高中物理专题六机械能和能源学业水平过关检测.doc
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专题六机械能和能源
一、单项选择题Ⅰ(在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.把一个质量为m的小球从同一高度分别由静止开始释放和以一定的初速度水平抛出,当小球到同一水平面时,两种情况重力做的功( )(导学号57230116)
A.水平抛时重力做的功较多
B.由静止释放时重力做的功较多
C.两种情况重力做功一样多
D.无法确定
解析:
重力做功与路径无关,只决定于初、末位置的高度差,C选项正确.
答案:
C
2.用吊车将质量为m的物体从地面吊到h高度处,在这个过程中( )(导学号57230117)
A.物体克服重力做功mgh,重力势能增加mgh
B.物体克服重力做功mgh,重力势能减少mgh
C.重力对物体做功mgh,重力势能减少mgh
D.重力对物体做功mgh,重力势能增加mgh
解析:
上升,重力做负功,势能增加.
答案:
A
3.一个100g的球从1.8m的高处落到一水平板上又弹回到1.25m的高度,则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10m/s2)( )
A.重力做功为1.8J
B.重力做了0.55J的负功
C.球的重力势能一定减少0.55J
D.球的重力势能一定增加1.25J
解析:
整个过程重力对球做正功,其大小为W=mgΔh=mg(h1-h2)=0.55J,A、B错误;重力做正功,重力势能减少,且重力做多少正功,重力势能就减少多少,故球的重力势能减少0.55J,C正确,D错误.
答案:
C
4.如图所示,三个斜面高度相同,倾角分别为30°、45°、60°,让同一个小球分别从三个斜面的顶端沿斜面滑到底端,重力对小球做的功分别为W1、W2、W3,则下列关系正确的是( )(导学号57230118)
A.W1<W2<W3 B.W1=W2=W3
C.W1=W2>W3 D.W1=W2<W3
解析:
小球三次运动的高度差相同,重力做功相同.
答案:
B
5.如图所示,质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达的D点时,速度为零.在这个过程中,重力做功为( )
A. B.
C.mgh D.0
答案:
B
6.(2015·中山模拟)以一定的初速度竖直向上抛出一小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为Ff,则从抛出至落回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为( )(导学号57230119)
A.0 B.-Ffh
C.-2Ffh D.-4Ffh
解析:
上升阶段和下降阶段空气阻力对小球做的功都是-Ffh,所以阻力做的总功为-2Ffh,C正确.
答案:
C
7.(2015·惠州模拟)关于重力势能,下列说法正确的是( )
A.重力势能的大小只由重物本身决定
B.重力势能恒大于零
C.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零
D.重力势能实际上是物体和地球所共有的
解析:
重力势能与零势能点的选择有关,重力势能是相对零势能点的高度差与重力的乘积,当物体处于零势能点以下时,重力势能为负,A、B、C选项错误;重力势能是物体和地球共有的,D选项正确.
答案:
D
8.利用超导材料和现代科技可以实现磁悬浮.若磁悬浮列车的质量为20t,因磁场间的相互作用列车浮起的高度为100mm,则该过程中磁悬浮列车增加的重力势能是( )
A.20J B.200J
C.2.0×107J D.2.0×104J
解析:
由Ep=mgh可得,其中m=20×103kg,h=0.1m.
答案:
D
9.如图所示,两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上使物体运动,物体发生一段位移后,力F1对物体做功为10J,力F2对物体做功为-5J,则力F1与F2的合力对物体做功为( )
A.7J B.5J
C.3.5J D.1J
解析:
功是标量.
答案:
B
10.如图所示,同一物体在大小相同、方向不同的力F的作用下,在光滑水平面上移动了一段相同的位移s,两种情况下力所做的功分别为W甲、W乙.下列表述正确的是( )
A.W甲=W乙 B.W甲=-W乙
C.W甲>W乙 D.W甲<W乙
答案:
A
11.某人以20N的恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0m,人放手后,小车还前进了2.0m才停下来,则小车在运动过程中,人的推力所做的功为( )
A.100J B.140J
C.60J D.无法确定
解析:
人用20N的推力推着小车在水平面上前进5.0m,人做功W=Fs=100J,人放手后,小车虽然继续前进2.0m,但已无推力继续做功.故选A.
答案:
A
12.用轻绳拴一质量为m的小球以加速度a在水平方向上移动一段距离s,则向上的拉力对小球做的功为( )
A.0 B.m(g+a)s
C.mas D.m(g-a)s
解析:
在力的方向上没有位移,故正确选项为A.
答案:
A
13.在水平面上竖直放置一轻质弹簧,有一个物体在它的正上方自由落下,在物体压缩弹簧至其速度减为零时( )
A.物体的重力势能最大B.物体的动能最大
C.弹簧的弹性势能最大D.弹簧的弹性势能最小
解析:
当物体速度减为零时,动能为零,由于所处高度最低,故物体的重力势能最小,A、B错误.此时弹簧的压缩量最大,故弹簧的弹性势能最大,C正确,D错误.
答案:
C
14.将质量为100kg的物体从地面提升到10m高处,在这个过程中,g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A.重力做正功,重力势能增加1.0×104J
B.重力做正功,重力势能减少1.0×104J
C.重力做负功,重力势能增加1.0×104J
D.重力做负功,重力势能减少1.0×104J
解析:
因为物体是从低处往高处运动,故重力做负功,重力势能增加,重力做功为WG=-mgh=-100×10×10J=-1.0×104J,所以重力势能增加1.0×104J.
答案:
C
15.物体在合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0~1s内,合力做正功
B.在0~2s内,合力总是做负功
C.在1~2s内,合力不做功
D.在0~3s内,合力总是做正功
解析:
根据动能定理,合力做的功等于物体动能的变化,在0~1s内,动能增加,所以合力做正功,A正确.0~2s内,动能先增加后减少,合力先做正功后做负功,B错误.1~2s内,动能减少,合力做负功,C错误.0~3s内,动能变化量为零,合力做功为零,D错误.
答案:
A
二、单项选择题Ⅱ(在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
16.若取地面为零势能面,天花板上某螺丝钉重力势能为1.5J.若不计空气阻力,则该螺丝钉由静止掉下、着地前瞬间的动能为( )(导学号57230120)
A.0 B.1.5J
C.2.0J D.3.0J
解析:
根据机械能守恒定律,螺丝钉落地瞬间动能等于在天花板处势能.
答案:
B
17.如图所示,质量为m的小球,从离桌面高H处由静止下落,桌面离地面高为h,设桌面处物体重力势能为零,空气阻力不计,那么,小球落地时的机械能为( )
A.mgh B.mgH
C.mg(H+h) D.mg(H-h)
解析:
小球未碰地之前机械化能守恒,即每一时刻的机械能都与初始时刻的机械能相等,都为mgH.
答案:
B
18.水流在推动水轮机的过程中做了3×108J的功,这句话应理解为( )(导学号57230121)
A.水流在推动水轮机前具有3×108J的能量
B.水流在推动水轮机的过程中具有3×108J的能量
C.水流在推动水轮机后具有3×108J的能量
D.水流在推动水轮机的过程中能量减少了3×108J
答案:
D
19.关于能量和能源,下列说法正确的是( )
A.能量在转化和转移过程中,其总量有可能增加
B.能量在转化和转移过程中,其总量会不断减少
C.能量在转化和转移过程中总量保持不变,故节约能源没有必要
D.能量的转化和转移具有方向性,且现有可利用的能源有限,故必须节约能源
解析:
正因为能量的转化和转移具有方向性.所以能量不可以无止境开发,应厉行节约.
答案:
D
20.能量守恒是自然界的基本规律之一,下列能量转化过程中,利用了化学能的是( )
A.用潮汐发电
B.用电灯照明
C.用干电池作电源
D.用电动机带动水泵将水抽到高处
解析:
潮汐发电是把机械能转成电能,电灯利用的是电能,电动机带动水泵将水抽到高处是电能转成势能.
答案:
C
21.飞行的子弹击中放在光滑水平桌面上的木块,则有关能量分析正确的是( )(导学号57230122)
A.子弹动能不变
B.子弹和木块组成系统动能总和守恒
C.子弹和木块组成系统机械能、热能的总量守恒
D.子弹和木块组成系统机械能减少,减少的那部分消失了
解析:
子弹和木块组成的系统内,机械能转化为热能,它们的总和不变.
答案:
C
22.如图所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F的作用下物体处于静止状态,当撤去F后,物体将向右运动.在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.弹簧的弹性势能逐渐减小
B.弹簧的弹性势能逐渐增大
C.弹簧的弹性势能先增大后减小
D.弹簧的弹性势能先减小后增大
解析:
由物体处于静止状态可知,弹簧处于压缩状态,撤去F物体在向右运动的过程中,弹簧的弹力对物体先做正功后做负功,故弹簧的弹性势能应先减小后增大.
答案:
D
23.下列运动中机械能一定守恒的是( )
A.自由落体运动
B.在竖直方向上做匀变速运动
C.在竖直方向上做匀速直线运动
D.在水平面上做匀加速直线运动
解析:
机械能守恒的条件是“只有重力或弹力做功,只存在势能和动能的转化”.自由落体运动满足此条件,故机械能守恒;在竖直方向上做匀变速直线运动时,并不一定只受重力作用,可能有重力以外的力作用并做功,所以机械能不一定守恒;在竖直方向做匀速直线运动时,物体的动能不变,但重力势能在变化,所以机械能不守恒;在水平面上做匀加速直线运动时,物体的重力势能不变,但动能在增加,所以机械能不守恒,本题的正确选项是A.
答案:
A
24.如图所示,小明玩蹦蹦杆,在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是( )
A.重力势能减少,弹性势能增加
B.重力势能增加,弹性势能减少
C.重力势能减少,弹性势能减少
D.重力势能不变,弹性势能增加
解析:
弹簧向下压缩的过程中,弹簧压缩量增大,弹性势能增加;重力做正功,重力势能减少,故A正确.
答案:
A
25.如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦,在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )
A.缓冲器的机械能守恒
B.摩擦力做功消耗机械能
C.垫板的动能全部转化为内能
D.弹簧的弹性势能全部转化为动能
解析:
本题考查能量转化和守恒定律.由于车厢相互撞击弹簧压缩的过程中存在克服摩擦力做功,缓冲器的机械能减少,选项A错误,B正确;弹簧压缩的过程中,垫板的动能转化为内能和弹簧的弹性势能,选项C、D错误.
答案:
B
三、多项选择题(在每小题列出的四个选项中,至少有2个选项符合题目要求)
26.关于功的概念,以下说法正确的是( )
A.力是矢量,位移是矢量,但是功是标量
B.功有正、负之分,所以功也有方向性
C.若某一个力对物体不做功,说明该物体一定没有位移
D.一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积
解析:
功有正、负之分,但是功是标量,所以功没有方向性,若某一个力对物体不做功,可能是物体没有发生位移,也可能是物体受力方向与位移方向垂直.
答案:
AD
27.(2015·惠州模拟)下列情况中,运动物体机械能一定守恒的是( )(导学号57230123)
A.做匀速直线运动的物体
B.做平抛运动的物体
C.物体不受摩擦力
D.物体只受重力
解析:
机械能守恒成立的条件是只有重力做功,B、D都满足只有重力做功的条件,B、D选项正确,不受摩擦力和做匀速直线运动的物体都不能说明只有重力做功,故不能判断此两种情况机械能是否守恒.
答案:
BD
28.关于重力势能,下列说法正确的是( )
A.某个物体处在某个位置,重力势能的大小是唯一确定的
B.重力势能为零的物体,不可能对别的物体做功
C.物体做匀速直线运动时,其重力势能可能改变
D.只要重力做功,物体的重力势能一定变化
解析:
重力势能的大小与零势能面的选取有关,零势能面的选取不同,物体在同一位置重力势能的值就不同,所以重力势能为零的物体也可能对别的物体做功,A、B两项错误;物体做匀速直线运动时,物体的重力势能也可能发生改变,如物体做竖直向上的匀速直线运动时,物体的重力势能增加,C项正确;只要重力做功,物体的重力势能必然发生变化,重力做正功,物体的重力势能减少,重力做负功,物体的重力势能增加,D项正确.
答案:
CD
29.一物体在水平方向的一对平衡力(均为恒力)作用下沿水平方向做匀速直线运动,若撤去一个水平力,则有( )
A.物体的动能可能减少
B.物体的动能可能不变
C.物体的动能可能增加
D.余下的一个力一定对物体做正功
解析:
物体原来匀速,若剩下的力的方向与速度相同,物体会做加速运动,那么物体的动能会增加,此时力做正功;若剩下的力的方向与速度相反,物体做减速运动,动能会减小,此时力做负功.
答案:
AC
30.如图所示,在高为H的平台上以初速v0抛出一质量为m的小球,不计空气阻力,当它到达离抛出点的竖直距离为h的B点时速度为vB,小球的动能增量为( )(导学号57230124)
A.mv-mv B.mv+mgh
C.mgH-mgh D.mgh
解析:
重力做功使小球的动能增加,增量为mgh,也即是动能的变化量:
mv-mv.
答案:
AD
9
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