高中物理 第2章 能的转化与守恒单元综合评估 鲁科版必修2

第2章 能的转化与守恒一、选择题1关于重力做功和重力势能的变化，下列叙述正确的是()A做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能减少B做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做正功，重力势能增加C做平抛运动的物体，重力势能在不断减少D只要物体高度降低了，其重力势能一定在减少解析：做竖直上抛的物体在上升过程中，重力做负功，重力势能增加，故A、B错误；做平抛运动的物体，物体高度在降低，重力势能一定减少，故C、D正确答案：CD2关于能量和能源，下列说法正确的是()A由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，但能量品质降低了C能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造答案：B3忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是()A电梯匀速下降B物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端C物体沿着粗糙斜面匀速下滑D拉着物体沿光滑斜面匀速上升解析：电梯匀速下降时，拉力对其做负功，机械能不守恒，A项错；沿光滑斜面下滑时，支持力不做功，只有重力做功，机械能守恒，B项对；沿粗糙斜面匀速下滑时，摩擦力对其做负功，机械能不守恒，C项错；拉物体沿光滑斜面匀速上升时，拉力对其做正功，机械能不守恒，D项错答案：B4.如图所示，细绳跨过定滑轮，悬挂两个物体M和m，Mm，不计摩擦及绳的质量，系统从静止开始运动的过程中，下列结论正确的是()AM和m各自的机械能分别守恒BM减少的机械能大于m增加的机械能CM减少的重力势能等于m增加的重力势能DM和m组成的系统机械能守恒解析：因为Mm，所以M下降，m上升，同时系统动能增加，M减少的重力势能大于m增加的重力势能，很显然m机械能增加M和m构成的系统机械能守恒答案：D5一个小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功 5 J，除重力之外其他力做功2 J则小球()A在a点的重力势能比在b点多5 JB在a点的动能比在b点少7 JC在a点的机械能比在b点少2 JD在a点的机械能比在b点多2 J解析：由于重力做正功，则a点的重力势能比在b点多5 J，A对又由动能定理知合外力对物体做的功为7 J，从a到b动能增加7 J，B对由于除重力之外的力做正功为 2 J，则从a到b机械能增加2 J，C对、D错答案：ABC6.质量为M的滑块，置于光滑水平地面上，其上有一半径为R的光滑圆弧现将一质量为m的物体从圆弧的最高点滑下，在下滑过程中，M对m的弹力做功W1，m对M的弹力做功W2，如图所示，则()AW10，W20BW10CW10，W20 DW10，W20解析：此题仅凭感觉，很容易错选A.即认为圆弧的弹力总与物体的速度方向垂直，不做功而事实上，在m下滑过程中，滑块应向左滑动，由于滑块动能增加，而滑块所受重力及地面对其的支持力总与运动方向垂直而不做功，因此m对M的弹力做正功由于物体与滑块组成的系统机械能守恒，滑块的机械能增加，物体的机械能必定减少，则M对m的弹力必做负功所以本题应选B.答案：B7一个25 kg的小孩从高度为3.0 m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0 m/s.取g10 m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是()A合外力做功50 J B阻力做功500 JC重力做功500 J D支持力做功50 J解析：重力做功WGmgh25103 J750 J，C错；小孩所受支持力方向上的位移为零，故支持力做的功为零，D错；合外力做的功W合Ek0，即W合mv22522 J50 J，A项正确；WGW阻Ek0，故W阻mghmv2750 J50 J700 J，B项错误答案：A8.如图所示，一轻质弹簧固定于O点，另一端系一小球，将小球从与O点在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力在小球由A点摆向最低点B的过程中()A小球的重力势能减少B小球的重力势能增大C小球的机械能不变D小球的机械能减少解析：小球从A点释放后，在从A点向B点运动的过程中，小球的重力势能逐渐减少，动能逐渐增大，弹簧逐渐被拉长，弹性势能逐渐增大所以，小球减少的重力势能一部分转化为弹簧的弹性势能对物体、弹簧和地球组成的系统而言，机械能守恒；但对小球(还包括地球)而言，机械能减少正确选项为A、D.答案：AD9物体在合外力作用下做直线运动的vt图象如图所示下列表述正确的是()A在01 s内，合外力做正功B在02 s内，合外力总是做负功C在12 s内，合外力不做功D在03 s内，合外力总是做正功解析：根据动能定理，合外力做的功等于物体动能的变化，01 s内，动能增加，所以合外力做正功，A正确；02 s内动能先增加后减少，合外力先做正功后做负功，B错误；12 s内，动能减少，合外力做负功，C错误；03 s内，动能变化量为零，合力做功为零，D错误答案：A10.如图所示，在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力，而不考虑空气浮力，则在此过程中，下述说法正确的有()A力F所做的功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量B木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量C力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱动能的增量D力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量解析：木箱运动过程中，有力F、重力、阻力三个力对木箱做功，合力做功决定着物体动能的改变量，C正确；重力做功决定着重力势能的改变量，B正确，A错误；除重力做功以外，其他力做功的代数和等于物体机械能的改变量，D正确答案：BCD二、非选择题11.如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1m2.现要利用此装置验证机械能守恒定律(1)若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有_(在横线上填入选项前的编号)物块的质量m1、m2；物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；绳子的长度(2)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：绳的质量要轻在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好：尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；两个物块的质量之差要尽可能小以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_(在横线上填入选项前的编号)(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：_.解析：(1)A、B组成的系统机械能守恒的表达式为(m1m2)gl(m1m2)v2，其中lt(l表示A下降或B上升的距离，t为A下降或B上升的时间)，故验证机械能守恒的表达式为：(m1m2)gl(m1m2)2，测量的物理量为m1、m2、l、t，故应选或.(2)由上述分析可见，没有考虑软绳机械能变化，故采用轻绳以忽略绳的机械能，计算A、B速度时考虑的是二者沿绳方向的速度，故应保持两物块只沿竖直方向运动，不要摇晃绳的长短与m1和m2的质量关系对实验无影响，故选.(3)可从实验条件和测量的量出发考虑问题：如：“对同一高度进行多次测量取平均值”，以减小偶然误差，“选取受力后相对伸长量小的绳子”，以忽略绳势能的变化，且使AB运动的距离相同答案：(1)或(2)(3)对同一高度多次测量求平均或选受力后相对伸长量小的绳子等12.如图所示，质量m2 kg的物体，从光滑斜面的顶端A点以v05 m/s的初速度滑下，在D点与弹簧接触并将弹簧压缩到B点时的速度为零，已知从A到B的竖直高度差h5 m，求弹簧的弹力对物体所做的功(g取10 m/s2)解析：由于斜面光滑，故物体和弹簧构成的系统机械能守恒但被研究的过程中，弹簧弹力是变力，对物体做负功，弹簧的弹性势能增加，且弹力做的功数值上与弹性势能的增加量相等，取B所在水平面为零势能参考平面，弹簧原长处D点为弹性势能的零势能参考点，则状态A：EAmghmv状态B：EBEp弹0从A到B点，由机械能守恒定律知：EAEB，得Ep弹125 J，则弹簧弹力对物体所做的功为W125 J.答案：负功125 J13民用航空客机的机舱一般都设有紧急出口，飞机发生意外情况着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊构成的斜面如图所示为某气囊斜面，机舱离底端的竖直高度AB3.0 m，斜面长AC5.0 m，斜面与水平地面CD间由一段小圆弧平滑连接旅客从气囊上由静止开始滑下，其与气囊、地面间的动摩擦因数均为0.55，不计空气阻力，g10 m/s2.求：(1)人滑到斜面底端C时的速度大小；(2)人离开C点后还要在地面上滑行多远才能停下解析：(1)由动能定理得mghABmgsACmv2解得v2.24 m/s(2)设人在CD水平面上滑行的距离为s，由动能定理得mgsmv2，解得s0.45 m.答案：(1)2.24 m/s(2)0.45 m14质量为5103 kg的汽车在t0时刻速度v010 m/s，随后以P6104 W的额定功率沿平直公路继续前进，经72 s达到最大速度，该汽车受恒定阻力，其大小为2.5103 N求：(1)汽车的最大速度vm；(2)汽车在72 s内经过的路程s.解析：(1)达到最大速度时，牵引力等于阻力Pfvmvm m/s24 m/s.(2)由动能定理可得Ptfsmvmv所以s m1 252 m.答案：(1)24 m/s(2)1 252 m