1.4势能及其改变基础巩固（word版含答案）

1.4势能及其改变基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．下列关于“功与能”的说法正确的是（　　）
A．功分为正功和负功，功是矢量
B．功率是描述做功快慢的物理量
C．摩擦力对物体一定做负功
D．重力势能有相对性，选取不同的零势能面，将改变同一过程的重力做功大小
2．如图所示，质量为1 kg的光滑小球从斜面顶端A点由静止释放，已知斜面的倾角为30°，斜面长为4 m，取重力加速度g=10 m/s2，以过A点的水平面为参考平面，下列说法错误是（ ）
A．重力对小球做正功
B．小球运动至斜面中点时的重力势能为-10 J
C．小球从A点运动至B点的过程中重力势能的变化量为20 J
D．小球到达B点时的机械能为0
3．如图所示，质量为m的物体放在升降机的底板上。若升降机从静止开始以的加速度竖直向下运动一段位移为。在这一过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物体所受支持力为 B．物体动能的增加量为
C．物体机械能的减少量为 D．物体重力势能的减少量为
4．物体做自由落体运动的过程中，下列说法正确的是
A．物体的重力势能越来越小
B．物体的动能越来越小
C．物体的加速度越来越小
D．物体所受重力的瞬时功率越来越小
5．跳伞运动员在刚跳离飞机，降落伞尚未打开的一段时间内：①空气阻力做正功；②重力势能增加；③动能增加；④空气阻力做负功．以上说法正确的是（ ）
A．①② B．③④ C．②④ D．①③
6．竹蜻蜓是我国古代发明的一种儿童玩具，人们根据竹蜻蜓的原理设计了直升机的螺旋桨.如图所示，一小孩搓动质量为20g的竹蜻蜓，松开后竹蜻蜓能上升到二层楼房顶处.搓动过程中手对竹蜻蜓做的功可能是( )
A．0.2J
B．0.6J
C．1.0J
D．2.5J
7．一质量为的哑铃被人从离地面高处举高到离地面高处，，则（ ）
A．哑铃在高处的重力势能为
B．哑铃在高处的重力势能一定不为零
C．若取地面为零势能参考平面，在此过程中哑铃的重力势能增加量为
D．若取地面为零势能参考平面，在此过程中哑铃的重力势能增加量均为
8．质量为m的物体，沿倾角为的光滑斜面由静止下滑，当下滑t时间时重力势能减少量为(　 )
A．mg2t2sin B． mg2t2 C．mg2t2 D．mg2t2
9．如图所示为悬崖跳水时的惊险刺激场景．某人在距离水面为20 m的平台上从静止跳下，经过2.23 s接触水面，则此人从静止起跳到接触水面的过程中(　　)
A．做自由落体运动 B．刚接触水面时速度最大
C．加速度与速度方向始终相反 D．机械能增大
10．如图所示，两质量均为m的小球a、b用等长的细线悬挂在O点，两球间有一根水平轻弹簧，整个系统好构成正三角形。用水平向右的力F缓慢拉动小球b，最终使连接a球的细线竖直，并保持两小球处于静止状态（如虚线所示）。重力加速度大小为g。则下列说法正确的是（ ）
A．初始状态时，弹簧弹力大小为
B．最终状态时，水平拉力F大小为3mg
C．最终状态与初始状态相比，轻弹簧的弹性势能保持不变
D．最终状态与初始状态相比，小球b机械能的增加量等于力F做的功、小球a重力势能的减少量及弹簧弹性势能的减少量之和
11．用两块材料相同的木板与竖直墙面搭成斜面1和2，斜面有相同的高和不同的底边，如图所示，一个小物块分别从两个斜面顶端由静止释放，并沿斜面下滑到底端。下列说法正确的是（　　）
A．物块下滑到底端时，速度大小与其质量无关
B．沿着1和2下滑到底端时，物块的速度大小相等
C．物块沿着1下滑到底端的过程，产生的热量较少
D．物块下滑到底端的过程中，产生的热量与其质量无关
12．用起重机将一个质量为m的物体以加速度a竖直向上匀加速提升高度H，重力加速度为g，在这个过程中，以下说法正确的是（　　）
A．起重机对物体的拉力大小为
B．物体的机械能增加了
C．物体的动能增加了
D．物体的机械能增加了
13．一搬运工想用最短时间把30箱货物搬到高的楼上，每箱货物的质量为。他对搬运货物做功的功率P与货物质量m之间的关系如图所示。假设他下楼和搬、放货物的总时间等于上楼的时间，重力加速度g取。则该工人（　　）
A．每次应搬运3箱货物
B．每次搬运货物上楼的最短时间为
C．搬运完30箱货物至少要上楼9次
D．搬运完30箱货物上楼的总时间为
14．将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略．a为小球运动轨迹上的一点，小球上升和下降经过a点时的动能分别为Ek1和Ek2．从抛出开始到小球第一次经过a点时重力所做的功为W1，从抛出开始到小球第二次经过a点时重力所做的功为W2．下列选项正确的是（　　）
A．Ek1=Ek2，W1=W2
B．Ek1＞Ek2，W1=W2
C．Ek1＜Ek2，W1＜W2
D．Ek1＞Ek2，W1＜W2
15．如图所示，传送带与地面的夹角,A、B两端间距L=16m，传送带以速度v=10m/s，沿顺时针方向运动，物体m=1kg，无初速度地放置于A端，它与传送带间的动摩擦因数，则物体由A端运动到B端的时间t和系统因摩擦产生的热量Q分别是（）
A．t=2s，Q=16J
B．t=2s，Q=24J
C．t=2.1s，Q=16J
D．t=2.1s，Q=20J
二、填空题（共4题）
16．从离地面3.2m高的阳台上落下一个小石块，若不计空气阻力，则小石块落地时的速度大小为_____m/s，在下落过程中重力势能_____。（填“增大”、“不变”或“减小”）
17．在飞机场的停机坪上，一辆牵引车正以1m/s的速度将一架质量为50t的飞机拉向跑道。如果一个质量为50kg的短跑运动员以10m/s的速度冲刺，E机___E运动员。以某个水平面为重力的零势能面，A物体的重力势能1J，B物体的重力势能-3J，试比较两物体的重力势能EA____EB。（以上两空填写“>”“<”“=”）
18．汽车在匀速爬坡的过程中，动能_________，重力势能_________，机械能_________．（均选填“增大”“不变”或“减小”）
19．同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放:小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．回答下列问题：
(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能与小球抛出时的动能相等．已知重力加速度大小为g,为求得，至少需要测量下列物理量中的___________
A．小球的质量m B．小球抛出点到落地点的水平距离x
C．桌面到地面的高度h D．弹簧的压缩量x E.弹簧原长
(2)用（1）中所选取的测量量和已知量表示弹簧被压缩后的弹性势能，则弹性势能最大为Ep= _____________（用字母表示）
三、综合题（共4题）
20．一个质量m=0.1kg的小物块由静止开始沿倾角α的斜面匀加速滑下，然后在粗糙水平面上做匀减速直线运动，直到停止。小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为μ，下表给出了不同时刻小物块的速率。g取10m/s2，求小物块
时刻t (s) 0 …… 0.3 0.4 0.5 …… 1.4 1.5 1.6 ……
速率v (m/s) 0 …… 1.5 2.0 2.5 …… 3.0 2.5 2.0 ……
（1）在斜面上的加速度大小a1和水平面上的加速度大小a2；
（2）与水平面间的动摩擦因数μ和斜面的倾角α；
（3）滑到斜面底端时的速率v1；
（4）损失的机械能。
21．光滑曲面轨道置于高度为H＝1.8 m的平台上，其末端切线水平；另有一长木板两端分别搁在轨道末端点和水平地面间，构成倾角为θ＝37°的斜面，如图所示．一个可视作质点的质量为m＝1 kg的小球，从光滑曲面上由静止开始下滑(不计空气阻力，g取10 m/s2，sin 37°≈0.6，cos 37°≈0.8)
(1)若小球从高h＝0.2 m处下滑，则小球离开平台时速度v0的大小是多少？
(2)若小球下滑后正好落在木板的末端，则释放小球的高度h为多大？
(3)试推导小球下滑后第一次撞击木板时的动能与它下滑高度h的关系表达式．
22．如图所示，光滑水平面AB与竖直面内粗糙半圆形轨道在B点平滑相接，半圆形轨道半径为R，一质量为m的物块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，获得向右速度后脱离弹簧，经过B点进入半圆形轨道后瞬间对的轨道的压力大小为其重力的8倍，之后沿圆形轨道运动，且恰好到达C点。取重力加速度大小为g，求：
(1)释放物块时弹簧的弹性势能；
(2)物块从B点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功；
(3)物块离开C点后落到水平面时，重力的瞬时功率大小。
23．如图所示，一质量为m1=1kg的长直木板放在粗糙的水平地面上，木板与地面之间的动摩擦因数μ1=0.1，木板最右端放有一质量为m2=1kg、大小可忽略不计的物块，物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.2．现给木板左端施加一大小为F=12N、方向水平向右的推力，经时间t1=0.5s后撤去推力F，再经过一段时间，木板和物块均停止运动，整个过程中物块始终未脱离木板，取g=10m/s2，求：
(1)撤去推力F瞬间，木板的速度大小v1即物块的速度大小v2；
(2)木板至少多长；
(3)整个过程中因摩擦产生的热量．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．C
4．A
5．B
6．D
7．D
8．D
9．B
10．D
11．A
12．C
13．A
14．B
15．B
16． 8m/s 减小
17．
18． 不变 增大 增大
19． （1）ABC （2）
20．（1）；（2）0.5；（3）5.0m/s（4）2.0J
21．(1)2 m/s　(2)0.8 m　(3)Ek＝32.5h
22．(1)；(2)；(3)
23．（1）4m/s；1m/s（2）1.5m（3）12J
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