第一章《功和机械能》过关训练卷（Word版含答案）

第1章《功和机械能》过关训练卷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．某公园在冬季设置了如图1所示的“雪圈滑雪”游乐项目。游客坐在雪上从倾斜滑道的顶端由静止开始下滑，然后在水平滑道上继续滑行一段距离后停止运动。倾斜滑道可视为斜面，水平滑道可视为水平面，侧视图如图2所示，不计空气阻力。沿水平滑道向前运动的过程中，游客和雪圈的动能（ ）
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．保持不变 D．先增大后减小
2．下列说法不正确的是（　　）
A．的功大于的功
B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功
C．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动
D．功是矢量，正、负表示方向
3．如图所示，在倾角为30°的斜面上的同一点将质量相等的A、B两小球（可视为质点）分别沿竖直和水平方向抛出，两小球在空中运动相同时间后再次落回斜面上，不计空气阻力。则关于两小球从抛出到落回斜面的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．A．、B两小球抛出时的速度大小之比为
B．A、B两小球落回斜面时的速度大小之比为
C．A、B两小球落回斜面时重力的瞬时功率之比为
D．A、B两小球落回斜面时重力的瞬时功率之比为
4．如图所示，一根足够长的圆管竖直固定在地面上，管内有一劲度系数为k＝10 N/m的轻质弹簧，弹簧上端连有质量可以忽略的活塞，下端连有质量为m＝0.1 kg的小球（小球直径小于管径），已知活塞与管壁间的最大静摩擦力Ff＝1.4 N，弹簧从自然长度开始伸长x的过程中平均弹力为F＝kx，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g＝10 m/s2。当弹簧处于自然长度时由静止释放小球，在小球第一次运动到最低点的过程中（　　）
A．小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动直到静止
B．弹簧的最大伸长量为0.24 m
C．当小球运动到最低点时，弹簧的弹性势能为0.098 J
D．活塞克服摩擦力做的功为0.105 J
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．如图所示为一辆新能源电动汽车，发动机的额定功率为9.0×104W。当汽车以10m/s的速度沿水平路面匀速行驶时，牵引力大小为3.0×103N，此时汽车发动机输出的实际功率为（　　）
A．1.0×104W B．1.5×104W C．3.0×104W D．9.0×104W
7．一质量为1 kg的物体（视为质点）静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是 （　　）
A．0～2 s内外力的平均功率是5 W
B．第2 s内外力所做的功是4 J
C．第2 s末外力的瞬时功率最大
D．第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9∶4
8．如图所示，将小球从点正上方的点以某一速度水平抛出，仅改变点离地的高度，小球均能击中水平面上的A点。若抛出点离地的高度越高，则（　　）
A．小球平抛的初速度越大
B．小球击中A点时，重力的功率一定越大
C．小球击中A点时，动能一定越大
D．小球击中A点时，动能一定越小
9．半径为R的内壁光滑的圆环形轨道固定在水平桌面上，轨道的正上方和正下方分别有质量为和的小球A和B，A的质量是B的两倍，它们在轨道内沿逆时针滚动，经过最低点时速率相等；当B球在最低点时，A球恰好通过最高点，如图所示，此时轨道对桌面的压力恰好等于轨道重力，当地重力加速度为g。则小球在最低点的速率可表示为（　　）
A． B． C． D．2
10．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。将一内壁光滑圆管弯成半径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。通过调整细管长度改变半圆半径R的大小，其他条件保持不变，欲使从细管下端水平飞出的小物块落地点到D点得水平距离最大，求此时R的大小及小物块落地点到D点的水平距离。（　　）
A．R=0.5m，x=2.4m B．R=0.4m，x=2.8m
C．R=0.4m，x=2.4m D．R=0.5m，x=2.8m
11．我国的民用无人机技术发展迅速，目前已占据全球市场一半以上。某品牌无人机出厂前进行竖直飞行测试，发动机起飞一段时间后关闭，再经历一小段时间到达最高点。已知无人机发动机提供的升力大小恒定，空气阻力恒为重力的0.25倍，无人机的动能E与上升高度h的关系如图所示，则下列论述错误的是（　　）
A．无人机的升力大小是68.6N
B．无人机的质量是4kg
C．空气阻力的大小是8N
D．加速段与减速段时间之比为7：5
12．如图所示，与水平面成角的传送带以的速度顺时针运行，质量为的小物块以初速度从底部滑上传送带，物块恰好能到达传送带顶端。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，取重力加速度。下列说法正确的是（　　）
A．传送带从底端到顶端的长度为1m
B．物体在传送带上向上运动的时间为0.5s
C．物块在传送带上留下的划痕长度为1.25m
D．物体在传送带上向上运动过程中与传送带摩擦产生的热量为3.75J
二、填空题
13．若用绳子将质量为的物体竖直向上拉，空气阻力大小恒为10N，运动图线如图所示，则5s内拉力F做的总功为________J，克服重力做的总功为_________J，克服空气阻力做的总功为_________J，合外力做的总功为________J．(g=10m/s2)
14．某球员定点罚球，篮球刚好水平越过篮筐前沿。已知罚球点离篮筐前沿的水平距离为4.2m，罚球的出球点与篮球运动最高点间的高度差为0.8m，篮球质量为0.6kg，这次罚球该球员对篮球做的功为38J，不计空气阻力，则篮球从出球点运动到最高点，重力势能增加了___________J，篮球从罚球点篮球员手中到最高点时的机械能增加___________J。
15．如图所示，水平地面士的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。则0-2s物体没有被推动，此时物体受到的阻力为______N。4~6s内推力F对物体所做的功为______J。
16．如图所示，一个粗糙的水平转台以角速度匀速转动，转台上有一个质量为m的物体，物体与转台中心O用长为L的绳连接，此时物体与转台处于相对静止状态，设物体与转台间的动摩擦因数为，若转盘突然停止转动，则物体在转台上继续运动的距离为___________。
17．质量为1kg的物体从某一高度开始做自由落体运动，3s后物体着地。则该物体下落过程中重力的平均功率是_____W；落地时重力的瞬时功率是_____W。
18．一辆动车组的总质量M=2.0×105kg，额定输出功率为4800kW。假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为270km/h，受到的阻力f与速度v满足f=kv，该动车组以最大速度匀速行驶时的牵引力为________N，当匀速行驶的速度为最大速度一半时，动车组的输出功率为________kW。
19．如图所示是“探究加速度与力、质量之间的关系”实验装置，已知位移传感器可以实时测量物体的位移、速度和加速度。
（1）下列实验操作正确的是_______。
A．由于小车车轮的滚动摩擦较小，本实验不需要补偿摩擦力
B．由于本实验采用了传感器，因此钩码的质量不必远远小于小车的质量
C．小车释放前应靠近接收器
（2）除了图中器材，本实验还需要用到的器材是_______；
（3）在完成实验步骤后，用图像法处理数据，得到小车加速度的倒数与小车质量M的关系，正确的是_______；
A．B． C． D．
（4）本实验装置还可以用于下列哪些实验_______；
A．探究小车速度随时间变化的规律
B．探究做功与物体速度变化的关系
C．验证机械能守恒定律
20．（1）下列实验中，需要平衡摩擦力的是________（多选）。
A．探究小车速度随时间变化的规律
B．验证机械能守恒定律
C．探究功与速度变化的关系
D．探究加速度与力、质量的关系
（2）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中得到一条纸带，在打出的点中依次选取连续的点A、B、C、D、E、F，所用交流电源的频率为50Hz。利用图中刻度尺读取数据并计算出打E点时小车的速度为_________m/s（结果保留三位有效数字）。
（3）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是_______。
A．电磁打点计时器接220V交流电源
B．需要用刻度尺测量重物下落的高度
C．需要用秒表测量重物下落的时间
三、解答题
21．光滑水平面上一质量为m=2kg的滑块,现对该滑块施加一与水平方向成θ=37斜向右上方的恒力F,滑块在该力作用下沿水平方向向右做直线运动,某段时间内的位移大小为l=2m.已知恒力的大小为F=10N,重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8.求：该时间段内拉力F做的功为多少
22． 汽车以80 kW的恒定功率沿平直公路做匀速直线运动，其速度大小为20 m/s，则汽车在该公路上行驶时所受的阻力大小为多少？若汽车以10 m/s匀速行驶，阻力大小不变，则汽车的实际功率为多少？
23．如图所示，水平传送带足够长，顺时针运动的速度v=4m/s，与倾角为37°的斜面的底端P平滑连接，将一质量m=2kg的小物块从A点静止释放。已知A、P的距离L=9m，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为、，取重力加速度，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求物块：
（1）第1次滑过P点时的速度大小；
（2）第1次在传送带上往返运动的时间t；
（3）从释放到最终停止运动，与斜面间摩擦产生的热量Q。
24．在一次阅兵式中，某车辆方队长，开始时排头在A处，整体处于静止待命状态，上午8点50分接到命令，整个方队由静止状态开始沿着直线方向做匀加速直线运动，排头到达B后，整个方队改做匀速直线运动，接受检阅，在上午8点53分20秒时车辆方队排尾通过C位置，已知：段长度为，段长度为，整个过程车辆间距与方队长度均保持不变。求
（1）方队在段的速度大小；
（2）方队在段加速运动时的加速度大小；
（3）方队中某车质量为，所受阻力恒为车重的0.1倍，在上午8点50分50秒时该受阅车辆的输出功率。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．C
4．C
5．B
6．C
7．D
8．B
9．C
10．A
11．B
12．D
13． 770 700 10 0
14． 4.8 38
15． 1 16
16．
17．
18．
19． C 天平 C AB
20． CD 0.925 B
21．16J
22．4000N；
23．（1）6m/s；（2）12.5s；（3）88J
24．（1）；（2）；（3）
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