第四章 机械能及其守恒定律 单元练习题（Word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》同步练习题2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．通过物理学习，判断下列说法正确的是（　　）
A．重力做功与路径无关，做正功时物体的重力势能必增大
B．做匀速圆周运动的物体所受合外力等于向心力，保持恒定
C．做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度和加速度均为零
D．火车拐弯时的轨道外高内低
2．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
3．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v－t图象如图所示。以下判断正确的是（　　）
A．前3s内货物处于失重状态
B．最后2s内货物只受重力作用
C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同
D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒
4．某次排球比赛中，运动员将排球沿水平方向击出，对方拦网未成功。如不计空气阻力，则排球落地前的动能（　　）
A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．保持不变 D．先减小后增大
5．如图所示，小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面。不计一切阻力。下列说法正确的是（　　）
A．小球落地点离O点的水平距离为R
B．小球从P到落地，重力所做的功为mgR
C．小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰为mg
D．若将半圆弧轨道上部的 圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高1.5R
6．半径为R的内壁光滑的圆环形轨道固定在水平桌面上，轨道的正上方和正下方分别有质量为和的小球A和B，A的质量是B的两倍，它们在轨道内沿逆时针滚动，经过最低点时速率相等；当B球在最低点时，A球恰好通过最高点，如图所示，此时轨道对桌面的压力恰好等于轨道重力，当地重力加速度为g。则小球在最低点的速率可表示为（　　）
A． B． C． D．2
7．2020年11月29日20时33分，嫦娥五号探测器在近月点再次“刹车”，从椭圆环月轨道变为近圆形环月轨道，如图所示，近圆形轨道离月球表面200km，月球质量7.3×1022kg，半径为1738km，引力常量G=6.67×10-11N·m /kg，则（　　）
A．在两轨道上运行的周期相等
B．在近月点“刹车”瞬间前后的加速度不变
C．在近圆形轨道上的环绕速度约为4.9km/s
D．探测器在环月椭圆轨道的机械能小于在近圆形环月轨道的机械能
8．2021年8月3日，在东京奥运会竞技体操男子单杠决赛中，8位选手有一半都出现了掉杠的情况。如图所示，某选手的质量为70kg，做“双臂大回环”，用双手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。此过程中，运动员到达最低点时手臂受的总拉力大小至少约为（忽略空气阻力，重力加速度取）（　　）
A．2500N B．3500N C．4500N D．5500N
9．如图所示，竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左、右两侧各有一挡板固定在地面上，使B不能左右运动，在环的最低点放一小球C，A、B、C的质量均为m。现给小球一水平向右的瞬时速度v，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环竖直向上跳起（不计小球与环之间的摩擦阻力），则瞬时速度v必须满足（　　）
A．最大值为 B．最小值为
C．最大值为 D．最小值为
10．一质量为m的小轿车以恒定功率P启动，沿平直路面行驶，若行驶过程中受到的阻力大小不变，能够达到的最大速度为v，当小轿车的速度大小为时，其加速度大小为 （　　）
A． B． C． D．
11．绷紧传送带与水平方向的夹角为30°，传送带以15 m/s的速度向上传动，t=0时刻质量为1 kg的楔形物体从B点轻轻放上传送带并沿传送带向上运动。已知传送带AB的距离l=20 m，物体与传送带间的动摩擦因数μ=，重力加速度为10 m/s2.对物体从B点运动到A点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物体的动能增加200 J
B．物体的重力势能增加200 J
C．物体的机械能增加150 J
D．物体在传送带上因摩擦产生的热量为200 J
二、填空题
12．将一可以视为质点的质量为m的铁块放在一长为L、质量为M的长木板的最左端，整个装置放在光滑的水平面上，现给铁块一水平向右的初速度，当铁块运动到长木板的最右端时，长木板沿水平方向前进的距离为x，如图所示。已知铁块与长木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。摩擦力对铁块所做的功为___________，摩擦力对长木板所做的功为___________。
13．倾角θ=30°的光滑斜面AB固定不动。一个小球以一定的初动能100J从A点沿斜面向上滑动，到达B点时动能25J，用时1s。则此过程小球重力势能增加_________J，质量为_________kg。
14．一艘轮船以 15m/s 的速度匀速运动，它所受到的阻力为 1.2×107N，发动机的实际功率是_____ 。
15．质量为m的物体（可视为质点）从地面上方H高处由静止释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，重力加速度为g，在此过程中，重力对物体做功为___________，重力势能___________（填“减少”或“增加”）了___________。
16．一个质量为的小球从倾角的光滑斜面上由静止释放，经过一段时间沿着斜面运动了10m，则这个过程中小球重力势能的变化量等于________，重力做功的平均功率等于________（）
三、解答题
17．如图所示，一个质量为m＝2 kg的物体受到水平方向的推力F＝10 N的作用，在水平地面上从静止开始移动了距离s＝2 m后撤去推力，此物体又滑行了一段距离后停止运动，动摩擦因数0.1 （g取10m/s2），求：
(1)推力F对物体做的功；
(2)全过程中克服摩擦力所做的功。
18．AB是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，下端B与水平直轨道相切，如图所示。一小物块自A点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆轨道半径为R，小物块的质量为m，重力常数为g，求：
（1）小球运动到B点时的速度；
（2）若物块与水平面间动摩擦因数，水平滑到C点停止，求BC间位移s。
19．如图所示，水平地面上竖直放置倾角为的光滑直轨道、四分之一细圆管道和四分之一圆弧轨道平滑连接。其中管道的半径、圆心在点，轨道的半径，圆心在点，、D和处在同一水平线上，E、和F处在同一竖直线上。一质量为m的小球（可视为质点）从轨道上距水平地面高为h的P点静止下滑，小球经管道、轨道从E点滑出并做平抛运动，然后落到地面上的Q点，不计一切摩擦，重力加速度g取。，。求：
（1）F、Q之间的最小距离；
（2）h的最小值。
20．如图所示，倾角=37°，长为6m的斜面体固定在水平地面上，长为3m、质量为4kg的长木板A放在斜面上，上端与斜面顶端对齐；质量为2kg的物块B（可是为质点）放在长木板的上端，同时释放A和B，结果当A的下端滑到斜面底端时，物块B也刚好滑到斜面底端，已知长木板A与斜面间的动摩擦因数，物块B与A间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2，不计物块B的大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）从开始到A的下端滑到斜面底端所用时间；
（2）从开始到A的下端滑到斜面底端的过程中，A与B间、A与斜面间因摩擦产生的总热量。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．B
3．C
4．B
5．C
6．C
7．B
8．B
9．A
10．A
11．C
12． -μmg（x＋L） μmgx
13． 75 2
14．1.8×108
15． mg（H＋h） 减少 mg（H＋h）
16． 25W
17．(1)20J；(2)20J
18．（1）；（2）
19．（1）；（2）
20．（1）t=2s；（2）
答案第1页，共2页
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