通用版带答案高中物理必修二第八章机械能守恒定律微公式版典型例题.docx
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1、通用版带答案高中物理必修二第八章机械能守恒定律微公式版典型例题1单选题1、南宁的夏天温度较高,天气炎热,此时喝一瓶冰水降暑是一件很幸福的事情。用手握着瓶子运动,关于摩擦力的说法不正确的是()A可能是滑动摩擦力B摩擦力可能做正功C摩擦力可能与运动方向垂直D摩擦力一定做负功答案:DA用手握着瓶子运动,瓶子可能相对手滑动,所以瓶子所受摩擦力可能是滑动摩擦力,故A正确;C当用手握着瓶子沿水平方向运动且瓶子处于竖直状态时,瓶子所受摩擦力与运动方向垂直,故C正确;BD当用手握着瓶子竖直向上运动且瓶子处于竖直状态时,摩擦力做正功,故B正确,D错误。本题选错误的,故选D。2、关于机械能和机械能守恒,下列说法正
2、确的是()A物体质量越大,其机械能越大B机械能是标量,但可能取负值C机械能守恒时,物体一定处于平衡状态D重力对物体做正功时,物体机械能增加答案:BA物体质量越大,物体的动能和重力势能不一定越大,则机械能不一定越大,A错误;B机械能是标量,但可能取负值,B正确;C机械能守恒时,物体不一定处于平衡状态,比如自由落体运动的物体,机械能守恒,C错误;D重力对物体做正功时,物体机械能不一定增加,比如自由落体运动的物体,机械能守恒,D错误。故选B。3、一个质量为2kg的物体从某高处自由下落,重力加速度取10m/s2,下落2s时(未落地)重力的功率是()A300WB400WC500WD600W答案:B下落2
3、s时重力的功率是P=mgvy=mg2t=21022W=400W故选B。4、用与斜面平行的恒力F将质量为m的物体沿倾角为的斜面运动一段距离,拉力做功W1;用同样大小的水平力将物体沿水平面拉动同样的距离,拉力做功W2,则()AW1W2CW1=W2D无法判断答案:C根据功的计算公式W=Flcos可得W1=W2=Fl故选C。5、质量为m的小球从光滑曲面上滑下,在到达高度为h1的位置A时,速度大小为v1,滑到高度为h2的位置B时,速度大小为v2,则()A以A处为重力势能参考面,则小球在B处的重力势能为mgh2B由于不清楚支持力做功,所以无法断定机械能是否守恒C无论以什么位置作为参考面,小球在下滑中,重力
4、做功WG=mgh1-h2D以曲面顶部为参考面,则小球在B处重力势能比在A处的重力势能大答案:CA以A处为重力势能参考面,则小球在B处的重力势能为Ep=-mgh1-h2=mgh2-h1A错误;B物体在运动过程中,支持力的方向总是与速度方向垂直,因此支持力不做功,小球运动过程中只有重力做功,小球机械能守恒,B错误;C根据功的定义式,小球在下滑中,重力做功为WG=mgh1-h2C正确;D令曲面底部到A的距离为h0,以曲面顶部为参考面,则小球在B处重力势能与在A处的重力势能分别为EpA=-mgh0-h1,EpB=-mgh1-h2+h0由于重力势能的正负表示大小,因此小球在B处重力势能比在A处的重力势能
5、小,D错误。故选C。6、质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为()A14mgRB310mgRC12mgRDmgR答案:C在最低点时,根据牛顿第二定律有7mg-mg=mv12R则最低点速度为v1=6gR恰好通过最高点,则根据牛顿第二定律有mg=mv22R则最高点速度为v2=gR由动能定理得-2mgR+Wf=12mv22-12mv12解得Wf=-12mgR球克服空气阻力所做的功为0.5mgR故选
6、C。7、已知高铁在运行时所受的阻力与速度成正比,则以速度v匀速行驶时,发动机的功率为P;若以2v的速度匀速行驶时,发动机的功率为()APB2PC4PD8P答案:C当列车以速度v匀速运动时,有P=Fv=fv=kv2若列车以速度2v匀速运动时,有P=F2v=f2v=k(2v)2=4kv2由此可知,发动机的功率为P=4P故选C。8、如图所示,嫦娥四号在绕月球椭圆轨道上无动力飞向月球,到达近月轨道上P点时的速度为v0,经过短暂“太空刹车”,进入近月轨道绕月球运动。已知月球半径为R,嫦娥四号的质量为m,在近月轨道上运行周期为T,引力常量为G,不计嫦娥四号的质量变化,下列说法正确的是()A嫦娥四号在椭圆轨
7、道上运行时的机械能与在近月轨道上运行时的机械能相等B月球的平均密度=3GT2C嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为4mRT2D“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为12mv02-m2R2T2答案:BA嫦娥四号在椭圆轨道上P点时要制动减速,机械能减小,则嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能比在近月轨道上运行时的机械能大,选项A错误;B根据万有引力供向心力GMmR2=m2T2R且=M43R3解得=3GT2选项B正确;C嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为mg=GMmR2又GMmR2=42mRT2联立解得mg=42mRT2选项C错误;D根据动能定理,“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做
8、的功为W=12mv02-12mv2又v=2RT联立解得W=12mv02-2m2R2T2选项D错误。故选B。9、2021年10月16日0时23分,搭载神舟十号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,约582秒后,神舟十三号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航大员送入太空。10月16日6时56分,载人飞船与中国空间站组合体完成自主快速交会对接空间站组合体在离地400km左右的椭圆轨道上运行,如图所示。11月8日,经过约6.5小时的出舱活动,神舟十三号航天员乘组密切协同,圆满完成出舱活动全部既定任务,同时,在完成任务的过程中,航天员发现在空
9、间站内每隔大约1.5小时就能看到一次日出。不计一切阻力,组合体则根据题中所给信息,以下判断正确的是()A航天员在出舱工作时处于超重状态B空间站组合体运动到近地点时的加速度最小C空间站组合体的椭圆轨道半长轴小于地球同步卫星的轨道半径D空间站组合体沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中,机械能不守恒答案:CA航天员出舱工作时处于失重状态,A错误;B空间站组合体运动到近地点时的加速度最大,B错误;C空间站组合体的运动周期小于地球同步卫星的运动周期,故空间站组合体的轨道半长轴小于地球同步卫星的轨道半径,C正确;D空间站组合体沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中,机械能守恒,D错误。故选C。10、细绳
10、悬挂一个小球在竖直平面内来回摆动,因受空气阻力最后停止在最低点,则此过程中()A空气阻力对小球不做功B小球的动能一直减小C小球的重力势能一直减小D小球的机械能不守恒答案:DA空气阻力对小球做负功,A错误;B合外力做正功时小球动能增大,合外力做负功时动能减小,故小球的动能不是一直减小,B错误;C小球上升过程中重力势能变大,小球下落过程中重力势能减小,故小球的重力势能不是一直减小,C错误;D小球的机械能不守恒,不断减小,转化为内能,D正确。故选D。11、有一种飞机在降落的时候,要打开尾部的减速伞辅助减速,如图所示。在飞机减速滑行过程中,减速伞对飞机拉力做功的情况是()A始终做正功B始终做负功C先做
11、负功后做正功D先做正功后做负功答案:B减速伞对飞机的作用力与飞机运动方向相反,对飞机做负功。故选B。12、2020年9月21日,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将海洋二号C卫星送入预定轨道做匀速圆周运动。已该卫星的轨道半径为7400km,则下列说法中正确的是()A可以计算海洋二号C卫星的线速度B可以计算海洋二号C卫星的动能C可以计算海洋二号C卫星的机械能D可以计算海洋二号C卫星的质量答案:AA根据GMmr2=mv2r又由于GM=gR2整理可得v=gR2r由于地球表面的重力加速度g,地球半径R以及卫星的轨道半径r已知,因此可求出卫星的运行的线速度,A正确;BCD由于无法求出卫星的
12、质量,因此卫星的机械能,动能都无法求出,BCD错误。故选A。13、如图所示,质量分别为m和2m的小物块和Q,用轻质弹簧连接后放在水平地面上,通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑,Q与地面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离,撤去拉力后,Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内,弹簧的劲度系数为k,重力加速度大小为g。若剪断轻绳,在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为()AmgkB2mgkC4mgkD6mgk答案:CQ恰好能保持静止时,设弹簧的伸长量为x,满足kx=2mg剪断轻绳后,Q始终保持静止,物块P与弹簧组成的系统机械能守恒,
13、弹簧的最大压缩量也为x,因此相对于其初始位置的最大位移大小为s=2x=4mgk故选C。14、如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图,已知a、b、c三颗卫星均做匀速圆周运动,轨道半径ra=rbrc。其中a为地球静止同步卫星。下列说法正确的是()Ac在运动过程中可能会经过北京上空Bb的周期可能大于地球的自转周期Ca的动能一定等于b的动能Da、b的线速度一定相同答案:AA由图可知,c为极地轨道卫星,所以c在运动过程中可能会经过北京上空,故A正确;B卫星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,有GMmr2=m42T2r解得T=42r3GM又ra=rba为地球静止同步卫星,所以b的周期等于地球的自转周
14、期,故B错误;C卫星的质量关系未知,所以无法比较a、b的动能大小关系,故C错误;D卫星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,有GMmr2=mv2r解得v=GMr故a、b的线速度大小一定相等,但方向不相同,故D错误。故选A。15、如图(a)所示,一个可视为质点的小球从地面竖直上抛,小球的动能Ek随它距离地面的高度h的变化关系如图(b)所示,取小球在地面时的重力势能为零,小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A小球的质量为2E0gh0B小球受到空气阻力的大小为E0gh0C上升过程中,小球的动能等于重力势能时,小球距地面的高度为47h0D下降过程中,小球的动能等于
15、重力势能时,小球的动能大小为E02答案:CAB上升阶段,根据能量守恒2E0=fh0+mgh0下降阶段,根据能量守恒E0+fh0=mgh0联立解得,小球的质量为m=3E02gh0小球受到空气阻力的大小为f=E02h0故AB错误;C上升过程中,小球的动能等于重力势能时,根据能量守恒2E0=Ek1+mgh+fh=2mgh+fh解得小球距地面的高度为h=47h0故C正确;D下降过程中,小球的动能等于重力势能时,设此时高度h1,根据能量守恒mgh0=Ek2+mgh1+f(h0-h1)=2Ek2+fh0-fh1即3E02=2Ek2+E02-fh1解得小球的动能大小Ek2=E0+fh12不等于E02,故D错
16、误。故选C。多选题16、如图所示,竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2,两杆分离不接触,且两杆间的距离忽略不计,两个小球a、b(视为质点)质量均为m,a球套在竖直杆L1上,b球套在水平杆L2上,a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接,将a球从图示位置由静止释放(轻杆与L2杆夹角为45),不计一切摩擦,已知重力加速度为g,在此后的运动过程中,下列说法中正确的是()Aa球和b球所组成的系统机械能守恒Bb球的速度为零时,a球的加速度大小一定等于gCb球的最大速度为(2+2)gLDa球的最大速度大于2gL答案:ACDAa球和b球所组成的系统只有重力做功,则机械能守恒,故A正确;Bb的速度为零时,a
17、达到L2所在面,在竖直方向只受重力作用,水平方向上合力为0,则加速度为g,初始时刻,a、b速度均为0,但a除重力外还有杆的支持力,加速度小于g,故B错误;C当a球运动到两杆的交点后再向下运动L距离,此时b达到两杆的交点处,a的速度为0,b的速度最大为vbm,由机械能守恒得mg(L+22L)=12mvbm2解得vbm=(2+2)gL故C正确;Da球运动到两杆的交点处,b的速度为0,此时a的速度为va,由机械能守恒得mg22L=12mva2解得va=2gL但此后杆向下运动,会再加速一段距离后达到一最大速度再减速到0,则其最大速度要大于2gL,故D正确。故选ACD。17、如图所示,一块长木板B放在光
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