第一章 功和机械能 单元测试卷（Word版含答案）

第1章 功和机械能 同步测试卷
一、单选题
1．（2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习）一质量为的物体在光滑水平地面上从静止开始运动，其所受的水平力F随位移x变化的图像如图所示，则当时，物体的速度为（　　）
A． B． C． D．
2．（2021·广西·柳州市柳江实验高中高二学业考试）如图，在攀岩训练中，小明三次从地面攀到相同高度，所用的时间分别为10min、7min、6min，克服重力做功的功率分别是P1、P2、P3，则（　　）
A．P1>P2>P3 B．P1>P3>P2
C．P3>P1>P2 D．P3>P2>P1
3．（2022·山东·济南一中高一阶段练习）2021年2月8日，东海高铁开通运营，设计时速350公里的高铁便利了东海人民的出行。如图所示，设高铁运行时受到的阻力与速度大小成正比，若高铁以速度v匀速行驶，发动机的功率为P。则当高铁速度为2v时，其匀速行驶时发动机的功率为（　　）
A．2P B．4P C．8P D．16P
4．（2018·湖南·宁乡市教育研究中心高三阶段练习）动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组。带动力的车厢叫动车，不带动力的车厢叫拖车。设动车组运行过程中的阻力与质量成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等，若开动一节动车带三节拖车，最大速度可达到150km/h。当开动二节动车带三节拖车时，最大速度可达到（　　）
A．200km/h B．240km/h C．280km/h D．300km/h
5．（2022·河北石家庄·一模）智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱。如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.5kg，绳长为0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看作不动，重力加速度g取，，下列说法正确的是（　　）
A．匀速转动时，配重受到的合力恒定不变
B．若增大转速，腰带受到的合力变大
C．当稳定在37°时， 配重的角速度为5rad/s
D．当由37°缓慢增加到53°的过程中，绳子对配重做正功
6．（2021·河北·滦南县第一中学高一期中）美国宇航局新一代火星探测器“洞察号”于北京时间2018年11月27日凌晨成功着陆于火星，如图所示。不同于月球，火星表面有微弱的大气层，所以火星探测器在着陆过程中会利用大气层来缓冲减速。根据计划，探测器在距离火星表面约125km处，以大约5500m/s的速度进入大气层，约3.5min后，距火星表面约11.1km，速度为385m/s，分离隔热盾，打开降落伞，进入伞降阶段，持续约2.5min，在距离火星表面约1km时，速度减为60m/s，分离降落伞，反冲火箭点火，进入反冲阶段，大约1min后，探测器缓慢地着陆在火星表面。则关于反冲阶段的以下说法正确的是（　　）
A．探测器下落的过程中机械能守恒
B．探测器下落的过程中，重力、空气阻力和反冲力所做的总功等于探测器机械能的变化量
C．探测器下落的过程中，重力所做的功等于探测器重力势能的变化量
D．探测器下落的过程中，重力、空气阻力和反冲力所做的总功等于探测器动能的变化量
7．（2022·北京市顺义区第九中学高三开学考试）如图1，质量的物体，初速度为，方向水平向右。在向右的水平拉力的作用下，沿粗糙水平面运动，位移为时，拉力停止作用，物体又运动了后停下来。其运动过程中的动能随位移的变化（）图线如图2所示，重力加速度取，则（　　）
A．物体的初速度为 m/s
B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.25
C．滑动摩擦力的大小为5N
D．拉力的大小为2N
8．（2022·河北省唐县第一中学一模）如图所示，固定光滑斜面的倾角为37°，轻弹簧的一端固定在斜面上C点正上方的固定转轴O处，另一端与一质量为m的滑块（视为质点）相连，弹簧原长和O点到斜面的距离均为d。将滑块从与O点等高的A点由静止释放，滑块经过O点在斜面上的垂足B点到达C点的过程中始终未离开斜面，滑块到达C点时弹簧的弹力小于滑块受到的重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）
A．滑块经过B点的速度小于
B．滑块从A点运动到C点的过程中，在B点的速度最大
C．滑块从A点运动到C点的过程中，其速度一直在增大
D．弹簧的劲度系数大于
9．（2022·河北·高三学业考试）某市大型商场中欲建一个儿童滑梯，设计的侧视图如图所示，分为AB、BC、CD三段，其中AB、CD段的高度相同，均为，与水平方向的夹角分别为53°和37°，BC段水平，三段滑梯表面粗糙程度相同，设儿童下滑时与滑梯表面之间的动摩擦因数为，AB与BC、BC与CD平滑连接。为保证安全，要求儿童在下滑过程中最大速度不超过，，，重力加速度，下列选项中符合BC段长度要求的是（　　）
A．2.0m B．4.0m C．4.9m D．5.2m
二、多选题
10．（2022·云南·保山市智源高级中学有限公司高一阶段练习）如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为L，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计。当该同学由静止开始荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力为F=410N（不计空气阻力，g取10 m/s2）（　　）
A．秋千的绳长均L为10m
B．该同学荡秋千的过程中所受的合外力提供她做圆周运动的向心力
C．该同学由静止开始荡到秋千支架的正下方时处于失重状态
D．该同学由静止开始荡到秋千支架的正下方的过程中其重力的瞬时功率先增大后减小
11．（2022·广东·执信中学高三开学考试）转运码头上起吊机正在工作，启动电动机收紧钢索，将原来静止的重物竖直向上提升。提升的前两个阶段，重物的机械能E与上升距离h的关系如图所示，第二阶段图像为一直线。若全过程各种摩擦忽略不计，下列判断正确的是（　　）
A．钢索拉重物的力一直增大
B．钢索拉重物的力先减小后不变
C．在第二阶段，钢索拉重物的力一定大于重物的重力
D．在第二阶段，重物可能做匀速直线运动
三、实验题
12．（2022·重庆南开中学高三阶段练习）晓重和晓庆两位同学准备用图所示的实验装置探究“合力做功与物体速度变化的关系”。如图所示，小钢球从水平玻璃桌面上某位置静止释放，在橡皮筋作用下从玻璃桌面边缘弹出，并直接落在斜面上。若小钢球在一条橡皮筋作用下弹出，橡皮筋对小钢球做的功记为W。当使用规格相同的2条、3条……橡皮筋并在一起，使小钢球从上述同一位置静止释放，从水平玻璃桌面边缘弹出，橡皮筋对小钢球做的功分别记为，……实验中忽略小钢球与玻璃桌面间的摩擦。
（1）本实验除了图中已给出的实验器材外，还需要的器材有_______（选填“秒表”、“天平”或“刻度尺”）；
（2）①为了探究“合力做功与物体速度变化的关系”，每次实验操作时，除了记录橡皮筋的条数n外，还必需要记录的一个物理量是_______；
A．斜面的倾角大小 B．玻璃桌面离地高度
C．小钢球平抛运动位移的大小 D．小钢球平抛运动的时间
②在实验数据处理时，为了实验研究方便使图象为直线，当将橡皮筋的条数n作为纵轴时，则应将实验中测得的小钢球平抛运动的_______设为横轴。
A．时间 B．位移大小 C．位移大小的平方根 D．位移大小的平方
13．（2020·湖南·宁乡市教育研究中心高一期末）如图为验证“机械能守恒定律”的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有______。（填入正确选项序号）
A．毫米刻度尺 B．秒表
C．的直流电源 D．的交流电源
（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器材
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上
C．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带，再更换纸带重复多次
D．测量纸带上某些点间的距离
E．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中操作错误的步骤是______。
（3）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重物减少的重力势能总是略大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是( )
A．选用的重物质量过大 B．选用的重物质量过小
C．空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力 D．实验时操作不规范，实验数据测量不准确
四、解答题
14．（2022·福建省建瓯市芝华中学高一阶段练习）如图滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图是滑板运动的轨道，AB和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长7m的水平轨道。一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零。已知运动员的质量50kg，h=1.4m，H=1.8m，不计圆弧轨道上的摩擦。求：（g=10m/s2）
（1）运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少
（2）运动员与BC轨道的动摩擦因数
（3）运动员最后停在BC轨道上何处？
15．（2022·甘肃·一模）质量为m=2kg的物体，在与物体初速度方向相同的水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面运动，经过的位移为4m时拉力F停止作用，运动到位移为8m时物体停止运动，运动过程中Ek-x的图线如图所示，取g=10m/s2，求：
（1）物体的初速度大小；
（2）物体和水平面间的动摩擦因数；
（3）拉力F的大小。
16．（2022·湖北·宜昌市一中高一阶段练习）如图所示，AB为半径R=0.8m的光滑圆弧轨道，A端与圆心等高，下端B恰与小车右端平滑对接，小车质量M=3kg，车长L=2.20m。现有一质量m=1kg的滑块，从A端由静止开始下滑，滑到B端后冲上小车。已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3，取g=10m/s2。试求：
（1）滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；
（2）滑块在车上表面与车相对滑动的时间；
（3）当车运动了1.5s时，车右端距轨道B端的距离。
17．（2022·河北·高三学业考试）如图甲所示，在光滑水平面上放置一木板A，在A上放置物块B，A和B的质量均为2kg，A与B之间的动摩擦因数。t＝0时刻起，对A施加一水平方向的力，A和B由静止开始运动，取水平向右为正方向，B相对于A的速度用表示，其中和分别为A和B相对于水平面的速度，在0~4s时间内，相对速度随时间t变化的关系如图乙所示．运动过程中B没有脱离A，重力加速度取，求：
（1）0~4s内，B相对于水平面的位移（计算结果可取分数）；
（2）0~2s内，水平外力对A做的功。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．D
3．B
4．B
5．D
6．D
7．B
8．C
9．B
10．AD
11．BD
12． 刻度尺 C B
13． AD B C
14．（1）8m/s；6m/s；（2）0.2；
15．（1）；（2）；（3）4.5N
16．（1）30N；（2）1s；（3）1m
17．（1）；（2）24J
答案第1页，共2页
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