1、高中同步测试卷(七)第七单元机械能守恒与能量守恒定律(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1关于重力做功、重力势能变化和机械能的变化的说法正确的是()A当物体向下运动时，重力对物体做负功B物体在竖直平面内做匀速圆周运动，机械能守恒C当物体以2 m/s2 做匀加速运动时，机械能增加D当物体向上以g匀减速运动时，机械能不变2下列关于能量转化的说法错误的是 ()A举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重物的重力势能B电流通过电阻丝发热是电能转化为内能C内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程D做功的过
2、程是能量转化的过程，某过程做了10 J的功，一定有10 J的能量发生了传递3. 如图所示，从倾角为30的斜面顶端以初动能E16 J向下坡方向平抛出一个小球，则小球落到斜面上时的动能E2为()A8 JB12 JC14 JD16 J4一个物体从H高处自由下落，以地面为零势能参考平面当该物体的动能是其重力势能的两倍时，该物体离地面高为()A.B.C.DH5. 如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连开始时托住B，A处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度下列有关该过程的分析中正确
3、的是()AB物体受到细线的拉力保持不变BB物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量CA物体动能的增加量等于B物体的重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和DA物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线的拉力对A做的功 6有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻细绳相连，A、B质量相等，且可看做质点，如图所示，开始时细绳水平伸直，A、B静止由静止释放B后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60时，滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v，则连接A、B的绳长为()A.B.C.D.7. 如图所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，加速度为g，下落H到B点后与
4、一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C.在由A运动到C的过程中，则()A物块机械能守恒B物块和弹簧组成的系统机械能守恒C物块机械能减少mg(Hh)/2D物块和弹簧组成的系统机械能减少mg(Hh)/2二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分)8. 如图所示，a、b两小球静止在同一条竖直线上，离地面足够高，b球质量大于a球质量两球间用一条细线连接，开始时细线处于松弛状态现同时释放两球，球运动过程中所受的空气阻力忽略不计下列说法正确的是()A下落过程中两球间的距离保持不变B下落后两球间距离逐渐增大，
5、一直到细线张紧为止C下落过程中，a、b两球都处于失重状态D整个下落过程中，系统的机械能守恒9节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空气阻力做功W2，高压燃气对礼花弹做功W3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变)()A礼花弹的动能变化量为W3W2W1B礼花弹的动能变化量为W3W2W1C礼花弹的机械能变化量为W3W2D礼花弹的机械能变化量为W3W2W110. 如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻
6、绳系于O点，B球用轻弹簧系于O点，O与O点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使轻绳和轻弹簧均处于水平位置，轻弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则()A两球到达各自悬点的正下方时，动能相等B两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大C两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大D两球到达各自悬点的正下方时，A球受到向上的拉力较大11. 如图所示，离水平地面一定高度处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力下列说法中错误的是()A弹
7、簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能B弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能C小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒D小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关12如图所示，长度相同的l轻杆构成一个直角形支架，在A端固定质量为2m的小球，B端固定质量为m的小球，支架可绕O点在竖直面内自由旋转现从OB竖直、OA水平，静止释放支架，下列说法中正确的是()AA球到达最低点时速度为 B从开始到 A球到达最低点的过程中，支架对B球做的功为mglC当支架下摆45时(A、B两球等高时)，A球速度最大D当支架从左向右返回摆动时，A球一定能回到起始高度题号123456789101112答
8、案三、实验题(本题共1小题，共10分按题目要求作答)13“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如下图所示的甲或乙方案来进行 (1)比较这两种方案，_(选填“甲”或“乙”)方案好些，理由是_(2)下图是该实验中得到的一条纸带，测出每两个计数点间的距离，已知每两个计数点之间的时间间隔T0.1 s，物体运动的加速度a_；该纸带是采用_(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的简要写出判断依据：_(3)下图是采用甲方案得到的一条纸带，在计算图中N点的速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是_(填选项前的字母)AvNgnTBvNCvNDvNg(n1)T四、计算题(本题共3小题，共30分解答时应写出
9、必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(8分)如图所示，半径为R的光滑半圆弧轨道与高为10R的光滑斜轨道放在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压，处于静止状态同时释放两个小球，a球恰好能通过圆弧轨道的最高点A，b球恰好能到达斜轨道的最高点B.已知a球质量为m1，b球质量为m2，重力加速度为g.求：(1)a球离开弹簧时的速度大小va；(2)b球离开弹簧时的速度大小vb；(3)释放小球前弹簧的弹性势能Ep.15.(10分)三峡水力发
10、电站是我国最大的水力发电站，平均水位落差约100 m，水的流量约1.35104 m3/s.船只通航需要约3 500 m3/s的流量，其余流量全部用来发电水流冲击全部用来发电水流冲击水轮机发电时，水流减少的机械能有20%转化为电能(g取10 m/s2)(1)按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大是多少？(2)根据对家庭生活用电量的调查，三口之家平均每户同时用电0.5 kW，如果三峡电站全部用于城市生活用电，它可以满足多少个百万人口城市的生活用电？16(12分) 电动机带动水平传送带以速度v匀速运动，一质量为m的小木块静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，如图所示，当小木块与
11、传送带相对静止时，求： (1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程产生的内能；(5)因传送小木块，电动机多输出多少能量？参考答案与解析1导学号17750099【解析】选D.当物体向下运动时，由于重力和位移方向相同，故重力对物体做正功，故A错误；物体在竖直平面内做匀速圆周运动，速率不变，则动能不变，但高度一直变化，故重力势能改变，则机械能改变，故B错误；当物体以2 m/s2 做匀加速运动时，若是向下加速，则ag，物体除了受重力外还受向上的力，向上的力做负功，机械能减小，故C错误；物体向上以g匀减速运动时，相当于只受重力，机械能不变，D正确2导学号17750
12、100【解析】选D.能量的转化和转移是两个不同的概念，能量的转化是发生在不同形式的能之间，转移是发生在同一种形式的能之间，例如热传递过程是内能的传递，属于内能的转移，只有做功过程才与能量的转化相对应综上所述选项ABC说法正确，D说法错误3导学号17750101【解析】选C.由平抛运动知识可知，当小球落到斜面上时：水平方向的位移xv0t，竖直方向的位移ygt2，根据Ekmv，斜面倾角为30，且初动能E16 J，联立以上各式解得，小球落到斜面上时的动能E2为14 J，C正确4导学号17750102【解析】选A.物体做自由落体运动，机械能守恒，故mgHmghmv2 物体的动能是其重力势能的两倍，故m
13、v22mgh 联立解得：h.5导学号17750103【解析】选D.由静止释放B直至B获得最大速度的过程中，由于弹簧随着A、B一起运动导致弹力变大，所以A、B的合力以及加速度都在减小，速度增大，B物体受到细线的拉力一直在增大，A错误；B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量和A的动能的增加量之和，故B错误；根据动能定理可知A物体动能的增加量等于细线对A做的功与弹簧弹力对A做的功的代数和，C错误；根据功能关系可判断D正确6导学号17750104【解析】选D.由运动的合成与分解可知滑块A和B在绳长方向的速度大小相等，有vAsin 60vBcos 60，解得vAv，将滑块A、B看成一系统，系统的机
14、械能守恒，设滑块B下滑的高度为h，有mghmvmv，解得h，由几何关系可知绳子的长度为L2h，故选项D正确7导学号17750105【解析】选D.由牛顿第二定律可知，mgfmamg/2，则fmg/2；物块机械能的减少量取决于空气阻力和弹簧的弹力对物块做的功，物块和弹簧组成的系统机械能的减少量取决于空气阻力对物块做的功：Wff(Hh)mg(Hh)/2，即D正确8导学号17750106【解析】选ACD.两球同时释放后，均做自由落体运动，加速度均为g，故两球均处于失重状态，且机械能守恒，两球间距也保持不变，A、C、D正确，B错误9导学号17750107【解析】选BC.动能变化量等于各力做功的代数和，阻
15、力、重力都做负功，故W3W1W2Ek，所以B对，A错重力以外其他力做功的和为W3W2，此即等于机械能增加量，所以C对，D错此题选B、C.10导学号17750108【解析】选BD.两球由水平位置运动到竖直位置，重力势能的减少量相同，但B球重力势能的减少量有一部分转化为轻弹簧的弹性势能，由机械能守恒定律可知，A球在悬点正下方时的动能大，B正确，A、C错误；在最低点，由Fmgm及vAvB可知，FAFB，D正确11导学号17750109【解析】选BCD.小球从抛出到弹簧压缩到最短的过程中，只有重力和弹力做功，因此小球和弹簧组成的系统的机械能守恒，即mvmghEp，由此得到Epmv，选项A正确，B、C错
16、误；斜上抛运动可分解为竖直上抛运动和水平方向上的匀速直线运动，在竖直方向上有2ghvsin2(为v0与水平方向的夹角)，解得v0，由此可知，选项D错误12导学号17750110【解析】选ABD.A球到达最低点时，A、B两球的速度大小为v.根据系统的机械能守恒定律得：2mglmgl(m2m)v2解得：v ，故A正确对于B球：从开始到A球到达最低点的过程中，由动能定理得：mglWmv2，将v 代入解得支架对B球做的功为：Wmgl.故B正确当支架向下转动夹角为时，由机械能守恒得：2mglsin mgl(1cos )(m2m)v2得：v2gl(2sin cos )1根据数学知识得知：当90arctan
17、 0.5时，v最大，故C错误根据系统的机械守恒得知：当支架从左向右返回摆动时，A球一定能回到起始高度，故D正确故选ABD.13导学号17750111【解析】(1)机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好，所以甲方案好(2)处理纸带数据时，为减小误差一般采用逐差法，即a，代入数值，解得a4.8 m/s2(4.7 m/s24.9 m/s2均可)该纸带是采用乙实验方案得到的，这是因为物体运动的加速度比重力加速度小很多(3)匀变速运动中某一段位移的平均速度等于该段位移中间时刻的瞬时速度因为所取计时起点O的速度不一定为零，同时物体在下落过程中由于受到阻力作用，下落的加速度要小
18、于重力加速度，所以A、D错误，B、C正确【答案】(1)甲甲方案中摩擦力较小(2)4.8 m/s2乙物体运动的加速度a4.8 m/s2g(3)BC14导学号17750112【解析】(1)由a球恰好能到达A点知m1gm1(1分)由机械能守恒定律得m1vm1vm1g2R(1分)得va.(1分)(2)对于b球由机械能守恒定律得：m2vm2g10R(2分)得vb2.(1分)(3)由机械能守恒定律得Epm1vm2v(1分)代入数据得EpgR.(1分)【答案】(1)(2)2(3)gR15导学号17750113【解析】(1)用于发电的水流量Q1.35104 m3/s3.5103 m3/s1.0104 m3/s
19、.(1分)发电功率是：P20%(1分)水的质量为：mV(1分)t时间内流水的体积为：VQt(1分)将1.0103 kg/m3，Q1.0104 m3/s，g10 m/s2，h100 m代入P0.2Qgh得P2109 W(2分)(2)可供给用户数为n4106户(2分)人口数为N3n12106人(2分)可满足12个百万人口城市的生活用电【答案】(1)2109 W(2)12个16导学号17750114【解析】小木块刚放上时相对传送带向左滑动，由牛顿第二定律mgma得加速度为ag，(1分)达到与传送带速度相同所用的时间t(1分)(1)小木块的位移xat2.(2分)(2)传送带匀速转动，转过的路程svt.(2分)(3)小木块获得的动能，根据动能定理可得Ekmv2.(2分)(4)摩擦产生的内能Qmg(sx)mv2.(2分)(5)由能的转化与守恒定律可知，电动机多输出的能量转化为小木块的动能和摩擦产生的内能，所以多输出的能量EEkQmv2.(2分)【答案】(1)(2)(3)mv2(4)mv2(5)mv2