20xx年高中物理必修二第八章機械能守恒定律(十二)

單選題1、如圖所示，在水平地面上方固定一水平平臺，平臺上表面距地面的高度H=2.2m，傾角=

37°的斜面體固定在平臺上，斜面底端B與平臺平滑連接。將一內(nèi)壁光滑血管彎成半徑R=0.80m的半圓，固定在平臺右端并和平臺上表面相切于C點，C、D為細管兩端點且在同一豎直線上。一輕質(zhì)彈簧上端固定在斜面頂端，一質(zhì)量m=1.0kg的小物塊在外力作用下緩慢壓縮彈簧下端至A點，此時彈簧的彈性勢能Ep=2.8J，AB長L=2.0m?，F(xiàn)撤去外力，小物塊從A點由靜止釋放，脫離彈簧后的小物塊繼續(xù)沿斜面下滑，經(jīng)光滑平臺BC，從C

點進入細管，由D點水平飛出。已知小物塊與斜面間動摩擦因數(shù)μ=0.80，小物塊可視為質(zhì)點，不計空氣阻力及細管內(nèi)徑大小，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求小物塊到達D點時細管內(nèi)壁對小物塊的支持力大小；（

）A．42NB．45NC．48ND．55N答案：D小物塊從A點到C點的過程，由動能定理可得彈簧彈力做功數(shù)值等于彈簧彈性勢能的變化量數(shù)值，故解得小物塊達到C點速度為小物塊從C點到D點的過程，由機械能守恒得在D點，以小物塊為研究對象，由牛頓第二定律可得解得細管內(nèi)壁對小物塊的支持力為故選D。2、如圖所示，質(zhì)量為m的物體置于傾角為的斜面上，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做勻加速運動，運動中物體與斜面體始終相對靜止。則下列說法中正確的是（

）A．物體所受支持力一定做正功B．物體所受摩擦力一定做正功C．物體所受摩擦力一定不做功D．物體所受摩擦力一定做負功答案：AA．由功的定義式可知，物體所受支持力方向垂直斜面向上，與位移方向的夾角小于，支持力一定做正功，故A正確；BCD．摩擦力的方向不確定，當摩擦力沿斜面向上，摩擦力做負功；當摩擦力沿斜面向下，摩擦力做正功；當摩擦力不存在，不做功，故BCD錯誤。故選A。3、如圖所示，豎直環(huán)A半徑為R，固定在木板B上，在環(huán)內(nèi)有一光滑小球C，木板B放在水平地面上，B的左右兩側(cè)各有一個擋板固定在地面上使B不能左右運動。A、B、C質(zhì)量均為m，給小球一個向右的瞬時速度使小球在環(huán)內(nèi)做圓周運動。當小球運動到最高點的時候，地面對木板B的壓力剛好為0，則小球再次運動到最低點時，B對地面的壓力大小為（

）A．7mgB．8mgC．9mgD．10mg答案：D設小球運動到最高點時，對軌道的壓力為，因為地面對木板B的壓力剛好為0，則對環(huán)和木板構成的整體可得由牛頓第三定律可得，小球運動到最高點時，軌道對小球的支持力為所以對小球在最高點分析可得解得此時小球的速度為對小球從最高點運動到最低點過程，由機械能守恒定律有當小球經(jīng)過最低點時，由牛頓第二定律解得由牛頓第三定律知，小球再次運動到最低點時對A是向下的壓力，大小為8mg；則B對地面的壓力大小為故選D。4、如圖所示，用錘頭擊打彈簧片，小球A做平拋運動，小球B做自由落體運動。若A、B兩球質(zhì)量相等，且A球做平拋運動的初動能是B球落地瞬間動能的3倍，不計空氣阻力。則A球落地瞬間的速度方向與豎直方向的角度為（

）A．30°B．45°C．60°D．120°答案：C設B落地的速度為v，則有設A做平拋運動的初速度為，則有解得因A在豎直方向的運動是自由落體運動，故A落地時豎直方向的速度也為v，設A球落地瞬間的速度方向與豎直方向的角度為，則有解得故選C。5、如圖所示，騎自行車下坡雖然不再蹬車，人和自行車卻運動得越來越快。自行車下坡過程中（）A．重力勢能減少，動能減少B．重力勢能減少，動能增加C．重力勢能增加，動能增加D．重力勢能增加，動能減少答案：B車從高往低處運動，重力對車做正功，重力勢能減少，速度越來越快，動能增加。故選B。6、如圖所示，將一可視為質(zhì)點的物塊從固定斜面頂端由靜止釋放后沿斜面加速下滑，設物塊質(zhì)量為m、物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，斜面高度h和底邊長度x均可獨立調(diào)節(jié)（斜面長度隨之改變），下列說法正確的是（

）A．若只增大x，物塊滑到斜面底端時的動能增大B．若只增大h，物塊滑到斜面底端時的動能減小C．若只增大μ，物塊滑到斜面底端時的動能增大D．若只改變x，物塊最終在水平面上停止的位置不會改變答案：DABC．對物塊運用動能定理可得mgh－Wf=Ek－0其中Ek為物塊滑到斜面底端時的動能，Wf為下滑過程物塊克服摩擦力所做的功，而Wf=fs=μFNs=μmgcosθ·s=μmgx其中f為物塊受到的摩擦力，s為斜面斜邊長，F(xiàn)N為斜面對物塊的支持力，則mgh－μmgx=Ek－0故ABC錯誤；D．對物塊從下滑到地面到停止，運用動能定理，有－μmgl=0－Ek則mgh－μmgx－μmgl=0若只改變x，由于物體最終在水平面上停止的位置不會改變，故D正確。故選D。7、如圖，一位質(zhì)量為m的滑雪運動員從高h的斜坡加速下滑。如果運動員在下滑過程中受到的阻力，斜坡傾角，則下列說法正確的是（

）A．阻力做功為B．重力做功為C．阻力做功為D．人所受外力的總功為零答案：BAC．阻力做功為故AC錯誤；B．重力做功為故B正確；D．人加速下滑，動能增加，則根據(jù)動能定理可知，人所受外力的總功不為零，故D錯誤。故選B。8、如圖甲所示，質(zhì)量0.5kg的小物塊從右側(cè)滑上勻速轉(zhuǎn)動的足夠長的水平傳送帶，其位移與時間的變化關系如圖乙所示。圖線的0～3s段為拋物線，3～4.5s段為直線，（t1=3s時x1=3m）（t2=4.5s時x2=0）下列說法正確的是

（

）A．傳送帶沿逆時針方向轉(zhuǎn)動B．傳送帶速度大小為

1m/sC．物塊剛滑上傳送帶時的速度大小為

2m/sD．0~4.5s內(nèi)摩擦力對物塊所做的功為-3J答案：DAB．根據(jù)位移時間圖象的斜率表示速度，可知：前2s物體向左勻減速運動，第3s內(nèi)向右勻加速運動。3-4.5s內(nèi)x-t圖象為一次函數(shù)，說明小物塊已與傳送帶保持相對靜止，即與傳送帶一起向右勻速運動，因此傳送帶沿順時針方向轉(zhuǎn)動，且速度為故AB錯誤；C．由圖象可知，在第3s內(nèi)小物塊向右做初速度為零的勻加速運動，則其中x=1mt=1s解得根據(jù)牛頓第二定律解得在0-2s內(nèi)，對物塊有解得物塊的初速度為故C錯誤；D．對物塊在0~4.5s內(nèi)，根據(jù)動能定理解得摩擦力對物塊所做的功為故D正確。故選D。9、如圖所示，用細繩系住小球，讓小球從M點無初速度釋放若忽略空氣阻力，則小球從M到N的過程中（

）A．線速度不變B．角速度增大C．向心加速度減小D．機械能增大答案：BABC．小球運動過程中，重力做正功，則動能增大，故線速度增大，根據(jù)

，可知，角速度和向心加速度也變大，AC錯誤，B正確；D．忽略空氣阻力，只有重力做功，則小球的機械能守恒，D錯誤。故選B。10、質(zhì)量為m的賽車在水平直線賽道上以恒定功率P加速，受到的阻力不變，其加速度a與速度的倒數(shù)的關系如圖所示，則下列說法正確的是（

）A．賽車速度隨時間均勻增大B．賽車加速度隨時間均勻增大C．賽車加速過程做的是加速度逐漸減小的加速運動D．圖中縱軸截距、橫軸截距答案：CA．由題圖可知，加速度是變化的，故賽車做變加速直線運動，故A錯誤；BC．根據(jù)題意，設汽車的牽引力為，由公式可得由牛頓第二定律有可得可知，隨著速度增大，加速度減小，即賽車加速過程做的是加速度逐漸減小的加速運動，故B錯誤C正確；D．由C分析，結合圖像可得，斜率為縱軸截距為橫軸截距為故D錯誤。故選C。多選題11、如圖，ABC是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，A點在水平面上，軌道AB段豎直，長度為R，BC段是半徑為R的四分之一的圓弧，與AB相切于B點。一質(zhì)量為m的小球從A點以某一豎直向上的初速度沿ABC軌道的內(nèi)側(cè)運動，且到達最高點C點時恰好仍能接觸軌道，已知小球始終受到與重力大小相等的水平向右的外力作用，小球的半徑遠小于R，重力加速度大小為g。則（

）A．小球在A點的初速度為B．小球在A點的初速度為C．小球的落地點到A點的距離為RD．小球的落地點到A點的距離為2R答案：BCAB．小球到達最高點C點時恰好仍能接觸軌道，根據(jù)牛頓第二定律有小球從A點到C點根據(jù)動能定理有解得小球在A點的初速度為故A錯誤B正確；CD．小球從C點之后做平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律有聯(lián)立解得所以小球的落地點為C點正下方，到A點的距離為R，故C正確D錯誤。故選BC。12、如圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量均為m，A套在固定傾斜直桿上，傾斜直桿與水平面成45°角，B套在固定水平直桿上，兩直桿分離不接觸，兩直桿間的距離忽略不計且桿足夠長，A、B通過鉸鏈用長度為L的剛性輕桿（初始時輕桿與水平面成30°角）連接，A、B從靜止釋放，B沿水平面向右運動，不計一切摩擦，滑塊A、B均視為質(zhì)點，重力加速度大小為g，在運動的過程中，下列說法正確的是（

）A．當A到達B所在水平面時B．當A到達B所在水平面時，B的速度為C．滑塊B到達最右端時，A的速度為D．滑塊B的最大動能為答案：ABDA．當A到達B所在水平面時，由運動的合成與分解有vAcos

45°=vB解得A正確；B．從開始到A到達B所在的水平面的過程中，A、B兩滑塊組成的系統(tǒng)機械能守恒，由機械能守恒定律有解得B正確；C．滑塊B到達最右端時，此時輕桿與傾斜直桿垂直，則此時滑塊B的速度為零，由機械能守恒可得解得C錯誤；D．由題意可知，當輕桿與水平直桿垂直時B的速度最大，此時A的速度為零，由系統(tǒng)機械能守恒可得mgL（1+sin

30°）=EkB解得D正確。故選ABD。13、如圖所示，水平光滑長桿上套有小物塊A，細線跨過O點的輕質(zhì)光滑小定滑輪一端連接A，另一端懸掛小物塊B，物塊A、B質(zhì)量相等，均為m。C為O點正下方桿上一點，滑輪到桿的距離OC＝h，開始時A位于P點，PO與水平方向的夾角為30°，現(xiàn)將A、B由靜止釋放。重力加速度為g。下列說法正確的是（

）A．物塊A由P到C過程的機械能守恒B．物塊A在C點的速度最大，大小為

C．物塊A由P到C過程，物塊B的機械能減少mghD．物塊A到C點時，物塊B的速度大小為答案：BCA．將物塊A、B由靜止釋放，物塊A由P運動到C的過程中，拉力做正功，物塊A的機械能增大，故A錯誤；BCD．對物塊A、B組成的系統(tǒng)進行分析，僅有重力做功，所以系統(tǒng)機械能守恒，由于vB＝vA·cos

θ當物塊A運動到C點時，物塊A的速度最大，物塊B的速度為零，物塊B下落高度為－h(huán)＝h所以物塊B的機械能減少了mgh，設物塊A在C點的速度為vA，則由系統(tǒng)的機械能守恒得mgh＝解得vA＝

故BC正確，D錯誤。故選BC。14、如圖所示，A、B兩星球為雙星系統(tǒng)，相距為L，圍繞某定點O（未畫出）做圓周運動，質(zhì)量之比為，兩星球半徑遠小于L。沿A、B連線從星球A向B以某一初速度發(fā)射一探測器，只考慮星球A、B對探測器的作用，假設彈射器初速度足夠大，可以到達B星球，下列說法正確的是（

）A．探測器在距星球A為處加速度為零B．雙星的總質(zhì)量一定，若雙星之間的距離增大，其轉(zhuǎn)動周期變大C．若探測器能到達星球B，其速度可能恰好為零D．A、B兩星球繞定點O做勻速圓周運動，動能之比為答案：ABDA．設探測器的質(zhì)量為，探測器距A星球的距離為時，兩星球?qū)μ綔y器的引力相等，即解得故A正確；C．探測器到達B的過程中，其所受合力先向左減小到0，后向右增大，故探測器先減速后加速，故C錯誤；B．設做圓周運動的軌道半徑為，B做圓周運動的軌道半徑為，根據(jù)萬有引力提供向心力分別對、得又聯(lián)立解得可知雙星的總質(zhì)量一定，若雙星之間的距離增大，其轉(zhuǎn)動周期變大，故B正確；D．根據(jù)可得結合可得根據(jù)聯(lián)立可得故D正確。故選ABD。15、“嫦娥三號”從距月面高度為100

km的環(huán)月圓軌道Ⅰ上的P點實施變軌，進入近月點為15

km的橢圓軌道Ⅱ，由近月點Q成功落月，如圖所示。關于“嫦娥三號”，下列說法正確的是（

）A．沿軌道Ⅱ運行的周期大于沿軌道Ⅰ運行的周期B．沿軌道Ⅰ運動至P點時，需制動減速才能進入軌道ⅡC．沿軌道Ⅱ運行時，在P點的加速度大于在Q點的加速度D．在軌道Ⅱ上由P點運行到Q點的過程中，萬有引力對其做正功，它的動能增加，重力勢能減小，機械能不變答案：BDA．軌道Ⅱ的半長軸小于軌道Ⅰ的半徑，根據(jù)開普勒第三定律＝k可知沿軌道Ⅱ運行的周期小于軌道Ⅰ上的周期，故A項錯誤；B．在軌道Ⅰ上運動，從P點開始變軌，可知“嫦娥三號”做向心運動，在P點應該制動減速以減小做勻速圓周運動所需要的向心力，通過做向心運動減小軌道半徑，故B項正確；C．在軌道Ⅱ上運動時，衛(wèi)星只受萬有引力作用，在P點時的萬有引力比Q點的小，故P點的加速度小于在Q點的加速度，故C項錯誤；D．在軌道Ⅱ上由P點運行到Q點的過程中，“嫦娥三號”只受到萬有引力的作用，機械能守恒；萬有引力對“嫦娥三號”做正功，“嫦娥三號”的速度逐漸增大，動能增加，離地高度降低，重力勢能減小，故D項正確。故選BD。16、宇宙中兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉(zhuǎn)，稱之為雙星系統(tǒng)。設某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的某固定點O點做勻速圓周運動，如圖所示。若A、B兩星球到O點的距離之比為3∶1，則（

）A．星球A與星球B所受引力大小之比為1∶1B．星球A與星球B的線速度大小之比為1∶3C．星球A與星球B的質(zhì)量之比為3∶1D．星球A與星球B的動能之比為3∶1答案：ADA．星球A所受的引力與星球B所受的引力均為二者之間的萬有引力，大小是相等的，故A正確；B．雙星系統(tǒng)中，星球A與星球B轉(zhuǎn)動的角速度相等，根據(jù)v＝ωr，則線速度大小之比為3∶1，故B錯誤；C．A、B兩星球做勻速圓周運動的向心力由二者之間的萬有引力提供，可得G＝mAω2rA＝mBω2rB則星球A與星球B的質(zhì)量之比為mA∶mB＝rB∶rA＝1∶3故C錯誤；D．星球A與星球B的動能之比為故D正確。故選AD。17、下列關于機械能守恒的判斷正確的是（）A．拉著一個物體沿著光滑的斜面勻速上升時，物體的機械能守恒B．如果忽略空氣阻力作用，物體做豎直上拋運動時，機械能守恒C．一個物理過程中，當重力和彈力以外的力做了功時，機械能不再守恒D．物體做自由落體運動時，物體機械能一定守恒答案：BCDA．拉著一個物體沿著光滑的斜面勻速上升時，動能不變，勢能增大，故機械能增大，故A錯誤；B．物體做豎直上拋運動時，只有重力做功，故機械能守恒，故B正確；C．機械能守恒的條件是除重力和彈力以外的力做功的代數(shù)和為0，或者不做功，當重力和彈力以外的力做了功時，物體的機械能不守恒，故C正確；D．物體做自由落體運動時只受重力作用，機械能守恒，故D正確。故選BCD。18、一輛汽車在水平路面上的啟動過程的v-t圖像如圖所示，其中Oa為過原點的傾斜直線，ab段表示以額定功率P行駛時的加速階段，bc段是與ab段相切的水平直線，若汽車的質(zhì)量為m，行駛過程中所受阻力恒為F阻，則下列說法正確的是（

）A．汽車在t1時刻的牽引力和功率都是最大值，t2~t3時間內(nèi)其牽引力等于F阻B．0~t1時間內(nèi)汽車做變加速運動C．0~t2時間內(nèi)汽車的平均速度等于D．t1~t2時間內(nèi)汽車克服阻力所做的功為P（t2-t1）+答案：ADA．由題圖可知，Oa段為勻加速直線運動，ab段以恒定功率運動，且加速度在逐漸減小，所以t1時刻牽引力和功率最大，bc段是勻速直線運動，t2~t3時間內(nèi)其牽引力等于F阻，故A正確；B．在0~t1時間內(nèi)，由v-t圖像知汽車做勻加速直線運動，故B錯誤；C．在0~t2時間內(nèi)，由v-t圖像可知，汽車先做勻加速運動再做變加速運動，故此段時間內(nèi)平均速度大于，故C錯誤；D．設時間t1~t2內(nèi)汽車克服阻力所做的功為Wf，由動能定理有P（t2-t1）-Wf=克服阻力所做的功為Wf=P（t2-t1）+故D正確。故選AD。19、國外一個團隊挑戰(zhàn)看人能不能在豎直的圓內(nèi)測完整跑完一圈，團隊搭建了如圖一個半徑1.6m的木質(zhì)豎直圓跑道，做了充分的安全準備后開始挑戰(zhàn)。（g=10m/s2）（

）A．根據(jù)計算人奔跑的速度達到4m/s即可完成挑戰(zhàn)B．不計阻力時由能量守恒計算要的速度進入跑道才能成功，而還存在不可忽略的阻力那么這個速度超過絕大多數(shù)人的極限，所以該挑戰(zhàn)根本不能成功C．人完成圓周運動的軌道半徑實際小于1.6m，因此這個速度并沒有超過多數(shù)人的極限速度，挑戰(zhàn)可能成功D．一般人不能完成挑戰(zhàn)的根源是在腳在上半部分時過于用力蹬踏跑道內(nèi)測造成指向圓心的力大于需要的向心力從而失敗答案：CDA．人在最高點時，且將人的所有質(zhì)量集中到腳上一點的情況下，且在人所受重力提供向心力的情況下，有可得考慮情況太過片面，A錯誤；BC．若將人的所有質(zhì)量集中到腳上一點的情況下，設恰好通過最高點時的速度為v1，通過最低點的速度為v0，有聯(lián)立可得但實際上這是不可能的，人的重心不可能在腳底，所以人完成圓周運動的軌道半徑實際小于1.6m，因此這個速度并沒有超過多數(shù)人的極限速度，挑戰(zhàn)可能成功，B錯誤，C正確；D．腳在上半部分時過于用力蹬踏跑道內(nèi)測造成指向圓心的力大于需要的向心力，而人的速度不夠，則會導致挑戰(zhàn)失敗，D正確。故選CD。20、關于重力勢能的幾種理解，正確的是（）A．放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零B．重力勢能的變化量與參考平面的選取無關C．重力勢能減小時，重力對物體做正功D．物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能也越大答案：BCA．重力勢能和零勢能面選取有關，放在地面上的物體，它的重力勢能不一定等于零，故A錯誤；B．重力勢能的變化量與物體的質(zhì)量和變化高度有關，與參考平面的選取無關，故B正確；C．重力勢能減小時，高度下降，重力對物體做正功，故C正確；D．物體與零勢能面的距離越大，若物體在零勢能面下方，則重力勢能越小，故D錯誤。故選BC。填空題21、水平面上有質(zhì)量相等的a、b兩個物體，水平推力F1、

F2分別作用在a、b上。一段時間后撤去推力，物體繼續(xù)運動一段距離后停下。兩物體的v

-

t圖線如圖，圖中AB∥CD。則整個過程中F1______F2（選填“>”或“=”或“<”）；F1做的功______F2做的功（選填“>”或“=”或“<”）；合外力對a物體做的功______合外力對b物體做的功（選填“>”或“=”或“<”）。答案：

>

<

=[1]圖像斜率表示加速度，撤去推力后兩物體加速度相同，則受到的摩擦力相同，a加速階段加速度比較大，根據(jù)可知[2]整個過程根據(jù)動能定理可知圖像面積表示位移，因此根據(jù)可知，a摩擦力做功較小，F(xiàn)1做功較小。[3]根據(jù)動能定理可知故合外力做功相同。22、如圖，籃球比賽的某次快攻中，球員甲將回球斜向上傳給前方隊友，球傳出瞬間離地面高h1，速度大小為v；對方球員乙原地豎直起跳攔截，其躍起后乙手離地面的最大高度為h2，球越過乙時的速度恰好沿水平方向，且恰好未被攔截。球可視為質(zhì)點，重力加速度取g，忽略空氣阻力，試估算籃球在空中運動時間為__________，球剛斜拋出時的水平分速度為__________。（用h1、h2、v、g表示）答案：

[1][2]由題知球越過乙時的速度恰好沿水平方向，則設球越過乙時的速度為vx，則根據(jù)動能定理，有解得則豎直方向的分速度有解得根據(jù)逆向思維法可知，球從拋出到越過乙時的時間球再從越過乙時到落地的時間為則籃球在空中運動時間為23、如圖所示，O

為彈簧的原長處，物體由

O

向

A

運動（壓縮）或由

O

向

A′運動（伸長）時，彈力做_________功，彈性勢能________，其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；物體由

A

向

O

運動，或者由

A′向

O

運動時，彈力做________功，彈性勢能_________，彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。答案：

負功

增加

正功

減小[1]物體由

O

向

A

運動（壓縮）或由

O

向

A′運動（伸長）時,彈簧彈力的方向與物體的位移方向相反，彈力做負功；[2]彈力做負