第八章 机械能守恒定律（A卷·知识通关练）-【单元测试】2023-2024学年高一下物理分层训练AB卷（人教版必修2）

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第八章  机械能守恒定律（A卷·知识通关练）

核心知识1    功和功率

1.(2022·武汉市三中高一期中)如图所示，特殊材料制成的B上表面水平，相同材料制成的A置于B上，并与B保持相对静止，A、B一起沿固定的粗糙斜面从底端以一定的初速度沿斜面向上滑动，从A、B上滑到速度减为零的过程中，下列说法正确的是(　　)

A.斜面对B的作用力不做功

B.斜面对B的作用力做正功

C.A物体处于超重状态

D.B对A的摩擦力做负功

2.(2022·广东惠州一中月考)图甲为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼(忽略扶梯对手的作用)，图乙为一男士站在履带式自动扶梯上匀速上楼，两人相对扶梯均静止．下列关于做功的判断中正确的是(　　)

A．图甲中支持力对人做正功

B．图甲中摩擦力对人做负功

C．图乙中支持力对人做正功

D．图乙中摩擦力对人做负功

3.（2022·山东省肥城市高一联考）如图所示为某举重运动员在0.5 s内由支撑到起立将杠铃举起过程中拍摄的两张照片，杠铃的质量为100 kg，已知照片中杠铃的实际直径是40 cm，根据照片可估算出该运动员在上述过程中对杠铃做功的平均功率约为(g取10 m/s2)(　　)

A.500 W    B.800 W

C.1 200 W    D.1800 W

4．(多选)(2021·山西运城市高一期末)如图所示，质量为m的飞机在水平甲板上，受到与竖直方向成θ角的斜向下的恒定拉力F作用，沿水平方向移动了距离s，飞机与水平甲板之间的摩擦阻力大小恒为f，则在此过程中(　　)

A．摩擦力做的功为－fs    B.力F做的功为Fscos θ

C.重力做的功为mgs     D.力F做的功为Fssin θ

5.(2022·河北邯郸一中高一月考)质量为2 kg的小球从某一高度由静止释放，经3 s到达地面，不计空气阻力，g取10 m/s2。则(　　)

A.落地时重力的瞬时功率为900 W

B.落地时重力的瞬时功率为450 W

C.3 s内重力的平均功率为600 W

D.3 s内重力的平均功率为300 W

重力的功率P＝＝＝＝×2×102×3 W＝300 W，故C错误，D正确。

6.(2022·上海建平中学高一期中)如图所示，雪橇在与水平方向成α角的拉力F的作用下，在水平雪面上沿直线匀速前进了s的距离。

(1)试求作用在雪橇上的各个力所做的功；

(2)外力对雪橇做的总功是多少？

核心知识2． 重力势能

7.(2022·四川棠湖中学高一月考)如图所示，一物体从A点出发，分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出，运动后到达同一水平面上的B、C、D三点。关于重力的做功情况，下列说法正确的是(　　)

A.沿AB面滑下时，重力做功最多

B.沿AC面滑下时，重力做功最多

C.沿AD抛物线运动时，重力做功最多

D.三种情况下运动时，重力做的功相等

8.(2022·江苏省高二月考)如图所示是跳高运动员正在飞越横杆时的情景。对运动员从起跳到图示位置的过程，下列说法正确的是(　　)

A.运动员的重心升高

B.运动员的重力势能减小

C.运动员所受重力不做功

D.运动员所受重力做正功

9.(2022·浙江省高三学业考试)如图所示，小明同学水平拉伸一个弹弓，放手后将弹珠射出，则橡皮筋的弹性势能(　　)

A.在释放过程中增加

B.在拉伸过程中减小

C.在释放过程中转化为弹珠动能

D.在拉伸过程中由弹珠动能转化得到

10.(2022·江苏南通一中高二期末)图.某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为m的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)

A.从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功

B.从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功

C.从A到B重力做功mg(H＋h)

D.从A到B重力做功mgH

核心知识3．  动能定理 

11..(2022·湖北武冯二中月考）如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增加到v2时，上升高度为H，重力加速度为g，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是(　　)

A.对物体，动能定理的表达式为WN＝mv，其中WN为支持力做的功

B.对物体，动能定理的表达式为W合＝0，其中W合为合力做的功

C.对物体，动能定理的表达式为WN－mgH＝mv－mv

D.对电梯，其所受合力做功为Mv－Mv－mgH

12.(2022·石家庄实验中学高一月考)一质量为m的人站在观光电梯内的磅秤上，电梯以0.1g的加速度匀加速上升高度h，在此过程中(　　)

A.磅秤的示数等于mg 

B.磅秤的示数等于0.9mg

C.人的动能增加了0.9mgh 

D.人的机械能增加了1.1mgh

13。.(多选)(2022·福建厦门六中高一月考)在倾角为30°的斜面上，某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2 kg的物体沿斜面向下推了2 m的距离，并使物体获得1 m/s的速度，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，g取10 m/s2，如图所示，则在这个过程中(　　)

A.人对物体做功1 J  　   B.合外力对物体做功1 J

C.物体克服摩擦力做功21 J  　  D.物体重力势能减小20 J

14.(2022·浙江效实中学高一期中)如图所示，DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零；如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度(已知物体与接触面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，转弯处无能量损失)(　　)

A.等于v0    B.大于v0

C.小于v0    D.取决于斜面的倾角

15.(2022·重庆市黔江新华中学高一月考)如图所示的装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s＝5 m，轨道CD足够长，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.30 m、h2＝1.35 m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2。求：小滑块第一次到达C点和D点时的速度大小。

核心知识4．机械能守恒定律

16.(2022·天津静海一中高一学业考试)以下说法正确的是(　　)

A.一个物体所受的合外力为零，它的机械能一定守恒

B.一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒

C.一个物体所受的合外力不为零，它的机械能可能守恒

D.除了重力以外其余力对物体做功为零，它的机械能不可能守恒

17.(多选)(2022·江苏如皋中学高一月考)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(　　)

A.甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒

B.乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B在下滑过程中机械能守恒

C.丙图中，不计任何阻力和定滑轮质量时A加速下落，B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒

D.丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动的过程中，小球的机械能守恒

18.(2022·江苏王淦昌中学高一开学考试)如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以速度v0离开桌面，不计空气阻力，若以桌面为零重力势能参考平面，则当物体经过A处时，它所具有的机械能是(　　)

A.mv       B.mv＋mgh

C.mv＋mg(H＋h)      D.mv＋mgH

19.(2022·成都二十中高一月考)如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上，若以地面为零势能面而且不计空气阻力，则

①物体落到海平面时的势能为mgh

②物体从抛出到落到海平面的过程，重力对物体做功为mgh

③物体在海平面上的动能为mv＋mgh

④物体在海平面上的机械能为mv

其中正确的是(　　)

A.②③④    B.①②③

C.①③④    D.①②④

20.(2022·浙江效实中学高一期中)如图所示，ABCD为一段玩具小车赛道，其中AB段水平，BC段为光滑曲面，平台CD与AB高度差h＝0.25 m，一质量m＝1.0 kg的玩具遥控小车，从A点由静止开始沿水平赛道做匀加速直线运动，加速度大小a＝0.6 m/s2，经t＝5.0 s到达B点时立即关闭电动机，小车继续沿光滑曲面BC运动通过C点进入平台。不计小车在B处的能量损失，重力加速度g＝10 m/s2。求：

(1)A、B两点间的水平距离s；

(2)小车到达B点时的动能Ek；

(3)小车通过C点时速度vC的大小。

核心知识5．  验证机械能守恒定律

21.(2022·甘南藏族自治州一中高一期末)用落体法“探究机械能守恒定律”的实验装置如图所示。

(1)实验中打点计时器所接的电源是________；

A.直流电

B.交流电

C.直流电和交流电都可以

(2)为了减小由于阻力带来的实验误差，应选用的重物是________；

A.质量为200 g的铁质重锤

B.质量为200 g的木球

C.质量为200 g的铁质重锤和质量为200 g的木球都可以

(3)有下列器材可供选用：重锤，铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压交流电源，导线，电键，天平，刻度尺。其中不必要的器材有________________；

(4)下列关于实验误差的说法中，正确的是________；

A.重锤质量的称量不准会造成较大误差

B.重锤质量选用得大些，有利于减小误差

C.重锤质量选用得较小些，有利于减小误差

D.先释放重物，后接通电源会造成较大误差

(5)最后的结果发现重力势能的减少量略大于动能的增加量，请说出原因_________________________________________________________(一条即可)。

22. (2022·河北邯郸一中高一月考)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80 m/s2，那么：

(1)根据图所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律；

(2)从O点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔEp＝________J，动能增加量ΔEk＝________J(结果取3位有效数字)；

(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像是如图中的________。

23.(2022·山西大同一中月考)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。

(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________。

甲

A.动能变化量与势能变化量

B.速度变化量和势能变化量

C.速度变化量和高度变化量

(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________。

A.交流电源  　B.刻度尺  C.天平(含砝码)

(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。

已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝________________，动能变化量ΔEk＝________________。

乙

(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________________。

A.利用公式v＝gt计算重物速度

B.利用公式v＝计算重物速度

C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响

D.没有采用多次实验取平均值的方法

24.(2022·陇川县民族中学高二期末)如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物，回答下列问题：

(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________(填入正确选项前的字母)

A.米尺      B.秒表

C.低压直流电源    D.低压交流电源

(2)实验中产生误差的原因有____________________________(写出两个原因即可)；

(3)实验中由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样将造成________。

A.不清楚    B.mgh>mv2

C.mgh<mv2     D.mgh＝mv2

25.(2022·江苏盐城市高一期末)在“验证机械能守恒定律”的实验中：

(1)下列释放纸带的操作正确的是________。

(2)打点计时器所接电源的频率为50 Hz。某次打出的一条纸带如图所示，当打点计时器打到B点时，重物的速度vB＝________m/s。(结果保留2位小数)

(3)实验发现重物重力势能减小量大于其动能增大量，原因可能是_____________________________________________________________________。