人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律综合与测试课堂检测

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律综合与测试课堂检测，共11页。试卷主要包含了一物块在高3等内容，欢迎下载使用。
机械能守恒定律单元训练1.某中学科技小组制作了利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板上时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶,经过时间t前进距离s,速度达到最大值,设这一过程中电动机的功率恒为P,小车所受阻力恒为f,则下列说法错误的是(   )A.这段时间内小车先匀加速运动,然后匀速运动B.小车所受阻力C.这段时间内电动机所做的功为D.这段时间内合力所做的功为2.如图甲所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一个质量为m的物体在沿斜面方向的力F的作用下由静止开始运动,物体的机械能E随位移x的变化关系如图乙所示.其中0~过程的图线是曲线,~过程的图线为平行于x轴的直线,则下列说法中错误的是(   )A.物体在沿斜面向下运动 B.在0~过程中,物体的加速度一直增大C.在0~过程中,物体先减速再匀速 D.在~过程中,物体的加速度大小为3.如图所示,传送带与水平面间的夹角为30°,其中两点间的距离为4 m,传送带在电动机的带动下以的速度顺时针匀速转动.现将一质量为的小物体(可视为质点)轻放在传送带的B点,已知小物体与传送带间的动摩擦因数为取,则在传送带将小物体从B点传送到A点的过程中(   )A.小物体的动能增加量为22 J B.小物体的重力势能增加量为100 JC.因摩擦产生的热量为60 J D.电动机多消耗的电能为280 J4.一质量为2 kg、初速度、向右运动的物体,在同方向水平恒定拉力的作用下在粗糙的水平面上做直线运动,当运动一段时间后,拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,已知摩擦力大小恒为4 N,图中给出了拉力随位移变化的关系图像.已知重力加速度,由此可知(   )A.全程拉力对物体做的总功小于总产热量 B.全程拉力对物体做的总功约为41 JC.物体运动的最大速度约为4 m/s D.物体从出发到运动到4 m处经过了5.复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内(   )
 A.做匀加速直线运动  B.加速度逐渐减小C.牵引力的功率 D.牵引力做功6.一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示。长度为、不可伸长的轻细绳，一端固定在圆柱体最高点P处，另一端系一个小球。小球位于P点右侧同一水平高度的Q点时，绳刚好拉直。将小球从Q点由静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球的速度大小为（重力加速度为g，不计空气阻力）(   )
 A. B. C. D.7.一物块在高3.0 m、长5.0 m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，重力加速度取。则(   )
 A.物块下滑过程中机械能不守恒 B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C.物块下滑时加速度的大小为 D.当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J8.如图，是竖直面内的光滑固定轨道，水平，长度为；是半径为R的四分之一圆弧，与相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为(   )
 A. B. C. D.9.蹦极是一项富有挑战性的运动，弹性绳的一端系在运动员身上，另一端固定在跳台上，然后运动员从跳台跳下，如图所示。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是运动员所到达的最低点。在运动员从a点到c点的运动过程中，忽略空气阻力，下列说法正确的是(   )
 A.运动员的速度一直增大B.运动员的加速度始终减小C.运动员始终处于失重状态D.运动员克服弹力做的功大于重力对运动员做的功10.如图所示，将一表面光滑的半圆柱体固定于水平桌面上，一跨过半圆柱表面不可伸长的轻绳分别与甲、乙两个质量不同的小球相连，乙球的质量大于甲球的质量。开始时用手按住甲球，使甲球位于水平桌面且靠住半圆柱侧面，现由静止释放甲球，设想使甲球能恰好通过半圆柱的最高点，球可看成质点，则下列说法正确的是(   )
 A.甲球在运动到半圆柱最高点前两球速度相同B.乙球下落过程中机械能守恒C.当两球质量比满足时，甲球能恰好通过半圆柱顶端D.当两球质量比满足时，甲球能恰好通过半圆柱顶端11.从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能随h的变化如图所示。重力加速度取。该物体的质量为(   )
 A.2 kg B.1.5 kg C.1 kg D.0.5 kg12.如图所示，楔形木块固定在水平面上，粗糙斜面和光滑斜面与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为的滑块，通过跨过定滑轮的不可伸长的轻绳连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中(   )
 A.两滑块组成的系统机械能守恒B.重力对A做的功等于A动能的增加量C.轻绳对B做的功等于B势能的增加量D.两滑块组成系统的机械能损失量等于A克服摩擦力做的功13.如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为。在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落，带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为ω。绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
 （1）重物落地后，小球线速度的大小v；（2）重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F；（3）重物下落的高度h。       14.儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性，还可以锻炼儿童的眼手配合能力。某弹珠游戏可简化成如图所示的竖直平面内透明玻璃管道，管道的半径较小。为研究方便建立平面直角坐标系，O点为抛物口，下方接一满足方程的光滑抛物线形状管道；是半径相同的光滑圆弧管道，是粗糙直管道。各部分管道在连接处均相切。的横坐标分别为、两点纵坐标相同。已知弹珠质量，直径略小于管道内径，与管道间的动摩擦因数。E为管道的最高点，在D处有一反弹膜能无能量损失地反弹弹珠。取取。
 （1）若要使弹珠不与管道触碰，弹珠在O点的抛射速度应该为多大？（2）若要使弹珠第一次到达E点时对轨道的压力等于弹珠重力的3倍，弹珠在O点的抛射速度又应该为多大？（3）游戏设置弹珠3次通过E点获得最高分，若要获得最高分，求弹珠在O点的抛射速度的取值范围。
        
答案以及解析1.答案：A解析：由题意知,太阳能驱动小车以恒定功率启动,开始阶段小车所受的牵引力大于阻力,小车做加速度减小的加速运动,当牵引力等于摩擦力后,速度达到最大值,有,故A错误,B正确;根据动能定理得,则这段时间内电动机所做的功为,故C、D正确.2.答案：C解析：由题图乙可知,物体的机械能一直在减少,故外力F做负功,故物体沿斜面向下运动,A正确;对物体,由牛顿第二定律可得,题图乙中图线切线的斜率表示外力F，因此在0~过程中外力F逐渐减小,故物体的加速度一直增大,B正确;在~过程中,机械能不变,故外力F等于0,因此物体做匀加速运动,C错误;在~过程中由于外力F等于0,故物体的加速度大小为,D正确.3.答案：CD解析：物体刚放在B点时,受到的滑动摩擦力沿传送带向上,由于,物体做匀加速直线运动,此时,假设物体能与传送带达到相同速度,则物体加速上滑的位移为,假设成立,物体与传送带达到相同速度后,将向上匀速运动,到达A点时速度仍为,所以物体的动能增加量为,物体的重力势能增加量为,故A、B错误.设物体经过时间t与传送带共速,则,则物体与传送带的相对位移为,则因摩擦产生的热量为,故C正确.电动机多消耗的电能为,故D正确.4.答案：ABC解析：物体运动的全过程,由动能定理得,,而,可得,则全程拉力对物体做的总功小于总产热量,A正确;全程拉力对物体做的总功为图线与x轴所围成的面积，数方格数时小于半格舍去,大于或等于半格计为1,,B正确;拉力大于摩擦力时,物体做加速运动,拉力小于摩擦力时物体做减速运动,故拉力等于摩擦力时物体的速度达到最大,由图像可读出时,位移为,由动能定理可知,,而,解得最大速度为,C正确;物体从出发到运动到4 m的过程拉力为恒力,由牛顿第二定律,可得加速度为,由匀变速直线运动的位移公式,解得运动时间为,D错误.5.答案：BC解析：对动车受力分析，由牛顿第二定律可得，可知a随v增大而减小，动车做加速度减小的加速运动，故A选项错误、B选项正确；当动车达到最大速度时，牵引力等于阻力F，故，C选项正确；由动能定理可得，故选项D错误。6.答案：A解析：小球下落过程中，只有动能和重力势能相互转化，机械能守恒。
小球下落高度为
由机械能守恒可得
解得，选A。7.答案：AB解析：由题图可得，其中，则，动能和重力势能之和减小，机械能不守恒，故A正确；由题图可知，物块到达斜面底端时动能为10 J，由可得，由得，故C错误；设斜面倾角为θ，有，由牛顿第二定律有，解得，故B正确；下滑2.0 m时，动能、重力势能之和为22 J，故机械能损失8 J，故D错误。8.答案：C解析：以小球为研究对象，在小球由a到c的过程中，应用动能定理有，其中水平力大小，得。经过c点以后，在竖直方向上小球做竖直上抛运动，上升的时间。在水平方向上小球做加速度为的匀加速运动，由牛顿第二定律得，且，得。在时间内，小球在水平方向上的位移，故力F在整个过程中对小球做的功。由功能关系，得。故C正确，A、B、D错误。9.答案：D解析：从a点到c点，运动员先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，A、B错；减速运动过程中，运动员的加速度方向向上，处于超重状态，C错；运动员克服弹力做的功等于其重力势能的减少量和动能减少量之和，D对。10.答案：C解析：速度是矢量，甲球运动到半圆柱最高点前，甲与乙的速度方向不同，故A错误；乙球下落过程中受到重力和轻绳的拉力，轻绳的拉力对乙做负功，所以乙球的机械能不守恒，故B错误；假设甲恰好能通过半圆柱的顶端，对这一上升过程，甲、乙两球组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律有，甲恰能通过半圆柱最高点，需满足，联立解得，当时，甲在到达最高点之前脱离半圆柱体，时，甲可以顺利通过最高点，故C正确，D错误。11.答案：C解析：设物体的质量为m，则物体在上升过程中，受到竖直向下的重力和竖直向下的恒定外力F，由动能定理结合题图可得；物体在下落过程中，受到竖直向下的重力和竖直向上的恒定外力F，再由动能定理结合题图可得，联立解得，选项C正确，ABD错误。 12.答案：D解析：由于粗糙斜面的存在，滑块A沿斜面向下运动的过程中，与斜面之间有摩擦，损耗一部分机械能，所以两滑块组成的系统机械能不守恒，A错误；由动能定理可知，A所受的重力、拉力、摩擦力做的总功等于A动能的增加量，B错误；轻绳对B做的功等于B机械能的增加量，即等于B势能增加量与动能增加量之和，C错误；对于两滑块组成的系统，除重力以外的力做功，将导致机械能变化，摩擦力做负功，造成机械能损失，根据能量守恒定律，两滑块组成的系统的机械能损失量等于A克服摩擦力做的功，D正确。13.答案：（1）（2）（3）解析：解：（1）线速度
得
（2）向心力
设F与水平方向的夹角为α，则；
解得
（3）落地时，重物的速度，由机械能守恒得
解得14.答案：（1）3 m/s（2）（3）解析：（1）由得A点坐标为
由平抛运动规律得
代入数据，求得。
（2）如图所示，由（1）问可知，求得圆弧的半径
在E点，由牛顿第二定律得
求得
对弹珠由O点到E点的过程，由动能定理得

求得
 （3）与水平面的夹角也为
设使弹珠3次通过E点的最小抛射速度为，有

求得
设使弹珠3次通过E点的最大抛射速度为，有

求得
考虑2次经过E点后不从O点离开，有

求得
因，所以应满足