【優(yōu)化方案】2020高中物理 第7章第八節(jié)知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版必修2

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1、 1．(2020年重慶高一檢測)物體在平衡力作用下的運動中(　　) A．物體的機械能一定不變 B．如果物體的重力勢能有變化，則它的機械能一定有變化 C．物體的動能可能變化，但機械能一定不變 D．物體的重力勢能可能變化，但它的機械能一定不變 解析：選B.由動能定理知，平衡力作用下物體的動能一定不變，C錯，若物體的重力勢能不變則機械能不變，若重力勢能變化，則機械能一定有變化，B對，A、D錯． 2．如圖7－8－7所示，兩質(zhì)量相同的小球A、B用線懸在等高的O1、O2點，A球的懸線比B球長．把兩球的懸線均拉到水平后將小球無初速釋放，則經(jīng)最低點時(以懸點為零勢能點)(　　) 圖7

2、－8－7 A．B球的動能大于A球的動能 B．A球的動能大于B球的動能 C．A球的機械能大于B球的機械能 D．A球的機械能等于B球的機械能 解析：選BD.空氣阻力不計，小球下落過程中只有動能和重力勢能之間的轉(zhuǎn)化，機械能守恒，故C錯，D對；到最低點時A球減少的重力勢能較多，增加的動能較多，故A錯，B對． 3．(2020年聊城高一檢測)從地面豎直上拋兩個質(zhì)量不同的小球，設(shè)它們的初動能相同，當上升到同一高度時(不計空氣阻力，選拋出點為參考平面)，則(　　) A．所具有的重力勢能相等 B．所具有的動能相等 C．所具有的機械能不等 D．所具有的機械能相等 解析：選D.兩個小球剛拋出時

3、機械能相等，上升過程中機械能都守恒，故C錯D對；上升到同一高度時，由于質(zhì)量不等，由Ep＝mgh知，重力勢能不等，由于機械能相等，故動能不等，A、B錯． 4. 圖7－8－8 如圖7－8－8所示，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b，a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，離地高度為h，此時輕繩剛好拉緊，從靜止開始釋放b后，a可能達到的最大高度為(　　) A．h　　　　　　　 B．1.5h C．2h D．2.5h 解析：選B.在b球落地前，a、b兩球組成的系統(tǒng)機械能守恒，且a、b兩球速度大小相等，根據(jù)機械能守恒定律可得：3mgh＝mgh

4、＋(m＋3m)v2，則v＝.b球落地時，a球高度為h，之后a球向上做豎直上拋運動，在這個過程中，a球機械能守恒，則mv2＋mgh＝mgH，解得H＝＋h＝1.5h，B正確． 5. 圖7－8－9 如圖7－8－9所示，光滑的水平桌面離地高度為2L，在桌的邊緣，一根長為2L的勻質(zhì)軟繩，一半擱在水平桌面上，一半自然垂直在桌面下，放手后繩子開始下落，試問，當繩子的下端剛觸地時，速度為多大？ 解析：繩子在下落過程中，桌面對繩子的支持力不做功，只有繩子的重力做功，故繩子下落過程中機械能守恒． 選桌面為零勢能參考面，則初態(tài)的機械能為E1＝－g·；末態(tài)的機械能為E2＝－mgL＋mv2，由機械能守恒有

5、－mg·＝－mgL＋mv2 解得v＝. 答案： 一、選擇題 1．下列物體中，機械能守恒的是(　　) A．被平拋的物體(不計空氣阻力) B．被勻速吊起的集裝箱 C．光滑曲面上自由運動的物體 D．物體以4g/5的加速度豎直向上做減速運動 解析：選AC.選項A、C情景下，只有物體的重力做功，機械能守恒；而選項B、D中，由物體的運動狀態(tài)可以判斷，物體除重力外還受其他外力作用，且外力做功，物體機械能不守恒，所以A、C正確． 圖7－8－10 2．如圖7－8－10所示，A、B兩球的質(zhì)量相等，A球掛在不能伸長的繩上，B球掛在輕質(zhì)彈簧上，把兩球都拉到水平位置，然后釋放，若小球通過

6、懸點O正下方的C點時，彈簧和繩子等長，則(　　) A．在C點A、B兩球的動能相等 B．A、B兩球重力勢能的減少量相等 C．A球的機械能守恒 D．B球的機械能減小 解析：選BCD.兩個小球下落的高度相同，減少的重力勢能相等，B對．A球受到繩子的作用力，這個力不做功，A球機械能守恒，C對．彈簧到C點時伸長，具有彈性勢能，B球的機械能減少，D對． 3．質(zhì)量為m的物體，在距地面h高處以g/2的加速度由靜止開始豎直下落到地面，下列說法正確的是(　　) A．物體的重力勢能減少了mgh B．物體的機械能減少了mgh C．物體的動能增加了mgh D．重力對物體做功mgh 解析：選D.物體

7、加速度為g，則物體除重力外還受到向上的力F，大小為mg，則 WG＝mgh，WF＝mgh，W合＝(mg－F)h＝mgh. 綜上所述，只有D項正確． 4．(2020年高考新課標全國卷)一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數(shù)米距離．假定空氣阻力可忽略，運動員可視為質(zhì)點，下列說法正確的是(　　) A．運動員到達最低點前重力勢能始終減小 B．蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負功，彈性勢能增加 C．蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒 D．蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān) 解析：選ABC.運動員到達最低點前，重力一直做正功

8、，重力勢能減小，選項A正確．彈力一直做負功，彈性勢能增加，選項B正確．除重力、彈力之外無其他力做功，故機械能守恒，選項C正確．重力勢能的改變與重力勢能零點的選取無關(guān)，故選項D錯誤． 5．(2020年廈門高一檢測)以初速度v0從地面豎直向上拋出質(zhì)量為m的小球，忽略空氣阻力，以地面為零勢能參考面，則小球的動能和勢能相等時離地面的高度為(　　) A.　　　　　　　　　　 B. C. D. 解析：選C.小球上升的最大高度H＝，當小球上升到h＝H＝時，動能與勢能相等，故C正確． 6．物體做自由落體運動，Ek代表動能，Ep代表勢能，h代表下落的距離，以水平地面為零勢能面．下列所示圖象中，能正

9、確反映各物理量之間的關(guān)系的是(　　) 圖7－8－11 解析：選B.設(shè)物體的質(zhì)量為m，初態(tài)勢能為E0，則有Ep＝E0－mg2t2＝E0－mv2＝E0－Ek＝E0－mgh.綜上可知只有B對． 7．(2020年西南師大附中高一檢測)如圖7－8－12，把一根內(nèi)壁光滑的細圓管彎成3/4圓周形狀，且豎直放置，管口A豎直向上，管口B水平向左，一小球從管口A的正上方h1高處自由落下，經(jīng)細管恰能到達細管最高點B處．若小球從A管口正上方h2高處自由落下，進入A管口運動到B點后又從空中飛落進A管口，則h1∶h2為(　　) 圖7－8－12 A．1∶2 B．2∶3 C．4∶5 D．5∶6

10、 解析：選C.當小球從管口A的正上方h1高處自由落下，到達細管最高點B處時的速度為零，則根據(jù)機械能守恒定律有(取管口A的位置重力勢能為零)，mgh1＝mgR，解得h1＝R；當從A管口正上方h2高處自由落下時，根據(jù)平拋運動規(guī)律有R＝vBt，R＝gt2，解得vB＝，根據(jù)機械能守恒定律有mgh2＝mgR＋mv，解得h2＝5R/4，故h1∶h2＝4∶5. 8．(2020年重慶高一檢測) 圖7－8－13 半徑為R＝0.4 m的圓桶固定在小車內(nèi)，有一光滑小球靜止在圓桶最低點，如圖7－8－13所示．小車以速度v＝4 m/s向右做勻速運動，g取10 m/s2，當小車突然停止，此后關(guān)于小球在圓桶中上

11、升的最大高度下列說法正確的是(　　) A．等于0.8 m B．等于0.4 m C．大于0.4 m小于0.8 m D．小于0.4 m 解析：選C.小車突然停止后，小球在圓筒內(nèi)做圓周運動．當小球的動能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能時，小球能上升的高度為h＝＝0.8 m，但它若能沿軌道運動到圓筒的最高點時，在最高點 還須滿足m≥mg，即v≥＝2 m/s，所以它必然在上升到圓心位置之上而到達最高點之前離開軌道做斜上拋運動，C正確． 9．(2020年高考福建理綜卷)如圖7－8－14甲所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮

12、彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)．通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，則(　　) 圖7－8－14 A．t1時刻小球動能最大 B．t2時刻小球動能最大 C．t2～t3這段時間內(nèi)，小球的動能先增加后減少 D．t2～t3這段時間內(nèi)，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能 解析：選C.t1時刻為小球與彈簧剛接觸的時刻，此后小球繼續(xù)加速，當彈簧彈力等于重力時，速度達到最大，動能也最大，t2時刻為小球的最低點，動能為零，所以選項A、B錯誤；t2～t3這段時間內(nèi)小球由最低點向上運動，t3時刻離開彈簧，小球的動能

13、先增大后減小，選項C正確；t2～t3這段時間內(nèi)小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的重力勢能和動能，小球增加的動能小于彈簧減小的彈性勢能，選項D錯誤． 二、非選擇題 10. 圖7－8－15 如圖7－8－15所示，一根全長為L、粗細均勻的鐵鏈，對稱地掛在輕小的定滑輪上．當受到輕微的抖動時，鐵鏈開始滑動．當鐵鏈脫離滑輪瞬間，鐵鏈的速度多大？ 解析：初始時，鐵鏈的重心在小定滑輪下方L處．鐵鏈脫離滑輪瞬間，其重心在小定滑輪下方L處． 設(shè)鐵鏈的質(zhì)量為m，并設(shè)鐵鏈脫離滑輪瞬間的速度為v，據(jù)鐵鏈減少的重力勢能ΔEp等于增加的動能ΔEk可得 ΔEp＝mg(－)＝ΔEk＝mv2，

14、解得v＝， 即鐵鏈脫離滑輪瞬間，鐵鏈的速度為. 答案： 11. 圖7－8－16 如圖7－8－16所示是一個橫截面為半圓，半徑為R的光滑柱面，一根不可伸長的細線兩端分別連接物體A、B，且mA＝2mB，由圖示位置由靜止開始釋放A物體，求當B物體到達半圓頂點時的速度v. 解析：A和B兩物體組成的系統(tǒng)，只有重力做功，因此系統(tǒng)機械能守恒，A、B兩物體運動過程中速度相等，設(shè)為v，A物體的重力勢能減小，轉(zhuǎn)化為B物體的重力勢能和A、B兩物體的動能，即 ΔEpA＝ΔEpB＋EkA＋EkB. mAg·πR＝mBgR＋mAv2＋mBv2， 解得v＝ . 答案： 圖7－8－17 12

15、．(2020年高考北京卷)如圖7－8－17所示，長度為l的輕繩上端固定在O點，下端系一質(zhì)量為m的小球(小球的大小可以忽略)． (1)在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為α，小球保持靜止，畫出此時小球的受力圖，并求力F的大小． (2)由圖示位置靜止釋放小球，求當小球通過最低點時的速度大小及輕繩對小球的拉力．不計空氣阻力． 解析：(1)受力圖如圖所示根據(jù)平衡條件，應(yīng)滿足FTcosα＝mg，F(xiàn)Tsinα＝F.聯(lián)立解得拉力大小F＝mgtan α. (2)運動中只有重力做功，系統(tǒng)機械能守恒，有mgl(1－cosα)＝mv2. 則通過最低點時，小球的速度大小v＝. 根據(jù)牛頓第二定律有FT′－mg＝m. 解得輕繩對小球的拉力 FT′＝mg＋m＝mg(3－2cosα)，方向豎直向上． 答案：(1)受力圖如解析圖所示　mgtanα (2)　mg(3－2cosα)，方向豎直向上