物理必修二机械能及其守恒定律测试题及答案详解

高考物理章节分类试题第五章《机械能及其守恒定律》33第五章《机械能及其守恒定律》本章的概念包括：1.追寻守恒量A.势能B.动能2.时间和位移C.功—cosWFlD.正功和负功3.运动快慢的描述——速度E.功率—WtPF.额定功率和实际功率G.功率和速度—PFv4.重力势能H.重力的功—12()GWmghhI.重力势能—PEmgh重力做的功与重力势能的关系—12PPPEEEJ.重力势能的相对性—势能是系统所共有的5.探究弹性势能的表达式—（体会探究的过程和方法）6.探究功与物体速度变化的关系7.动能和动能原理K.动能的表达式—212WmvL.动能原理—21kkWEE8.机械能守恒定律9.实验：探究机械能守恒定律10.能量守恒与能源M.能量守恒定律N.能源和能量耗散高考物理章节分类试题第五章《机械能及其守恒定律》34分类试题汇编一、选择题1．【01粤·豫综合】假设列车从静止开始匀加速运动，经过500m的路程后，速度达到360km/h。整个列车的质量为1.00×105kg，如果不计阻力，在匀加速阶段、牵引力的最大功率是A．4.67×106kWB．1.0×105kWC．1.0×108kWD．4.67×109kW2．【01上海】在一种叫做“蹦极跳”有的运动中，质量为m的游戏者系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L时到达最低点。若在下落过程中不计空气阻力，则以下说法正确的是A．速度先增大后减小B．加速度先减小后增大C．动能增加了mgLD．重力势能减少了mgL3．【01春招】将物体以一定的初速度竖直上抛．若不计空气阻力，从抛出到落回原地的整个过程中，下列四个图线中正确的是4．【01上海】一升降机在箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中，（A）升降机的速度不断减小（B）升降机的加速度不断变大（C）先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功（D）到最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速度的值。5．【02北京】下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是高考物理章节分类试题第五章《机械能及其守恒定律》356．【02粤·桂·豫】图中a、b、c为三个物块，M、N为两个连接如图所示并处于平衡状态A.有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B.有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C.有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D.有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态7．【02粤·桂·豫】竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度。A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B.上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率8．【02全国·综合】在光滑水平面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都是m。现B球静止，A球向B球运动，发生正碰。已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时弹性势能EP，则碰前A球的速度等于A.mEPB.mEP2C.2mEPD.2mEP29．【03粤·辽】在离地面高为A处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为V0，当它落到地面时速度为V，用g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于A．mgh－12mv2－12mv02B．－12mv2－12mv02－mghC．mgh＋12mv02－12mv2D．mgh＋12mv2－12mv0210．【03上海·理综】某品牌电动自行车的铭牌如下：车型：20时（车轮直径：508mm）电池规格：36V12Ah（蓄电池）高考物理章节分类试题第五章《机械能及其守恒定律》36整车质量：40kg额定转速：210r／min（转/分）外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm充电时间：2～8h电机：后轮驱动、直流永磁式电机额定工作电压／电流：36V／5A根据此铭牌中的有关数据，可知该车的额定时速约为A．15km／hB．18km／hC．20km／hD．25km／h11．【03上海·理综】在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝人数×路程／消耗能量。一个人骑电动自行车，消耗1MJ（106J）的能量可行驶30km，一辆载有4人的普通轿车，消耗320MJ的能量可行驶100km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是A．6︰1B．12︰5C．24︰1D．48︰712．【03上海】一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为A.Δv=0B.Δv=12m/sC.W=0D.W=10.8J13．【03上海】质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放，则A.A球的最大速度为2gl2B.A球的速度最大时，两小球的总重力势能最小C.A球的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45°D.A、B两球的最大速度之比v1∶v2=2∶114．【04大综合】如图4所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C为水平的，其距离d=0.50m盆边缘的高度为h=0.30m。在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑。已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10。小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为BAm2m2llO高考物理章节分类试题第五章《机械能及其守恒定律》37A．0.50mB．0.25mC．0.10mD．015．【04上海】滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率为v2，且v2v1，若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零，则A．上升时机械能减小，下降时机械增大。B．上升时机械能减小，下降时机械能也减小。C．上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方。D．上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方。16．【04全国Ⅳ】如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O。现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则FA．一定是拉力B．一定是推力C．一定等于0D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于017．【05江苏】如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升．若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2，滑块经B、C两点时的动能分别为EKB、EKc，图中AB=BC，则一定有(A)WlW2(B)W1W2(C)EKBEKC(D)EKBEKC18．【05辽宁·理综】一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物块做的功等于A．物块动能的增加量B．物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和C．物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和D．物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和19.【05江苏·理综】利用打点计时器验证自由落体机械能守恒时，下列器材中不必要的是A.重物B.纸带C.天平D.低压电源20．【06全国Ⅱ】如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点，质量相等。Q与轻质弹簧相连。设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于A.P的初动能B.P的初动能的12C.P的初动能的13D.P的初动能的14高考物理章节分类试题第五章《机械能及其守恒定律》3821．【06江苏】如图所示，物体A置于物体B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B相连，在弹性限度范围内，A和B一起在光滑水平面上作往复运动（不计空气阻力），并保持相对静止。则下列说法正确的是A．A和B均作简谐运动B．作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比C．B对A的静摩擦力对A做功，而A对B的静摩擦力对B不做功D．B对A的静摩擦力始终对A做正功，而A对B的静摩擦力始终对B做负功22．【06天津·理综】在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地。若不计空气阻力，则A．垒球落地时瞬间速度的大小仅由初速度决定B．垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定C．垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定D．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定23．【01上海】跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是（A）空气阻力做正功（B）重力势能增加（C）动能增加（D）空气阻力做负功．二、计算题1．【01粤·豫综合】某市计划每日供水180万吨，在市郊修建了一水库。为了将水送入水库，需要将水渠的水提高30m。设每根输水管水泵功率为100kW，且水泵昼夜不停地工作。如不计机械能的损耗，至少需要安装多少根输水管？每根输水管中每秒流过的水量为多少吨？取g＝10m/s2。【解】（1）将180万吨水提高30米需做的功为W＝mgh＝180×104×103×10×30J每台水泵每昼夜所做的功为W0＝Pt＝100×103×24×3600J两者相除得到W/W0＝62.5由于每台水泵配一根输水管，故至少需要63根输水管。每秒流过一根水管的水量为M＝180×104/（63×24×3600）＝0.33吨2．【01全国】一个圆柱形的竖直的井里存有一定量的水，井的侧面和底部是密闭和.在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管，管和井共轴，管下端未触及井底，在圆管内有一不漏气的活塞，它可沿圆管上下滑动.开始时，高考物理章节分类试题第五章《机械能及其守恒定律》39管内外水面相齐，且活塞恰好接触水面，如图所示，现有卷场机通过绳子对活塞施加一个向上的力F，使活塞缓慢向上移动.已知管筒半径r=0.100m，井的半径R=2r，水的密度=1.00×103kg/m3，大气压p0=1.00×105Pa.求活寒上升H=9.00m的过程中拉力F所做的功.（井和管在水面以上及水面以下的部分都足够长.不计活塞质量，不计摩擦，重力加速度g=10m/s2.）【解】从开始提升到活塞升至内外水面高度差为mgph1000的过程中，活塞始终与管内液体接触，（再提升活塞时，活塞和水面之间将出现真空，另行讨论）设活塞上升距离为h1，管外液面下降距离为h2，h0=h1+h2……①因液体体积不变，有1221231)(hrRrhh……②得mmhh5.710434301……③题给H=9mh1，由此可知确实有活塞下面是真空的一段过程.活塞移动距离从零到h1的过程中，对于水和活塞这个整体，其机械能的增量应等于除重力外其他力所做的功，因为始终无动能，所以机械能的增量也就等于重力势能增量，即2)(012hghrE……④其他力有管内、外的大气压力的拉力F，因为液体不可压缩，所以管内、外大气压力做的总功0)(102220rhphrRp，故外力做功就只是拉力F做的功，由功能关系知EW1……⑤即JgprhgrW420220211018.18383)(……⑥活塞移动距离从h1到H的过程中，液面不变，F是恒力02prF，做功JhHprhHFW3102121071.4)()(……⑦所求拉力F做的总功为JWW4211065.1