专题4 机械能守恒定律（章节练习）——高一物理期末章末知识点清单与章节练习（人教版2019必修第二册）

专题4章节测试试卷

（时间：90分钟　满分：100分）

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分.1～7为单项选择题，8～12为多项选择题)

1.高台滑雪运动员腾空跃下，如果不考虑空气阻力，则下落过程中该运动员机械能的转换关系是(   )           

A. 动能减少，重力势能减少                                    B. 动能减少，重力势能增加
C. 动能增加，重力势能减少                                    D. 动能增加，重力势能增加

2.铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要的问题．若匀速行驶时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f＝kv2  ， 那么，当列车分别以120 km/h和40 km/h的速度在水平直轨道上匀速行驶时，机车的牵引力功率之比为（   ）           

A. 3：1                                   B. 9：1                                   C. 27：1                                   D. 81：1

3.（2021高二下·广州月考）质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ，初始时小物块停在箱子正中间，如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为（   ） 

A.  mv2                             B. μmgL                             C.   NμmgL                             D.   

4.（2021高二下·广州月考）如图甲所示，光滑水平面上有 、 两个小球， 球向静止的 球运动并与 球发生正碰后粘合在一起共同运动，其碰前和碰后的 图像如图乙所示。已知 ，两球因碰撞而损失的机械能为 ，则（   ） 

A.  E=15J                             B.  E=12J                             C.  E=6J                             D.  E=5J  

5.（2021高二下·蚌埠月考）如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为 ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面、磁感应强度为B，将质量为m的导体棒ab由静止释放。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为 在导体棒运动到稳定的过程中，下列说法正确的是（   ） 

A. 导体棒先做加速运动，然后做减速运动               B. 导体棒中的电流方向为   
C. 导体棒运动的最大速度                D. 电阻发热等于导体棒重力势能的减少量 

6.（2021高二下·舒城月考）在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图。PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为 ，则下列说法正确的是（   ） 

A. 此过程中通过线框截面的电量为                   B. 此时线框的加速度为   

C. 此过程中回路产生的电能为                       D. 此时线框中的电功率为   

7.（2021·龙岩模拟）如图所示，用绝緣材料做成的圆环固定在竖直平面内，O为圆心，A、B、C为圆环上的点，AOC、AB均为用绝缘材料做成的光滑细杆，AB杆竖直，AC与AB的夹角为 ，匀强电场方向水平向左。将两个完全相同的带正电的小环分別套在AC、AB两根细杆上，小环所受的电场力与重力之比为tan 。现将两小环同时从A点静止释放，不计小环之间的库仑力。则下列说法正确的是（   ） 

A. 两小环下滑过程机械能均守恒                                  B. 两小环下滑过程中都受到三个力的作用
C. 两小环刚滑到B，C两点时速度的大小相等             D. 两小环从A点分别下滑B，C两点的时间相等

8.（2020高一下·彭州期末）下列有关功和能的叙述正确的是（   ）           

A. 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B. 合外力对物体做功为零，物体的机械能一定守恒
C. 系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒
D. 体育课上，学生由下蹲屈腿状态跳离地面，地面对学生的支持力没有做功，是肌体内力做功，体内化学能转化为机械能和内能

9.（2020高一下·郑州期末）水平路面上有一质量为1kg的玩具小车由静止开始沿直线启动。其运动的v-t图象如图所示，图中0~2s时间段图象为直线，2s后发动机的输出功率保持不变。已知玩具小车行驶中的阻力恒为2N，则下列说法正确的是（   ） 

A. 2s后牵引力功率为12W                                       B. 玩具小车运动的最大速度
C. 0~2s内牵引力所做的功为18J                             D. 2~4s内牵引力所做的功为60J

10.（2021高二下·广州月考）如图所示，光滑曲面下端与光滑水平面相切，一质量为m的弹性小球P沿曲面由静止开始下滑，与一质量为km（k为大于0的正整数）且静止在水平地面上的弹性小球Q发生弹性正碰。为使二者只能发生一次碰撞，下列关于k的取值可能正确的是（   ） 

A. 1                                           B. 2                                           C. 3                                           D. 4

11.（2021高二下·蚌埠月考）如图所示，质量为m的小球从光滑的半径为R的半圆槽顶部A由静止滑下。设槽与桌面无摩擦，则（   ） 

A. 小球不可能滑到右边最高点B

 B. 小球到达槽底的动能小于mgR

C. 小球升到最大高度时，槽速度为零

D. 若球与槽有摩擦，则系统水平动量不守恒

12.（2021高二下·泗县月考）如图所示，金属框 竖直放置且足够长，电阻为R，其他电阻均可忽略， 是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与 、 保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中。当导体棒 从静止下滑经一段时间后闭合开关S，则S闭合后（   ） 

A. 导体棒 可能做匀速直线运动 

B. 导体棒 的加速度不可能大于g 

C. 导体棒 最终的速度与S闭合的时刻有关 

D. 导体棒 的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒 

二、填空题（共2题；共12分）

13.（6分）（2021·闵行一模）一物块在高 、长 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，取 。则物块开始下滑 过程中，机械能损失________ ；物块沿斜面下滑的加速度 ________ 。 

14.（6分）（2020高一下·洛阳期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，若重物质量为0.50 kg，选择好的纸带如图10所示，O、A之间有几个点未画出．已知相邻两点时间间隔为0.02 s，长度单位是 cm，g取9.8 m/s2.则打点计时器打下点B时，重物的速度vB＝________m/s；从起点O到打下点B的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝________J，动能的增加量ΔEk＝________J．(结果保留三位有效数字)

三、计算题（共4题；共40分）

15.（10分）（2019·湖南模拟）如图所示，用F=10N的水平拉力，使质量m=2.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，求： 

（1）物体加速度a的大小；   

（2）物体从静止到t=2.0s这段时间的位移：   

（3）物体从静止到t=2.0s这段时间内拉力做的功。   

16.（2019高三上·哈尔滨期中）一轻弹簧的下端固定在水平面上，上端连接质量为m的木板处于静止状态，此时弹簧的压缩量为 ，如图所示。一物块从木板正上方距离为 的A处自由落下，打在木板上并与木板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动。若物块质量也为m时，它们恰能回到O点；若物块质量为 时，它们到达最低点后又向上运动，在通过O点时它们仍然具有向上的速度，求：

①质量为m时物块与木板碰撞后的速度；

②质量为2m时物块向上运动到O的速度。

17.（2019·全国Ⅲ卷）空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O、P是电场中的两点。从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B。A不带电，B的电荷量为q（q>0）。A从O点发射时的速度大小为v0  ， 到达P点所用时间为t；B从O点到达P点所用时间为  。重力加速度为g，求   

（1）电场强度的大小；   

（2）B运动到P点时的动能。   

18.（2019·全国Ⅲ卷）静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=l.0 kg，mB=4.0 kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0 J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为u=0.20。重力加速度取g=10 m/s²。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。
 

（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；   

（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？   

（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？