零,b 只受到重力 的作用,即 b 对地面的压力大小为 mg,故 D 正确. 14.【答案】AC 【解析】重力与速度方向成锐角,重力做正功;摩擦力与速度方向垂直,摩擦力不做功;支持力 与速度方向成钝角,支持力做负功.综上所述,A,C 项正确. 15.【答案】(1)带纸带夹的重锤 (2)A (3)C (4)adbcef (5)7.62 7.57 【解析】(1)实验的研究对象是带纸带夹的重锤(或重锤). (2)由于实验中受到空气阻力和纸带的摩擦阻力,所以应找体积较小,质量较大的物体作为研究对 象,故选 A. (3)电磁打点计时器使用的是 4~6 V 的交流电,电火花打点计时器使用的是 220 V 的交流电,故选 C. (4)实验中先组装器材,再进行实验,最后进行数据处理,所以实验的步骤顺序为 adbcef. (5)重力势能减小量 ΔEp=mgh=1.0×9.8×0.777 6 J≈7.62 J. 在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,因此有: vC= ≈3.89 m/s,ΔEk= mv ≈7.57 J 16.【答案】3.5 m 【解析】对物体在斜面上和水平面上受力分析如图所示.
方法一 分过程列方程:设物体滑到斜面底端时的速度为 v,物体下滑阶段 FN1=mgcos 37°, 故 Ff1=μFN1=μmgcos 37°. 由动能定理得: mgsin 37°·l1-μmgcos 37°·l1= mv2-0 设物体在水平面上运动过程前进的距离为 l2,摩擦力 Ff2=μFN2=μmg 由动能定理得: -μmg·l2=0- mv2 联立得 l2=3.5 m.

方法二 全过程列方程: mgl1sin 37°-μmgcos 37°·l1-μmg·l2=0 得:l2=3.5 m. 17.【答案】(1)16 m (2)5 400 N (3)3.096×104J 【解析】(1)摩托车从 E 点飞出后,做平抛运动. 水平方向:s=v2t 竖直方向:h= gt2
解得:s=16 m
(2)刚过 B 点,对摩托车受力分析,FN-mg=
解得:FN=5 400 N 根据牛顿第三定律,摩托车对地面的压力大小为 5 400 N (3)摩托车从 B 点冲上坡顶的过程中,牵引力做功 W 牵=Pt=2.7×104J
根据动能定理:W 牵-mgh-Wf= mv - mv 解得:Wf=3.096×104J


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