人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律综合与测试当堂检测题

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律综合与测试当堂检测题，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第八章　机械能守恒定律专题强化练12　功能关系　能量守恒定律一、选择题1.(2020陕西白水中学高一下期末,)(多选)如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面,其运动的加速度大小为g,在斜面上升的最大高度为h,重力加速度为g,则在物体从A点上升至最大高度的过程中              (深度解析)A.重力势能增加了mghB.克服摩擦力做功mghC.动能损失了mghD.机械能损失了mgh2.(2020江苏高邮中学高一下期中,)(多选)如图所示,木块静止在光滑水平桌面上,一子弹(可视为质点)水平射入木块的深度为d时,子弹与木块相对静止。在子弹入射的过程中,木块沿桌面移动的距离为x,木块对子弹的平均阻力为Ff,那么在这一过程中,下列说法正确的是              (　　)A.木块的机械能增量为FfxB.子弹的机械能减少量为Ff(x+d)C.系统的机械能减少量为FfdD.系统的机械能减少量为Ff(x+d)3.(2021天津南开高一下期末,)如图所示,一小球自A点由静止自由下落,到B点时与弹簧接触,到C点时弹簧被压缩到最短。若不计弹簧质量和空气阻力,在小球由A→B→C的过程中              (　　)A.小球从A→B的过程中机械能守恒;小球从B→C的过程中只有重力和弹力对它做功,所以机械能也守恒B.小球在B点时动能最大C.小球减少的机械能等于弹簧弹性势能的增量D.小球到达C点时动能为零,重力势能为零,弹簧的弹性势能最大4.(2021广东东莞高一模拟,)如图所示,质量为m的物体静止在地面上,物体上面连着一个轻弹簧,用手拉住弹簧上端上移H,将物体缓缓提高h,拉力F做功WF,不计弹簧的质量,重力加速度为g,则下列说法正确的是              (　　)A.重力做功-mgh,重力势能减少mghB.弹力做功-WF,弹性势能增加WFC.重力势能增加mgh,弹性势能增加FHD.重力势能增加mgh,弹性势能增加WF-mgh5.(2021江苏盐城滨海中学高三一模,)跳伞是世界上流行的空中极限运动,它的独特魅力在于跳伞者起跳后通常伞并不是马上自动打开,而是由跳伞者自己控制开伞时间。伞打开前,跳伞者可看作是做自由落体运动,打开伞后,空气阻力与跳伞者速度的平方成正比,跳伞者先减速下降,最后匀速下落。如果用h表示下落的高度,t表示下落的时间,Ep表示重力势能(以地面为零势能面),Ek表示动能,E表示机械能,v表示下落时的速度。在整个过程中,下列图像可能符合事实的是              (　　)A　　　　　　　　BC　　　　　　　　D6.(2020河南平顶山高一下期中,)(多选)如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1=2 m/s顺时针运行,质量m=2.0 kg的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处以初速度v2=4 m/s向左滑上传送带,传送带足够长。已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.4,取g=10 m/s2。则物块在传送带上运动的过程中,下列判断正确的是              (深度解析)A.物块离开传送带时的速度大小为2 m/sB.物块离开传送带时的速度大小为4 m/sC.摩擦力对物块做的功为-12 JD.系统共产生了12 J的热量7.(2020湖北恩施高中高一下期中,)如图所示,质量为m的物体无初速度地放在水平传送带上,传送带由电动机带动,始终保持以图示速度v匀速运动。物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体运动一段距离后能保持与传送带相对静止。对于物体放上传送带到相对传送带静止这一过程,下列说法正确的是              (　　)A.电动机多做的功为mv2B.摩擦力对物体做的功为mv2C.传送带克服摩擦力做的功为mv2D.物体与传送带因摩擦产生的热量为mv28.(2020江苏连云港外国语学校高三月考,)如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2 kg的另一物体B(可看成质点)以水平速度v0=2 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面。由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示。下列说法正确的是(g取10 m/s2)              (　　)A.木板A获得的动能为2 JB.系统损失的机械能为4 JC.木板A的最小长度为2 mD.A、B间的动摩擦因数为0.19.(2021江苏南京三校联考,)如图所示,质量为m的小环P套在竖直杆上,P通过不可伸长的轻绳(跨过轻小定滑轮)与质量也为m的物体Q相连。O点为杆上与定滑轮等高的点,杆上A点和B点分别在O点的上方和下方且到O点距离相等,OA=OB=h。将小环P从A点由静止释放,不计一切摩擦,重力加速度为g,已知绳始终绷紧,在小环P下降过程中,下列说法正确的是              (深度解析)A.小环从A到O的过程中,物体Q的动能不断增大B.小环从A到B的过程中,物体Q的机械能先减小再增大C.小环到达O点时,小环的动能为mghD.小环到达B点时,小环的动能小于mgh二、非选择题10.(2020江苏常熟重点中学高三开学考试,)如图所示,水平面右端放一质量m=0.1 kg的小物块,给小物块一大小为v0=4 m/s的初速度,使其向左运动,运动d=1 m后将弹簧压至最短,反弹回到出发点时物块速度大小v1=2 m/s。若水平面与一长L=3 m的水平传送带平滑连接,传送带以v2=10 m/s的速度顺时针匀速转动。传送带右端又与一竖直平面内的光滑圆轨道的底端平滑连接,圆轨道半径R=0.8 m。当小物块进入圆轨道时会触发闭合装置将圆轨道封闭。(取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求:(1)小物块与水平面间的动摩擦因数μ1;(2)弹簧具有的最大弹性势能Ep;(3)要使小物块进入竖直圆轨道后不脱离轨道,传送带与物块间的动摩擦因数μ2应满足的条件。       
答案全解全析1.CD　该过程中,物体上升的高度为h,则重力势能增加了mgh,故A错误;加速度大小a=g=,则摩擦力Ff=mg,物体在斜面上升的高度为h,发生的位移为2h,则克服摩擦力做功Wf=Ff·2h=mg·2h=,故B错误;由动能定理知,物体动能损失量为ΔEk=F合·2h=m·g·2h=mgh,故C正确;物体机械能的损失量为ΔE=Ff·2h=mg·2h=mgh,故D正确。导师点睛除重力及系统内部弹力以外的其他力对系统所做的功为整个系统机械能的改变量。2.ABC　根据牛顿第三定律可知子弹对木块的平均摩擦力大小等于Ff,木块机械能的增量等于子弹对木块的摩擦力做的功Ffx,A对;子弹机械能的减少量等于其动能的减少量,即子弹克服木块阻力做的功Ff(x+d),B对;系统减少的机械能等于产生的内能,等于子弹与木块间的摩擦力乘以相对位移,即Ffd,C对,D错。3.C　从A到B的过程中,小球仅受重力,只有重力对它做功,所以小球的机械能守恒;从B→C的过程中,重力和弹簧弹力对小球做功,所以小球的机械能不守恒,故A错误。小球在B点时刚接触弹簧,此时合力仍向下,加速度向下,速度不是最大,则动能也不是最大,故B错误。对于小球和弹簧组成的系统,小球由A到C的过程中,只有重力和系统内的弹力做功,系统机械能守恒,小球减少的机械能等于弹簧的弹性势能的增加量,故C正确。小球到达C点时速度为零,动能为零,弹簧的弹性势能最大,若以地面为参考平面,小球重力势能不为零,故D错误。4.D　物体升高h,重力对物体做功为-mgh,则物体重力势能增加mgh;物体缓缓升高,说明速度不变,所以物体动能不发生变化;对于物体和弹簧组成的系统,拉力F做的功等于系统增加的机械能,故弹簧弹性势能的增加量ΔE弹=WF-mgh。故选D。5.B　开始下落阶段人做自由落体运动,则Ep=Ep0-mgh,可知此过程中Ep-h图线为倾斜直线,故A错误。开始下落阶段人做自由落体运动,动能等于减小的重力势能,即Ek=mgh,则Ek-h图线为过原点的倾斜直线;在开始减速后的过程中,人先减速后匀速,且减速过程的加速度逐渐减小,可知动能先减小后不变,故B正确。开始下落阶段人做自由落体运动,机械能不变;打开伞后,由于受阻力作用,人的机械能逐渐减小,最后匀速下落阶段机械能仍不断减小,故C错误。开始下落阶段人做自由落体运动,速度随时间均匀增加;开伞后空气阻力与人速度的平方成正比,人做加速度减小的减速运动,这一阶段v-t图线不是直线,故D错误。6.AC　小物块先向左做匀减速直线运动,然后向右做匀加速直线运动,当速度增加到2 m/s即与传送带速度相同时,以此速度向右做匀速直线运动,故A正确,B错误;根据动能定理可知摩擦力对物块做的功等于物块动能的变化量,即Wf=m(-)=×2.0×(22-42) J=-12 J,故C正确;小物块先向左做匀减速直线运动,加速度大小为a=μg=4 m/s2,物块与传送带间的相对位移为x1=+v1·=4 m,小物块向右做匀加速直线运动时,加速度大小也为a,物块与传送带间的相对位移为x2=v1·-=0.5 m,故系统产生的热量为Q=μmg(x1+x2)=0.4×2.0×10×(4+0.5) J=36 J,D错误。规律总结功能关系的理解与应用7.D　电动机多做的功转化成了物体的动能和内能,物体从放上传送带到相对传送带静止过程中获得的动能为mv2,所以电动机多做的功一定大于mv2,选项A错误;物体从放上传送带到相对传送带静止过程中,只有摩擦力对物体做功,由动能定理可知,摩擦力对物体做的功等于物体动能的变化,即mv2,选项B错误;物体做匀加速直线运动的末速度为v,故此过程中物体的平均速度为,传送带的速度为v,则此过程传送带的位移为物体位移的2倍,因为摩擦力对物体做功为mv2,故传送带克服摩擦力做的功为mv2,选项C错误;传送带克服摩擦力做的功为mv2,物体获得的动能为mv2,根据能量守恒定律知,物体与传送带因摩擦产生的热量为mv2,故D正确。8.D　由题给图像可知,A、B的加速度大小都为1 m/s2,根据牛顿第二定律知二者质量相等,木板获得的动能为Ek=mv2=×2×1 J=1 J,选项A错误;系统损失的机械能ΔE=m-·2m·v2=2 J,选项B错误;由v-t图像可求出二者相对位移为1 m,故木板A的长度至少为1 m,选项C错误;分析B的受力,根据牛顿第二定律,可求出μ=0.1,选项D正确。9.B　小环在A点时物体Q的速度为零,当小环下降到O点时,小环沿轻绳方向的速度为零,则Q的速度为零,所以小环从A到O的过程中,物体Q的动能先增大后减小,故A错误;小环从A到B的过程中,轻绳拉力对Q先做负功后做正功,所以物体Q的机械能先减小再增大,故B正确;小环从A到O运动过程中,设轻绳拉力对小环做的功(正功)为WF,根据动能定理可得mgh+WF=EkO,所以小环到达O点时的动能EkO大于mgh,故C错误;由于OA=OB=h,根据对称性可知,小环到达B点时,物体Q处于原来的位置,设此时小环的速度大小为v,Q的速度大小为v',如图所示,v'=v cos θ,根据机械能守恒定律可得mg·2h=mv2+mv'2=mv2(1+cos2θ),所以小环的动能EkB=mv2=>mgh,故D错误。导师点睛本题主要考查机械能守恒定律和运动的合成与分解,关键是能够分析能量的转化情况,知道重力势能变化与重力做功有关、动能的变化与合力做功有关、机械能的变化与除重力和系统内弹力以外的力做功有关。10.答案　(1)0.3　(2)0.5 J　(3)0<μ2≤0.2或μ2≥0.6解析　(1)小物块在水平面上向左运动再返回的过程,根据能量守恒定律得μ1mg×2d=m-m代入数据解得μ1=0.3(2)小物块从向左运动到弹簧被压缩至最短的过程,由能量守恒定律可得弹簧具有的最大弹性势能Ep=m-μ1mgd代入数据解得Ep=0.5 J(3)本题分两种情况讨论:①设物块在圆轨道最低点速度为v3时,恰好到达圆心右侧等高点,根据机械能守恒定律得mgR=m解得v3=4 m/s<v2=10 m/s说明物块在传送带上一直做匀加速直线运动。由动能定理得μ2mgL=m-m解得μ2=0.2②设物块在圆轨道最低点速度为v4时,恰好能到达圆轨道最高点,到达最高点时速度为v5,则在圆轨道最高点有mg=m从圆轨道最低点到最高点的过程,由机械能守恒定律得2mgR+m=m解得v4=2 m/s<v2=10 m/s说明物块在传送带上一直做匀加速直线运动。由动能定理得μ2mgL=m-m解得μ2=0.6所以要使物块进入竖直圆轨道后不脱离轨道,传送带与物块间的动摩擦因数μ2应满足的条件是0<μ2≤0.2或μ2≥0.6。