第4节势能及其改变 同步练习（Word版含答案）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册第一章第4节势能及其改变
每课自我检测
一、单选题
1． 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
2． 如图所示，小球沿竖直光滑圆轨道内侧运动到最高点时，小球的机械能E机、重力势能Ep（取圆轨道的最低点重力势能为零）和动能Ek的相对大小（用柱形高度表示），可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3． 如图所示，电梯的质量为，其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为的物体。电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当电梯上升高度为时，电梯的速度达到，此时物体的速度也为，重力加速度为，则在这段运动过程中，以下说法正确的是（ ）
A．轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于
B．钢索的拉力所做的功等于
C．轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于
D．钢索的拉力所做的功等于
4． 物体运动过程中，重力对其做功，则物体的（ ）
A．动能一定增加 B．动能一定减少
C．重力势能一定增加 D．重力势能一定减少
5． 神舟十三号载人飞船入轨后经历多次机动变轨，于北京时间10月16日6时56分与空间站组合体成功实现自主快速交会对接，顺利完成入轨状态设置，成功对接于天和核心舱径向端口，如图所示，假设神舟十三号载人飞船A与天和核心舱B（均可看成质点）对接前分别在轨道1和轨道2上做圆周运动。神舟十三号载人飞船A在适当位置经短时加速变轨后与轨道2上运行的天和核心舱B于P点实现对接，不计飞船发动机喷气的质量损耗，下列说法错误的是（ ）
A．A在轨道1上运行时的加速度大于在轨道2上运行时的加速度
B．随着航天技术的发展，可以实现飞船与空间站的同轨加速追及对接
C．A与B对接后在高轨道的运行速度比A在原轨道的运行速度小
D．在A的变轨过程中，A的引力势能逐渐增加
6． 在四川凉山木里森林火灾中，应急部门快速反应，紧急调度4架直升机洒水灭火。如图甲所示，直升机静止在空中通过绳索吊装水箱时，水箱在绳索的作用下由静止开始竖直向上运动；运动过程中水箱的机械能与其竖直位移变化关系的图像如图乙所示，其中段为曲线，段为直线。若忽略摩擦阻力和空气阻力，则（ ）
A．在段所示的过程中，绳索的拉力逐渐增大
B．在段所示的过程中，绳索的拉力一直不变
C．在段所示的过程中，水箱的动能一直增加
D．在段所示的过程中，水箱一定处于超重状态
7． 如图所示，倾斜放置的传送带AB长为10m，以大小为v=3m/s的恒定速率顺时针转动，传送带的倾角，一个质量为2kg的物块轻放在传送带A端，同时给物块施加一个沿斜面向上的恒定拉力F，物块先加速后匀速从A端运动到B端，物块运动的时间为4s，物块与传送带的动摩擦因数为0.5，重力加速度为10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在物块向上运动过程中（ ）
A．物块加速运动时的加速度大小为2.5m/s2
B．物块加速运动的时间为s
C．物块匀速运动时，受到的摩擦力大小为4N
D．物块与传送带之间，因摩擦产生的热量为20J
8． 质量为的物体沿水平面向右做直线运动，时刻受到一个水平向左的恒力F作用，如图甲所示。此后物体的图像如图乙所示，取水平向右为正方向，g取，则（ ）
A．12s内物体的位移为12m B．物体与水平面间的滑动摩擦力大小为6N
C．8s末恒力F的瞬时功率为13.5W D．0 ~ 2s内摩擦产生的热量为18J
9． “给你一个上天的机会，圆你飞行梦”，这是杭州一家风洞体验馆的宣传语。室内风洞体验是模拟真实跳伞的一种新型安全的极限运动，深受年轻人的喜爱。如图所示体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中（ ）
A．合力做正功且动能增加量大于重力势能减少量
B．合力做正功且动能增加量小于重力势能减少量
C．合力做负功且动能增加量小于重力势能减少量
D．合力做负功且动能增加量大于重力势能减少量
10．如图所示，在光滑水平桌面上有一个质量为m的质点，在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下，以初速度v0从A点开始做曲线运动，图中曲线是质点的运动轨迹。已知在ts末质点的速度达到最小值v，到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，则下列说法不正确的是（ ）
A．恒定外力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且
B．质点所受合外力的大小为
C．质点到达B点时的速度大小为
D．ts内恒力F做功为
二、多选题
11．如图甲所示，倾角为θ＝37°的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量m＝2kg的小物体轻轻放在传送带的A端，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，2s末物体到达B端，取沿传送带向下为正方向，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，则（ ）
A．小物体在传送带A、B两端间运动的平均速度为7m/s
B．物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5
C．2s内物体机械能的减少量△E＝24 J
D．2s内物体与传送带摩擦产生的内能Q＝48J
12．如图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于平衡状态。现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接将物体拉到B点，第二次先将物体拉到C点，再使其回到B点，则这两次过程中（ ）
A．物体的重力势能改变量不相等
B．弹簧的弹性势能改变量相等
C．摩擦力对物体做的功相等
D．斜面弹力对物体做功均为零
13．在距地面高d处由静止释放一小球，小球向下运动过程中受到的阻力不能忽略，以地面为重力势能的零势能面，物体的机械能E随小球到地面的高度h的变化关系图像如图所示，图中纵坐标b、c为已知数据，重力加速度为g。根据图像判断下列说法正确的是（ ）
A．小球的质量等于 B．当时，小球的动能等于
C．运动过程中小球受到的阻力大小恒为 D．小球运动的加速度等于
14．如图所示，内壁光滑的玻璃管竖直地放在水平地面上，管内底部竖直放有一轻弹簧，弹簧处于自然伸长状态，正上方有两个质量均为m的a、b小球，用竖直的轻杆连着，并处于静止状态，球的直径比管的内径稍小。现释放两个小球，让它们自由下落，重力加速度大小为g。则在从b球与弹簧接触至运动到最低点的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．a球的动能一直减小
B．杆的弹力一直增大
C．b球到达最低点时弹簧的弹力大于
D．a球减少的机械能大于b球减少的机械能
15．如图所示，质量为m的小球从固定半圆形槽上与圆心等高的P点上方O处无初速度释放，进入半圆形槽后，从P点运动B点的过程中，小球做匀速圆周运动。B点是最低点，半圆形槽左右两边的粗糙程度呈对称分布，半径为R。OP间的距离为R，A点与C点等高，与B点的高度差为，重力加速度为g，则（ ）
A．小球可能从半圆形槽左边冲出槽口
B．小球第一次由P点运动到A点克服摩擦力做的功等于由A点运动到B点克服摩擦力做的功
C．小球第一次由A点运动到B点克服摩擦力做的功等于由B点运动到C点克服摩擦力做的功
D．小球最终一定会停在B点
三、解答题
16．如图所示，传送带与水平面夹角θ=37°，以恒定速率v=10m/s沿顺时针方向转动。现在传送带上端A处无初速度地放一质量m=1kg的小煤块（可视为质点，忽略滑动过程中的质量损失），小煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知传送带上A到B的长度L=16m。取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）小煤块刚开始运动时的加速度大小；
（2）小煤块从A运动到B的时间；
（3）从A到B的过程中小煤块和传送带因摩擦而产生的热量。
17．如图所示的轨道由倾角为的直线AB段、水平轨道BC段、圆轨道以及水平轨道CE段组成。将一质量为m、可视为质点的物块由轨道A点无初速释放，经过B点时不计额外能量损失，物块可由C点进入竖直的圆轨道。已知物块与轨道AB、BC、CE段的动摩擦因数均为μ=0.5，其余部分的摩擦力均可忽略不计，已知AB=8L、BC=L，重力加速度为g，sin37=0.6，cos37=0.8。求：
（1）欲使物块不脱离竖直圆轨道，则竖直圆轨道的半径R应满足什么条件；
（2）若R=1.2L，则物块最终停止的位置。
2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册第一章第4节势能及其改变（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D C D B B B C B D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BD BD ACD BC BD
三、解答题
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）或；（2）在BC段，离B点0.24L处
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