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人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律一课一练
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这是一份人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律一课一练，共5页。试卷主要包含了BD【解析】等内容，欢迎下载使用。
A．小球的动能与重力势能之和保持不变
B．小球的动能与重力势能之和先增大后减少
C．小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变
D．小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变
2．如图所示，在倾角的光滑固定斜面上，放有质量分别为1kg和2kg的小球A和B，且两球之间用一根长L=0.3m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0.3m．现让两球从静止开始自由下滑，最后都进入到上方开有细槽的光滑圆管中，不计球与圆管内壁碰撞时的机械能损失，g取10m/s2．则下列说法中正确的有
A．从开始下滑到A进入圆管整个过程，小球A与地球两者组成的系统机械能守恒
B．在B球未进入水平圆管前，小球A与地球组成系统机械能守恒
C．两球最后在光滑圆管中运动的速度大小为m/s
D．从开始下滑到A进入圆管整个过程，轻杆对B球做功1J
3．如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）．初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块
A、速度的变化量相同 B、机械能的变化量相同
C、落地时间相同 D、重力做功的平均功率相同
4．如图，倾角为的光滑斜面体C固定于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，释放后，A将向下运动，则在A碰地前的运动过程中
A．A的加速度大小为g
B．A物体机械能不守恒
C．由于斜面光滑，所以B物体机械能守恒
D．A、B组成的系统机械能守恒
5．如图所示的装置中，木块通过一细线系在O点，子弹沿水平方向射入木块（子弹射入木块过程时间极短，可认为细线不发生摆动）后留在木块内，接着细线摆过一角度θ。若不考虑空气阻力，对子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是 （ ）
A.在子弹射入木块的过程中机械能守恒
B.在子弹射入木块后，细线摆动的过程机械能守恒
C.从子弹开始射入木块到细线摆过θ角的整个过程机械能守恒
D.无论是子弹射入木块过程，还是子弹射入木块后细线摆动的过程 机械能都不守恒
6．如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M>m，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中（ ）．
A．M、m各自的机械能分别守恒
B．M减少的机械能等于m增加的机械能
C．M减少的重力势能等于m增加的重力势能
D．M和m组成的系统机械能守恒
7．如图所示，一根轻杆两端有小球a、b，它们的质量分别是m和2m，杆可绕中心点O自由转动，使杆由水平位置无初速度释放，杆转至竖直位置的过程中（ ）
A、b球的重力势能减少，动能增加，机械能守恒
B、杆对a球做正功
C、杆对b球做正功
D、整个系统的机械能守恒
8．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，火箭升空的过程中，若匀速升空机械能守恒，若加速升空机械能不守恒
B.乙图中物体匀速运动，机械能守恒
C.丙图中小球做匀速圆周运动，机械能守恒
D.丁图中，轻弹簧将A、B两小车弹开，两小车组成的系统机械能不守恒，两小车和弹簧组成的系统机械能守恒
9．如图所示，周定的光滑倾斜杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的下端固定在水平地面上的A点，开始弹簧竖直并且长度恰好为原长h．现让圆环由静止沿杆滑下，滑到杆的底端（未触及地面）时速度恰好为零，已知当地的重力加速度大小为g．则在圆环下滑的整个过程中
A．圆环、弹簧和地球组成的系统机械能不守恒
B．弹簧的弹性势能先增大后减小
C．弹簧的弹性势能增大了mgh
D．弹簧的最大压缩量小于其最大伸长量
10．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P，另一端系一质量为m的小球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于A点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点时速率为v，对圆环恰好没有压力。下列分析正确的是（ ）
A．从A到B的过程中,小球的机械能守恒
B．从A到B的过程中,小球的机械能增加
C．小球过B点时,弹簧的弹力为mg+
A
θ
B
图-2
O
D．小球过B点时,弹簧的弹力为mg－
11.如图-2所示，把系在绳上的质量均为m的A、B两小球由图示位置同时由静止释放（绳开始拉直），则在两小球向左下方摆动时，下列说法正确的是（ ）
A． 绳OA对球A做正功 B．绳AB对球B不做功
C．绳AB对球A做负功 D．绳AB对球B做正功
12.如图-5所示，半径为R、圆心为O的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质小圆环套在大圆环上．一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质量为m的重物，忽略小圆环的大小。
（1）将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧θ=30°的位置上(如图)．在—两个小圆环间绳子的中点C处，挂上一个质量M=m的重物，使两个小圆环间的绳子水平，然后无初速释放重物M．设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略，求重物M下降的最大距离．
（2）若不挂重物M．小圆环可以在大圆环上自由移动，且绳子与大、小圆环间及大、小圆环之间的摩擦均可以忽略，问两个小圆环分别在哪些位置时，系统可处于平衡状态?
图-5
1．BD【解析】
试题分析：由题意可知，小球下滑过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，故小球的动能、重力势能及弹簧的弹性势能之和保持不变，即小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变，选项C错误，D正确；小球从C点到B点过程中，弹性势能减小，然后弹性势能增大，故小球的动能与重力势能之和先增大后减少，选项B正确，A错误；故选BD.
考点：能量守恒定律.
2．BCD 【解析】
试题分析：B球未进入水平圆管前A、B都只受重力做功，A、B机械能守恒定律，B进入圆管的过程中，A机械能减小，B机械能增加，A错误、B正确；A、B整体机械能守恒，全部进入圆管中，速度为m/s，C正确；B的机械能增加1J，D正确。
考点：机械能守恒定律
3．BD【解析】
试题分析：刚开始AB处于静止状态，所以有，则mB＞mA，A、剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，根据机械能守恒定律得：，得，速度的变化量△v=v-0=v，可知两个物体落地速度大小相等，但方向不同，所以速度不同，则速度变化量不同，故A错误；B、AB两个物体都只有重力做功，机械能守恒，机械能的变化量均为零，故B正确．C、初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态．当剪断后，A的合力为mAg，加速度为g，B的合力为mBgsinθ，根据牛顿第二定律可知B的加速度为gsinθ，即加速度不同．对A，由，得；对B，由，则得，可知运动时间不同．故C错误；D、A重力做功的平均功率为：；B重力做功的平均功率为：，所以重力做功的平均功率相等，故D正确；故选：BD
考点：本题考查了机械能守恒定律；功能关系．
4．BD【解析】
试题分析：据题意，物体A受到重力和拉力，加速度应小于g，故选项A错误；除了重力对物体A做功还有拉力做功，物体A机械能不守恒，故选项B正确；除了重力对物体B做功还有拉力做功，物体B机械能不守恒，选项C错误；A、B组成的系统只有 对系统做功，则系统A、B机械能守恒，选项D正确。
考点：本题考查机械能守恒定律。
5．B【解析】
试题分析：在子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统机械能减少，转化为内能，故A错误；在子弹射入木块后，细线摆动的过程中，细线的拉力不做功，对于子弹与木块共同体，只有重力做功，其机械能守恒，故B正确，C、D错误。
考点：考查了机械能守恒
6．BD【解析】
试题分析：两个物体运动过程中均做匀变速直线运动，但M向下走受到向上的拉力，m向上走受到向上的拉力，故二者机械能均不守恒，但是因为没有机械能之外的能量产生，所以该系统的机械能守恒，故BD正确。
考点：系统机械能守恒定律的应用
7．BD【解析】
试题分析：对小球a、b和轻杆组成的系统，在运动过程中系统只受重力，故系统的机械能守恒，故D项正确；对a球，在运动过程中受重力和杆的弹力，而小球的重力势能和动能都在增加，即小球的机械能增加了，根据功能关系可知，杆一定对a球做正功，故B项正确；对b球，在运动过程中受重力和杆的弹力，由于a球、b球和杆组成的系统的机械能守恒，且a球的机械能增加，故b球的机械能减少，根据功能关系可知杆对b球做负功，故C项错误；对b球，由于系统的机械能守恒，且a球的机械能增加，所以b球的机械能减少，故A项错误。
考点：考查机械能守恒定律
8．CD【解析】
试题分析：A中火箭升空的过程中，外力对火箭做了功，故火箭的机械能不守恒，无论匀速升空还是加速升空都不守恒，故A错误；B中物体在外力的作用下上升，外力对物体做了功，故机械能也不守恒，B错误；C中小球做匀速圆周运动，其速度不变，动能不变，小球的高度不变，重力势能不变，故其机械能守恒，C正确；D中对于小车而言，由于弹簧对它们做了功，故机械能不守恒，而对于小车与弹簧而言，整个系统没有受到外力的作用，其整个系统的机械能是守恒的，D正确。
考点：机械能守恒的条件。
9． CD【解析】
试题分析: 圆环沿杆滑下，滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功，即环的重力和弹簧的拉力；所以圆环的机械能不守恒，如果把圆环和弹簧组成的系统作为研究对象，则系统的机械能守恒，故A选项错误；弹簧的弹性势能随弹簧的形变量的变化而变化，由图知弹簧先缩短后再伸长，故弹簧的弹性势能先增大再减小，最后增大才对．故B选项错误；根据系统的机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，那么弹簧的机械能即弹性势能增大mgh，故C选项正确；由图可知，弹簧的最大压缩量在弹簧与杆垂直的时刻，此时的系统具有的能量为圆环的动能、势能和弹簧的弹性势能，当圆环速度减为零时，到达最底端，此时圆环的动能和势能都为零，系统所有的机械能全部转化成了弹簧的弹性势能，此时的弹簧处于伸长状态，所以弹簧的最大伸长量要大于最大压缩量，故D正确．
考点：机械能守恒定律；弹性势能
10．C【解析】
试题分析：对小球来说，由于有弹力做功，小球的机械能不再守恒，部分小球的机械能转化为了弹簧的弹性势能，而使小球的机械能减小，故AB错误；小球在最低点，不受圆环的弹力，故弹簧的弹力与重力一起充当向心力，故有故，所以C正确
考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力
A．小球的动能与重力势能之和保持不变
B．小球的动能与重力势能之和先增大后减少
C．小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变
D．小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变
2．如图所示，在倾角的光滑固定斜面上，放有质量分别为1kg和2kg的小球A和B，且两球之间用一根长L=0.3m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0.3m．现让两球从静止开始自由下滑，最后都进入到上方开有细槽的光滑圆管中，不计球与圆管内壁碰撞时的机械能损失，g取10m/s2．则下列说法中正确的有
A．从开始下滑到A进入圆管整个过程，小球A与地球两者组成的系统机械能守恒
B．在B球未进入水平圆管前，小球A与地球组成系统机械能守恒
C．两球最后在光滑圆管中运动的速度大小为m/s
D．从开始下滑到A进入圆管整个过程，轻杆对B球做功1J
3．如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）．初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块
A、速度的变化量相同 B、机械能的变化量相同
C、落地时间相同 D、重力做功的平均功率相同
4．如图，倾角为的光滑斜面体C固定于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，释放后，A将向下运动，则在A碰地前的运动过程中
A．A的加速度大小为g
B．A物体机械能不守恒
C．由于斜面光滑，所以B物体机械能守恒
D．A、B组成的系统机械能守恒
5．如图所示的装置中，木块通过一细线系在O点，子弹沿水平方向射入木块（子弹射入木块过程时间极短，可认为细线不发生摆动）后留在木块内，接着细线摆过一角度θ。若不考虑空气阻力，对子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是 （ ）
A.在子弹射入木块的过程中机械能守恒
B.在子弹射入木块后，细线摆动的过程机械能守恒
C.从子弹开始射入木块到细线摆过θ角的整个过程机械能守恒
D.无论是子弹射入木块过程，还是子弹射入木块后细线摆动的过程 机械能都不守恒
6．如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M>m，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中（ ）．
A．M、m各自的机械能分别守恒
B．M减少的机械能等于m增加的机械能
C．M减少的重力势能等于m增加的重力势能
D．M和m组成的系统机械能守恒
7．如图所示，一根轻杆两端有小球a、b，它们的质量分别是m和2m，杆可绕中心点O自由转动，使杆由水平位置无初速度释放，杆转至竖直位置的过程中（ ）
A、b球的重力势能减少，动能增加，机械能守恒
B、杆对a球做正功
C、杆对b球做正功
D、整个系统的机械能守恒
8．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，火箭升空的过程中，若匀速升空机械能守恒，若加速升空机械能不守恒
B.乙图中物体匀速运动，机械能守恒
C.丙图中小球做匀速圆周运动，机械能守恒
D.丁图中，轻弹簧将A、B两小车弹开，两小车组成的系统机械能不守恒，两小车和弹簧组成的系统机械能守恒
9．如图所示，周定的光滑倾斜杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的下端固定在水平地面上的A点，开始弹簧竖直并且长度恰好为原长h．现让圆环由静止沿杆滑下，滑到杆的底端（未触及地面）时速度恰好为零，已知当地的重力加速度大小为g．则在圆环下滑的整个过程中
A．圆环、弹簧和地球组成的系统机械能不守恒
B．弹簧的弹性势能先增大后减小
C．弹簧的弹性势能增大了mgh
D．弹簧的最大压缩量小于其最大伸长量
10．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P，另一端系一质量为m的小球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于A点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点时速率为v，对圆环恰好没有压力。下列分析正确的是（ ）
A．从A到B的过程中,小球的机械能守恒
B．从A到B的过程中,小球的机械能增加
C．小球过B点时,弹簧的弹力为mg+
A
θ
B
图-2
O
D．小球过B点时,弹簧的弹力为mg－
11.如图-2所示，把系在绳上的质量均为m的A、B两小球由图示位置同时由静止释放（绳开始拉直），则在两小球向左下方摆动时，下列说法正确的是（ ）
A． 绳OA对球A做正功 B．绳AB对球B不做功
C．绳AB对球A做负功 D．绳AB对球B做正功
12.如图-5所示，半径为R、圆心为O的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质小圆环套在大圆环上．一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质量为m的重物，忽略小圆环的大小。
（1）将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧θ=30°的位置上(如图)．在—两个小圆环间绳子的中点C处，挂上一个质量M=m的重物，使两个小圆环间的绳子水平，然后无初速释放重物M．设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略，求重物M下降的最大距离．
（2）若不挂重物M．小圆环可以在大圆环上自由移动，且绳子与大、小圆环间及大、小圆环之间的摩擦均可以忽略，问两个小圆环分别在哪些位置时，系统可处于平衡状态?
图-5
1．BD【解析】
试题分析：由题意可知，小球下滑过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，故小球的动能、重力势能及弹簧的弹性势能之和保持不变，即小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变，选项C错误，D正确；小球从C点到B点过程中，弹性势能减小，然后弹性势能增大，故小球的动能与重力势能之和先增大后减少，选项B正确，A错误；故选BD.
考点：能量守恒定律.
2．BCD 【解析】
试题分析：B球未进入水平圆管前A、B都只受重力做功，A、B机械能守恒定律，B进入圆管的过程中，A机械能减小，B机械能增加，A错误、B正确；A、B整体机械能守恒，全部进入圆管中，速度为m/s，C正确；B的机械能增加1J，D正确。
考点：机械能守恒定律
3．BD【解析】
试题分析：刚开始AB处于静止状态，所以有，则mB＞mA，A、剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，根据机械能守恒定律得：，得，速度的变化量△v=v-0=v，可知两个物体落地速度大小相等，但方向不同，所以速度不同，则速度变化量不同，故A错误；B、AB两个物体都只有重力做功，机械能守恒，机械能的变化量均为零，故B正确．C、初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态．当剪断后，A的合力为mAg，加速度为g，B的合力为mBgsinθ，根据牛顿第二定律可知B的加速度为gsinθ，即加速度不同．对A，由，得；对B，由，则得，可知运动时间不同．故C错误；D、A重力做功的平均功率为：；B重力做功的平均功率为：，所以重力做功的平均功率相等，故D正确；故选：BD
考点：本题考查了机械能守恒定律；功能关系．
4．BD【解析】
试题分析：据题意，物体A受到重力和拉力，加速度应小于g，故选项A错误；除了重力对物体A做功还有拉力做功，物体A机械能不守恒，故选项B正确；除了重力对物体B做功还有拉力做功，物体B机械能不守恒，选项C错误；A、B组成的系统只有 对系统做功，则系统A、B机械能守恒，选项D正确。
考点：本题考查机械能守恒定律。
5．B【解析】
试题分析：在子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统机械能减少，转化为内能，故A错误；在子弹射入木块后，细线摆动的过程中，细线的拉力不做功，对于子弹与木块共同体，只有重力做功，其机械能守恒，故B正确，C、D错误。
考点：考查了机械能守恒
6．BD【解析】
试题分析：两个物体运动过程中均做匀变速直线运动，但M向下走受到向上的拉力，m向上走受到向上的拉力，故二者机械能均不守恒，但是因为没有机械能之外的能量产生，所以该系统的机械能守恒，故BD正确。
考点：系统机械能守恒定律的应用
7．BD【解析】
试题分析：对小球a、b和轻杆组成的系统，在运动过程中系统只受重力，故系统的机械能守恒，故D项正确；对a球，在运动过程中受重力和杆的弹力，而小球的重力势能和动能都在增加，即小球的机械能增加了，根据功能关系可知，杆一定对a球做正功，故B项正确；对b球，在运动过程中受重力和杆的弹力，由于a球、b球和杆组成的系统的机械能守恒，且a球的机械能增加，故b球的机械能减少，根据功能关系可知杆对b球做负功，故C项错误；对b球，由于系统的机械能守恒，且a球的机械能增加，所以b球的机械能减少，故A项错误。
考点：考查机械能守恒定律
8．CD【解析】
试题分析：A中火箭升空的过程中，外力对火箭做了功，故火箭的机械能不守恒，无论匀速升空还是加速升空都不守恒，故A错误；B中物体在外力的作用下上升，外力对物体做了功，故机械能也不守恒，B错误；C中小球做匀速圆周运动，其速度不变，动能不变，小球的高度不变，重力势能不变，故其机械能守恒，C正确；D中对于小车而言，由于弹簧对它们做了功，故机械能不守恒，而对于小车与弹簧而言，整个系统没有受到外力的作用，其整个系统的机械能是守恒的，D正确。
考点：机械能守恒的条件。
9． CD【解析】
试题分析: 圆环沿杆滑下，滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功，即环的重力和弹簧的拉力；所以圆环的机械能不守恒，如果把圆环和弹簧组成的系统作为研究对象，则系统的机械能守恒，故A选项错误；弹簧的弹性势能随弹簧的形变量的变化而变化，由图知弹簧先缩短后再伸长，故弹簧的弹性势能先增大再减小，最后增大才对．故B选项错误；根据系统的机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，那么弹簧的机械能即弹性势能增大mgh，故C选项正确；由图可知，弹簧的最大压缩量在弹簧与杆垂直的时刻，此时的系统具有的能量为圆环的动能、势能和弹簧的弹性势能，当圆环速度减为零时，到达最底端，此时圆环的动能和势能都为零，系统所有的机械能全部转化成了弹簧的弹性势能，此时的弹簧处于伸长状态，所以弹簧的最大伸长量要大于最大压缩量，故D正确．
考点：机械能守恒定律；弹性势能
10．C【解析】
试题分析：对小球来说，由于有弹力做功，小球的机械能不再守恒，部分小球的机械能转化为了弹簧的弹性势能，而使小球的机械能减小，故AB错误；小球在最低点，不受圆环的弹力，故弹簧的弹力与重力一起充当向心力，故有故，所以C正确
考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力
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