高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律当堂检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律当堂检测题，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图，小球从竖直放置的弹簧正上方自由下落。在小球接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中（ ）
A．小球的动能减小
B．弹簧向小球传递了能量
C．小球和弹簧的总能量不变
D．小球的动能与重力势能之和不变
2．劲度系数为k的轻弹簧的两端分别与质量均为m物块B、C相连，放在足够长的倾角为的光滑斜面上，弹簧与斜面平行，C靠在固定的挡板P上，绕过光滑定滑轮的轻绳一端与B相连，另一端与悬空的物块A相连。开始时用手托住A，使滑轮两侧的轻绳恰好伸直且无弹力，然后松手由静止释放A，C恰好不能离开挡板P。不计空气阻力，重力加速度为g，A、B、C均视为质点，弹簧始终处在弹性限度内，A离地面足够高。下列说法正确的是（ ）
A．物体A的质量为m
B．物体A下降的最大距离为
C．释放A之后的瞬间，物体A的加速度大小为
D．物体A从被释放到下降至最低点的过程中，由A、B组成的系统机械能守恒
3．有一质量为m的小球沿如下图所示的光滑轨道下滑，已知轨道圆形部分的半径为R，试求离地面多高处释放小球，才能保证小球刚好通过圆轨道( )
A．0.5RB．1.0RC．2.5RD．3.5R
4．铅球运动员巩立姣在东京奥运会为中国队夺得田径项目的第一块金牌。若铅球质量为m，出手时速度大小为，此时离地面的高度为H，以地面为零势能参考面，空气阻力不计。则铅球落地时的机械能为（ ）
A．B．C．D．
5．我国设立每年秋分日为“中国农民丰收节”，传送带是粮食储运过程中常用的设备，如图所示。水平传送带正以的速度运行，两端水平距离，把一质量的小粮包轻轻放到传送带的A端，小粮包在传送带的带动下向右运动，若小粮包可看做质点，且与传送带间的动摩擦因数，重力加速度大小为，在小粮包从A端运动到B端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小粮包从A到B的时间为
B．摩擦力对传送带做功为
C．系统因运送小粮包产生的内能为
D．在小粮包的加速阶段，电动机因运送小粮包而增加的输出功率为
6．如图为小丽玩小皮筋球的瞬间，小球正在向上运动，手正在向下运动，橡皮筋处于绷紧状态。对于小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A．图示瞬间小球一定处于超重状态
B．图示瞬间小球一定正在向上减速
C．在此后的一小段时间内，小球的动能一定增加
D．在此后的一小段时间内，小球机械能一定增加
7．雨滴的下落运动并不能看成是“自由落体”运动。在接近地面时，雨滴往往做匀速运动，这时的速度通常叫做收尾速度。关于一定质量的雨滴从高空下落的运动，下列说法正确的是（ ）
A．雨滴所受阻力是恒定的B．重力一直做负功
C．重力的功率保持不变D．雨滴的机械能逐渐减小
8．如图所示，足够长的水平传送带以的速度匀速前进，上方漏斗以每秒50kg的速度把煤粉均匀、竖直抖落到传送带上，然后随传送带一起运动。已知煤粉与传送带间的动摩擦因数为，欲使传送带保持原来的速度匀速前进，则传送带的电动机应增加的功率为（ ）
A．50WB．100WC．150WD．200W
9．将一小球以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球轨迹如图a所示，按此轨迹制作一条光滑轨道，并将轨道固定在竖直面，如图b所示。现把质量为m的小球套在轨道上，从轨道顶点O由静止开始下滑，已知当地重力加速度为g，则沿该轨道下滑的小球（ ）
A．做平抛运动
B．机械能不守恒
C．下滑高度时，重力瞬时功率为
D．与图a中的小球相比，下滑相同高度时，耗时较长
10．两个质量相等的小球用轻弹簧相连，如图所示，开始时两球静止，将P上方的细绳烧断，在Q落地之前，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．任一时刻两球的动能相等
B．任一时刻两球的速度相等
C．任一时刻系统的动能和重力势能之和相等
D．任一时刻，系统的机械能相等
二、多选题
11．沿平直公路匀速行驶的汽车上，固定着一个正四棱台，其上下台面水平，如图为俯视示意图．在顶面上四边的中点a、b、c、d 沿着各斜面方向，同时相对于正四棱台无初速释放4 个相同小球．设它们到达各自棱台底边分别用时Ta、Tb、Tc、Td，到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为Ea、Eb、Ec、Ed（取水平地面为零势能面，忽略斜面对小球的摩擦力）．则下列选项正确的是（ ）
A．Ta = Tb = Td = Tc，Ea > Eb = Ed > Ec
B．Ta = Tb = Td = Tc，Ea = Eb = Ed = Ec
C．此过程中棱台对从a点运动的小球做正功
D．此过程中棱台对从d点运动的小球做正功
12．“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星使用寿命。如图所示，“轨道康复者”航天器在圆轨道1上运动，一颗能源即将耗尽的地球同步卫星在圆轨道3上运动，椭圆轨道2与圆轨道1、3分别相切于Q点和P点，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道2上从Q运动到P的过程中机械能保持不变
B．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
C．根据可知“轨道康复者”在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点时的加速度
D．“轨道康复者”在三个轨道上的正常运行的周期满足T113．如图所示，粗细均匀的光滑细杆竖直固定，质量为 m 的小球 C 穿在细杆上，光滑的轻质小滑轮 D 固定在墙上。A、B 两物体用轻弹簧竖直相连。一根没有弹性的轻绳，一端与 A 连接，另一端跨过小滑轮 D 与小球 C 相连。小球 C 位于 M 时，轻绳与细杆的夹角为θ。现让小球 C 从 M 点由静止释放，当下降距离 h 到达 N 点时，轻绳与细杆的夹角再次为θ，小球的速度为 v，整个过程中绳均处于绷紧状态。在小球 C 下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球 C 和物体 A 组成的系统机械能守恒
B．当小球 C 落到与滑轮 D 同一高度时，物体 A 的动能最大
C．小球 C 到达 N 点时 A 的速度为 vcsθ
D．小球 C 到达 N 点时物体 A 的动能为
14．以下说法中错误的是
A．机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用
B．物体所受的合外力不等于零时，其机械能可能守恒
C．物体做匀速运动时机械能一定守恒
D．物体做匀变速直线运动时，其机械能一定不守恒
15．如图所示，粗糙斜面体MNP固定在水平面上，轻质弹簧的一端固定在斜面体的顶端P，另一端与小物块Q相连，弹簧处于自然长度时物块Q位于O点。现将小物块Q从O点缓慢推至B点，然后撤去推力，小物块Q由静止开始沿斜面向下运动，在O点时速度最大，继续下滑到达A点时速度为零，然后又向上运动，直到停止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法中正确的是（ ）
A．B点与O点的距离等于A点与O点的距离
B．物块上滑时在O点速度最大
C．物块最终可能静止在O点上方的某一位置
D．小物块Q从B点开始沿斜面下滑到A点的过程中，系统增加的内能等于小物块Q减少的重力势能
三、填空题
16．质量的小球系于弹簧的一端，套在光滑竖直圆环上，弹簧的另一端固定在环上的A点，环半径，弹簧原长。当球从图中位置C滑至最低点B时，测得，则在B点时弹簧的弹性势能 。
17．如图所示，一质量为m的小球从桌面上方高H处静止释放，桌面离地高度为h。若取桌面为重力势能的零参考平面，小球释放瞬间的机械能为 ；不计空气阻力，小球下落到地面时的机械能为 ，动能为 。
18．如图所示，物体沿斜面向上运动经过A点时具有动能，当它向上滑到B点时动能减少了，机械能损失了，物体回到A点时动能为 J。
19．动能和势能可以相互转化，在转化过程中能量保持不变．( )
20．如图所示，在长度为L的细线下方系一重量为G的小球，线的另一端固定，使悬线与竖直方向的夹角θ=60°时无初速释放小球，则小球摆到最低点P时，小球的速度为 ；细线所受力的大小是 。
四、解答题
21．如图，半径R=0．5m的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接，O为圆弧轨道ABC的圆心，B点为圆弧轨道的最低点．半径OA、OC与OB的夹角分别为53°和37°．将一个质量m=0．5kg的物体（视为质点）从A点左侧高为h=0．8m处的P点水平抛出，恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道．已知物体与轨道CD间的动摩擦因数μ=0．8，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0．6，cs37°=0．8，求：
（1）物体水平抛出时的初速度大小v0；
（2）物体经过B点时，对圆弧轨道压力大小FN；
（3）物体在轨道CD上运动的距离x
22．如图所示，竖直平面内的曲线轨道AB与光滑圆形轨道在B点平滑连接，B点的切线沿水平方向，圆形轨道半径，现有一质量的滑块（可视为质点），从位于轨道上的A点由静止开始滑下，滑块经B点后恰好能通过圆形轨道的最高点C，已知A点到B点的高度，重力加速度，空气阻力可忽略不计，求：
（1）滑块通过圆形轨道上B点时轨道对它的弹力大小；
（2）滑块从A点滑至B点的过程中，克服摩擦阻力所做的功。
23．如图所示，一不可伸长的轻质细绳，绳长为L，一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球，小球绕O点在竖直平面内做圆周运动（不计空气阻力）。
（1）若小球通过最高点A时的速度为v，求v的最小值和此时绳对小球拉力F的大小；
（2）若小球恰好通过最高点A且悬点距地面的高度h＝2L，小球经过B点或D点时绳突然断开，求两种情况下小球从抛出到落地所用时间之差Δt；
（3）若小球运动到最低点C或最高点A时，绳突然断开，两种情况下小球从抛出到落地水平位移大小相等，则O点距离地面高度h与绳长L之间应满足怎样的关系？
24．如图a所示，A是一个无线力传感器，它上端所受拉力随时间的变化可在计算机上直接呈现。一根细绳一端连在A的挂钩上，另一端绕过两个定滑轮与重物B相连，两滑轮固定在离地高1.2m的横梁上，滑轮间距为0.4m。开始时，B被一托盘托住，A被悬挂在空中，细绳的左、右两段均竖直，突然撤去托盘，A、B分别在竖直方向由静止开始运动，B落地后不再弹起。A、B均可视为质点，不计空气阻力，不计滑轮轴的摩擦与滑轮的大小，重力加速度取g=10m/s2。
（1）某次操作得到的A受拉力F随时间t变化的图象如图b所示，已知t1=0.2s是撤去托盘的时刻，t3时刻F突然开始急剧增大。求t2=0.35s时力传感器A的速度大小v和t3；
（2）当A的质量为m、重物B的质量为M时，在A不碰到滑轮和横梁的情况下，求A上升的距离与B下落距离的比值；
（3）若A的质量为0.2kg，选择质量为0.6kg的重物B，为使A上升的距离最大且不会碰到定滑轮，求应选择的细绳长度l和托盘的初始高度h。
25．如图所示，半径的四分之一细圆管竖直固定在墙壁上。圆心与水平面的距离为，管口的正下方有一被锁定的压缩弹簧，弹簧上有一质量为的金属小球。某时刻弹簧锁定解除，小球被弹出而竖直向上运动，从管口进入弯管。弹簧原长较小，忽略不计。小球可看作质点，运动过程的摩擦阻力忽略不计，取。
（1）当取值时，小球刚好能经过管口，求弹簧释放出的弹性势能；
（2）取何值时，小球从点做平抛运动落到水平面上时水平位移最大；小球做平抛运动的最大位移为多大。（结果可用根号表示）
参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．A
5．B
6．D
7．D
8．D
9．D
10．D
11．AC
12．AD
13．CD
14．ACD
15．AD
16．15J
17．
18．50
19．√
20． 2G
21．（1）3m/s；（2）34N；（3）1．09m
22．（1）12N；（2）
23．（1）；（2）；（3）。
24．（1），；（2）；（3）2.0m，0.8m
25．（1）；（2）0.3m，