高一物理人教版必修二单元综合检测卷第七章 机械能守恒定律.docx
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高一物理人教版必修二单元综合检测卷第七章机械能守恒定律
第七章机械能守恒定律
一、单选题
1.一个质量为1kg的物体被人用手由静止开始向上提升了2m，这时物体的速度为2m/s，则下列结论中错误的是（ ）
A．手对物体做功22JB．合力对物体做功22J
C．合力对物体做功2JD．物体克服重力做功20J
2.物体在合外力作用下做直线运动的v－t图象如图所示，下列表述正确的是（ ）
A．在0～1s内，合外力做正功
B．在0～2s内，合外力总是做负功
C．在1s～2s内，合外力不做功
D．在0～3s内，合外力总是做正功
3.我国自主研究设计的神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器实现自动交会对接．飞行器上都安装着太阳帆板，其作用是（ ）
A．保持平衡状态稳定飞行
B．保护飞船不受过强的太阳光辐射
C．为飞船上的电气设备提供电能
D．将太阳能直接转化成飞船的机械能
4.在水平路面上，有一辆以36km/h行驶的客车，在车厢后座有一位乘客甲，把一个质量为4kg的行李以相对客车5m/s的速度抛给前方座位的另一位乘客乙，则行李的动能是（ ）
A．500JB．200JC．450JD．900J
5.有一根轻绳拴了一个物体，如图所示，若整体以加速度a向下做减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况是（ ）
A．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功
B．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功
C．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功
D．重力做负功，拉力做负功，合外力做正功
6.利用能源的过程实质上是（ ）
A．能量的消失过程
B．能量的创造过程
C．能量不守恒的过程
D．能量转化或转移并且耗散的过程
7.如图所示，缆车在牵引索的牵引下沿固定的倾斜索道加速上行，所受阻力不能忽略．在缆车向上运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．缆车克服重力做的功小于缆车增加的重力势能
B．缆车增加的动能等于牵引力对缆车做的功和克服阻力做的功之和
C．缆车所受牵引力做的功等于缆车克服阻力和克服重力做的功之和
D．缆车增加的机械能等于缆车受到的牵引力与阻力做的功之和
8.有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻细绳相连，A、B质量相等，且可看做质点，如图所示，开始时细绳水平伸直，A、B静止．由静止释放B后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v，则连接A、B的绳长为（ ）
A．
B．
C．
D．
9.下列说法正确的是（ ）
A．物体只有做匀速运动时，动能才不变
B．物体做平抛运动时，水平方向速度不变，物体的动能也不变
C．物体做自由落体运动时，重力做功，物体的动能增加
D．物体的动能变化时，速度不一定变化，速度变化时，动能一定变化
10.木块静止挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到一定高度，如图所示，从子弹开始入射到共同上摆到最大高度的过程中，下面说法正确的是（ ）
A．子弹的机械能守恒B．木块的机械能守恒
C．子弹和木块的总机械能守恒D．以上说法都不对
11.如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设以桌面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的机械能为（ ）
A．0B．mghC．mgHD．mg（H＋h）
二、多选题
12.质量为m的物体从离湖面H高处由静止释放，落在距湖面为h的湖底，如图所示，在此过程中（ ）
A．重力对物体做功为mgH
B．重力对物体做功为mg（H＋h）
C．物体的重力势能减少了mg（H＋h）
D．物体的重力势能增加了mg（H＋h）
13.如图所示，一质量为m可视为质点的小物体，在沿斜面向上的拉力F作用下，从长为L、高为h的粗糙固定斜面底端匀速运动到顶端，重力加速度为g.此过程中，物体的（ ）
A．重力势能增加了mgh
B．机械能保持不变
C．机械能增加了mgh
D．机械能增加了FL
14.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图象如图所示．已知汽车的质量为m＝2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，（取g＝10m/s2）则（ ）
A．汽车在前5s内的牵引力为4×103N
B．汽车在前5s内的牵引力为6×103N
C．汽车的额定功率为60kW
D．汽车的最大速度为20m/s
15下列关于能量的说法中正确的是（ ）
A．能量的概念是牛顿最早提出来的
B．能量有不同的表现形式，并可以相互转化，但总量不变
C．伽利略的斜面理想实验体现出能量是守恒的
D．以上说法均不正确
三、实验题
16.在“验证机械能守恒定律”的实验中：
将下列主要的实验步骤，按照实验的合理顺序把步骤前的序号填在题后横线上：
A．用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器处；
B．将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器的限位孔；
C．取下纸带，在纸带上任选几点，测出它们与第一个点的距离，并算出重物在打下这几个点时的瞬时速度；
D．接通电源，松开纸带，让重物自由下落；
E．查出当地的重力加速度g的值，算出打下各计数点时的动能和相应的减少的重力势能，比较它们是否相等；
F．把测量和计算得到的数据填入自己设计的表格里．
答：
________________________________________________________________________.
17.为验证“动能定理”，即：
合外力对物体做的功等于物体动能的变化，实验装置如图a，木板倾斜构成斜面，斜面B处装有图b所示的光电门．
①如图c，用10分度的游标卡尺测得挡光条的宽度d＝______cm.
②装有挡光条的物块由A处静止释放后沿斜面加速下滑，读出挡光条通过光电门的挡光时间t，则物块通过B处时的速度为______（用字母d，t表示）
③测得A、B两处的高度差为H，水平距离L；已知物块与斜面的动摩擦因数为μ，为了完成实验，还必须知道的物理量是________；
④如果实验结论得到验证，则以上各物理量之间的关系满足：
H＝___________（用字母表示）．
四、计算题
18.如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动．已知物体质量为10kg，F的大小为100N、方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，g＝10m/s2.求：
（1）第2s末，拉力F对物体做功的功率是多大？
（2）从运动开始，物体前进12m过程中拉力对物体做功的平均功率是多大？
（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
19.在距地面高12m处，以12m/s的水平速度抛出质量为0.5kg的小球，其落地时速度大小为18m/s，求小球在运动过程中克服阻力做功多少？
（g取10m/s2）
20.摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米，电梯的简化模型如图甲所示．考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a是随时间t变化的．已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t图象如图乙所示．电梯总质量m＝2.0×103kg.忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2.
（1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；
（2）类比是一种常用的研究方法．对于直线运动，教科书中讲解了由v－t图象求位移的方法．请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图乙所示a－t图象，求电梯在第1s内的速度改变量Δv1和第2s末的速率v2；
（3）求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率P；再求在0～11s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功W.
答案解析
1.【答案】B
【解析】根据动能定理得：
W－mgh＝
mv2，解得手对物体做功为：
W＝mgh＋
mv2＝1×10×2＋
×1×4＝22J，故A正确；合力做功等于动能的变化，则：
W合＝
mv2＝
×1×4＝2J，故B错误，C正确；重力对物体做功为：
WG＝－mgh＝－1×10×2J＝－20J，即物体克服重力做功20J，故D正确．
2.【答案】A
【解析】由v－t图象知0～1s内，v增加，动能增加，由动能定理可知合外力做正功，A对.1s～2s内v减小，动能减小，合外力做负功，B、C、D错．
3.【答案】C
【解析】飞行器上都安装着太阳帆板，其作用是为飞船上的电气设备提供电能，
4.【答案】C
【解析】行李相对地面的速度v＝v车＋v相对＝15m/s，所以行李的动能Ek＝
mv2＝450J，选项C正确．
5.【答案】A
【解析】重力与位移同向，做正功，拉力与位移反向做负功，由于做减速运动，所以物体所受合力向上，与位移反向，做负功．
6.【答案】D
【解析】利用能源的过程实质上是能量转化或转移的过程，在能源的利用过程中能量是耗散的，A、B、C错误，D正确．
7.【答案】D
【解析】根据重力做功与重力势能的变化关系可知，缆车克服重力做的功等于缆车增加的重力势能，故A错误；由动能定理可知，牵引力对缆车做的功等于缆车增加的动能、增加的重力势能与克服摩擦力所做的功之和，即：
等于缆车增加的机械能与缆车克服摩擦力做的功之和，故B、C错误，D正确．
8.【答案】D
【解析】由运动的合成与分解可知滑块A和B在绳长方向的速度大小相等，有vAsin60°＝vBcos60°，解得vA＝
v，将滑块A、B看成一个系统，系统的机械能守恒，设滑块B下滑的高度为h，有mgh＝
mv
＋
mv
，解得h＝
，由几何关系可知绳子的长度为L＝2h＝
，选项D正确．
9.【答案】C
【解析】物体只要速率不变，动能就不变，A错；做平抛运动的物体动能逐渐增大，B错；物体做自由落体运动时，其合力等于重力，重力做正功，物体的动能增加，故C正确；物体的动能变化时，速度的大小一定变化，故D错．
10.【答案】D
【解析】子弹打入木块的过程中，子弹克服摩擦力做功产生热能，系统机械能不守恒．
11.【答案】C
【解析】由于小球在下落过程中只有重力作功，所以机械能守恒，也就是说，小球在任一位置时的机械能都相等，并且都等于刚释放时的机械能，取桌面为参考平面，所以小球在刚释放时的机械能E＝mgH.故选项C正确．
12.【答案】BC
【解析】从初位置到末位置物体的高度下降了H＋h，所以物体的重力做功为WG＝mg（H＋h），故A错误，B正确；重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功，所以ΔEp＝mg（H＋h），故C正确，D错误．
13.【答案】AC
【解析】重力做功W＝－mgh，则重力势能增加了mgh，选项A正确；物体匀速运动，动能不变，重力势能增加mgh，则机械能增加了mgh，选项B、D错误，C正确.
14.【答案】BC
【解析】由于汽车受到的阻力为Ff＝0.1mg＝2×103N，而汽车在前5s内的加速度为a＝
＝
＝2m/s2，由牛顿第二定律得，牵引力为F＝ma＋Ff＝2×103kg×2m/s2＋2×103N＝6×103N，A错误，B正确；由于5s末达到额定功率，故汽车的额定功率P＝Fv＝6×103N×10m/s＝6×104W＝60kW，C正确；汽车的最大速度vmax＝
＝
＝30m/s，D错误．
15.【答案】BC
【解析】能量的概念是焦耳最早提出的，A错误．
16.【答案】BADCFE
【解析】实验的合理顺序应该是：
BADCFE.
17.【答案】①0.51 ②
③当地的重力加速度g
④
【解析】①游标卡尺的主尺读数为0.5cm，游标读数为0.1×1mm＝0.1mm＝0.01cm，
所以最终读数为：
0.5cm＋0.01cm＝0.51cm.
②装有挡光条的物块通过光电门时的速度为v＝
，
③根据物块下滑过程中，重力与滑动摩擦力做的功，等于动能的增加，
则有：
mv
＝mgH－μmgcosθ·
＝mgH－μmgL；
为了完成实验，还必须知道的物理量是重力加速度g；
④根据动能定理，则有：
mv
＝mgH－μmgL；
解得：
H＝
＝
.
18.【答案】
（1）960W
（2）480W
【解析】
（1）水平面对物体的支持力为
FN＝mg－Fsin37°＝100N－100×0.6N＝40N
由牛顿第二定律得物体的加速度
a＝
＝
m/s2＝6m/s2
第2s末，物体的速度v＝at＝12m/s
拉力F对物体做功的功率P＝Fvcos37°＝960W
（2）从运动开始，前进12m用时t′＝
＝
s＝2s
该过程中拉力对物体做功W＝Flcos37°＝100×12×0.8J＝960J
拉力对物体做功的平均功率P′＝
＝
W＝480W
19.【答案】15J
【解析】对小球自抛出至落地过程由动能定理得：
mgh－Wf＝
mv
－
mv
，则小球克服阻力做功为：
Wf＝mgh－（
mv
－
mv
）＝0.5×10×12J－（
×0.5×182－
×0.5×122）J＝15J.
20.【答案】
（1）F1＝2.2×104N F2＝1.8×104N
（2）Δv1＝0.50m/s v2＝1.5m/s
（3）P＝2.0×105W W＝1.0×105J
【解析】
（1）根据牛顿第二定律，有F－mg＝ma
由a－t图象可知，F1和F2对应的加速度分别是
a1＝1.0m/s2，a2＝－1.0m/s2
所以有
F1＝m（g＋a1）＝2.0×103×（10＋1.0）N＝2.2×104N
F2＝m（g＋a2）＝2.0×103×（10－1.0）N＝1.8×104N
（2）通过类比可得，第1s内的速度改变量Δv1等于第1s内a－t图线下的面积，故有
Δv1＝0.50m/s
同理可得Δv2＝v2－v0＝1.5m/s
又v0＝0，所以第2s末的速率v2＝1.5m/s
（3）由a－t图象可知，11～30s内电梯的速率最大，其值等于0～11s内a－t图线下的面积，则有vm＝10m/s
此时电梯做匀速运动，拉力F等于重力mg，故此时拉力做功的功率为
P＝Fvm＝mgvm＝2.0×103×10×10W＝2.0×105W
在0～11s时间内，根据动能定理可得拉力和重力对电梯所做的总功为
W＝Ek2－Ek1＝
mv
－0＝
×2.0×103×102J＝1.0×105J.
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