第四章 机械能及其守恒定律 单元卷（Word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》单元卷2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．下列运动过程中，机械能守恒的是（　　）
A．跳伞运动员在空中匀速下落过程
B．不计空气阻力，抛出的在空中运动标枪
C．不计空气阻力，随摩天轮做匀速圆周运动的小孩
D．一个处于压缩状态的弹簧把小球弹出去过程，小球的机械能
2．下列运动过程中物体机械能守恒的是（　　）
A．物体做平抛运动
B．起重机吊起物体匀速上升的过程
C．物体沿固定的粗糙斜面自由下滑的过程
D．物体沿水平面加速运动的过程
3．如图所示，小物块P位于光滑的斜面上，斜面体Q位于光滑的水平地面上。从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力（ ）
A．垂直于接触面，做功为零
B．垂直于接触面，做功不为零
C．不垂直于接触面，做功不为零
D．不垂直于接触面，做功为零
4．如图所示为某品牌的电动车，质量为60kg，电动车行驶时所受阻力大小为车和人总重力的0.05倍。一质量为40kg的人骑着该电动车在水平地面上由静止开始以额定功率行驶，5s内行驶了15m，速度达到5m/s。已知重力加速度为。该电动车以额定功率行驶能达到的最大速度为（　　）
A．5m/s B．7m/s C．8m/s D．9m/s
5．关于功率，下列说法中正确的是（ ）
A．力对物体做的功越多，功率就越大
B．功率是描述物体做功多少的物理量
C．单位时间内做功越多功率一定越大
D．汽车行使时，当牵引力与阻力相等时合力为零，此时发动机的实际功率为零
6．如图所示，内壁光滑、质量为m的管形圆轨道，竖直放置在光滑水平地面上，恰好处在左、右两固定光滑挡板M、Q之间，圆轨道半径为R，质量为m的小球能在管内运动，小球可视为质点，管的内径忽略不计．当小球运动到轨道最高点时，圆轨道对地面的压力刚好为零，下列判断正确的是（　　）
A．圆轨道对地面的最大压力大小为8mg
B．圆轨道对挡板M、Q的压力总为零
C．小球运动的最小速度为
D．小球运动到圆轨道最右端时，圆轨道对挡板Q的压力大小为5mg
7．2018年7月1日，由我国自行研制的全球最长高铁列车——16节长编组“复兴号”在北京南站正式上线运营。“复兴号”动车组由16节车厢组成，其中第1、2、5、6、9、10、13、14节车厢为动车，其余为拖车。假设动车组各车厢质量均为m，每节动车的额定功率均为P，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比（比例系数为k），下列说法正确的是（　　）
A．“复兴号”行驶的最大速度
B．“复兴号”的配置如果改成10节动车和6节拖车，最大速度将提高到原来的1.5倍
C．“复兴号”进站做匀减速直线运动时，一位乘客单手持手机浏览网页，手对手机的力与车厢运动方向相反
D．“复兴号”做匀加速直线运动时，第13、14节车厢间作用力与第2、3节车厢间的作用力之比为1:2
8．某种升降机的装置原理图如图所示，各钢绳保持竖直方向，升降机上方的绳从左到右分别记为1、2、3、4、5，升降机只能在竖直方向运动．已知升降机和人的总质量为150 kg，配重A质量为200 kg，电动机的输出功率为1.2 kW，不计滑轮、钢绳的质量和所有摩擦力，当升降机向上匀速运动时（g取10 m/s2）（　　）
A．升降机的速度大小与配重A的速度大小相等
B．绳3和绳4对升降机的拉力相等
C．升降机向上匀速运动的速度为2.4 m/s
D．配重A通过绳对升降机做的功比电动机对升降机做的功少
9．如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（　　）
A．0～t1时间内汽车做匀加速运动且汽车牵引力的功率恒定
B．t1～t2时间内的平均速度为
C．t1～t2时间内汽车牵引力做功等于
D．在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2～t3时间内牵引力最小
10．下列说法正确的是（　　）
A．地面上的物体的重力势能一定为零
B．质量大的物体的重力势能一定大
C．不同的物体，离地面越高，其重力势能越大
D．离地面有一定高度的物体的重力势能可能为零
11．如图所示，水平面O点左侧光滑，O点右侧粗糙且足够长，有6个完全相同的质量均为m的小滑块（可视为质点）用轻细杆相连，相邻小滑块间的距离为L，滑块1恰好位于O点，滑块2、3……依次沿直线水平向左排开，现将水平恒力大小未知的力F作用于滑块1，经观察发现，第6个滑块刚好到达O点时，系统静止，已知重力加速度为g，滑块与O点右侧水平面间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（　　）
A．水平拉力F大小为
B．第1个滑块进入粗糙水平面后，系统的加速度为
C．第3个滑块经过O点后到第4个滑块尚未到达O点前，滑块3和滑块4之间的相互作用力为0
D．第5个滑块经过O点后到第6个滑块尚未到达O点前，滑块5和滑块6之间的相互作用力的大小为
12．如图（1）所示，客家人口中的“风车”也叫“谷扇”，是农民常用来精选谷物的农具。在同一风力作用下，精谷和瘪谷（空壳）谷粒都从洞口水平飞出，结果精谷和瘪谷落地点不同，自然分开，简化成如图（2）所示。谷粒从洞口飞出后忽略空气阻力，对这一现象，下列分析正确的是（　　）
A．N处是瘪谷，M处为精谷
B．精谷飞出洞口到落地的时间比瘪谷短
C．精谷和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动
D．精谷飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要大些
二、填空题
13．质量为2 t的汽车，功率为30 kW，在水平公路上能以15 m/s的最大速度匀速直线行驶，则汽车运动过程中受的阻力为_________N；若保持功率不变，当速度为10 m/s时汽车的瞬时加速度为________（汽车行驶过程中所受的阻力不变）。
14．水平桌面上，一质量为的物体在水平恒力拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于时，速度的大小为，此时撤去，物体继续滑行的路程后停止运动，重力加速度大小为，则水平恒力为______，物体与桌面间的动摩擦因数为______。
15．如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止，人与雪橇的总质量为70kg。表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，根据图表中的数据可知雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为__________；设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，则阻力大小为___________（g＝10m/s2）
位置 A B C
速度（m/s） 2.0 12.0 0
时刻（s） 0 4 10
16．质量为2kg的物体沿倾角为30°的斜面由静止开始下滑，1秒内沿斜面下滑了2m，则其重力势能减少了___________J。1秒末重力的瞬时功率为___________W。（g取10m/s2）
17．如图，一质量为m小球系于细绳的一端，细绳的另端悬于O点，绳长为L现将小球拉至细绳水平的位置，并由静止释放，则摆动到细绳与水平方向的夹角θ=___________时，小球的动能等于势能，此时重力做功的功率为___________。（以小球摆动的最低点为零势能点）
三、解答题
18．在一些影视剧中经常能看到一些特技表演。如图所示，有一高台离地面的高度，一特技演员骑摩托车从坡底由静止出发，冲上高台后以某一速度水平飞出，在水平地面上的落点到高台边沿的水平距离。已知摩托车从坡底冲上高台的过程历时，人和车的总质量，发动机的功率恒为，不计空气阻力，取重力加速度大小。求：
(1)摩托车水平飞出高台时的速度大小；
(2)摩托车在冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功。
19．如图，不可伸长的轻绳一端与质量为m的小球相连，另一端跨过两等高定滑轮与物块连接，物块置于左侧滑轮正下方的水平压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l。现用水平向右恒力将小球由最低处拉至轻绳与竖直方向夹角处，立即撤去F，此时传感装置示数为。已知物块始终没有脱离传感装置，重力加速度为g，不计滑轮的大小和一切摩擦，，，求：
（1）撤去F时小球的速度大小；
（2）小球返回最低处时轻绳的拉力大小；
（3）小球返回最低处时传感装置的示数。
20．如图所示，倾角为θ=37°的斜面固定在水平地面上，劲度系数为k=40N/m的轻弹簧与斜面平行，弹簧下端固定在斜面底端的挡板上，弹簧与斜面间无摩擦。一个质量为m=5kg的小滑块从斜面上的P点由静止滑下，小滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，P点与弹簧自由端Q间的距离为L=1m。已知整个过程中弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ep与其形变量x的关系为，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）小滑块从P点下滑到Q点所经历的时间t；
（2）小滑块运动过程中达到的最大速度vm的大小；
（3）小滑块运动到最低点的过程中，弹簧的最大弹性势能。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．B
4．C
5．C
6．A
7．D
8．C
9．D
10．D
11．C
12．C
13． 2000 0.5
14．
15． 9100J 140N
16． 20 40
17．
18．（1）；（2）
19．（1）；（2）；（3）
20．（1）1s；（2）；（3）20J
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