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》单元练习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．在水平路面上有一辆以36 km/h行驶的客车，在车厢后座有一位乘客甲，把一个质量为4 kg的行李以相对客车5 m/s的速度抛给前方座位的另一位乘客乙，则行李的动能是（　　）
A．500 J B．200 J C．450 J D．900 J
2．如图所示，把一小球放在竖立的轻弹簧上，并把小球往下按至A的位置，迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．从A运动到B的过程中，小球的机械能守恒
B．从A运动到B的过程中，小球的机械能一直增大
C．从A运动到B的过程中，小球的动能一直增大
D．从A运动到C的过程中，小球和弹簧组成的系统势能一直增大
3．如图所示，斜面固定且光滑。分别用力F1、F2将同一物体由静止起以相同的加速度，从斜面底端拉到斜面顶端。物体到达斜面顶端时，力F1、F2所做的功分别为W1、W2，则（　　）
A．F1F2,W1>W2 D．F1>F2,W1=W2
4．某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内空气动能的10%转化为电能，若该风力发电机的发电功率约为1.63×104W，则该地区的风速约为（　　）
A．10m/s B．8m/s C．6m/s D．4m/s
5．如图所示，自动卸货车的车架始终静止在水平地面上，在一段时间内，车厢在液压机的作用下与水平面间的夹角逐渐增大，货物相对车厢未发生相对滑动。关于这段时间内货物所受支持力和摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．货物所受支持力逐渐增大 B．货物所受摩擦力逐渐减小
C．支持力对货物不做功 D．支持力对货物做正功
6．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．
7．公园里的喷泉如图所示，喷嘴方向可任意调节，喷出的水柱最高可达约10米，一圈共有40个喷口，每个喷泉管口直径约为2cm。则喷泉电动机的输出功率约为（　　）
A．6kw B．18kw C．60kw D．180kw
8．一物体所受的力F随位移l发生如图所示的变化，这一过程中，力F对物体所做的功为（　　）
A．7J B．8J C．6J D．－6J
9．小铁球竖直上抛又回到抛出点的过程中，关于重力做功的说法正确的是（　　）
A．重力做负功 B．重力先做正功，再做负功
C．重力做正功 D．重力先做负功，再做正功
10．如图所示，从斜面体ABC的底端用一沿斜面向上的恒力F从静止向上推一个物体，推到AB的中点D时，撤去F，物体恰好运动到斜面顶端A点并开始返回。物体从底端到顶端所需时间为t，从顶端滑到底端返回时所需时间也为t，则以下说法中正确的是（　　）
A．物体上滑过程中从B点到D点的加速度大小大于从D点到A点的加速度大小
B．物体上滑过程到D点时的速率和物体返回到B点的速率相等
C．推力F与物体所受摩擦力Ff大小之比为2：1
D．推力F做的功与整个过程中物体克服摩擦力Ff做的功相等
11．如图所示，一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过其最高点A时对轨道的压力大小为（重力加速度为g）（　　）
A．2mg B．3mg C．4mg D．5mg
12．如图所示，一篮球从距地面高处由静止下落，与地面作用后再竖直向上弹回，篮球每次与地面作用都会有动能损失，损失的动能为篮球每次与地面接触前动能的10%．已知不计空气阻力，则篮球从开始下落到停止的过程中运动的总路程为（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
13．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，同时他克服阻力做功100J，则韩晓鹏的重力势能减小了________J，动能增加了________J。
14．悬崖速降是选择崖面平坦，高度适合的崖壁，用专业的登山绳作保护，由崖壁主体缘绳下滑，从崖顶下降到崖底的一种运动，如图所示，某次速降可视为竖直方向的直线运动，速降者先从静止开始做匀加速运动至，接着匀速运动了，之后做匀减速运动，到达地面时速度恰好减为零，总共历时，若速降者及装备的总质量为，运动方向始终竖直向下，取重力加速度大小，则速降者下降的起点距地面的高度为________m，在整个下降过程中，速降者及装备所受重力的最大功率为_______W。
15．图（甲）是依山而建的滑草场的设汁效果图。滑道简化模型如图（乙），滑道由加速段AB、缓冲段BC和水平段CD组成，AB段倾角37°，BC段高h=21m设全程滑草车与滑道间的动摩擦因数不变，滑草车经过滑道交接处的能量损失不计，载人滑草车（视为质点）从平台A由静止开始自由下滑。（取sin37°=0.6，g=10m/s2）
（1）载人滑草车在AB段的滑行速度_______，加速度_______（①、②均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）载人滑草车滑入CD段后的加速度大小为5m/s2，求滑草车与滑道间的动摩擦因数_______。
（3）出于安全考虑，载人滑草车进入CD段速度不得超过10m/s。为使载人滑草车能够进入CD段且足够安全，滑道平台A的髙度H应满足什么条件_______？（载人滑草车在BC段克服摩擦力做功与重力做功之比为Wf：WG=12：7）
16．如图所示，质量为m的物体由静止开始从高度为h1的A点沿斜面下滑到地面，随后又沿另一斜面上滑到高h2处的B点停止，不计斜面与水平面连接处的能量损失，此过程克服摩擦力做功为______。若在B点给物体一瞬时速度，使物体从B点原路返回到A点，则需给物体的最小速度是______。
17．质量为的物体从高处自由下落，重力在前内的平均功率为______W，重力在第末的即时功率为______W。（）
18．某同学为探究“合力做功与物体速度变化的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：
①按图摆好实验装置，其中小车质量M＝0.20 kg，钩码总质量m＝0.05 kg；
②释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为f＝50 Hz），打出一条纸带；
(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图所示。把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1＝0.004 m，d2＝0.055 m，d3＝0.167 m，d4＝0.256 m，d5＝0.360 m，d6＝0.480 m……，他把钩码重力（当地重力加速度g＝9.8 m/s2）作为小车所受合力算出打下0点到打下第5点合力做功W＝________J（结果保留三位有效数字），打下第5点时小车的速度v5＝________m/s（结果保留三位有效数字）。
(2)此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功与物体速度的关系为W∝v2”的结论，且误差很大。通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是________。
A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小
D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因
19．某同学用图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。在气垫导轨某刻度处安装了一个光电门，滑块上固定一宽度为d的遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与钩码连接。用天平分别称出滑块及遮光条的总质量为M，钩码的质量为m。
（1）关于该实验的条件及操作，不必要的一项是_______（请填写选项前对应的字母序号）。
A．实验前，应将气垫导轨调至水平状态
B．滑块释放的位置与光电门间的距离适当大些
C．调节定滑轮的高度，使细线与气垫导轨平行
D．应使滑块及遮光条的总质量M远大于钩码的质量m
（2）在某次实验操作中，滑块在气垫导轨某位置由静止释放时，测得遮光条与光电门中心之间的距离为L，遮光条通过光电门的时间为t，此过程中滑块和钩码组成的系统重力势能的减少量为_______，动能的增加量为_______，若两者相等，则说明_______。
（3）实验时保持滑块及遮光条的总质量M、钩码质量m均不变，改变滑块在气垫导轨上由静止释放的位置，测出对应的遮光条与光电门中心之间的距离L和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出图像如图乙所示，已知图乙中直线的斜率为k，则当地的重力加速度可以表示为_______（用题目中给定的字母表示）。
三、解答题
20．质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车能够达到最大速度值为v，当汽车的速度为v时，汽车的瞬时加速度大小为多少？
21．在水上竞技游乐项目中，选手从斜面流水轨道顶端滑下，然后需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，简化模型如图所示。已知斜面流水轨道的长度l＝10 m，选手与轨道间的动摩擦因数为μ＝0.125，θ＝37°，选手可看成质量m＝60 kg的质点。轨道与水平面平滑连接，选手在B、E两点的速度大小相等，绳的悬挂点O距水面的高度为H＝25 m，绳末端距水面的高度为h＝5 m，绳的悬挂点距圆形浮台的左边缘的水平距离为L＝12 m，圆形浮台的直径d＝2 m，不计空气阻力、绳的质量以及浮台露出水面的高度，水足够深，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。
(1)如果选手从斜面流水轨道的顶端滑到最低点后，抓住绳开始摆动，此过程没有能量损失，则选手抓到绳后对绳拉力的大小是多少？摆到最高点后松手，选手能否落到浮台上？
(2)如果选手不抓绳，能否落到浮台上？
22．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。
23．如图所示为马戏团的猴子表演杂技示意图。平台上质量为5kg的猴子（可视为质点）从平台边缘A点抓住长l=0.8m水平绳的末端，由静止开始绕绳的另一个固定端O点做圆周运动，运动至O点正下方B点时松开绳子，之后做平抛运动。在B点右侧平地上固定一个倾角为37°的斜面滑梯CD，且CD=6m，猴子做平抛运动至斜面的最高点C时的速度方向恰好沿斜面方向。已知sin37°=0.6，cos37=0.8，不计空气阻力影响，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）猴子刚运动到B点时的速度大小；
（2）猴子刚运动到B点且绳子还未脱手时，猴子对绳子的拉力；
（3）BC两点间的高度差；
（4）猴子从B点运动到D点的时间。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．B
3．B
4．C
5．D
6．C
7．B
8．C
9．D
10．B
11．C
12．C
13． 600 800
14． 60 1500
15． 变大 不变 0.5 Hm
16． mg(h1-h2)
17． 150 300
18． 0.176 1.12 AB
19． D 滑块和钩码组成的系统机械能守恒
20．
21．(1)900 N；能；(2)不能
22．（1），方向竖直向上；（2）
23．（1）；（2）150N，方向竖直向下；（3）；（4）
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