高中物理第二章能的转化与守恒2.3能量守恒定律同步测试鲁科版必修.doc

1、12.3 能量守恒定律一、单选题（共 10 题；共 20 分）1.有一条长为 2m 的均匀金属链条，有一半长度在光滑的足够高的斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为 30，另一半长度竖直下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为（ ）（g 取 10m/s2）A. 2.5m/s B. 2.5 m/s C. m/s D. 0.5 m/s2.如图，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球 a 和 ba 球质量为 m，静置于地面；b 球质量为 2m，用手托往，高度为 h，此时轻绳刚好拉紧从静止开始释放 b 后，a 可能达到的最大高度为（ ）A

2、. h B. 1.5h C. D. 2h23.如图所示，一个小孩从粗糙的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列判断正确的是( )A. 重力势能减小，动能不变，机械能减小 B. 重力势能减小，动能增加，机械能减小C. 重力势能减小，动能增加，机械能增加 D. 重力势能减小，动能增加，机械能不变4.质量为 m 的小球，从离桌面 H 高处由静止下落，桌面离地面高度为 h，如图所示，若以地面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及下落过程中重力势能的变化分别为（ ）A. mgh，减少 mg（Hh） B. mgh，增加 mg（H+h）C. mgh，增加 mg（Hh） D. 0，减少 mg（H+h）5

3、.下列物体中，机械能守恒的是（ ） A. 被平抛出去的物体（空气阻力不能忽略） B. 被匀速吊起的集装箱C. 物体以 的加速度竖直向上做减速运动 D. 光滑曲面上自由运动的物体6.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. 速率的变化量不同 B. 机械能的变化量不同C. 重力势能的变化量相同 D. 重力做功的平均功率相同7.下列物体运动过程中机械能守恒的是（ ） 3A. 运动员打开降落伞下落 B.

4、木块沿光滑斜面上滑 C. 小孩沿斜面匀速下滑 D. 火箭发射升空8.关于物体机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是（ ） A. 做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒 B. 做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒C. 外力对物体所做的功等于零时，机械能一定守恒 D. 只有重力做功，机械能一定守恒9.下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中选项 A、B、C 中斜面是光滑的，选项 D 中的斜面是粗糙的，选项 A、B 中的 F 为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，选项 A、B、D 中的木块向下运动，选项 C 中的木块自由向上滑行运动.在这四个图所示的运动过程中木块机械能守恒的是（ ） A

5、. B. C. D. 10.如图所示，光滑轨道由 AB、BCDE 两段细圆管平滑连接组成，其中 AB 段水平，BCDE 段为半径为 R 的四分之三圆弧管组成，圆心 O 及 D 点与 AB 等高，整个轨道固定在竖直平面内现有一质量为 m，初速度 v0= 的光滑小球水平进入圆管 AB，设小球经过轨道交接处无能量损失，圆管孔径远小于 R，则（小球直径略小于管内径）（ ）A. 小球到达 C 点时的速度大小为 vC= B. 小球能通过 E 点后恰好落至 B 点C. 无论小球的初速度 v0为多少，小球到达 E 点时的速度都不能为零D. 若将 DE 轨道拆除，则小球能上升的最大高度与 D 点相距离 2R4二

6、、多选题（共 3 题；共 9 分）11.如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端与水平地面相连，让小球从距离弹簧上端一定高度自由下落，直至到弹簧被压缩到最短的整个下落过程中（弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是（ ）A. 小球的机械能守恒 B. 小球的机械能一直减小C. 小球的动能一直增大 D. 小球、弹簧组成的系统机械能守恒12.神舟号载人飞船在发射至返回的过程中，以下哪些阶段返回舱的机械能是守恒的（ ） A. 飞船升空的阶段 B. 只在地球引力作用下，返回舱沿椭圆轨道绕地球运行的阶段C. 只在地球引力作用下，返回舱飞向地球的阶段 D. 临近地面时返回舱减速下降的阶段13.如图，小物体 A 沿高

7、为 h、倾角为 的光滑斜面以初速度 v 从顶端滑到底端，而相同的物体 B 以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛，则（ ）A. 两物体落地时速率相同 B. 从开始运动至落地过程中，重力对它们做功不相同C. 落地时两个物体的机械能是相等的 D. 两物体落地时，重力的瞬时功率相同三、填空题（共 2 题；共 3 分）14.一木块静止于光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向方向飞来射入木块中，当子弹进入木块深度最大值为 2 厘米时，木块沿水平面恰好移动距离 1 厘米在上述过程中系统损失的机械能与子弹损失的动能之比为_ 15.（2016上海）在“用 DIS 研究机械能守恒定律”的实验中，用到的传感器是_传感器。

8、若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏_（选填：“大”或“小”）。 5四、解答题（共 1 题；共 5 分）16.如图所示，质量 m=0.2kg 的小铁球系在长 L=1.0m 的轻质细线上，细线的另一端悬挂在 O 点，将小球拉直并呈水平状态时释放，试求当小球运动到最低点时对细线的拉力（取 g 取 10m/s2）五、实验探究题（共 2 题；共 11 分）17.某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系（1）如图 a 所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测得相应的弹簧长度，部分数据如表，由数据算得劲度系数 k=_N/m，（g 取 9.

9、8m/s2）砝码质量（g） 50 100 150弹簧长度（cm） 8.627.636.66（2）取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图 b 所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小相等用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量 x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度 v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为_ （3）重复（2）中的操作，得到 v 与 x 的关系如图 c 所示，由图可知，v 与 x 成_关系，由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的_成正比 18.在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸带，如图甲所示他舍弃前面密集的点，以 O

10、 为起点，从 A 点开始选取纸带上连续点 A、B、C，测出 O 到6A、B、C的距离分别为 h1、h 2、h 3电源的频率为 f（1）为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是（） A. 选用铁质重锤 B. 安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上C. 释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直 D. 重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直（2）打 B 点时，重锤的速度 vB为_ （3）小明用实验测得数据画出的 图像如图乙所示图线不过坐标原点的原因是 _ （4）另有四位同学在图乙的基础上，画出没有阻力时的 图线，并与其比较，其中正确的是 A. B. C. D. 7答案解析部分一、单选题1.【答案】

11、A 【解析】【解答】解：链条的质量为 2m，以开始时链条的最高点为零势能面，链条的机械能为：E=EP+EK= 2mg sin 2mg +0= mgL（1+sin），链条全部下滑出后，动能为：Ek= 2mv2重力势能为：Ep=2mg ，由机械能守恒可得：E=E K+E P即： mgL（1+sin）=mv 2mgL，解得：v= = =2.5m/s；故 A 正确，BCD 错误故答案为：A【分析】本题考查机械能守恒定律，难点在于物理模型的建立，对于质量分布均匀，形状规则的物体可视为质量集中在重心的质点。2.【答案】C 【解析】【解答】解：设 a 球到达高度 h 时两球的速度 v，此过程中，b 球的重力

12、势能减小转化为 a 球的重力势能和 a、b 球的动能根据 ab 系统的机械能守恒得：2mgh=mgh+ （2m+m）v 2解得 两球的速度都为 v= ，此时绳子恰好松弛，a 球开始做初速为 v 的竖直上抛运动，同样根据机械能守恒：mgh+ mv2=mgH解得 a 球能达到的最大高度 H= h故 C 正确、ABD 错误故选：C8【分析】本题可以分为两个过程来求解，首先根据 ab 系统的机械能守恒，可以求得 a 球上升 h 时的速度的大小，之后，b 球落地，a 球的机械能守恒，从而可以求得 a 球上升的高度的大小3.【答案】B 【解析】【分析】小孩下落过程中，重力做正功，小孩的重力势能减小，摩擦力

13、做负功，但重力和摩擦力合力做正功，所以动能增大，由于要克服摩擦力做功，所以机械能减小，故 B 正确。【点评】重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加，只有重力做功的情况下，机械能守恒。4.【答案】D 【解析】【解答】解：以地面为参考平面，地面离零势能点的高度为 0，所以重力势能为 0；物体下落的高度为 H+h，重力做功为：W=mg（h+H），所以重力势能减少 mg（h+H），ABC 不符合题意，D 符合题意故选：D【分析】小球下落的过程中重力势能转化为动能机械能守恒，选取合理的零重力势能面即可。5.【答案】D 【解析】【解答】解：A、被平抛出去的物体，由于阻力不能忽略，物体除了重力做

14、功以外，还有阻力做功，机械能不守恒，故 A 错误B、匀速吊起的集装箱，动能不变，重力势能的增大，则机械能增大，故 B 错误C、物体的加速度是 ，说明物体必定受到向上的拉力的作用，物体在竖直方向上运动，拉力对物体做功，所以机械能不守恒，故 C 错误D、光滑曲面上自由运动的物体，只有重力做功，机械能守恒，故 D 正确故选：D【分析】根据机械能守恒的条件判断物体的机械能是否守恒，或通过物体的动能和势能之和是否保持不变，判断机械能是否守恒6.【答案】D 【解析】【分析】【分析】剪断两物块轻绳后 A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，AB 两物体都只有重力做功，所以 AB 两物体机械能守恒，

15、得到, , , ， ，A错误；因 AB 两物体机械能守恒，机械能的变化量都是零，B 错误；由 A、B 恰好静止状态，得到9,两物体重力势能的变化量分别是 ， ,所以重力势能的变化量不同，C 错误；对 A: ,联立得到 ，对 B：,联立得到 ，因 ，所以 AB 两物体重力做功的平均功率相同，D 正确。【点评】本题学生学生清楚绳剪断后 A 物体做自由落体运动，B 物体做初速为零的匀加速直线运动，然后用相应的公式求解。7.【答案】B 【解析】【分析】机械能守恒条件为：只有重力或者弹力做功，运动员打开降落伞下落过程中阻力做功，不守恒，木块沿光滑斜面上滑只有重力做功，所以机械能守恒，小孩沿斜面匀速下滑过

16、程中阻力做功，所以机械能不守恒，火箭发射升空过程中，推力做功，机械能不守恒，所以选 B。【点评】判断机械能是否守恒，关键是判断除了重力或者弹力以外有没有力做功。8.【答案】D 【解析】【解答】解：A、做匀变速直线运动的物体，若除重力做功以外，还有其他力做功，机械能不守恒故 A 错误B、做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒，比如：降落伞匀速下降，机械能减小故 B 错误C、外力对物体所做的功等于零时，根据动能定理可知，动能不变，但重力势能可能变化，机械能不一定守恒，故 C 错误D、机械能守恒的条件是只有重力做功故 D 正确故选：D【分析】只有重力或弹簧的弹力做功时，物体的机械能才守恒要正确理解只有

17、重力做功，物体除受重力外，可以受其它力，但其它力不做功或做功的代数和为 09.【答案】C 【解析】【解答】根据机械能守恒条件：只有重力（或弹力）做功的情况下，物体的机械能才能守恒，由此可见，A、B 均有外力 F 参与做功，D 中有摩擦力做功，故 A、B、D 均不符合机械能守恒的条件。故答案为：C.【分析】此题较为简单，属于基础题型，考查对于机械能收定定律使用条件的理解，物体系统内部只有重力或者弹力做功时机械能守恒。10.【答案】B 10【解析】【解答】解：A、小球从 A 至 C 过程，由机械能守恒定律得（以 AB 为参考平面）： mv02= mvC2mgR，将 v0= 代入得：v C= 故 A

18、 错误；B、从 A 至 E 过程，由机械能守恒定律得： mv02= mvE2+mgR，解得 v E= 从 E 点开始小球做平抛运动，则由 x=v Et= =R，小球能正好平抛落回 B 点，故 B 正确；C、因为是圆弧管，内管壁可提供支持力，所以小球在 E 点速度可以为零，故 C 错误D、若将 DE 轨道拆除，设小球能上升的最大高度为 h，由机械能守恒得： mv02=mgh，解得 h= R，故D 错误故选：B【分析】小球从 A 到 C 过程，由机械能守恒可求得小球运动到 C 点时的速率；A 至 E 过程，由机械能守恒定律求出小球通过 E 点的速度从 E 点开始小球做平抛运动，由平抛运动的规律求出

19、水平距离，判断能否落到 B 点；管道内壁可提供支持力，所以小球在 E 点速度可以为零二、多选题11.【答案】B,D 【解析】【解答】解：ABC、小球接触弹簧后，弹簧对小球有向上的弹力，弹力对小球做负功，所以小球的机械能不断减少，故 AC 错误，B 正确；D、小球、弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，则系统的机械能守恒，故 D 正确故选：BD【分析】根据小球受力情况判断小球的运动性质，从而分析清楚小球的运动过程，然后分析小球动能、机械能的变化情况12.【答案】B,C 【解析】【解答】解：A、飞船升空的阶段，推力做正功，机械能增加，故 A 错误；B、飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只受重力作用，重力势能和动能之合保持不变，故 B 正确；C、返回舱在大气层外向着地球做无动力飞行阶段，只有重力做功，势能减小，动能增加，机械能总量守恒，故 C 正确；D、降落伞张开后，返回舱下降的阶段，克服空气阻力做功，故机械能减小，故 D 错误；故 AD 不符合题意，BC 符合题意。