第一章《功和机械能》单元练习（Word版含答案）

第1章《功和机械能》基础练习2021-2022学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．如图所示，某人乘扶梯匀加速上升。关于力对物体做功的情况，下列说法正确的是（　　）
A．水平台阶对人的支持力不做功 B．水平台阶对人的支持力做正功
C．水平台阶对人的摩擦力做负功 D．水平台阶对人的摩擦力不做功
2．我国计划在2060年达到“碳中和”目标，到时生产、生活排放的碳总量与植被吸收的碳总量将达到平衡，为了实现这一目标。未来四十年我国应减少使用的能源是（　　）
A．水能 B．石油能源 C．太阳能 D．风能
3．一个凹形圆弧轨道ABC竖直固定放置，A、C两点连线水平，B为轨道的最低点，且B到AC连线的距离为h。质量为m的滑块从A点以初速度v0 = 沿轨道的切线方向进入轨道，运动到B点时的速度大小。已知物体与轨道的动摩擦因数处处相同，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．从A到B，滑块所受的合外力的方向始终指向圆心
B．在B点，滑块处于失重状态
C．滑块一定会从C点滑出轨道
D．滑块一定不会从C点滑出轨道
4．一质点做初速度为v0的匀加速直线运动，从开始计时经时间t质点的动能变为原来的9倍。该质点在时间t内的位移为　（　　）
A．v0t B．2v0t
C．3v0t D．4v0t
5．如图所示，一子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的未块，子弹未穿透木块，假设子弹与本块之间的作用力大小恒定，若此过程中产生的内能为5J。则此过程中术块动能不可能增加了（　　）
A．8J B．4J C．3.8J D．2.4J
6．重庆由于其良好的生态环境和有利的地理位置，是鸟类的好居处。如图所示，质量为m的鸽子，沿着与水平方向成角、斜向右上方的方向以大小为v的速度匀速飞行，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）
A．鸽子处于失重状态 B．空气对鸽子的作用力大于
C．空气对鸽子的作用力的功率为 D．鸽子克服自身的重力的功率为
7．如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中（　　）
A．弹簧的最大弹性势能等于2mgA
B．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变
C．物体在最低点时的加速度大小应为2g
D．物体在最低点时的弹力大小应为mg
8．如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，则（　　）
A．两物块的速度变化量相同 B．A物体的机械能守恒，B的机械能不守恒
C．A、B落地的时间之比为 D．重力做功的平均功率相同
9．如图所示，DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零，如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度(已知物体与斜面及水平面之间的动摩擦因数处处相同且不为零)(　　)
A．等于v0 B．大于v0
C．小于v0 D．取决于斜面
10．固定滚轮训练是飞行员为提高空间定向能力而特有的一种训练手段。如图所示，固定滚轮是转轴固定可在竖直面内绕轴自由转动的轮子，训练时飞行员手脚支撑在轮子上做圆周运动。已知飞行员质量为m，滚轮半径为R，滚轮质量可忽略，某次训练中飞行员双臂间的夹角为120°，飞行员恰好能在竖直面内做完整圆周运动，当其头部转动到最低点时，踏板对脚无作用力，此时（　　）
A．飞行员脚的线速度大小为 B．飞行员重心的线速度大小为
C．每个手臂的支持力大小为5mg D．飞行员身体的最大向心加速度大小为5g
11．有一固定轨道ABCD如图所示，AB段为四分之一光滑圆弧轨道，其半径为R，BC段是水平光滑轨道，CD段是倾斜光滑轨道，BC和CD间用一小段光滑圆弧连接。有编号为1、2、3、4完全相同的4个小球（小球不能视为质点，其半径rA．四个小球在整个运动过程中始终不分离
B．当四个小球在圆弧轨道上运动时，2号球对3号球不做功
C．当四个小球在水平轨道上运动时，2号球对3号球做正功
D．当四个小球在CD倾斜轨道上运动时，2号球对3号球做正功
12．如图所示，一倾角为的斜面固定在水平地面上，连有轻质弹簧的物块C静止于斜面底端挡板处，若斜面P点上方粗糙，P点下方光滑（包括P点）。在弹簧另一端连接一铁块B后恰好能静止于斜面上的P点。另有相同材料的铁块A从斜面上离P点距离为处以的初速度沿斜面向下运动并与B发生正碰，碰撞时间极短，碰后A、B紧贴在一起运动但不粘连。已知物块A、B、C的质量均为，且均视为质点，铁块与斜面的动摩擦因数为。弹簧劲度系数，弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能，指弹簧形变量，下列说法正确的是（ ）
A．碰撞前弹簧的伸长量为 B．A、B在P点上方处分离
C．A停止的位置距离P点的距离是 D．物块C刚离开挡板时B物体的速度为
二、填空题
13．汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，如图所示为牵引力F与速度v的关系，加速过程在图中的N点结束，所用的时间，经历的路程，8s后汽车做匀速运动，若汽车所受阻力始终不变，则汽车匀速运动时的阻力大小为______，汽车的质量为______。
14．质量为 2kg 的小球从高空自由下落，5秒后落地则该小球下落1秒末时的重力做功率是____________，下落的前3秒内重力做功的功率又是多少______________（忽略空气阻力，g取10m/s2）
15．质量为的钢球从空中做自由落体运动，内重力做功是______，末重力做功的瞬时功率是______。
16．快递员驾驶电动车配送货物，人和车的质量为250kg，货物的质量为50kg，送货和返回过程电动车的v-t图像如图所示，两过程中电动车都是先匀加速启动，后保持额定功率行驶。已知电动车受到的阻力与其总重力成正比，匀加速的最大速度均为2.4m/s，则电动车的额定功率为_________W；返回时电动车的最大速度为_________ m/s。（g取10m/s2）
17．前后相距60m的两辆相同汽车在同一平直公路上以恒定功率P匀速行驶，速度为54km/h，经过公路上同一位置后立刻以恒定功率1.5P行驶，设行驶过程中阻力不变，经过足够长时间后，两车通过同一位置的时间间隔_______4s（填大于、小于或等于），两车的间距为_______m。
18．在验证机械能守恒的实验中，某同学利用图甲中器材进行实验，正确的完成实验操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。
在实验数据处理中，某同学取A、B两点来验证实验，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，g取9.8m/s2，测量的结果记录在下面的表格中：
项目 x1（cm） A点瞬时速度（m/s） x2（cm） B点瞬时速度（m/s） AB两点间距离cm
数据 4.00 1.00 12.80 3.20 48.00
（1）若重物和夹子总质量为0.6kg，则由A到B过程中，其动能的增加量为___________J，重力势能的减少量为___________。（结果保留3位有效数字）
（2）本实验的结论为___________。
19．甲同学用如图所示装置做“探究合力的功与动能改变量的关系”的实验
（1）图乙是该同学实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s，图中，，。测出小车的质量为M=0.45kg，钩码的总质量为m=0.05kg。该同学认为绳子拉力等于钩码的重力，则从打B点到E点的过程中，合力对小车做的功是______J，小车动能的增量是______J；（取，结果保留2位有效数字）
（2）该同学经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增加量大一些，这一情况可能是下列哪些原因造成的______。
A．在接通电源的同时释放了小车
B．小车释放时离打点计时器太近
C．钩码作匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力
D．长木板的倾角太小
三、解答题
20．质量m=2kg的小球从高10m的楼上自由下落，g取10m/s2，求：
（1）整个下落过程重力对小球做的功；
（2）落地瞬间重力的功率。
21．某物理探究项目组设计了如图所示的弹射装置，每次实验时通过拉杆将弹射器的轻质弹簧压缩到最短后释放，将放置在弹簧前端的质量为m的小滑块从A点水平弹出，滑行距离R后经过B点，无碰撞地进入细口径管道BCD，最后从D点水平飞出。整个轨道处在同一竖直面内，管道BC部分为长度可伸缩的软管，CD部分为半径为R、可上下调节的圆弧管道，圆心始终在D点正下方。轨道仅AB段粗糙，滑块与AB段的动摩擦因数为μ。以D点正下方平台上的O点为原点、向右为正方向建立x轴，在处竖直放置高度为2R的竖直挡板EF。当D点距平台的高度h=10R时，小滑块恰好无法从D点射出。管道的口径略大于滑块，滑块在管道中运动时管道形状不发生改变，不计空气阻力、滑块的大小和挡板的厚度，重力加速度为g。求：
（1）弹簧被压缩到最短时的弹性势能；
（2）调整D点距平台的高度h=6R时，滑块经过D点时对管道的作用力；
（3）调整D点距平台的高度，求滑块落在挡板右侧到O点的距离范围。
22．如图所示，一滑雪道由和两段滑道组成，其中段倾角为，段水平，和段由一小段光滑圆弧连接，一个质量为的背包在滑道顶端A处由静止滑下，若后质量为的滑雪者从顶端以的初速度、的加速度匀加速追，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起，背包与滑道的动摩擦因数为，重力加速度取，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化，求：
（1）滑道段的长度；
（2）若滑雪者拎起背包瞬间的共同速度为，在水平轨道上滑行了就停下来了，则二者在水平轨道上滑行受到的阻力多大？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．B
3．C
4．B
5．A
6．D
7．A
8．D
9．A
10．C
11．A
12．B
13．
14． 200W 300W
15． 300
16． 720 4.8
17． 等于 90
18． 2.77 2.82 在实验误差允许的范围内，重物下落过程中机械能守恒
19． 0.051 0.047 CD
20．（1）200J；（2）
21．（1）；（2），方向竖直向上；（3）
22．（1）9m；（2）87.5N
答案第1页，共2页
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