2016-2017学年高中物理第7章机械能守恒定律章末自测新人教版必修

第7章 机械能守恒定律一、选择题(16题，只有一个选项符合题目要求，79有多项符合题目要求)1(2016·桂林高一检测)关于重力做功与重力势能变化的关系，下列说法中正确的是()A如果物体高度降低，则重力对物体做正功，物体的重力势能增加B如果物体高度降低，则重力对物体做负功，物体的重力势能减少C如果物体高度升高，则重力对物体做正功，物体的重力势能减少D如果物体高度升高，则重力对物体做负功，物体的重力势能增加解析：物体高度降低，重力做正功，重力势能减少，A、B错；物体高度升高，重力做负功，重力势能增加，C错，D对。答案：D2如图所示，木板可绕固定的水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块的重力势能增加了2 J。用FN表示物块受到的支持力，用Ff表示物块受到的摩擦力。在这一过程中，以下判断正确的是()AFN和Ff对物块都不做功BFN对物块做功2 J，Ff对物块不做功CFN对物块不做功，Ff对物块做功2 JDFN和Ff对物块所做功的代数和为0解析：木板从水平位置OA缓慢转到位置OB，FN与物块运动方向相同，做正功，Ff与物块运动方向始终垂直，故对物块不做功。重力对物块做负功，根据动能定理，支持力与重力做功的和等于动能的增量，缓慢运动时动能的增量为0，支持力做功等于重力做功，FN对物块做功2 J，Ff对物块不做功，B正确。答案：B3.如图所示的滑轮光滑轻质，阻力不计，M12 kg，M21 kg，M1离地高度为H0.5 m。M1与M2从静止开始释放，M1由静止下落0.3 m时的速度为()A. m/sB3 m/sC2 m/s D1 m/s解析：对系统运用机械能守恒定律得，(M1M2)gh(M1M2)v2，代入数据解得v m/s，故A正确，B、C、D错误。答案：A4.如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功为W1，产生的热量为Q1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，F做的功为W2，产生的热量为Q2，则应有()AW1<W2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2CW1<W2，Q1<Q2 DW1W2，Q1<Q2解析：当B固定时：W1F·LB，Q1mAg·LB当B不固定时：W2F(LBxB)，Q2mAgLB，故W1<W2，Q1Q2，故A对。答案：A5如图所示，大小相同的力F作用在同一个物体上，物体分别沿光滑水平面、粗糙水平面、光滑斜面、竖直方向运动一段相等的距离x，已知力F与物体的运动方向均相同。则上述四种情景中都相同的是()A拉力F对物体做的功 B物体的动能增量C物体加速度的大小 D物体运动的时间解析：根据功的定义式WFxcos 可以知道，当在力F方向上运动距离x都相等时，力F做的功相同，A对；根据动能定理W合Ek可以知道，在所给出的四个情景图中物体所受合外力不同，所以动能增加量不同，加速度不同，B、C错；根据运动学公式xat2，可以知道，位移大小一样，加速度不一样，所以时间不一样，D错。答案：A6汽车以恒定的功率在平直公路上行驶，所受到的摩擦阻力恒等于车重的0.1，汽车能达到的最大速度为vm。则当汽车速度为vm时，汽车的加速度为(重力加速度为g)A0.1g B0.2gC0.3g D0.4g解析：设汽车功率恒为P，达到最大速度vm时，牵引力FFf0.1mg，PFvm，当汽车速度为vvm时，F0.2mg，由牛顿第二定律有：FFfma，解得：a0.1g，A项正确。答案：A7.如图所示，一轻质弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力。在重物从A点摆向最低点B的过程中，下列说法中正确的是()A重物的重力势能减小 B重物的重力势能增大C重物的机械能不变 D重物的机械能减小解析：重物从A点释放后，在从A点向B点运动的过程中，重物的重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，弹簧逐渐被拉长，即弹簧的弹性势能逐渐增大。所以，重物减小的重力势能一部分转化为重物的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能。对重物来说，它的机械能减小。答案：AD8.(2016·桂林高一检测)如图所示，高h2 m的曲面固定不动。一个质量为1 kg的物体，由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4 m/s。g取10 m/s2。在此过程中，下列说法正确的是()A物体克服摩擦力做功20 JB物体的动能增加了8 JC物体的重力势能减少了20 JD曲面对物体的支持力对物体不做功解析：根据动能定理得mghWfmv2×1×42 J8 J，B对。其中重力做功WGmgh1×10×2 J20 J，故重力势能减少20 J，C对。所以摩擦力做功Wf8 J20 J12 J，A错。支持力始终与物体的速度垂直，故支持力不做功，D对。答案：BCD9.如图所示，一小物块在粗糙程度相同的两个固定斜面上从A经B滑动到C，若不考虑物块在经过B点时机械能的损失，则下列说法中不正确的是()A从A到B和从B到C，减少的机械能相等B从A到B和从B到C，减少的重力势能相等C从A到B和从B到C，因摩擦而产生的热量相等D小物块在C点的动能一定最大解析：设斜面与水平面的夹角为，则斜面的长度为L，物块受到的摩擦力为Ffmgcos ，物块下滑的过程中摩擦力做功为WfFfLmghcot ，可知在物块下滑的过程中，从B到C过程中克服摩擦力做的功多，物块减少的机械能多；重力势能变化量由初、末位置高度差决定，AB段的高度和BC段的高度相同，则减少的重力势能相等；摩擦力做负功产生热量，可知从B到C过程中克服摩擦力做的功多，产生的热量多；根据动能定理EkWGWf，由于从B到C过程不知重力做功和摩擦力做功的关系，故不知B、C两位置小物块的动能大小关系。答案：ACD二、非选择题10.(2016·黄冈高一检测)“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示，采用重物自由下落的方法：(1)实验中，下面哪种测量工具是必需的_。A天平B直流电源C刻度尺 D秒表(2)已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，当地的重力加速度g9.80 m/s2，所用重物的质量为200 g。实验中选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。计算B点瞬时速度时，甲同学用v2gxOB，乙同学用vB，其中所选方法正确的是_(填“甲”或“乙”)同学，由此求得打B点时重物速度vB_m/s。(结果保留三位有效数字)(3)实验中，发现重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的主要原因是_。解析：(1)根据实验原理，需要验证下列方程成立mghmv2，即ghv2，则不需要天平，v由打点计时器打下的纸带测出，不需要秒表，电火花计时器工作电源为220 V交流电源，故需要交流电源，纸带处理需要刻度尺。故选C。(2)根据v2gxOB计算速度，相当于承认了机械能守恒正确，故甲同学错误。打B点时重物速度vB m/s1.92 m/s。(3)重物下落过程中，克服空气阻力和打点计时器对纸带的阻力做功。答案：(1)C(2)乙1.92(3)克服空气对重物和打点计时器对纸带的阻力做功112014年7月17日，马航MH17(波音777)客机在飞经乌克兰上空时，疑遭导弹击落坠毁，机上乘客和机组人员全部罹难。若波音777客机在起飞时，双发动机推力保持不变，飞机在起飞过程中所受阻力恒为其自重的0.1，根据下表性能参数。求：(取g10 m/s2)最大巡航速率900 km/h(35 000英尺巡航高度)单发动机推力3×105 N最大起飞重量2×105 kg安全起飞速度60 m/s(1)飞机以最大起飞重量及最大推力的情况下起飞过程中的加速度；(2)在第(1)问前提下飞机安全起飞过程中滑行的距离；(3)飞机以900 km/h的巡航速度，在35 000英尺巡航高度飞行，此时推力为最大推力的90%，则该发动机的功率为多少？解析：(1)根据牛顿第二定律有：FF阻1maF阻1kmg0.1mg解得：a2 m/s2(2)设飞机安全起飞过程滑行的距离为x，则x m900 m(3)波音777以900 km/h匀速巡航时，此时推力等于空气阻力，则F阻23×105×2×0.90 N5.4×105 Nv900 km/h250 m/s此时发动机的功率：PFvF阻2v5.4×105×250 W1.35×108 W(或单发动机的功率P单6.75×107 W)答案：见解析12.(2016·盐城高一检测)光滑水平面AB与竖直面内的圆形导轨在B点连接，导轨半径R0.5 m，一个质量m2 kg的小球在A处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接。用手挡住小球不动，此时弹簧弹性势能Ep49 J，如图所示。放手后小球向右运动脱离弹簧，沿圆形轨道向上运动恰能通过最高点C，g取10 m/s2。求：(1)小球脱离弹簧时的速度大小；(2)小球从B到C克服阻力做的功；(3)小球离开C点后落回水平面时的动能大小。解析：(1)根据机械能守恒定律Epmvv1 m/s7 m/s(2)由动能定理得mg·2RWfmvmv小球恰能通过最高点，故mgm由得Wf24 J(3)根据机械能守恒定律mg·2REkmv由得Ek25 J答案：(1)7 m/s(2)24 J(3)25 J