【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(cè))物體在平衡力作用下的運(yùn)動(dòng)中(　　) A．物體的機(jī)械能一定不變 B．如果物體的重力勢(shì)能有變化，則它的機(jī)械能一定有變化 C．物體的動(dòng)能可能變化，但機(jī)械能一定不變 D．物體的重力勢(shì)能可能變化，但它的機(jī)械能一定不變 解析：選B.由動(dòng)能定理知，平衡力作用下物體的動(dòng)能一定不變，C錯(cuò)，若物體的重力勢(shì)能不變則機(jī)械能不變，若重力勢(shì)能變化，則機(jī)械能一定有變化，B對(duì)，A、D錯(cuò)． 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(diǎn)，A球的懸線比B球長(zhǎng)．把兩球的懸線均拉到水平后將小球無(wú)初速釋放，則經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)(以懸點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn))(　　) 圖7

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

3、機(jī)械能相等，上升過(guò)程中機(jī)械能都守恒，故C錯(cuò)D對(duì)；上升到同一高度時(shí)，由于質(zhì)量不等，由Ep＝mgh知，重力勢(shì)能不等，由于機(jī)械能相等，故動(dòng)能不等，A、B錯(cuò)． 4. 圖7－8－8 如圖7－8－8所示，一很長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩跨過(guò)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(shí)輕繩剛好拉緊，從靜止開(kāi)始釋放b后，a可能達(dá)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(jī)械能守恒，且a、b兩球速度大小相等，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得：3mgh＝mgh

4、＋(m＋3m)v2，則v＝.b球落地時(shí)，a球高度為h，之后a球向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中，a球機(jī)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(zhǎng)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(kāi)始下落，試問(wèn)，當(dāng)繩子的下端剛觸地時(shí)，速度為多大？ 解析：繩子在下落過(guò)程中，桌面對(duì)繩子的支持力不做功，只有繩子的重力做功，故繩子下落過(guò)程中機(jī)械能守恒． 選桌面為零勢(shì)能參考面，則初態(tài)的機(jī)械能為E1＝－g·；末態(tài)的機(jī)械能為E2＝－mgL＋mv2，由機(jī)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(jī)械能守恒的是(　　) A．被平拋的物體(不計(jì)空氣阻力) B．被勻速吊起的集裝箱 C．光滑曲面上自由運(yùn)動(dòng)的物體 D．物體以4g/5的加速度豎直向上做減速運(yùn)動(dòng) 解析：選AC.選項(xiàng)A、C情景下，只有物體的重力做功，機(jī)械能守恒；而選項(xiàng)B、D中，由物體的運(yùn)動(dòng)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(jī)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(zhǎng)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(guò)

6、懸點(diǎn)O正下方的C點(diǎn)時(shí)，彈簧和繩子等長(zhǎng)，則(　　) A．在C點(diǎn)A、B兩球的動(dòng)能相等 B．A、B兩球重力勢(shì)能的減少量相等 C．A球的機(jī)械能守恒 D．B球的機(jī)械能減小 解析：選BCD.兩個(gè)小球下落的高度相同，減少的重力勢(shì)能相等，B對(duì)．A球受到繩子的作用力，這個(gè)力不做功，A球機(jī)械能守恒，C對(duì)．彈簧到C點(diǎn)時(shí)伸長(zhǎng)，具有彈性勢(shì)能，B球的機(jī)械能減少，D對(duì)． 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(kāi)始豎直下落到地面，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．物體的重力勢(shì)能減少了mgh B．物體的機(jī)械能減少了mgh C．物體的動(dòng)能增加了mgh D．重力對(duì)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(xiàng)正確． 4．(2020年高考新課標(biāo)全國(guó)卷)一蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離．假定空氣阻力可忽略，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能始終減小 B．蹦極繩張緊后的下落過(guò)程中，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加 C．蹦極過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 D．蹦極過(guò)程中，重力勢(shì)能的改變與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān) 解析：選ABC.運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前，重力一直做正功

8、，重力勢(shì)能減小，選項(xiàng)A正確．彈力一直做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加，選項(xiàng)B正確．除重力、彈力之外無(wú)其他力做功，故機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確．重力勢(shì)能的改變與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5．(2020年廈門(mén)高一檢測(cè))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(shì)能參考面，則小球的動(dòng)能和勢(shì)能相等時(shí)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(dāng)小球上升到h＝H＝時(shí)，動(dòng)能與勢(shì)能相等，故C正確． 6．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，Ek代表動(dòng)能，Ep代表勢(shì)能，h代表下落的距離，以水平地面為零勢(shì)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(shì)能為E0，則有Ep＝E0－mg2t2＝E0－mv2＝E0－Ek＝E0－mgh.綜上可知只有B對(duì)． 7．(2020年西南師大附中高一檢測(cè))如圖7－8－12，把一根內(nèi)壁光滑的細(xì)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(xì)管恰能到達(dá)細(xì)管最高點(diǎn)B處．若小球從A管口正上方h2高處自由落下，進(jìn)入A管口運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后又從空中飛落進(jìn)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(dāng)小球從管口A的正上方h1高處自由落下，到達(dá)細(xì)管最高點(diǎn)B處時(shí)的速度為零，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律有(取管口A的位置重力勢(shì)能為零)，mgh1＝mgR，解得h1＝R；當(dāng)從A管口正上方h2高處自由落下時(shí)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有R＝vBt，R＝gt2，解得vB＝，根據(jù)機(jī)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(cè)) 圖7－8－13 半徑為R＝0.4 m的圓桶固定在小車(chē)內(nèi)，有一光滑小球靜止在圓桶最低點(diǎn)，如圖7－8－13所示．小車(chē)以速度v＝4 m/s向右做勻速運(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2，當(dāng)小車(chē)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(shuō)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(chē)突然停止后，小球在圓筒內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．當(dāng)小球的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能時(shí)，小球能上升的高度為h＝＝0.8 m，但它若能沿軌道運(yùn)動(dòng)到圓筒的最高點(diǎn)時(shí)，在最高點(diǎn) 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(dá)最高點(diǎn)之前離開(kāi)軌道做斜上拋運(yùn)動(dòng)，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(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時(shí)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(diǎn)，然后又被彈起離開(kāi)彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)．通過(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測(cè)出這一過(guò)程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則(　　) 圖7－8－14 A．t1時(shí)刻小球動(dòng)能最大 B．t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大 C．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能先增加后減少 D．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能 解析：選C.t1時(shí)刻為小球與彈簧剛接觸的時(shí)刻，此后小球繼續(xù)加速，當(dāng)彈簧彈力等于重力時(shí)，速度達(dá)到最大，動(dòng)能也最大，t2時(shí)刻為小球的最低點(diǎn)，動(dòng)能為零，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；t2～t3這段時(shí)間內(nèi)小球由最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，t3時(shí)刻離開(kāi)彈簧，小球的動(dòng)能

13、先增大后減小，選項(xiàng)C正確；t2～t3這段時(shí)間內(nèi)小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的重力勢(shì)能和動(dòng)能，小球增加的動(dòng)能小于彈簧減小的彈性勢(shì)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 二、非選擇題 10. 圖7－8－15 如圖7－8－15所示，一根全長(zhǎng)為L(zhǎng)、粗細(xì)均勻的鐵鏈，對(duì)稱地掛在輕小的定滑輪上．當(dāng)受到輕微的抖動(dòng)時(shí)，鐵鏈開(kāi)始滑動(dòng)．當(dāng)鐵鏈脫離滑輪瞬間，鐵鏈的速度多大？ 解析：初始時(shí)，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(shì)能ΔEp等于增加的動(dòng)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(gè)橫截面為半圓，半徑為R的光滑柱面，一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線兩端分別連接物體A、B，且mA＝2mB，由圖示位置由靜止開(kāi)始釋放A物體，求當(dāng)B物體到達(dá)半圓頂點(diǎn)時(shí)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(jī)械能守恒，A、B兩物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度相等，設(shè)為v，A物體的重力勢(shì)能減小，轉(zhuǎn)化為B物體的重力勢(shì)能和A、B兩物體的動(dòng)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(zhǎng)度為l的輕繩上端固定在O點(diǎn)，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(huà)出此時(shí)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(dāng)小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小及輕繩對(duì)小球的拉力．不計(jì)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(yùn)動(dòng)中只有重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有mgl(1－cosα)＝mv2. 則通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，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(duì)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