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》单元测试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．下列运动过程中物体机械能守恒的是（　　）
A．物体做平抛运动
B．起重机吊起物体匀速上升的过程
C．物体沿固定的粗糙斜面自由下滑的过程
D．物体沿水平面加速运动的过程
2．一滑块从固定粗糙斜面无初速滑下，在下滑的过程中（　　）
A．重力做的功等于重力势能的减少
B．重力做的功小于重力势能的减少
C．滑块的动能增加，重力势能减少，机械能增加
D．滑块的动能增加，重力势能减少，机械能不变
3．将某物体从地面竖直向上抛出，一段时间后物体又落回地面。在此过程中物体所受空气阻力大小不变，其动能Ek随距离地面高度h的变化关系如图所示，取g=10m/s2，下列说法中正确的是（　　）
A．上升过程中机械能减少，下降过程中机械能增加
B．全过程中克服空气阻力做功120J
C．上升与下降的时间之比为：
D．上升过程中动能减少量与机械能减少量之比为6：1
4．如图所示，一子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的未块，子弹未穿透木块，假设子弹与本块之间的作用力大小恒定，若此过程中产生的内能为5J。则此过程中术块动能不可能增加了（　　）
A．8J B．4J C．3.8J D．2.4J
5．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
6．如图所示为被称为“亚洲撑杆跳女王”的李玲比赛时的英姿，撑杆跳运动的过程大概可以分为助跑、起跳、下落三个阶段。已知李玲和撑杆总质量为m，某次比赛中，助跑结束时恰好达到最大速度v，起跳后重心上升高度h后成功越过横杆，落在缓冲海绵垫上，撑杆脱离运动员之后会出现弹跳现象，重力加速度为g，不计空气阻力，取地面为零势能面，则下列说法正确的是（　　）
A．助跑过程中，运动员所处高度不变，运动员和撑杆整体机械能守恒
B．从运动员离开地面到手脱离撑杆的过程中，撑杆的弹性势能不断增大
C．运动员在最高点的重力势能
D．越过横杆后，落到海绵垫上之前，运动员机械能守恒
7．如图所示，表面光滑的固定斜面甲、乙顶端都安装一定滑轮，甲斜面上有小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮，乙斜面上有小物块C、D用轻绳连接并跨过滑轮。初始时刻，用手按住B和D，使A、B、C、D都处于同一高度并恰好处于静止状态。已知甲斜面的倾角为53°，乙斜面的倾角为37°，四个小物块的质量都相同，不计滑轮质量和摩擦，现同时释放B和D，则放手后A和C着地时速度之比为（　　）
A．1：1 B． C．2：1 D．3：4
8．在一次摩托车跨越壕沟的表演中，摩托车从壕沟的一侧以速度沿水平方向飞向另一侧，壕沟的宽度及两侧的高度如图所示。若摩托车前后轴距为1.6m，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．摩托车不能越过壕沟
B．摩托车能越过壕沟，落地瞬间的速度大小为
C．摩托车能越过壕沟，落地瞬间的速度方向与水平地面的夹角的正切值为5
D．在跨越壕沟的过程中，摩托车与人组成的系统机械能不守恒
9．如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在O点，O点离地高度为H，另一端系一质量为m的小球，将细绳拉至水平，由静止释放小球，小球到达最低点时，细绳刚好被拉断，小球水平飞出。若忽略空气阻力，则（　　）
A．细绳所能承受的最大拉力F＝2mg
B．改变绳长L，则L越大小球落地时的速度越大
C．改变绳长L，当时，小球平抛过程中的水平位移最大
D．当时，小球在下落过程中重力的最大功率为
10．有一固定轨道ABCD如图所示，AB段为四分之一光滑圆弧轨道，其半径为R，BC段是水平光滑轨道，CD段是倾斜光滑轨道，BC和CD间用一小段光滑圆弧连接。有编号为1、2、3、4完全相同的4个小球（小球不能视为质点，其半径rA．四个小球在整个运动过程中始终不分离
B．当四个小球在圆弧轨道上运动时，2号球对3号球不做功
C．当四个小球在水平轨道上运动时，2号球对3号球做正功
D．当四个小球在CD倾斜轨道上运动时，2号球对3号球做正功
11．如图所示，在水平桌面上的A点有一个质量为m的物体以初速度v0被抛出，不计空气阻力，当它到达B点时，则（　　）
A．动能与v0的方向有关
B．动能大小为
C．动能大小与参考平面的选取有关
D．改变v0的大小和方向，物体不可能再次经过B点
12．如图所示，一小物块在粗糙程度相同的两个固定斜面上从A经B滑动到C，若不考虑物块在经过B点时机械能的损失，则下列说法中正确的是（　　）
A．从A到B和从B到C，减少的机械能相等
B．从A到B和从B到C，减少的重力势能不相等
C．从A到B和从B到C，合外力做功大小一定不相等
D．小物块在C点的动能不一定最大
二、填空题
13．起重机在10s内将重为200N的物体匀速竖直提高10m，这段时间内起重机对物体所做的功为__________J。
14．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。
15．一辆正在行驶的汽车在关闭发动机后做减速运动，最后停下来，在这一过程中，汽车所受合力对汽车做_________（填“正功”“负功”或“不做功”），汽车所受的重力对汽车做_______（填“正功”“负功”或“不做功”）。
16．如图所示，质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍。它与转轴OO'相距R，物块随转台由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为__________。
17．用锤击钉，设木板对钉子的阻力跟钉在进入木板的深度成正比，每次击钉时锤子对钉子做的功相同。已知击第一次时，钉子进入板内，则击第二次后，钉子进入木板的深度增加了___________。
18．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。（）
19．某学习小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用如图甲所示的实验装置。
（1）将气垫导轨接通气源，通过调平螺丝调整气垫导轨使之______；
A．水平B．左高右低C．左低右高D．哪一端高都行
（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度Δd＝______cm；实验时，将橡皮条挂在滑块的挂钩上，向后（向右）拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离恒定，现测得挂一根橡皮条时滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间为Δt，则滑块最后匀速运动的速度表达式为v＝_______；（用字母表示）。
（3）逐条增加橡皮条，多次重复实验。记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度，则画出的W-v2图象应是_______；
A．B．
C．D．
20．某同学使用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律．在气垫导轨上安装两个1、2光电门，放置一个带遮光片的滑块，滑块通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，遮光片经过光电门时，数字计时器会记录遮光片的挡光时间，已知重力加速度为g．实验过程如下：
（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图乙所示，则遮光片的宽度_________，用天平测出滑块（含遮光片）的质量M和小物块的质量m；
（2）将气垫导轨调水平，具体操作为在不系细绳的情况给滑块一个向左的速度，分别记录两个光电门的挡光时间、，若_______（用M、m、x、d、、表示）则说明气垫导轨已经水平；
（3）测量两个光电门之间的距离x；
（4）系上细绳并连接钩码，在气垫导轨右侧释放滑块，遮光片通过两个光电门，数字计时器记录的时间分别为、；
（5）若等式_________成立，则表明此过程中系统的机械能守恒．
三、解答题
21．如图为某课外活动小组模拟高铁动车编组实验，假设动车组是由动车和拖车编组而成，只有动车提供动力。该模拟列动车组由10节车厢组成，其中第1节和第6节车厢为动车，每节动车的额定功率均为P，每节车厢的总质量均为m，动车组运行过程中所受阻力为车重的k倍．若动车组以额定功率沿水平方向做直线运动，经时间t速度达到最大。重力加速度为g，求：
（1）当动车组速度达到最大速度一半时的加速度大小和此时第7节车厢对第8节拉力大小；
（2）动车组从启动至速度刚达到最大的过程中所通过的路程。
22．把某一物体以20J的初动能竖直向上抛出，在抛出的同时，恰好有风沿水平方向吹来，物体到达最高点时的动能为5J，已知在整个过程中风对物体的作用力大小不变，方向始终水平，求：
（1）从开始到最高点风力对物体做的功；
（2）物体的重力是风力的多少倍；
（3）物体再次回到与抛出点等高处的动能为多少。
23．如图1所示，过山车在轨道上运行，可抽象为图2的模型。倾角为 的直轨道AB、两个半径 的竖直圆轨道和倾斜直轨道GH，分别通过水平轨道BC、CD平滑连接，C、D是两圆轨道最低点。BC长 、CD长 ，GH足够长。质量为 的过山车从AB上静止下滑，经两个圆环轨道后最终停在GH上。已知过山车与轨道AB、BC、CD的动摩擦因数均为 ，与圆轨道摩擦不计， 。将过山车视为质点。
（1）若过山车恰能通过F点，求其运动到D点时对轨道的压力；
（2）若过山车恰能通过F点，求释放点到BC的高度。
24．如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器，光滑水平轨道，竖直光滑半圆轨道、，光滑水平轨道，长度可调的粗糙水平轨道组成。游戏时滑块从点弹出，经过两半圆轨道和两水平轨道后，由点抛出，运动中要求滑块不脱离轨道。已知半径，半径，长也为，最长为，滑块与之间的动摩擦因数。滑块质量且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。
（1）若弹簧的弹性势能，求在处受到半圆轨道的支持力大小；
（2）取轨道长，若滑块能到达点，求弹簧的弹性势能最小值；
（3）若弹簧的弹性势能，调节长度，求滑块落到水平台面上离点的距离范围。
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参考答案：
1．A
2．A
3．D
4．A
5．C
6．D
7．B
8．B
9．C
10．A
11．B
12．D
13．2000
14． 1900 1800
15． 负功 不做功
16．
17．
18． 150 300
19． A 0.560 B
20． 0.575
21．（1）a=kg；6kmg；（2）．
22．（1）（2）2（3）
23．（1） ；（2）
24．（1）；（2）；（3）
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