高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律同步练习题

8.4机械能守恒定律同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．下列运动过程中，可视为机械能守恒的是(　　)

A．热气球缓缓升空

B．树叶从枝头飘落

C．掷出的铅球在空中运动

D．跳水运动员在水中下沉

2．如图所示，一根橡皮筋一端系一小石块，另一端固定在a点上，b点是橡皮筋不系小石块时自然下垂的下端所在的位置，c点是小石块从a点下落所能达到的最低点，在小石块从a点到c点的运动过程中，以下说法中正确的是（　　）

A．小石块的动能一直在增加

B．小石块减少的重力势能全部转化为动能

C．小石块经过b点时，橡皮筋具有弹性势能

D．小石块到达c点时，动能为零

3．如图所示，自由下落的小球，从它接触到竖直放置的轻质弹簧开始，一直到弹簧被压缩到最短的过程中，忽略空气阻力的影响，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　）

A．小球的动能先增大后减小

B．小球在刚接触弹簧时重力做功的瞬时功率最大

C．小球和地球组成的系统机械能守恒

D．弹簧对小球先做负功后做正功

4．如图所示,一物体从高为H的斜面顶端由静止开始滑下,滑上与该斜面相连的一光滑曲面后又返回斜面,在斜面上能上升到的最大高度为若不考虑物体经过斜面底端转折处的能量损失,则当物体再一次滑回斜面时上升的最大高度为( )

A．0 B．

C．H与之间 D．0与之间

5．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（　　）

A．作匀速直线运动的物体的机械能不一定守恒

B．只有重力对物体做功，物体机械能不一定守恒

C．作匀变速运动的物体机械能一定守恒

D．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒

6．质量为m的苹果，从离地面H高的树上由静止落下，树下有一深度为h的坑。若以地面为零势能参考平面，不计空气阻力，则苹果落到坑底时的重力势能和机械能分别为（　　）

A．mgh，mg（H+h）

B．－mgh，mgH

C．mgh，mg（H-h）

D．－mgh，mg（H+h）

7．如图所示，质量为m的蹦极运动员从蹦极台上跃下。设运动员由静止开始下落，且下落过程中（蹦极绳被拉直之前）所受阻力恒定，且下落的加速度为。在运动员下落h的过程中（蹦极绳未拉直），下列说法正确的是（　　）

A．运动员克服阻力所做的功为

B．运动员的重力势能减少了

C．运动员的机械能减少了

D．运动员的动能增加了

8．如图甲是玩家玩“蹦极”游戏的真实照片，玩家将一根长为AB的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在高处，然后从高处跳下，图乙是玩家到达最低点时的情况，其中AB为弹性绳子的原长，C点是弹力等于重力的位置，D点是玩家所到达的最低点，对于玩家离开跳台至最低点的过、程中，下列说法正确的是(　　)

A．重力对人一直做负功，人的重力势能一直减小

B．人所受重力的功率先增加后减小，最大功率在C点

C．人从B点到D点的过程中弹性绳对人做负功，绳子的弹性势能变小

D．从C到D人做加速度减小的变减速运动

9．如图所示，半径为R、圆心为O的光滑圆环固定在竖直平面内，OC水平，D是圆环最低点。质量为2m的小球A与质量为m的小球B套在圆环上，两球之间用轻杆相连。两球初始位置如图所示，由静止释放，当A运动至D点时，B的动能为（　　）

A．mgR B．mgR C．mgR D．mgR

10．2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射。发射卫星往往会涉及轨道的调整。假设地球周围有三颗卫星甲、乙和丙均绕地球做圆周运动。其中乙、丙在同一轨道，且轨道半径大于甲的轨道半径。下列说法正确的是（　　）

A．丙打开发动机沿圆周切线向后瞬时喷气，经过一段时间，可沿原轨道追上同一轨道的乙

B．三颗卫星绕地球运行的周期关系为：

C．除受地球的吸引力外，若甲还受到稀薄空气的阻力作用。则甲与地球组成的系统在运动过程中机械能守恒

D．除受地球的吸引力外，若甲还受到稀薄空气的阻力作用，其运行轨道仍可近似为圆周但轨道半径逐渐变化，则运动过程中阻力对甲做的功小于引力对甲做的功

11．如图所示，小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面，不计一切阻力，下列说法正确的是(　　)

A．小球落地点离O点的水平距离为R

B．小球落地点离O点的水平距离为2R

C．小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零

D．若将半圆弧轨道上部的1/4圆截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点低

12．如图所示，长为L的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球，其下方有一个倾角为θ的光滑斜面体，放在光滑水平面上．开始时小球刚好与斜面接触无压力，现在用水平力F缓慢向左推动斜面体，直至细绳与斜面平行为止，对该过程中有关量的描述，正确的有( )

A．小球受到的各个力均不做功

B．重力对小球做负功，斜面弹力对小球做正功

C．小球在该过程中机械能守恒

D．推力F做的总功是mgL（1-cosθ）

13．如图所示，一质量为m的小球固定在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定在O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点时速度为v，A、B之间的竖直高度差为h，则（　　）

A．由A到B重力做功为mgh-

B．由A到B重力势能减少

C．由A到B小球克服弹力做功为mgh

D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh-

14．如图所示，内壁光滑的半圆形槽竖直固定在水平面上，O是圆心，半圆形槽内壁上的两个点A、B到圆心O所在水平面的竖直距离分别为hA、hB。在槽口无初速度释放一个小球，以半圆形槽最低点为零势能点，当小球滚落到A点时，其动能与重力势能相等；当小球滚落到B点时，其动能为重力势能的2倍，则的值为（　　）

A． B． C． D．

15．如图所示，用长为l的绳子一端系着一个质量为m的小球，另一端固定在O点，拉小球至A点，此时绳偏离竖直方向θ，空气阻力不计，松手后小球经过最低点时的速率为（     ）

A．  B．

C．  D．

二、填空题（共4题）

16．如图所示，将一根长L＝0.4 m的金属链条拉直放在倾角 为30°的光滑斜面上，链条下端与斜面下边缘相齐，由静止释放后，当链条刚好全部脱离斜面时，其速度大小为____________m/s．(g取10 m/s2)

17．如图所示，一质量为m的物块位于一质量可忽略的直立弹簧上方h高度处，该物块从静止开始落向弹簧。设弹簧的劲度系数为k，则物块可能获得的最大动能为___________

18．如图所示，置于竖直平面内的AB为光滑细杆轨道，它是以初速为v0、水平射程为s的平抛运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点。则A、B两端点的竖直高度差为_________。现将小环a套在AB轨道的最上端，它由静止开始从轨道顶端滑下，则小环a从轨道末端出来的水平速度大小为_______。（重力加速度为g）

19．某同学用如图甲所示的实验装置测当地的重力加速度。细绳一端固定在O点，另一端连接一个小球。通过改变绳长及光电门的位置，使小球通过轨迹最低点时，光电门恰好可以记录小球直径的挡光时间。

（1）用游标卡尺测量小球直径，其示数如图乙所示，则小球的直径d=_____ cm。

（2）将小球从与O点等高的水平位置静止释放，释放时，细绳绷紧。当小球通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为t，则小球经过最低点时的速度大小v= ______（用题中所给符号表示）。

（3）改变细绳的长度，小球均从与O点等高的水平位置静止释放，测量每次悬点O到小球球心的距离L和对应的挡光时间t，作出的图像，如图丙所示。若已知该图像的斜率为k，则当地的重力加速度=________（用题中所给符号表示），不计小球运动过程中受到的空气阻力。如需要提高测量重力加速度的精确度，可以采用的方法有_________（填一种方法即可）。

三、综合题（共4题）

20．如图所示，为一游戏传送装置，其中AB段是半径为r的光滑圆弧轨道，B端切线水平，CDE是半径为R=0.2m的光滑半圆内形轨道，其直径CE沿竖直方向，B位于CE竖直线上，BC间的距离很小且能让小滑块自由通过。粗糙水平轨道ME长L=0.5m，动摩擦因数，M端安装有竖直弹性挡板，小滑块碰到挡板后被反弹速度大小保持不变。现有一可视为质点的小滑块，质量m=0.2kg，自A处无初速度进入传送装置，恰好能沿CDE轨道滑下。求：

（1）小滑块通过C点的速度大小及AB段轨道半径r；

（2）小滑块第一次到达圆弧最低点E时对轨道的压力；

（3）小滑块最终停在距M点多远处。

21．如图所示，AB是一段粗糙的倾斜轨道，在B点与一段半径R=0.5m的光滑圆弧轨道相切并平滑连接。CD是圆轨道的竖直直径，OB与OC成θ=53°角。将一质量为m=1kg的小滑块从倾斜轨道上距B点s处由静止释放，小滑块与斜轨AB间的动摩擦因数μ=0.5，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2。

（1）若s=2m，求小物块第一次经过C点时对轨道的压力；

（2）若物块能沿轨道到达D点，求s的最小值。

22．如图所示，长为L的轻杆A端固定质量为m的小球，另一端可以绕轴O自由转动。在光滑水平面上，质量为M、边长为x的正方形木块在水平外力的作用下，使轻杆、木块均处于静止状态，此时，杆与水平面夹角为。撤去外力，木块水平向右运动。经过一段时间，杆与水平面夹角为β。重力加速度为g，以水平面为零势能面。求上述过程中：

（1）小球重力势能的最大值EPm；

（2）小球A发生的位移大小xA；

（3）轻杆对木块所做的功W。

23．如图为火车站装载货物的示意图，AB段是距水平传送带装置高为的光滑斜面，水平段BC使用水平传送带装置，BC长，与货物包的摩擦系数为，皮带轮的半径为，上部距车厢底水平面的高度。设货物包由静止开始从A点下滑，经过B点的拐角处无能量损失，通过调整皮带轮（不打滑）的转动角速度可使货物包经C点被水平抛出后落在车厢上的不同位置（车厢足够长，货物包不会撞到车厢壁），取。

(1)当皮带轮静止时，请判断货物包能否在C点被水平抛出，若不能，请说明理由；若能，请算出货物包在车厢内的落点到C点的水平距离；

(2)当皮带轮以角速度顺时针匀速转动时，求货物包在车厢内的落点到C点的水平距离。

参考答案：

1．C

2．D

3．A

4．B

5．A

6．B

7．D

8．B

9．D

10．D

11．B

12．B

13．D

14．B

15．B

16．

17．

18．         

19．     1.015               减小小球的直径、尽量用质量大的小球、较细的绳、减小空气阻力等

20．（1）；；（2）；方向竖直向下；（3）

21．（1）；（2）2.1m

22．（1）；（2）；（3）

23．(1)货物能被水平抛出， ；(2)