物理必修 第二册第5节 科学验证:机械能守恒定律综合训练题

这是一份物理必修 第二册第5节 科学验证:机械能守恒定律综合训练题，共7页。试卷主要包含了下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。


A.B.C.D.
2.如图所示，在倾角的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为和的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长的轻杆相连，小球B距水平地面的高度.两球由静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取，则下列说法中正确的是( )
A.整个下滑过程中A球机械能守恒B.整个下滑过程中轻杆没有作用力
C.整个下滑过程中A球机械能的减少量为D.整个下滑过程中B球机械能的增加量为
3.下列说法中正确的是( )
A.图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中它的机械能守恒
B.图2中物块在恒力F作用下沿固定光滑斜面匀速上滑过程中，物块的机械能守恒
C.图3中物块沿固定斜面匀速下滑过程中，物块的机械能不守恒
D.图4中撑竿跳高运动员在上升过程中机械能守恒
4.如图所示，物体通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体的质量都为m.开始时细绳伸直，用手托着物体A，使弹簧处于原长且A离地面的高度为h，物体B静止在地面上.放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是( )
A.弹簧的劲度系数为B.此时弹簧的弹性势能等于
C.此时物体B的速度大小也为v D.此时物体A的加速度大小为g，方向竖直向上
5.如图所示，在地面上以速度抛出质量为m的物体，抛出物体落到比地面低h的海平面上.若以海平面为零势能面，不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A.物体到海平面时的重力势能为B.重力对物体做的功为
C.物体在海平面时的动能为D.物体在海平面时的机械能为
6.如图所示，左侧为一个固定在水平桌面上的半径为的半球形碗，碗口直径水平，点为球心，碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个足够长的固定光滑斜面。一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及竖直固定的轻质光滑定滑轮，细绳两端分别系有可视为质点的小球和物块，且。开始时恰在点，在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接的细绳与斜面平行且恰好伸直，点在圆心的正下方。将由静止释放开始运动，则下列说法正确的是（ ）
A.在从点运动到点的过程中，与组成的系统机械能守恒
B.当运动到点时，的速率是速率的倍
C.不可能沿碗面上升到点
D.沿斜面上滑过程中，地面对斜面的支持力始终保持恒定
7.如图所示，半径为R的竖直光滑圆弧轨道与光滑水平轨道相切，质量均为m的小球用轻杆连接，置于圆弧轨道上，A位于圆心O的正下方，B与O点等高，某时刻将它们由静止释放，最终在水平轨道上运动.下列说法中正确的是( )
A.下滑过程中重力对B做功的功率一直增大B.当B滑到圆弧轨道最低点时速度为
C.整个过程中轻杆对A做的功为D.下滑过程中B的机械能增加
8.如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律.
①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是__________.
A.重物选用质量和密度较大的金属锤B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量D.用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物
②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示.纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点.重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_________.
A.和的长度B.和的长度
C.和的长度D.和的长度
答案以及解析
1.答案：C
解析：当排球恰好过网时，有，解得，当排球恰不出界时，有，解得，由于排球运动员击球时球正要向下掉落，说明击球时，球的速度几乎为零，则球离开手后的速度，排球运动员击球时对排球做的功，故，排球落地时的机械能，故C正确。
2.答案：C
解析：球均在斜面上滑动的过程中，设轻杆的作用力大小为F.根据牛顿第二定律，对整体有，对B有.联立解得，即在斜面上滑动的过程中，只有重力对A球做功，所以A球在B到地面之前，在斜面上运动时机械能守恒.在斜面上下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，得，解得.在斜面上下滑的整个过程中B球机械能的增加量为.根据系统的机械能守恒知，A球机械能的增加量为，则由分析可知在A滑离斜面的过程中轻杆有作用力，故A、B、D错误，C正确.
3.答案：C
解析：图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中，钢绳对它做负功，所以机械能不守恒，故A错误；图2中物块在恒力F作用下沿固定光滑斜面匀速上滑过程中，恒力F做正功，物块的机械能增加，故B错误；图3中物块沿固定斜面匀速下滑过程中，物块在斜面上受力平衡，重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡，摩擦力做负功，物块的机械能减少，故C正确；图4中撑竿跳高运动员在上升过程中撑竿的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能不守恒，故D错误.
4.答案：A
解析：由题可知，物体A与地面即将接触时弹簧所受的拉力大小等于B的重力大小，即，弹簧伸长的长度为，由得，故A正确；A与弹簧组成的系统机械能守恒，则有，则弹簧的弹性势能，故B错误；物体B对地面恰好无压力，此时B的速度恰好为零，故C错误；根据牛顿第二定律，对A有，得，故D错误.
5.答案：C
解析：以海平面为零势能面，物体在海平面时的重力势能为零，选项A错误；整个过程重力对物体做的功为，选项B错误；物体由地面抛出到落到海平面的过程只有重力做功，由动能定理得，则，选项C正确；物体从地面抛出到落到海平面的过程机械能守恒，即物体初、末状态的机械能相等，以海平面为零势能面，物体抛出时的机械能为，所以物体在海平面时的机械能也为，选项D错误.
6.答案：ACD
解析：A.在从A点运动到C点的过程中，与组成的系统只有重力做功，系统的机械能守恒，故A正确；
B.设小球运动到最低点C时、的速度大小分别为、，则有，则，故B错误；
C.假设能上升到B点，由于升高，与组成的系统机械能会增大，违背机械能守恒定律，所以假设不成立，故C正确；
D.沿光滑斜面上滑过程中，对斜面的压力的大小和方向都不变，斜面的受力情况不变，由平衡条件可知地面对斜面的支持力始终保持恒定，故D正确。
7.答案：BC
解析：刚开始下滑时B的速度为零，重力对B做功的功率为零，B在圆弧轨道最低点时，重力与速度方向垂直，重力对B做功的功率为零，故下滑过程中重力对B做功的功率先增大后减小，A错误；和轻杆作为系统，在运动过程中系统机械能守恒，根据机械能守恒定律得，，解得B滑到圆弧轨道最低点时的速度为，B正确；对A，根据动能定理得，，C正确；和轻杆组成的系统机械能守恒，A的机械能增加，则B的机械能减少，D错误.
8.答案：①AB
②BC
解析：①质量和密度较大的重物可以减少阻力对实验的影响，选项A正确；两限位孔在同一竖直面内上下对正，可以减少纸带与限位孔间的摩擦，选项B正确；本实验不需要测量出重物的质量，选项C错误；实验时应用手捏住纸带上端，接通电源后，释放重物，选项D错误.
②利用选项A不能完成验证，选项A错误；选项B为验证由O点到C点重物的机械能守恒，实验原理为，C点的速度可由和的长度求得，选项B正确；选项C是验证由C点到F点重物的机械能守恒，实验原理为，F点的速度可由的长度求得，C点的速度可由的长度求得，选项C正确；对选项D，应利用和的长度来验证机械能守恒定律，选项D错误.