高中物理沪科版 (2019)必修 第二册第1章 功和机械能1.5 机械能守恒定律达标测试

1.5机械能守恒定律基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．下列过程中机械能守恒的是（ ）

A．跳伞运动员匀速下降的过程

B．小石块做平抛运动的过程

C．子弹射穿木块的过程

D．木箱在粗糙斜面上滑动的过程

2．下列运动过程中，可视为机械能守恒的是（　　）

A．运动员掷出的铅球在空中运动 B．跳水运动员在水中下沉

C．乘坐电梯加速下降 D．跳伞运动员张开伞缓缓下落

3．2021年2月14日，中国台北选手谢淑薇晋级澳网八强，同时也是历史上首次闯进澳网八强最年长的女选手。在一次跃起击球过程中，她由静止竖直向上跳起，假设人与球拍重心上升的高度为，在最高点将网球以原来大小的速度斜向上击回，已知谢淑薇与球拍总质量为，网球质量为，重力加速度大小为，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　）

A．谢淑薇在整个起跳过程中机械能守恒

B．在起跳过程中地面对她的支持力做功为

C．在起跳过程中她与球拍重力势能的增加量为

D．谢淑薇击球过程中球拍对网球做功为

4．2020年11月24日凌晨，嫦娥五号探测器在文昌航天发射场顺利升空，踏上征程。这是探月工程的第六次任务，也是我国航天领域迄今为止最复杂、难度最大的任务之一。嫦娥五号探测器不仅要成功落月，还要实现月面采样、月面上升、月球轨道交会对接、再返回地球等多个首创性的任务环节。如图所示，假设嫦娥五号探测器在落月过程中从环月圆轨道I上的P点实施变轨，进入近月椭圆轨道II，再由近月点Q落月。则关于嫦娥五号探测器下列说法正确的是（　　）

A．沿轨道I运动至P点时的速度等于沿轨道II运动至P点时的速度

B．在轨道I上从P点进入轨道II上时其机械能增加

C．关闭发动机后，沿轨道II运行时，在P点的加速度小于在Q点的加速度

D．关闭发动机后，在轨道II上由P点运行到Q点的过程中，机械能增加

5．关于机械能守恒，下列说法中正确的是（　　）

A．做平抛运动的物体机械能一定守恒

B．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒

C．做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒

D．做匀变速直线运动的物体机械能一定不守恒

6．滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做功为2000J，运动员克服阻力做功为则运动员的

A．机械能减小了100J B．动能增加了2100J

C．重力势能减小了1900J D．重力势能增加了2000J

7．质量为m的小球以速度从地面竖直向上抛出（不计空气阻力），以地面作为零势能面，重力加速度为g。当小球的动能和重力势能相等时，小球距地面的高度为（     ）

A． B． C． D．

8．下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（　　）

A．物体沿固定光滑斜面下滑过程中 B．在空中向上做加速运动的氢气球

C．沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块 D．被起重机拉着向上做匀速运动的货物

9．不可伸长的轻质细绳一端固定于O点，另一端系一个可视为质点的小球，在O点的正下方钉一颗钉子P，小球从某一高度由静止释放，释放小球时绳子偏离竖直方向的角度及钉子位置分别如下图A、B、C、D所示，已知图中，。当细绳与钉子相碰时，绳最容易断的是（　　）

A． B．

C． D．

10．质量为m的物体，下落的加速度为0.9g（g表示重力加速度）。在物体下落h的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．物体动能增加了0.9mgh B．物体的机械能减少了0.9mgh

C．物体克服阻力所做的功为0.9mgh D．物体的重力势能减少了0.9mgh

11．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．50W B．100W C．150W D．200W

12．一物体静止在地面上，在竖直方向的拉力作用下开始向上运动（不计空气阻力）．在向上运动的过程中，以地面为参考平面，物体的机械能E与上升高度h的关系图象如图所示，其中0-h1过程的图线是过原点的直线，h1~h2过程的图线为平行于横轴的直线．则

A．在0~h2上升过程中，物体先做加速运动，后做匀速运动

B．在0~h1上升过程中，物体的加速度不断增大

C．在0~hl上升过程中，拉力的功率保持不变

D．在h1~h2上升过程中，物体处于完全失重状态

13．在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为m和2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静土状态。现用一沿斜面方向的恒力拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚离开C时，A的速度为v，加速度方向沿斜面向上且大小为gsinθ，则（　　）

A．从静止到B刚离开C的过程中，A的位移为

B．从静止到B刚离开C的过程中，A重力势能增加

C．B刚离开C时，恒力的功率为2mgvsinθ

D．从静止到B刚离开C的过程系统的机械能增加

14．如图所示，一物体在直立弹簧的上方h处下落，然后又被弹回，若不计空气阻力，则下列说法中错误的是(     　　       )

A．物体在任何时刻的机械能都跟初始时刻的机械能相等

B．物体跟弹簧组成的系统任何两时刻机械能相等

C．在重力和弹簧的弹力相等时，物体的速度最大

D．物体在把弹簧压缩到最短时，它的机械能最小

15．如图所示，可视为质点的小球A和B用一根长为0.2 m 的轻杆相连，两球质量相等，开始时两小球置于光滑的水平面上，并给两小球一个2 m/s的初速度，经一段时间两小球滑上一个倾角为30°的光滑斜面，不计球与斜面碰撞时的机械能损失，g取10 m/s2，在两小球的速度减小为零的过程中，下列判断正确的是(　　)

A．杆对小球A做负功

B．小球A的机械能守恒

C．杆对小球B做正功

D．小球B速度为零时距水平面的高度为0.15 m

二、填空题（共4题）

16．将一小球竖直向上抛出，若小球的速度越大空气阻力越大，那么，小球在先上升后下降的过程中，它的机械能___________，它受的合力___________。（选填“变大”、“不变”、“变小”）。

17．质量m=2kg的物体从距地面45m的高处自由下落，在t=2s的时间内重力所做的功为_____，在这段时间内重力做功的平均功率为_____，在2s末重力做功的瞬时功率为_____，在这个过程中物体的机械能_____ 。（填不变、变大、或变小）（g=10m/s2）

18．质量为1 kg的物体从离地面1．5 m高处以速度10 m/s抛出，不计空气阻力，若以地面为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J；若以抛出点为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J．（g取10 m/s2）

19．在用自由落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选的纸带如图所示，其中O是起始点(打该点时，重物刚好开始下落)，A、B、C是某段时间内打点计时器连续打下的3个点，计时器打点的时间间隔为0.02 s．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中(单位cm).该同学用重物在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，则该段过程中，重物重力势能的减少量为________，而动能的增加量为________(均保留3位有效数字，重物质量用m表示)．这样验证的系统误差总是重力势能的减少量__________动能的增加量，原因是________________________．

三、综合题（共4题）

20．如图所示，水平传送带左端A处与倾角为30°的光滑斜面平滑连接，右端B处与一水平面平滑连接，水平面上有一固定竖直挡板，挡板左侧与一轻弹簧连接，弹簧处于自然状态，弹簧左端刚好处在水平面上的C点，斜面长为=2.5m，传送带长L=4.5m。 BC段长=0.5m，传送带以速度v=1m/s顺时针转动。一质量为m=2kg的物块从斜面顶端由静止释放，已知物块与传送带间及水平面BC段的动摩擦因数分别为=0.1，=0.35，水平面C点右侧光滑，重力加速度取=10m/s2，求：

(1)弹簧获得的最大弹性势能；

(2)物块第三次到达B点时的速度大小；

(3)物块与传送带由于相对滑动而产生的热量。

21．《疯狂实验室》节目通常介绍一些比较夸张的实验，某期节目中制作的装置可简化为下图．光滑的圆弧轨道PNQ竖直放置，其轨道半径为R．圆弧左右两侧均连接足够长的粗糙斜面，斜面与圆弧连接处相切，倾角．质量为m的小球自左侧圆弧轨道上A点处由静止开始运动由P点进入轨道．已知AP间距离xAP=5R，小球与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，不计其他阻力，重力加速度g．求：

（1）小球第一次到达N点时速度大小；

（2）整个过程中，小球在斜面上运动的总路程s；

（3）整个过程中，小球在左右两斜面上损失的机械能之比．

22．如图甲所示，长木板放在光滑的水平面上，质量为的另一物体B（可看作质点）以水平速度滑上原来静止的长木板的表面。由于、B间存在摩擦，之后、B速度随时间变化情况如图乙所示，（取）。求：

（1）A、B间的动摩擦因数及A的质量；

（2）木板A最终获得的动能及系统增加的内能；

（3）木板A的最小长度。

23．倾斜的传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行，如图甲所示，在t=0时，将质量的小物块轻放在传送带上A点处，1.5s时物块从B点离开传送带。物块速度随时间变化的图像如图乙所示，设沿传送带向下为运动的正方向，取重力加速度g=10m/s2，求：

（1）0～1.5s时间内物体平均速度的大小；

（2）小物块与传送带之间的动摩擦因数；

（3）在0～1.5s时间内由于小物块与皮带间的摩擦所产生的热量。

参考答案：

1．B

2．A

3．C

4．C

5．A

6．A

7．B

8．A

9．A

10．A

11．D

12．D

13．D

14．A

15．D

16．     变小     变小

17．     400J     200W     400W     不变

18．     65     65     50     50

19．     1.22m     1.20m     大于     摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能

20．(1)12.5J；(2) 1m/s；(3) 23J

21．（1）；（2）7.5R；（3） 13:5

22．（1），2kg；（2）1J，2J；（3）1m

23．（1）4.83m/s；（2）0.5；（3）4.5J