第一章 功和机械能 随堂练习（word版含答案）

第1章《功和机械能》随堂练习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．小明同学飞起一脚用的力将静止的重的足球踢出，足球沿草地运动后停止运动，在这一过程中小明同学对足球做的功为（　　）
A． B． C． D．无法确定
2．用200N的力在水平地面上拉车行走50m，拉力水平方向成30°角斜向上。在这一过程中拉力对车做的功约是（　　）
A．2.0×104J B．1.0×104J C．8.7×103J D．5.0×103J
3．如图所示，小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面。不计一切阻力。下列说法正确的是（　　）
A．小球落地点离O点的水平距离为R
B．小球从P到落地，重力所做的功为mgR
C．小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰为mg
D．若将半圆弧轨道上部的 圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高1.5R
4．如图所示，水平桌面上有一固定的圆弧形光滑斜面，斜面末端点的切线水平，斜面顶端离水平桌面的高度，现使质量为的小物块从斜面顶端点无初速度滑下。已知圆弧的半径为，不计空气阻力，取重力加速度大小，则小物块在点时对圆弧轨道的压力大小为（　　）
A． B． C． D．
5．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
6．下列有关功的说法的正确的是（ ）
A．公式中的l是物体运动的路程
B．物体只要受力且运动，该力就一定做功
C．功有正负之分，所以功是矢量
D．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
7．如图所示，固定光滑斜面的倾角为37°，轻弹簧的一端固定在斜面上C点正上方的固定转轴O处，另一端与一质量为m的滑块（视为质点）相连，弹簧原长和O点到斜面的距离均为d。将滑块从与O点等高的A点由静止释放，滑块经过O点在斜面上的垂足B点到达C点的过程中始终未离开斜面，滑块到达C点时弹簧的弹力小于滑块受到的重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）
A．滑块经过B点的速度小于
B．滑块从A点运动到C点的过程中，在B点的速度最大
C．滑块从A点运动到C点的过程中，其速度一直在增大
D．弹簧的劲度系数大于
8．如图所示，物体沿同一粗糙水平面向右运动，下列四种情形在力F作用下匀速行驶相同的位移，力F做功最多的是（　　）
A． B．
C． D．
9．传送带在工农业生产和日常生活中都有广泛的应用，例如在港口用传送带装卸货物，在机场用传送带装卸行李等，都为人们的生活带来了很多的便利．如图甲所示，为一传送带输送机的简化模型，长为L的传送带与水平面夹角为θ，传送带以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小物块，小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．图乙所示为小物块运动的v t图象．根据以上信息可以判断出（　　）
A．小物块开始运动时的加速度大小为gsin θ－μgcos θ
B．小物块与传送带之间的动摩擦因数μ≤tan θ
C．t0时刻，小物块的速度大小为v0
D．传送带始终对小物块做正功
10．如图，若运动员将双手间的握距收窄一拳的距离，则在最高点平衡时人对杠铃的作用力F与抓举过程中人对杠铃做功W的变化情况为（　　）
A．F不变，W增大 B．F增大，W不变
C．F不变，W减小 D．F减小，W不变
11．如图a所示，在光滑的水平面上，轻弹簧右端与物块A拴接，物块A与物块B间有少量的粘合剂，能承受最大的拉力为F0，且物块A和B的质量均为m。以物块A的位置为坐标原点。A所受弹簧弹力与坐标的关系如图b所示，F0和均为已知量，取A所受弹力水平向右为正方向。现在向左推物块A和B压缩弹簧至-处，将物块A和B由静止释放后（　　）
A．B与A分离时的位置坐标为原点
B．B与A分离时的位置坐标为处
C．B与A分离之前，弹簧减少的弹性势能为
D．B与A分离之前，A的速度为
12．图（a）为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地面上，轻杆AB可绕支架顶部水平轴在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有一石子，B端固定一配重。某次打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直位置时石子被水平抛出。石子投向正前方竖直放置的靶，打到靶心上方的“6”环处，如图（b）所示。若要打中靶心的“10”环处，可能实现的途径有（　　）
A．减小石子的质量，同时增大配重的质量
B．减小投石机到靶的距离，同时增大θ角
C．增大投石机到靶的距离，同时减小θ角
D．减小投石机到靶的距离，同时增大配重的质量
二、填空题
13．质量为2 t的汽车，功率为30 kW，在水平公路上能以15 m/s的最大速度匀速直线行驶，则汽车运动过程中受的阻力为_________N；若保持功率不变，当速度为10 m/s时汽车的瞬时加速度为________（汽车行驶过程中所受的阻力不变）。
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．某汽车的质量为kg，额定功率为60kW，它在水平公路上行驶时所受阻力大小恒为N。汽车从静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，它能维持这一过程的时间为_________s；随后汽车又以额定功率运动了一段距离后达到了最大速度，可判断出此过程中它的加速度在逐渐减小，理由是_________________________。
16．用50N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进，如图所示。若物体前进了10m，拉力F做的功为______J。如果物体与水平面间动摩擦因数μ=0.1，物体克服阻力做功为___________J。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
17．如图甲所示，把质量为m的小球放在一直立的轻弹簧上并向下压缩弹簧到A位置。放手后弹簧把小球向上弹起，如图乙，小球经过B位置时弹簧刚好处于自由状态，C位置为小球上升的最高点。已知AB=h，BC=H，重力加速度为g，'空气阻力不计。
（1）分析小球的运动和能量变化情况，完成下表
问题 小球
由A运动到B 由B运到到C
动能如何变化 _________ ______
重力势能如何变化 __________ ___________
（2）弹簧被压缩到A位置时的弹性势能Ep=________（用题设条件中给定的物理量及其符号表示）。
18．某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理。实验步骤如下：
a.安装好打点计时器和纸带，平衡小车受到的阻力；
b.细线通过轨道左端光滑的定滑轮和动滑轮，与力传感器相连，动滑轮上挂上一定质量的钩码，将小车拉到靠近打点计时器的一端；
c.打开力传感器并接通打点计时器的电源；
d.释放小车，小车在轨道上做匀加速直线运动：
e.记录下力传感器的示数F；
f.改变挂在动滑轮下方的钩码质量，重复上述操作；
g.处理数据，得到实验结论。
（1）对于本实验，钩码的质量_______（选填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。
（2）选取的一条纸带如图乙所示，O点为打下的第一个点，图乙中的x1、x2与x3均已知，打点计时器所接交流电源的频率为f，小车的质量为m，力传感器的示数为F，从释放小车到打点计时器打下B点，小车的合力做的功为______；若满足表达式________，则动能定理得到验证。
19．在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率，某次实验选择一条较理想纸带，某同学用毫米刻度尺测量起始点O依次到A，B，C，D，E、F各点的距离分别记作x1，x2，x3，x4，x5，x6，并记录在下表中。（结果均保留3位有效数字）
符号 x1 x2 x3 x4 x5 x6
数值（×10-2m） 0.19 0.76 1.71 3.06 4.78 6.87
(1)在实验过程中需要用工具进行直接测量的是________
A．重锤的质量 B．重力加速度 C．重锤下降的高度 D．重锤的瞬时速度
(2)该同学用重锤在OE段的运动来验证机械能守恒定律。已知重锤的质量为1kg，当地的重力加速度。则此过程中重锤重力势能的减少量为________J，而动能的增加量为________J。
(3)关于本实验的误差，下列说法不正确的一项是________。
A．选择质量较小的重物，有利于减小误差
B．选择点迹清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差
C．先松开纸带后接通电源会造成较大的误差
D．本实验产生误差的主要原因是因为重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用
三、解答题
20．将一个质量m=2kg的小球从高h=1m处水平抛出，空气阻力忽略不计，取重力加速度g =10m/s2。问：
(1)小球运动过程中动能是否增加？
(2)小球从抛出到落地，重力做了多少焦耳的功？
21．如图所示，左侧为一个半径为R的半球形的碗固定在水平桌面上，碗口水平，O点为球心，碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个固定光滑斜面，斜面足够长，倾角θ=30°。一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端上，线的两端分别系有可视为质点的小球m1和m2，且m1>m2。开始时m1恰在右端碗口水平直径A处，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直。当m1由静止释放运动到圆心O的正下方B点时细绳突然断开，不计细绳断开瞬间的能量损失。若已知细绳断开后小球m1沿碗的内侧上升的最大高度为，求。
22．质量为2t的汽车，由静止出发在水平公路上行驶200m后速度增大到72km/h，若发动机所受的牵引力恒为2.5103N。求：
（1）牵引力所做的功W1；
（2）卡车克服阻力做的功W2。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．C
4．C
5．C
6．D
7．C
8．C
9．C
10．A
11．B
12．C
13． 2000 0.5
14． 200W 300W
15． 由P=Fv知，P不变，速度v变大时，牵引力F变小；再根据F-f=ma，合外力变小，则加速度a也变小
16． 400 70
17． 先增大后减小 一直减小 增加 增加
18． 不需要
19． C 0.468 0.454 A
20．(1)小球运动过程中动能增加；(2)小球从抛出到落地，重力做了20J的功。
21．
22．（1）5.0105J；（2）1.0105J
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