第一章 功和机械能 单元测试（Word版含答案）

第1章 功和机械能 同步训练单元卷
一、单选题
1．（2021·重庆·高二学业考试）足球比赛的罚球点距球门水平距离为d，球门高为h。在一次足球比赛的罚点球过程中，某足球运动员在罚球点将一质量为m的足球踢出，对足球做功为W，足球从球门横梁下边缘飞入球门，重力加速度为g，足球可视为质点，则（　　）
A． B．
C． D．条件不足，不能确定W与大小关系
2．（2021·福建省龙岩第一中学高三阶段练习）引体向上是衡量学生体质的重要参考标准之一，主要测试上肢肌肉力量的发展水平，在前不久进行的引体向上体能测试中。某同学两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力上拉使下颌超过单杠（身体无摆动）；然后使身体下降最终悬垂在单杠上（视为静止）。下列说法正确的是（　　）
A．在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力
B．若减小两手间的距离，最终悬垂时单杠对人的作用力变小
C．若增大两手间的距离，最终悬垂时人单臂的拉力变大
D．在上升过程中单杠对人的作用力对人做了正功
3．（2021·安徽工业大学附属中学高二开学考试）一质量为1kg的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．0～2s内外力的平均功率是6W
B．第2s内外力所做的功是4J
C．0～2s内外力做的总功为4J
D．第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9：4
4．（2021·重庆市凤鸣山中学高三期中）一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2，则（　　）
A．物块的质量为2kg B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.4
C．物块受到的合外力做的功为20J D．物块下滑到最低点摩擦力做功20J
5．（2021·浙江·吴兴高级中学高二阶段练习）如图所示，质量为的某运动员在做弓箭步练习。若他在内做了个弓箭步练习，则克服重力做的功和相应功率约为（　　）
A．， B．，
C．， D．，
6．（2021·安徽省定远中学高三阶段练习）据报道，山东将持续加大高铁建设力度，规划到2022年，全省高铁建成和在建里程达到3900千米，不仅让老百姓的出行更加方便，也将推动各地经济文化技术交流。现有一列质量为m的动车，从静止开始，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。动车在时间t内（　　）
A．动车启动过程所受合外力不变
B．动车位移为s＝
C．平均速度为
D．动车先做匀加速运动后做加速度减小的加速运动
7．（2021·青海·天峻县教育研究室高一期末）如图所示，小球以初速度从A点出发，沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，小球经过轨道连接处无机械能损失，则小球经过A点的速度大小为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
8．（2021·黑龙江·哈尔滨三中高一期中）如图所示，可视为质点的质量为m的物块以初速度v0冲上一固定斜面，斜面的倾角为，物块与斜面间的动摩擦因数为（不计空气阻力），物体沿斜面上升的最大高度为h，重力加速度为g，则物块从斜面底端上升至最高处的过程中（　　）
A．物块克服重力做功为mgh B．支持力做功为
C．摩擦力做功为 D．合力做功为
9．（2021·云南·罗平县第五中学高二阶段练习）质量为的物体从空中某点由静止释放后经2s落地，不计空气阻力，取重力加速度。物体落地时重力的瞬时功率用表示，下落过程重力做功的平均功率用表示，则（　　）
A． B． C． D．
10．（2021·湖北十堰·高三期中）如图所示，将质量为的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为。现将小环从与定滑轮等高的处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为时（图中处），下列说法正确的是（重力加速度为）（　　）
A．小环到达处时，重物上升的高度也为
B．小环在处的速度与重物上升的速度大小之比等于
C．小环从运动至点过程中，小环减少的重力势能大于重物增加的机械能
D．小环在处时，小环速度为
11．（2021·湖北·高三阶段练习）如图所示，一轻弹簧放在倾角θ=30°且足够长的光滑斜面上，下端固定在斜面底端的挡板上，上端与放在斜面上的物块A连接，物块B与物块A（二者质量均为m）叠放在斜面上并保持静止，现用大小等于mg的恒力F平行斜面向上拉B，当运动距离为L时B与A分离。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧处于原长时，B与A开始分离
B．弹簧的劲度系数为
C．弹簧的最大压缩量为L
D．从开始运动到B与A刚分离的过程中，两物体的动能先增大后减小
三、实验题
12．（2022·湖南岳阳·二模）某同学用如图所示的装置验证动能定理和测量滑块与长木板之间的动摩擦数。将木板固定在水平桌面上，木板左端固定一个挡板，挡板与滑块之间有一个轻质弹簧，轻质弹簧与挡板固定连接，滑块靠近弹簧。长木板上安装有两个光电门。
（1）用螺旋测微器测量遮光片的宽度，如图所示，其读数为d=___________mm；
（2）给滑块装上遮光片，向左推动滑块，压缩弹簧到适当位置，由静止松手，滑块离开弹簧后先后通过光电门1、2，与光电门相连的计时器记录下遮光片通过光电门1、2的时间分别为和，用刻度尺测出PQ间的距离为l，设滑块质量为m，滑块与长木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则滑块从P位置运动到Q位置的过程中验证动能定理的表达式为___________（用第1、2小问中所给的字母表示）；
（3）改变弹簧的压缩程度进行多次实验，并计算得出多组滑块通过P点和Q点的速度v1和v2，根据下表中的数据在坐标纸上描点连线，作出图象如图所示。
v2（m2·s-1） 1 2 3 4 5 6
2.80 3.61 4.41 4.80 6.45 7.58
0.60 1.41 2.25 3.65 4.23 5.40
（4）若重力加速度g取9.8m/s2，用刻度尺测出PQ间的距离l=33.0cm，由图象可得，滑块与长木板间的动摩擦因数为___________（结果保留两位小数）。
13．（2022·江西·南昌十五中高二阶段练习）某同学利用水平放置的气垫导轨和光电门验证机械能守恒定律，装置如图所示。测得遮光片的宽度为，光电门A、B之间的距离为，遮光片通过光电门A、B的时间分别为、，已知滑块的质量为，钩码的质量为，重力加速度大小为。
（1）滑块通过光电门A时的速度大小_______；
（2）要验证系统机械能守恒，需要得到______和______在误差范围内相等。
14．（2022·全国·高三专题练习）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。
（1）实验前，接通电源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt1________（填“>”“＝”或“<”）Δt2时，说明气垫导轨已经水平。
（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d＝________ mm。
（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出________和________（写出物理量的名称及符号）。
（4）若上述物理量间满足关系式________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。
四、解答题
15．（2021·广东广雅中学高二期中）如图所示，截面为矩形的管状滑槽ABC固定在竖直平面内，AB段水平，内底面粗糙，BC段是半圆弧，内表面光滑，直径BC与AB垂直。质量的滑块以初速度从A点开始沿滑槽向右运动。已知滑块与AB段间的动摩擦因数，AB段长度，圆弧半径R=0.5m，滑块可视为质点，g取10m/s2。
（1）求滑块运动到B点时的速度大小；
（2）求滑块运动到C点时的速度大小及此时滑槽对滑块的弹力F的大小和方向。
16．（2021·湖南·高二开学考试）如图所示，半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心的连线与水平方向间的夹角，另一端点C为轨道的最低点，C点右侧的水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M=1kg、长L=4.75m，上表面与C点等高。质量为m=1kg的物块（可视为质点）从空中A点以的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，取，求：
（1）A和C的高度差；
（2）物块经过C点时对底部的压力；
（3）若物块恰好不滑离木板，求木板运动的总距离。
17．（2021·江苏·苏州市相城区陆慕高级中学高三阶段练习）如图，将质量m=2.0kg的圆环套在与水平面成θ=37°角的足够长的直杆上，直杆固定不动，环的直径略大于杆的截面直径，直杆在A点以下部分粗糙，环与杆该部分间的动摩擦因数μ=0.5（最大静摩擦力与滑动摩擦力近似相等），直杆A点以上部分光滑。在直杆所在的竖直平面内，对环施加一个与杆成a=37°夹角斜向上的拉力F，使环从直杆底端O处由静止开始沿杆向上运动，经1.0s 环到达A点时撤去拉力F，圆环向上最远滑行到B处（图中未画出），已知AB间的距离为12m。（重力加速度g= 10m/s2，sin37° =0.6，cos37°=0.8）
（1）求圆环经过A点时速度的大小；
（2）求圆环在OA间向上运动的过程中拉力F的大小；
（3）若圆环与地面发生的是弹性碰撞，求圆环从O处出发到最后静止运动的总路程。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．D
4．D
5．B
6．B
7．D
8．CD
9．BC
10．CD
11．BD
12． 0.34
13．
14． ＝ 8.475（8.474～8.476均可） 滑块的质量M 两光电门间的距离L
15．(1)7m/s；(2) ；96N；方向竖直向下
16．（1）2.4m；（2）67N；（3）或1.1875m
17．（1） ；（2）F=56N；（3）65m
答案第1页，共2页
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