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高中物理人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律4 机械能守恒定律课堂检测
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律4 机械能守恒定律课堂检测，共9页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．汽车关闭发动机 以一定的初速度冲上斜面而静止。下列说法正确的是（ ）
A．汽车的机械能不变
B．汽车的动能全部转化为汽车的重力势能。
C．汽车的机械能减少
D．汽车的机械能一定等于零
2．如图所示，内壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内，轨道内甲乙两小球分别固定在轻杆的两端，甲球的质量小于乙球的质量，开始时乙球位于轨道的最低点，现由静止释放轻杆，下列说法正确的是
A．甲球下滑的过程中，轻杆对其做正功
B．甲球滑回时，一定能回到初始位置
C．甲球可沿轨道下滑到最低点
D．在甲球滑回的过程中，杆对甲球做的功大于杆对乙球做的功
3．质量为1.0kg的物体，从距地面4.5m高处由静止释放，下落过程中所受空气阻力恒为1.0N，g取10m/s2。从释放到落地过程中，物体
A．动能增加45JB．机械能减小40.5 J
C．重力的平均功率为45WD．落地时重力的瞬时功率为45W
4．质量为1kg的物体被人用手以2m/s的速度竖直向上匀速提升5m，忽略空气阻力，g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．合外力对物体做功2J
B．物体上升过程中机械能守恒
C．物体克服重力做功2J
D．物体的机械能增加50J
5．如图所示，在同一竖直平面内，一长L=9cm的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量m=0.1kg的小球，水平线AB和水平地面EF之间相距h，一倾角为53°的光滑斜面放置在AB与EF之间。将细绳拉至水平，使小球从位置C由静止释放，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断，D点到水平线AB的高度为h。之后小球在运动过程中恰好沿斜面向下运动。sin53°=0.8，cs53°=0.6，g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．细绳受到的拉力的最大值为5N
B．D点到水平线AB的高度h=0.16m
C．小球从位置C运动到EF平面的过程中重力做的功为4.1J
D．小球从位置C运动到A点的过程中重力势能变化了0.32J
6．如图所示，边长为1m的正方体空间图形，其下表面在水平地面上，将可视为质点的小球从顶点A在∠BAD所在范围内（包括边界）分别沿不同的水平方向抛出，落点都在平面范围内（包括边界），不计空气阻力，以地面为重力势能参考平面，g取10m/s2，则（ ）
A．小球落在B1点时，初始速度为，是抛出速度的最小值
B．小球落在C1点时，初始速度为，是抛出速度的最大值
C．落在线段上的小球，落地时机械能的最小值与最大值之比是1：2
D．轨迹与线段相交的小球，在交点处的速度方向不相同
7．如图，可视为质点的小球、用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上、半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍，当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放，B上升的最大高度是（ ）
A．B．C．RD．
8．如图所示，小球位于轻质弹簧的正上方，小球从高处由静止自由下落，直至弹簧压缩到最短．不考虑空气阻力的影响，下列叙述中正确的是（）
A．整个过程中，小球的机械能守恒
B．整个过程中，小球、弹簧和地球组成的系统机械能守恒
C．在压缩弹簧的过程中，小球的机械能先增大后减小
D．在压缩弹簧的过程中，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
9．如图所示，一个质量为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0.7g，该物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体的（ ）（g=10m/s2）
A．整个过程中物体机械能守恒B．重力势能增加了0.5mgh
C．动能损失了1.4mghD．机械能损失了0.2mgh
10．如图，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b→c的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球和地球构成的系统总机械能守恒
B．小球的重力势能随时间先减少后增加
C．小球在b点时动能最大
D．小球动能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量
11．固定斜面，理想绳连接，理想弹簧自然伸长上端在O点，A从M处静止释放，A压缩弹簧到N时，A、B速度减为零。不计所有摩擦，已知，，，，其中，，，则（ ）
A．物块A在与弹簧接触前的加速度大小为
B．物块A在与弹簧接触前的加速度大小为
C．物块A位于N点时，弹簧所存储的弹性势能为
D．物块A位于N点时，弹簧所存储的弹性势能为
12．如图所示，质量分别为3m和m的A、B两物体用不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮相连，开始两物体处于同一高度，绳处于绷紧状态，轻绳足够长，不计一切摩擦，现将两物体由静止释放，在A落地之前的运动中，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的加速度为2g
B．A减少的重力势能等于B增加的动能
C．A下落h时，B的瞬时速率为
D．A下落h时，A的机械能减少了
13．如图所示，用长为l、不可伸长的轻绳，一端系质量为m的小球，另一端固定在O处。把小球拉到轻绳与水平面间夹角为30°的A点静止释放，则小球下落到另一侧B时的速度大小为（ ）
A．B．C．D．
14．如图所示，光滑轨道由AB、BCDE两段细圆管平滑连接组成，其中AB段水平，BCDE段为半径为R的四分之三圆弧，圆心O及D点与AB等高，整个轨道固定在竖直平面内，现有一质量为m，初速度的光滑小球水平进入圆管AB，设小球经过轨道交接处无能量损失，圆管孔径远小于R，则(小球直径略小于管内径)( )
A．小球到达C点时的速度大小
B．小球能通过E点且抛出后恰好落至B点
C．无论小球的初速度v0为多少，小球到达E点时的速度都不能为零
D．若将DE轨道拆除，则小球能上升的最大高度与D点相距2R
15．如右图所示，半径为R的光滑半圆轨道固定在竖直面内，半圆的圆心为O．将一只小球从半圆轨道左端无初速释放，恰好能到达右端与圆心O等高的位置．若将该半圆轨道的右半边去掉，换上直径为R的光滑圆轨道，两个轨道在最低点平滑连接．换上的圆轨道所含圆心角如下图所示，依次为180º、120º、90º和60º．仍将小球从原半圆轨道左端无初速释放，哪种情况下小球能上升到与O点等高的高度
A．B．C．D．
二、填空题（共4题）
16．一物体沿光滑斜面下滑，在这个过程中物体所具有的动能_________，重力势能_________，机械能_________（填“增加”、“不变”或“减少”）.
17．如图所示，质量是m的物体，从静止开始从位置1沿光滑的斜面滑到位置，则它在位置1时的机械能为________，在位置2时的机械能为________，在位置3时的机械能为________。
18．从地面以仰角θ斜向上抛一质量为m的物体，初速度为V0，不计空气阻力，取地面为零势能面，重力加速度为g．当物体的重力势能是其动能的3倍时，物体离地面的高度为__________．
19．某同学自己设计了一个实验装置来测定弹簧弹性势能的大小：将一弹簧（劲度系数未知）固定在一个带光滑凹槽的直轨道的一端，并将轨道固定在水平桌面的边缘，如图所示。用钢球将弹簧压缩，然后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面做平抛运动，最终落到水平地面上。
（1）该同学想利用平抛运动的规律反向推出弹簧弹性势能的大小，则他在实验时需要直接测定的物理量有____
A．弹簧的原长L0
B．弹簧的压缩量ΔL
C．小球做平抛运动的水平位移x
D．小球做平抛运动的竖直位移y
E.小球的质量m
（2）该弹簧在被压缩时的弹性势能的表达式EP=_____（利用上题直接测出的物理量和重力加速度g表示）。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，倾角为37°的斜面与一竖直光滑圆轨道相切于A点，轨道半径R=1m，将滑块由B点无初速释放，滑块恰能运动到圆周的C点，OC水平，OD竖直，AB=2m，滑块可视为质点，取g=10rn/s2，sin37°=0．6，cs37°=0.8，求：
(1)滑块在斜面上运动的时间；
(2)若滑块能从D点抛出，滑块仍从斜面上无初速释放，释放点至少应距A点多远．
21．如图所示，一游戏装置由安装在水平面上的固定轻质弹簧、竖直圆轨道（在最低点分别与水平轨道和相连）、斜轨道组成，各部分平滑连接。游戏时，滑块从斜轨道端点由静止释放，沿斜轨道下滑经过圆轨道后压缩弹簧，然后被弹出，再次经过圆轨道并滑上斜轨道，循环往复。已知圆轨道半径，滑块质量且可视为质点，长，长，滑块与之间的动摩擦因数，滑块与其它轨道摩擦及空气阻力忽略不计，取。若某次游戏时释放点距地面高度为。
（1）求滑块第一次通过最高点时对轨道的压力；
（2）求弹簧获得的最大弹性势能；
（3）通过计算分析滑块是否会脱离轨道，若脱离轨道，请求出脱离轨道时距离地面的高度，若不脱离轨道，请确定出滑块最终停止的位置。
22．如图所示，质量M的木块套在光滑水平杆上，并用不可伸长的细线将木块与质量m的小球相连。
（1）若按住M保持不动，给m一个向右水平速度，m刚好能绕M转到细线与水平成角位置，求大小；
（2）用力拉着球带动木块一起向右匀加速运动时，细线与水平方向夹角为，而力恰好垂直于细线，运动中M、m相对位置保持不变，求的大小；
（3）若从图中竖直的虚线位置m小球受到一个水平的恒力作用，由静止开始运动，当细线拉到水平位置时，M木块的位移是s，小球绕M木块的角速度为，已知绳子长度为L，求出此时木块的速度。
23．如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.8m的圆环剪去了左上角的的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1＝0.5kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为x＝6t－2t2，物块飞离桌面后由恰好由P点沿切线落入圆轨道，不计空气阻力，g＝10m/s2，求：
(1)物块在水平桌面上受到的摩擦力大小；
(2)B、P间的水平距离。
参考答案：
1．C
2．B
3．C
4．D
5．B
6．B
7．D
8．B
9．C
10．D
11．D
12．D
13．C
14．B
15．C
16． 不变 减少 减少
17． mgh mgh mgh
18．
19． CDE
20．（1） （2）
21．（1）0.4N（2）0.04J（3）滑块不会脱离轨道，最终停止在距离O点0.2m的位置。
22．（1）；（2）；（3）
23．(1)2N(2)
1．汽车关闭发动机 以一定的初速度冲上斜面而静止。下列说法正确的是（ ）
A．汽车的机械能不变
B．汽车的动能全部转化为汽车的重力势能。
C．汽车的机械能减少
D．汽车的机械能一定等于零
2．如图所示，内壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内，轨道内甲乙两小球分别固定在轻杆的两端，甲球的质量小于乙球的质量，开始时乙球位于轨道的最低点，现由静止释放轻杆，下列说法正确的是
A．甲球下滑的过程中，轻杆对其做正功
B．甲球滑回时，一定能回到初始位置
C．甲球可沿轨道下滑到最低点
D．在甲球滑回的过程中，杆对甲球做的功大于杆对乙球做的功
3．质量为1.0kg的物体，从距地面4.5m高处由静止释放，下落过程中所受空气阻力恒为1.0N，g取10m/s2。从释放到落地过程中，物体
A．动能增加45JB．机械能减小40.5 J
C．重力的平均功率为45WD．落地时重力的瞬时功率为45W
4．质量为1kg的物体被人用手以2m/s的速度竖直向上匀速提升5m，忽略空气阻力，g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．合外力对物体做功2J
B．物体上升过程中机械能守恒
C．物体克服重力做功2J
D．物体的机械能增加50J
5．如图所示，在同一竖直平面内，一长L=9cm的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量m=0.1kg的小球，水平线AB和水平地面EF之间相距h，一倾角为53°的光滑斜面放置在AB与EF之间。将细绳拉至水平，使小球从位置C由静止释放，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断，D点到水平线AB的高度为h。之后小球在运动过程中恰好沿斜面向下运动。sin53°=0.8，cs53°=0.6，g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．细绳受到的拉力的最大值为5N
B．D点到水平线AB的高度h=0.16m
C．小球从位置C运动到EF平面的过程中重力做的功为4.1J
D．小球从位置C运动到A点的过程中重力势能变化了0.32J
6．如图所示，边长为1m的正方体空间图形，其下表面在水平地面上，将可视为质点的小球从顶点A在∠BAD所在范围内（包括边界）分别沿不同的水平方向抛出，落点都在平面范围内（包括边界），不计空气阻力，以地面为重力势能参考平面，g取10m/s2，则（ ）
A．小球落在B1点时，初始速度为，是抛出速度的最小值
B．小球落在C1点时，初始速度为，是抛出速度的最大值
C．落在线段上的小球，落地时机械能的最小值与最大值之比是1：2
D．轨迹与线段相交的小球，在交点处的速度方向不相同
7．如图，可视为质点的小球、用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上、半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍，当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放，B上升的最大高度是（ ）
A．B．C．RD．
8．如图所示，小球位于轻质弹簧的正上方，小球从高处由静止自由下落，直至弹簧压缩到最短．不考虑空气阻力的影响，下列叙述中正确的是（）
A．整个过程中，小球的机械能守恒
B．整个过程中，小球、弹簧和地球组成的系统机械能守恒
C．在压缩弹簧的过程中，小球的机械能先增大后减小
D．在压缩弹簧的过程中，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
9．如图所示，一个质量为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0.7g，该物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体的（ ）（g=10m/s2）
A．整个过程中物体机械能守恒B．重力势能增加了0.5mgh
C．动能损失了1.4mghD．机械能损失了0.2mgh
10．如图，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b→c的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球和地球构成的系统总机械能守恒
B．小球的重力势能随时间先减少后增加
C．小球在b点时动能最大
D．小球动能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量
11．固定斜面，理想绳连接，理想弹簧自然伸长上端在O点，A从M处静止释放，A压缩弹簧到N时，A、B速度减为零。不计所有摩擦，已知，，，，其中，，，则（ ）
A．物块A在与弹簧接触前的加速度大小为
B．物块A在与弹簧接触前的加速度大小为
C．物块A位于N点时，弹簧所存储的弹性势能为
D．物块A位于N点时，弹簧所存储的弹性势能为
12．如图所示，质量分别为3m和m的A、B两物体用不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮相连，开始两物体处于同一高度，绳处于绷紧状态，轻绳足够长，不计一切摩擦，现将两物体由静止释放，在A落地之前的运动中，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的加速度为2g
B．A减少的重力势能等于B增加的动能
C．A下落h时，B的瞬时速率为
D．A下落h时，A的机械能减少了
13．如图所示，用长为l、不可伸长的轻绳，一端系质量为m的小球，另一端固定在O处。把小球拉到轻绳与水平面间夹角为30°的A点静止释放，则小球下落到另一侧B时的速度大小为（ ）
A．B．C．D．
14．如图所示，光滑轨道由AB、BCDE两段细圆管平滑连接组成，其中AB段水平，BCDE段为半径为R的四分之三圆弧，圆心O及D点与AB等高，整个轨道固定在竖直平面内，现有一质量为m，初速度的光滑小球水平进入圆管AB，设小球经过轨道交接处无能量损失，圆管孔径远小于R，则(小球直径略小于管内径)( )
A．小球到达C点时的速度大小
B．小球能通过E点且抛出后恰好落至B点
C．无论小球的初速度v0为多少，小球到达E点时的速度都不能为零
D．若将DE轨道拆除，则小球能上升的最大高度与D点相距2R
15．如右图所示，半径为R的光滑半圆轨道固定在竖直面内，半圆的圆心为O．将一只小球从半圆轨道左端无初速释放，恰好能到达右端与圆心O等高的位置．若将该半圆轨道的右半边去掉，换上直径为R的光滑圆轨道，两个轨道在最低点平滑连接．换上的圆轨道所含圆心角如下图所示，依次为180º、120º、90º和60º．仍将小球从原半圆轨道左端无初速释放，哪种情况下小球能上升到与O点等高的高度
A．B．C．D．
二、填空题（共4题）
16．一物体沿光滑斜面下滑，在这个过程中物体所具有的动能_________，重力势能_________，机械能_________（填“增加”、“不变”或“减少”）.
17．如图所示，质量是m的物体，从静止开始从位置1沿光滑的斜面滑到位置，则它在位置1时的机械能为________，在位置2时的机械能为________，在位置3时的机械能为________。
18．从地面以仰角θ斜向上抛一质量为m的物体，初速度为V0，不计空气阻力，取地面为零势能面，重力加速度为g．当物体的重力势能是其动能的3倍时，物体离地面的高度为__________．
19．某同学自己设计了一个实验装置来测定弹簧弹性势能的大小：将一弹簧（劲度系数未知）固定在一个带光滑凹槽的直轨道的一端，并将轨道固定在水平桌面的边缘，如图所示。用钢球将弹簧压缩，然后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面做平抛运动，最终落到水平地面上。
（1）该同学想利用平抛运动的规律反向推出弹簧弹性势能的大小，则他在实验时需要直接测定的物理量有____
A．弹簧的原长L0
B．弹簧的压缩量ΔL
C．小球做平抛运动的水平位移x
D．小球做平抛运动的竖直位移y
E.小球的质量m
（2）该弹簧在被压缩时的弹性势能的表达式EP=_____（利用上题直接测出的物理量和重力加速度g表示）。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，倾角为37°的斜面与一竖直光滑圆轨道相切于A点，轨道半径R=1m，将滑块由B点无初速释放，滑块恰能运动到圆周的C点，OC水平，OD竖直，AB=2m，滑块可视为质点，取g=10rn/s2，sin37°=0．6，cs37°=0.8，求：
(1)滑块在斜面上运动的时间；
(2)若滑块能从D点抛出，滑块仍从斜面上无初速释放，释放点至少应距A点多远．
21．如图所示，一游戏装置由安装在水平面上的固定轻质弹簧、竖直圆轨道（在最低点分别与水平轨道和相连）、斜轨道组成，各部分平滑连接。游戏时，滑块从斜轨道端点由静止释放，沿斜轨道下滑经过圆轨道后压缩弹簧，然后被弹出，再次经过圆轨道并滑上斜轨道，循环往复。已知圆轨道半径，滑块质量且可视为质点，长，长，滑块与之间的动摩擦因数，滑块与其它轨道摩擦及空气阻力忽略不计，取。若某次游戏时释放点距地面高度为。
（1）求滑块第一次通过最高点时对轨道的压力；
（2）求弹簧获得的最大弹性势能；
（3）通过计算分析滑块是否会脱离轨道，若脱离轨道，请求出脱离轨道时距离地面的高度，若不脱离轨道，请确定出滑块最终停止的位置。
22．如图所示，质量M的木块套在光滑水平杆上，并用不可伸长的细线将木块与质量m的小球相连。
（1）若按住M保持不动，给m一个向右水平速度，m刚好能绕M转到细线与水平成角位置，求大小；
（2）用力拉着球带动木块一起向右匀加速运动时，细线与水平方向夹角为，而力恰好垂直于细线，运动中M、m相对位置保持不变，求的大小；
（3）若从图中竖直的虚线位置m小球受到一个水平的恒力作用，由静止开始运动，当细线拉到水平位置时，M木块的位移是s，小球绕M木块的角速度为，已知绳子长度为L，求出此时木块的速度。
23．如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.8m的圆环剪去了左上角的的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1＝0.5kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为x＝6t－2t2，物块飞离桌面后由恰好由P点沿切线落入圆轨道，不计空气阻力，g＝10m/s2，求：
(1)物块在水平桌面上受到的摩擦力大小；
(2)B、P间的水平距离。
参考答案：
1．C
2．B
3．C
4．D
5．B
6．B
7．D
8．B
9．C
10．D
11．D
12．D
13．C
14．B
15．C
16． 不变 减少 减少
17． mgh mgh mgh
18．
19． CDE
20．（1） （2）
21．（1）0.4N（2）0.04J（3）滑块不会脱离轨道，最终停止在距离O点0.2m的位置。
22．（1）；（2）；（3）
23．(1)2N(2)
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