第四章 机械能及其守恒定律 章末复习题（Word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》章末复习题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．如图所示，同一物体在重力作用下沿三条不同的轨道从A滑到B，已知物体和这三条轨道间的动摩擦因数相同，则重力对该物体的做功情况是（　　）
A．沿轨道Ⅰ做功最少 B．沿轨道Ⅱ做功最少 C．沿轨道Ⅲ做功最少 D．沿三条轨道做功一样多
2．打扫卫生时，甲同学先将凳子缓慢向上搬起，等乙同学打扫后再将凳子缓慢放回原处。此过程中甲同学对凳子的做功情况、以及凳子重力势能的变化情况分别是（　　）
A．甲先做正功后做负功；凳子的重力势能先增大后减小
B．甲先做负功后做正功；凳子的重力势能先减小后增大
C．甲先做负功后做正功；凳子的重力势能先增大后减小
D．甲一直做正功；凳子的重力势能先减小后增大
3．如图是甲、乙、丙、丁四个物体的物理量随时间变化关系的图像，下列说法正确的是（　　）
A．甲物体的机械能一定守恒
B．乙物体受到的合力越来越大
C．丙物体相同时间内的速度变化量相同
D．丁物体的速度越来越大
4．2012年2月25日，我国成功发射第十一颗北斗导航卫星，北斗导航系统的组网又向前迈进了一步。卫星发射上升过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为（　　）
A．重力做正功，重力势能减小 B．重力做正功，重力势能增加
C．重力做负功，重力势能减小 D．重力做负功，重力势能增加
5．如图所示，质量为m的小车在与竖直方向成角的恒定拉力F的作用下，沿水平地面向左运动一段距离l，在此过程中，小车受到的阻力大小恒为f；则（　　）
A．拉力对小车做功为Fl B．支持力对小车做功为零
C．阻力对小车做功为f l D．重力对小车做功为mgl
6．如图所示，撑杆跳是运动会中非常具有观赏性的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性。运动员助跑时杆未发生形变，撑杆起跳后杆弯曲程度逐渐变大，到运动员水平越过横杆时，杆竖直且恢复原状。关于撑杆起跳到运动员越过横杆过程，下列说法正确的是（　　）
A．杆的弹性势能先增大后减小 B．杆一直对运动员做负功
C．运动员越过横杆正上方时速度为零 D．以上说法均错误
7．每年春节前江西农村都有捣年糕的习俗，借此来寓意“年年发财、步步高升”。捣年糕时，一人将“石杵”一起一落挥动，另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团，直到米粉团柔软而有弹性。已知“石杵”质量为20 kg，每分钟上下挥动20下，每次重心上升的高度约为90 cm，则人挥动“石杵”做功的功率约为 （　　）
A．60 W B．120 W C．180 W D．540 W
8．如图（a）所示，倾角为30°的固定光滑斜面底端有一固定挡板，轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为m的物块相连（不拴接），初始时处于静止状态。现对物块施加沿斜面向上的外力F，使物块向上做匀加速运动，经过0.5s弹簧恢复原长，图（b）是外力F随物块位移变化的图像，重力加速度g取10m/s2，下列说法中正确的是（　　）
A．弹簧的劲度系数为160N/m
B．图（b）中F0=25N
C．在弹簧恢复原长的瞬间，外力F的功率为14W
D．在弹簧恢复原长的过程中，弹簧的弹性势能减少了2.5J
9．如图所示，长为L的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球，其下方有一个倾角为θ的光滑斜面体，放在光滑水平面上．开始时小球刚好与斜面接触无压力，现在用水平力F缓慢向左推动斜面体，直至细绳与斜面平行为止，对该过程中有关量的描述正确的是（　　）
A．绳的拉力和球对斜面的压力都在逐渐减小
B．绳的拉力在逐渐减小，球对斜面的压力逐渐增大
C．重力对小球做负功，斜面弹力对小球不做功
D．推力F做的总功是mgL（1-cosθ）
10．一质量为1500kg的汽车，在平直路面上从静止开始在1500N的合外力作用下以恒定加速度启动，当速度达到20m/s时功率达到额定功率，接着以额定功率继续加速，最后以30m/s的最大速度匀速运动，整个运动过程中汽车所受阻力恒定，下列说法正确的是（　　）
A．汽车的额定功率为80kW
B．汽车的额定功率为90kW
C．汽车受到的阻力大小为2000N
D．汽车受到的阻力大小为4000N
11．如图所示为运动员参加撑杆跳高比赛的示意图，对运动员在撑杆跳高过程中的能量变化描述正确的是（　　）
A．加速助跑过程中，运动员的机械能不断增大
B．运动员越过横杆正上方时，动能为零
C．起跳上升过程中，运动员的机械能守恒
D．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增大
12．如图所示，将一小物块从倾斜轨道上的M点静止释放，滑至水平轨道上的N点速度为v，已知小物块与倾斜轨道、水平轨道的动摩擦因数相同，且能平顺滑过轨道拼接处无能量损失。现将倾角调大，如图中虚线QK，K为MN连线与斜轨的交点，Q与M等高，下列说法正确的是（　　）
A．从Q点静止释放，到达N点时速度等于v
B．从Q点静止释放，到达N点时速度小于v
C．从K点静止释放，到达N点时速度等于v
D．从K点静止释放，到达N点时速度小于v
二、填空题
13．如图所示，ABCD为光滑轨道，其中ABC为半径是R的四分之一圆弧，CD水平。今有一根粗细均匀的细杆恰好搁在AC之间，现由静止开始释放细杆，最后细杆在CD上滑行的速度为v＝______。
14．取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力。该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为_____________。
15．两平行板电容器的电容之比为C1：C2＝3：2，带电量之比为Q1：Q2＝3：1，若两个电子分别从两电容器的负极板运动到正极板，它们的动能增量之比_______。
16．质量的物体在水平面上滑行，其动能随位移变化的规律如图所示，则物体与水平面间的动摩擦因数为______。（g取）
17．将重为的物体沿着竖直方向向上以的加速度匀减速上升高，此过程中物体的动能变化了______J，拉力对物体做了________J的功。（g取，空气阻力不计）
三、解答题
18．如图所示为一水平的转台，半径为R，一质量为m的滑块放在转台的边缘，已知滑块与转台间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。若转台的转速由零逐渐增大，当滑块在转台上刚好发生相对滑动时，转台对滑块做了多少功？
19．传送带是工业生产中常见的机械之一，图甲所示是某实验小组做实验时使用的一套装置，小型传送带与水平面之间的倾角设置成30°。该小组首先让传送带以的速度顺时针运转，然后将一质量的小滑块轻放在传送带底端，小滑块沿传送带上滑。测得小滑块的速率-时间图像如图乙所示，已知传送带顶端与底端的高度差为，g取，小滑块可视为质点。
（1）小滑块与传送带之间的动摩擦因数为多大？（可用分数及根号形式表达）
（2）小滑块从底端传送到顶端过程中，传送带由于传送小滑块而多消耗的电能为多少？
20．如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器，光滑水平轨道，竖直光滑半圆轨道、，光滑水平轨道，长度可调的粗糙水平轨道组成。游戏时滑块从点弹出，经过两半圆轨道和两水平轨道后，由点抛出，运动中要求滑块不脱离轨道。已知半径，半径，长也为，最长为，滑块与之间的动摩擦因数。滑块质量且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。
（1）若弹簧的弹性势能，求在处受到半圆轨道的支持力大小；
（2）取轨道长，若滑块能到达点，求弹簧的弹性势能最小值；
（3）若弹簧的弹性势能，调节长度，求滑块落到水平台面上离点的距离范围。
21．如图中甲所示是游乐园的过山车，其局部可简化为图乙所示的示意图，倾角θ=37°的两平行倾斜轨道BC、DE的下端与水平半圆形轨道CD顺滑连接，倾斜轨道BC的B端距轨道CD所在水平面的竖直高度h=24 m，倾斜轨道DE与圆弧轨道EF相切于E点，圆弧轨道EF的圆心O1、水平半圆轨道CD的圆心O2在同一水平面上，D点与O1点之间的距离L=20 m，质量m=1 000 kg的过山车（包括乘客）从B点由静止开始滑下，经过水平半圆轨道CD后，滑上倾斜轨道DE，到达圆弧轨道顶端F时，乘客对座椅的压力为自身重力的。已知过山车在BCDE段运动时所受的摩擦力与轨道对过山车的支持力成正比，比例系数μ=，圆弧轨道EF光滑，整个运动过程中空气阻力不计，过山车经过各轨道之间的连接点时无机械能损失。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10 m/s2）
（1）求过山车过F点时的速度大小；
（2）求从B点到F点的整个运动过程中摩擦力对过山车做的功；
（3）过山车过D点时发现圆弧轨道EF有故障，为保证乘客安全，立即触发制动装置，使过山车不能到达EF段并保证不再下滑，设触发制动装置后，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则过山车受到的摩擦力至少为多大？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．A
3．C
4．D
5．B
6．A
7．A
8．D
9．B
10．B
11．A
12．D
13．
14．
15．2：1
16．0.2
17． 50 450
18．
19．（1）；（2）
20．（1）；（2）；（3）
21．（1）3m/s；（2）-7.5×104 J；（3）6000 N
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