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人教版必修第二册 8.4 机械能守恒定律
一、单选题
1．如图所示，固定在竖直面内横截面为半圆的光滑柱体（半径为R，直径水平）固定在距离地面足够高处，位于柱体两侧质量相等的小球A、B（视为质点）用细线相连，两球与截面圆的圆心O处于同一水平线上（细线处于绷紧状态）。在微小扰动下，小球A由静止沿圆弧运动到柱体的最高点P。不计空气阻力，重力加速度大小为g。小球A通过P点时的速度大小为（　　）。
A． B． C． D．
2．如图所示，一固定斜面的倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于0.8g（g为重力加速度大小），物块上升的最大高度为H，则此过程中（　　）
A．物块的重力势能减少了mgH
B．物块的动能损失了1.6mgH
C．物块的机械能损失了0.8mgH
D．物块克服摩擦力做功0.8mgH
3．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑轻质定滑轮与直杆的距离为d.杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点正下方距离为d处．现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，轻绳足够长，下列说法正确的是（　　）
A．环到达B处时，重物上升的高度h＝
B．环到达B处时，环与重物的速度大小相等
C．环从A到B，环减少的机械能大于重物增加的机械能
D．环能下降的最大高度为
4．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v-t 图像如图所示。以下判断正确的是（　　）
A．前3s内货物受拉力逐渐增大
B．最后2s内货物只受重力作用
C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同
D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒
5．把质量相同的两小球A、B从同一高度以相同的速度大小分别沿水平与竖直方向抛出。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．两球落地时的动能相同
B．从抛出开始到落地，B球重力做的功大于A球重力做的功
C．从抛出开始到落地，两球的重力平均功率
D．落地时，两球的重力瞬时功率
6．随着航天技术的发展，人类已经有能力到太空去探索未知天体。假设某宇宙飞船绕一行星在其表面附近做匀速圆周运动，已知运行周期为T，航天员在离该行星表面附近h处自由释放一小球，测得其落到行星表如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能Ek与距地面高度h的关系图象如图乙所示，已知重力加速度为g，空气阻力不计。下列说法正确的是（　　）
A．在0～h0过程中，F大小始终为mg
B．在0～h0和h0～2h0过程中，F做功之比为2∶1
C．在0～2h0过程中，物体的机械能不断增加
D．在2h0～3.5h0过程中，物体的机械能不断减少
7．“打水漂”是人类最古老的游戏之一，游戏者运用手腕的力量让撇出去的石头在水面上弹跳数次。如图所示，游戏者在地面上以速度抛出质量为m的石头，抛出后石头落到比抛出点低h的水平面上。若以抛出点为零势能点，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．抛出后石头落到水平面时的势能为mgh
B．抛出后石头落到水平面时重力对石头做的功为－mgh
C．抛出后石头落到水平面上的机械能为
D．抛出后石头落到水平面上的动能为
8．一航空兴趣小组自制一带动力飞行器。小组开始让飞行器悬停在空中，某次测得从高处竖直向下运动h0范围内，飞行器的加速度a与下降的高度h关系如图所示。设飞行器总质量为m不变，取向下方向为正方向，重力加速度为g。飞行器下落过程中，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．飞行器下降时，其发动机提供动力大小为
B．飞行器下降过程中，其机械能增加
C．飞行器下降h0时，其速度大小为
D．飞行器下降h0时，其发动机功率为
9．物体的运动如图甲、乙、丙所示，均不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中，小球从某一高度由静止落入光滑半圆形固定轨道，全过程小球的机械能一定守恒
B．乙图中，物体所受的合外力为零时，机械能一定守恒
C．丙图中，弹簧越长，弹性势能越大
D．丙图中光滑水平面上，被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中，小球的机械能守恒
10．蹦极时，体验者站在高处，用原长为L的弹性绳固定住后跳下，落地前弹起。忽略空气阻力的影响，从开始运动到第一次下落到最低点的过程，以下说法正确的是（ ）
A．游戏者在下落过程中机械能守恒
B．下落L时，体验者的动能最大
C．游戏者从开始下落到最低点重力势能减少了mgL
D．当体验者下落到最低点时，弹性绳的弹性势能最大
11．山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一滑雪坡由AB和BC组成，AB为斜坡，BC是光滑的圆弧，如图所示，竖直台阶CD高度差为。运动员连同滑雪装备的总质量为80kg，从A点由静止滑下，以的水平速度通过C点后飞落到水平地面DE上，不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，取。以水平地面为参考平面，运动员在C处的机械能E为（　　）
A．4500J B．3500J C．13000J D．3000J
12．如图所示，一根足够长的圆管竖直固定在地面上，管内有一劲度系数为k＝10 N/m的轻质弹簧，弹簧上端连有质量可以忽略的活塞，下端连有质量为m＝0.1 kg的小球（小球直径小于管径），已知活塞与管壁间的最大静摩擦力Ff＝1.4 N，弹簧从自然长度开始伸长x的过程中平均弹力为F＝kx，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g＝10 m/s2。当弹簧处于自然长度时由静止释放小球，在小球第一次运动到最低点的过程中（　　）
A．小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动直到静止
B．弹簧的最大伸长量为0.24 m
C．当小球运动到最低点时，弹簧的弹性势能为0.098 J
D．活塞克服摩擦力做的功为0.105 J
13．如图是甲、乙、丙、丁四个物体的物理量随时间变化关系的图像，下列说法正确的是（　　）
A．甲物体的机械能一定守恒
B．乙物体受到的合力越来越大
C．丙物体相同时间内的速度变化量相同
D．丁物体的速度越来越大
14．从下列物理规律中哪一个可演绎出“质量是物体惯性大小的量度”这一结论（　　）
A．牛顿第一定律 B．牛顿第二定律
C．牛顿第三定律 D．机械能守恒定律
15．2021年10月我国发射的神舟十三号飞船实现了和空间站径向对接的新突破，如图甲所示。假定对接前飞船在椭圆轨道Ⅰ上，如图乙所示，Ⅱ为空间站圆轨道，轨道半径为kR（R为地球半径），A为两轨道交点，B为飞船轨道近地点。地球表面重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　）
A．空间站在圆轨道Ⅱ上的向心加速度大于g
B．飞船和空间站在A处所受的万有引力相同
C．飞船在A处的机械能大于B处的机械能
D．飞船在B处的速度
二、填空题
16．如图，一直角斜面体固定在水平地面上，两侧斜面倾角分别为α=60 ，β=30 。A、B两个物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端，置于斜面上，两物体重心位于同一高度并保持静止。不计所有的摩擦，滑轮两边的轻绳都平行于斜面。若剪断轻绳，两物体从静止开始沿斜面下滑，则它们加速度大小之比为____，着地瞬间机械能之比为_____。
17．如图所示，轻质弹簧的两端分别与小物块B、C相连，并放在足够长的光滑斜面上，弹簧与斜面平行，C靠在固定的挡板P上，绕过定滑轮的轻绳一端与B相连，另一端与悬空的小物块A相连。开始时用手托住A，使滑轮右侧的轻绳恰好伸直且无弹力，滑轮左侧轻绳沿竖直方向，然后由静止释放A，当C刚要离开挡板时，A的速度恰好达到最大。斜面的倾角为30°，B、C的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g，A、B、C均视为质点。不计一切摩擦，不计空气阻力，弹簧始终处在弹性限度内。
填空：①释放A的瞬间，A的加速度大小为______；②B的最大速度为______。
18．如图，三块完全相同的磁铁A、B、C套在固定的光滑竖直杆上，相邻磁铁间同名磁极相对。平衡后A、B均悬浮在空中，C在桌面上，则相邻两块磁铁间的距离h1______h2（选填“>”、“<"或“=”）。若缓慢下压磁铁A，则磁铁之间因为相互作用力而具有的势能将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
三、解答题
19．在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0 kg的木块相连，系统处于平衡状态。若在木块上再加一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.10 m，力F做功2.5 J，此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50 N，如图所示。求：在木块下移0.10 m的过程中弹性势能的增加量。（g取10 N/kg）
20．如图所示，倾角=37°，长为6m的斜面体固定在水平地面上，长为3m、质量为4kg的长木板A放在斜面上，上端与斜面顶端对齐；质量为2kg的物块B（可是为质点）放在长木板的上端，同时释放A和B，结果当A的下端滑到斜面底端时，物块B也刚好滑到斜面底端，已知长木板A与斜面间的动摩擦因数，物块B与A间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2，不计物块B的大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）从开始到A的下端滑到斜面底端所用时间；
（2）从开始到A的下端滑到斜面底端的过程中，A与B间、A与斜面间因摩擦产生的总热量。
21．近年来，我国物流行业发展迅速，在机场经常能见到地勤工作人员利用传送带从飞机上装卸货物。如图所示。若某次工作人员所用传送带与水平面夹角，传送带下行运行速率，传送带两端距离；工作人员沿传送带方向以初速度从传送带顶端推下（推力立即撤去）一件质量为的小包裹（可视为质点）；小包裹要与传送带间的动摩擦因数。取重力加速度，，。求：
（1）包裹通过传送带所需时间；
（2）包裹从顶端到底端与传送带因摩擦所产生的热量。
22．如图所示，小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，已知轨道的半径为R，小球到达轨道的最高点B时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力。请求出：
（1）小球到达轨道最高点B时的速度为多大；
（2）小球到达轨道A点时速度多大；
（3）小球落地时距离A点多远？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．B
3．D
4．C
5．A
6．C
7．C
8．C
9．A
10．D
11．C
12．C
13．C
14．B
15．D
16．
17．
18． > 增大
19．4.5 J
20．（1）t=2s；（2）
21．（1）4.5s；（2）8J
22．（1）；（2）；（3）2R
答案第1页，共2页
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