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》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．在下列各运动过程中，除选项外都不考虑空气阻力，其中机械能守恒的是（　　）
A．抛出的铅球在空中运动
B．小球在粗糙水平面上做减速运动
C．跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落
D．拉着一个金属块使它沿光滑的斜面以大小为g（重力加速度）的加速度匀加速上滑
2．一物体在三个不同的力的作用下发生一段位移，这三个力对物体做的功分别为100J、、50J，则这三个力的合力对物体做的功为（　　）
A．50J B． C．100J D．
3．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
4．物体在下列运动中机械能守恒的是（　　）
A．水平方向上的匀变速直线运动
B．自由落体运动
C．竖直方向上的匀速直线运动
D．物体在斜面上匀速下滑
5．图中的PNQ是一个固定的光滑轨道，其中PN是直线部分，NQ为半圆弧，PN与NQ弧在N点相切，P、Q两点处于同一水平高度，现有一小滑块从P点由静止开始沿轨道下滑，那么（　　）
A．滑块不能到达Q点
B．滑块到达Q点后，将自由下落
C．滑块到达Q点后，又沿轨道返回
D．滑块到达Q点后，将沿圆弧的切线方向飞出
6．2021年2月8日，东海高铁开通运营，设计时速350公里的高铁便利了东海人民的出行。如图所示，设高铁运行时受到的阻力与速度大小成正比，若高铁以速度v匀速行驶，发动机的功率为P。则当高铁速度为2v时，其匀速行驶时发动机的功率为（　　）
A．2P B．4P C．8P D．16P
7．一质量为m的小球从高度为H的平台上以速度v0水平抛出，落在松软路面上，砸出一个深度为h的坑，如图所示。不计空气阻力，重力加速度为g，对小球从抛出到落至坑底的过程，以下说法正确的是（　　）
A．外力对小球做的总功为mg（H+h）+m
B．小球的机械能减少量为mg（H+h）+m
C．路面对小球做的功为mg（H+h）+m
D．路面对小球做的功为
8．在某次跳伞训练中，运动员从距离地面高度为处跳伞，其竖直方向上的速度随时间的变化规律如图所示，已知运动员在时刻打开降落伞，时刻后匀速下落，打开降落伞前运动员所受空气阻力忽略不计，由此可知（　　）
A．在时间内，运动员下落高度为
B．在匀速下落阶段，运动员的机械能守恒
C．在时间内，下落同样高度，运动员的动能变化量一定相等
D．运动员跳伞后，在时间内，处于失重状态；在时间内，运动员处于超重状态
9．把A、B两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．两小球落地时速度相同
B．两小球落地时，重力的瞬时功率不相同
C．从开始运动至落地，重力对两小球做的功不同
D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率
10．一质量为1500kg的汽车，在平直路面上从静止开始在1500N的合外力作用下以恒定加速度启动，当速度达到20m/s时功率达到额定功率，接着以额定功率继续加速，最后以30m/s的最大速度匀速运动，整个运动过程中汽车所受阻力恒定，下列说法正确的是（　　）
A．汽车的额定功率为80kW
B．汽车的额定功率为90kW
C．汽车受到的阻力大小为2000N
D．汽车受到的阻力大小为4000N
11．一物体所受的力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
12．如图所示，斜面体静置于粗糙水平地面上，其斜面光滑，倾角 = 30°。轻弹簧下端固定在斜面底端，现用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，，斜面体总质量为M。现给A、B一初速度使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，在以后的运动过程中，轻绳一直拉紧，斜面体一直静止不动。当A回到初始位置时，立即让A、B停住。从开始运动到停住前过程中下列说法正确的是（ ）
A．A、B两物体机械能守恒
B．A没与弹簧接触时，地面对斜面体摩擦力方向向左
C．A与弹簧接触过程中，地面对斜面体无摩擦力
D．从两物体开始运动到停住，地面对斜面体支持力始终不变
二、填空题
13．起重机用钢绳把重量为的物体匀速地提高了6m，钢绳拉力做的功为______J。
14．质量为2kg的物体做自由落体运动，求：3s末重力的瞬时功率为_______W，前3s内重力的平均功率为_______W。取g＝10m/s2
15．“测某星球表面的重力加速度和该星球的第一宇宙速度”的实验如图甲所示，宇航员做了如下实验：
在半径的某星球表面，竖直平面内的光滑轨道由轨道和圆弧轨道组成，将质量的小球，从轨道上高处的某点由静止滑下，用力传感器测出小球经过点时对轨道的压力。改变的大小，随的变化的关系图像如图乙所示。则圆轨道的半径为______，星球表面的重力加速度为______，该星球的第一宇宙速度大小为______。
16．在水平面上的物体受到水平方向变力作用，在力的方向上有了一段位移。如图所示是这个力的示功图，则这个力做了_________J的功。
17．军事演习中，为抢占一岛屿，某舰艇以最大功率沿直线正对岛屿航行。经时间t，舰艇的速率从增大到。若舰艇的质量为m，所受阻力大小恒定，则舰艇在这段时间内航行的距离__________，舰艇发动机提供的牵引力在这段时间内做的功__________。（均选填“大于”或“小于”）
18．如图所示，光滑的圆弧的半径R＝0.4 m，有一质量m＝2.0 kg的物体自圆弧的最高点A处从静止开始下滑到B点，然后沿粗糙的水平面前进一段距离s＝4 m，到达C点停止。（g取10 m/s2）。
（1）物体到达B点时的速率v＝________m/s。
（2）物体到达B点时对圆轨道的压力FN＝________N。
（3）水平面的动摩擦因数μ＝________。
19．某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器的工作频率为50Hz。
(1)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1，……：橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为_______m/s。
(2)若根据多次测量数据画出的W v图象如下图所示，根据图线形状，可知W与v的关系符合实际的是图( )
20．小章同学利用气垫导轨探究“验证机械能守恒定律”的实验，实验装置如图甲所示。
（1）主要实验步骤如下：
A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；
B．利用螺旋测微器测出遮光条的宽度，如图乙所示，该遮光条的宽度__________；
C．用天平称出钩码的质量、滑块和遮光条的总质量；
D．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离；
E.打开气源，释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间。
（2）已知当地重力加速度大小为，在滑块从静止释放到遮光条运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少量___________，系统的动能增加量___________。在误差允许的范围内，若，可以认为该系统的机械能守恒。（结果均用题中所给字母表示）
三、解答题
21．如图所示，斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C，整个装置竖直固定，D是最低点，圆心角∠DOC=37°，E、B与圆心O等高，圆弧轨道半径R=0.30m，斜面长L=1.90m，AB部分光滑，BC部分粗糙．现有一个质量m=0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑，物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数=0.75．取sin37o=0.6，cos37o=0.8，重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力．求：
（1）物块第一次通过B点时的速度大小；
（2）物块第一次通过D点时受到轨道的支持力大小；
（3）物块最终所处的位置．
22．AB是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，下端B与水平直轨道相切，如图所示。一小物块自A点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆轨道半径为R，小物块的质量为m，重力常数为g，求：
（1）小球运动到B点时的速度；
（2）若物块与水平面间动摩擦因数，水平滑到C点停止，求BC间位移s。
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．如图所示，皮带的速度是，两圆心距离，现将的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数，皮带不打滑，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，（g取）求：
（1）小物体获得的动能；
（2）这一过程摩擦力做功多少；
（3）这一过程电动机对物体做功多少。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．A
3．C
4．B
5．A
6．B
7．B
8．D
9．B
10．B
11．C
12．D
13．
14． 600 300
15． 0.2 2.0 2000
16．128~129
17． 大于 大于
18． 60 0.1
19． 2m/s C
20． 4.713
21．（1）（2）（3）x=0.35m
22．（1）；（2）
23．（1）6m/s；（2）12.5s；（3）88J
24．（1）； （2）； （3）
答案第1页，共2页
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