第四章 机械能及其守恒定律 单元训练（Word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》训练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．如图所示，斜坡式自动扶梯将质量为60kg的张明从地面送到4m高的二楼，g取10m/s2在此过程中，张明所受重力做功与张明的重力势能变化，下列说法正确的是（　　）
A．重力做功为-2400J，重力势能增加了2400J
B．重力做功为2400J，重力势能增加了2400J
C．重力做功为-2400J，重力势能减少了2400J
D．重力做功为2400J，重力势能减少了2400J
2．小船上一位船工用撑竿推岸，小船沿水平直线离岸而去，下列叙述中正确的是（　　）
A．水的浮力对船做功
B．船受到的重力对船做功
C．撑竿对岸的推力对岸做功
D．船要克服水的阻力做功
3．从下列物理规律中哪一个可演绎出“质量是物体惯性大小的量度”这一结论（　　）
A．牛顿第一定律 B．牛顿第二定律
C．牛顿第三定律 D．机械能守恒定律
4．小球以某一速度竖直向上抛出，又回到出发点。由于阻力影响，机械能随高度的变化如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．小球的加速度先减小后增大 B．小球上升的时间比下降的时间长
C．小球上升过程阻力做功比下降过程少 D．小球上升过程阻力做功比下降过程快
5．如图所示，半球形容器固定在水平面上，AB是其水平直径，O为球心，容器的半径为R，一个质量为m的小物块从A点由静止释放，第一次运动到P点时物块对容器的压力大小等于其重力，OP与水平方向的夹角为37°，重力加速度为g，则物块从A点第一次运动到P点克服摩擦力做功为（　　）
A． B． C． D．
6．将某物体从地面竖直向上抛出，一段时间后物体又落回地面。在此过程中物体所受空气阻力大小不变，其动能Ek随距离地面高度h的变化关系如图所示，取g=10m/s2，下列说法中正确的是（　　）
A．上升过程中机械能减少，下降过程中机械能增加
B．全过程中克服空气阻力做功120J
C．上升与下降的时间之比为：
D．上升过程中动能减少量与机械能减少量之比为6：1
7．关于动能定理，下列说法中正确的是（　　）
A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和
B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变
C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用
D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
8．随着人们生活水平的提高，小汽车已经走进了千家万户。小强刚拿到了驾照，在一平直公路上练习开车。已知小汽车的质量为m，发动机的额定功率为P，运动过程中，小汽车所受的阻力与其速率成正比，，k为常量。下列说法正确的是（　　）
A．小汽车在匀加速启动的过程中，牵引力恒定不变
B．若小汽车以额定功率启动，则小汽车从静止开始做匀加速运动
C．小汽车能达到的最大速度为
D．若小汽车以额定功率从静止启动，经过时间t达到最大速度，则这一过程中小汽车克服阻力做的功为
9．如图所示，在水平地面上方固定一水平平台，平台上表面距地面的高度H=2.2m，倾角= 37°的斜面体固定在平台上，斜面底端B与平台平滑连接。将一内壁光滑血管弯成半径R=0.80m的半圆，固定在平台右端并和平台上表面相切于C点，C、D为细管两端点且在同一竖直线上。一轻质弹簧上端固定在斜面顶端，一质量m=1.0kg的小物块在外力作用下缓慢压缩弹簧下端至A点，此时弹簧的弹性势能Ep=2.8J，AB长L=2.0m。现撤去外力，小物块从A点由静止释放，脱离弹簧后的小物块继续沿斜面下滑，经光滑平台BC，从C 点进入细管，由D点水平飞出。已知小物块与斜面间动摩擦因数μ=0.80，小物块可视为质点，不计空气阻力及细管内径大小，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求小物块到达D点时细管内壁对小物块的支持力大小；（　　）
A．42N B．45N C．48N D．55N
10．如图，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为5m，B的质量为m，C的质量为2m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时，C恰好离开地面。下列说法正确的是（　　）
A．斜面倾角α约为37°
B．A获得的最大速度为g
C．C刚离开地面后，弹簧的弹性势能减小
D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒
11．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
12．2021年4月29日，在海南文昌发射场用“长征五号”B遥二运载火箭成功将中国空间站天和核心舱准确送入预定轨道。天和核心舱全长16.6m，直径4.2m，空间约50，距地运行高度400km。若地球半径R地球表面重力加速度g及引力常量G已知，根据以上数据，不能估算出的物理量是（　　）
A．地球的平均密度与第一宇宙速度 B．天和核心舱的运行周期与线速度
C．天和核心舱的动能与所受万有引力 D．天和核心舱的角速度与向心加速度
二、填空题
13．改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情况下，汽车的动能各是原来的几倍？
A．质量不变，速度增大到原来的2倍，汽车的动能是原来的_________倍；
B．速度不变，质量增大到原来的2倍，汽车的动能是原来的_________倍；
C．质量减半，速度增大到原来的4倍，汽车的动能是原来的_________倍；
D．速度减半，质量增大到原来的4倍，汽车的动能是原来的_________倍。
14．如图所示，用的拉力沿竖直方向匀速拉起重为的物体，物体上升所用时间为此过程中拉力的功率为__________，动滑轮的机械效率为___________。在这个过程中，重物的机械能将___________（选填“变大”、“不变”、“变小”）。
15．如图所示，光滑轨道固定在竖直平面内形成一重力势阱，两侧高分别为和。可视为质点的小物块质量为，静置于水平轨道处。设重力加速度为；若以处所在平面为重力势能零势能面，物块在处机械能为_________，一质量为的小球从处静止落下，在处与滑块相撞后小球将动能全部传给滑块，随后滑块从陷阱右侧滑出，其到达处的速度大小为_________________。
16．一个质量1kg的物体，位于离地面高1.5m处，比天花板低2.5m。以地面为零势能位置时，物体的重力势能等于________；以天花板为零势能位置时，物体的重力势能等于________。该物体的重力势能为零时，应取________为零势能位置。
17．质量为10千克的物体在水平拉力作用下沿水平桌面运动，若物体与桌面间摩擦系数为0.25，使物体以4米/秒的速度匀速运动4米时，拉力做功为________，以1米/秒2的加速度从静止开始匀加速运动4米时，拉力做功为________。
三、解答题
18．某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示，赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动距离L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点，并能越过壕沟。已知赛车质量m＝0.1 kg，通电后以额定功率P＝1.5 W工作，进入竖直轨道前所受阻力Ff恒为0.3 N，随后在运动中受到的阻力均可不计。图中L＝10.00 m，R＝0.32 m，h＝1.25 m，x＝1.50 m，取g＝10 m/s2。
(1)要使赛车能完成圆周运动，赛车到达B点时速度至少为多大？
(2)要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？
19．质量为m的物块（可视为质点）在水平面上以某一速率v0（未知）从A点开始沿ABC做匀减速直线运动，恰好到C点停止。已知B点是AC的中点，AC长为2L，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。
（1）求物块从A点运动到B点的时间t；
（2）若物块运动到B点时，即对其施加一水平恒力F，F作用2t时间后，物块的速度大小变为，方向与物块在A点时速度方向一致，求F的大小。
20．如图甲所示为重庆钓鱼城复制的古代抛石机，据史料记载，通过使用钓鱼城抛石机发射礌石可打中300多米外的目标，据说当时的蒙哥在攻打钓鱼城时就是被这种礌石击中而死。某同学据此制作了一个抛石机模型如图乙所示，炮架上横置一个可以转动的轴，固定在轴上的长杆起杠杆作用。长杆可绕转轴转动，转轴到A的距离，转轴到的距离，发射前长杆A端着地且与地面成，当在A端小凹槽中放置一质量的小球时，用手拉绳转动长杆另一端，当转动至点正下方时，点位置的线速度。此时长杆受到装置作用迅速停止转动，A端小凹槽中的小球将从最高点水平飞出，空气阻力可忽略不计，，，重力加速度。求：
（1）小球从最高点飞出前对小凹槽在竖直方向上的压力；
（2）小球落地时的动能。
21．宇航员在一行星上以速度v0竖直上抛一质量为m的物体，不计空气阻力，经2t后落回手中，已知该星球半径为R，求：
（1）该星球的第一宇宙速度的大小；
（2）该星球的第二宇宙速度的大小，已知取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为r时的引力势能Ep＝－G。（G为万有引力常量）
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参考答案：
1．A
2．D
3．B
4．D
5．C
6．D
7．B
8．C
9．D
10．A
11．C
12．C
13． 4 2 8 1
14． 0.6 83.3℅ 变大
15．
16． 物体所在的水平面
17． 100J 140J
18．(1)4 m/s　(2) s
19．（1）；（2）2.5μmg
20．（1），方向竖直向上；（2）
21．（1）；（2）
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