第四章 机械能及其守恒定律 单元练习（Word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》同步练习2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．下列情况中，运动物体的机械能一定守恒的是（　　）
A．物体不受摩擦力 B．只有重力对物体做功
C．物体做匀速直线运动 D．物体所受的合力为零
2．如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R。一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止下滑时，恰好运动到C处停止运动，那么摩擦力在AB段对物体做的功为（　　）
A．－μmgR B．－mgR C．－mgR D．（－1）mgR
3．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．
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．把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力大小恒为Ff，则在从物体被抛出到落回抛出点的全过程中（　　）
A．重力所做的功为mgh
B．空气阻力所做的功为零
C．空气阻力做的功为2Ffh
D．物体克服空气阻力做的功为2Ffh
6．如图所示，用轻绳拴一物体，以加速度a向下做加速运动。关于物体受力的做功情况，下列说法正确的是（　　）
A．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功
B．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功
C．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功
D．重力做负功，拉力做负功，合外力做负功
7．我们的课本上有一个小实验，如图。实验时，某同学把小纸帽压到桌面上，从放手到小纸帽运动到最高点的过程中，不计空气及摩擦阻力，下列说法正确的是（　　）
A．小纸帽的机械能守恒
B．小纸帽刚脱离弹簧时动能最大
C．小纸帽在最低点所受的弹力等于重力
D．在某一阶段内，小纸帽的动能减小而小纸帽的机械能增加
8．氢气球在空中匀速上升的过程中，它的（　　）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能不变，重力势能增大
C．动能减小，重力势能不变 D．动能不变，重力势能不变
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．如图所示质量为1kg的滑块从半径为50cm的半圆形轨道的边缘A点滑向底端B，此过程中，摩擦力做功为﹣3J。若滑块与轨道间的动摩擦因数为0.2，则在B点时滑块受到摩擦力的大小为（重力加速度g取10m/s2）（　　）
A．3.6N B．2N C．2.6N D．2.4N
11．如图所示，水平面O点左侧光滑，O点右侧粗糙且足够长，有6个完全相同的质量均为m的小滑块（可视为质点）用轻细杆相连，相邻小滑块间的距离为L，滑块1恰好位于O点，滑块2、3……依次沿直线水平向左排开，现将水平恒力大小未知的力F作用于滑块1，经观察发现，第6个滑块刚好到达O点时，系统静止，已知重力加速度为g，滑块与O点右侧水平面间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（　　）
A．水平拉力F大小为
B．第1个滑块进入粗糙水平面后，系统的加速度为
C．第3个滑块经过O点后到第4个滑块尚未到达O点前，滑块3和滑块4之间的相互作用力为0
D．第5个滑块经过O点后到第6个滑块尚未到达O点前，滑块5和滑块6之间的相互作用力的大小为
二、填空题
12．如图所示，质量为m的苹果从距地面高度为H的树上由静止开始下落，树下有一深度为h的坑，则苹果落到坑底过程中，苹果的重力势能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。若以地面为零势能参考平面，则落到坑底时苹果的重力势能为___________。
13．如图，质量为m的圆环套在固定的粗糙程度均匀的竖直杆上，轻质弹簧的左端固定在墙壁上的O点，右端与圆环相连。初始时刻，圆环处于A点，弹簧水平，且恰好处于原长状态。将圆环从A点由静止释放，第一次经B点时环的速度最大，最低可到达C点。之后，圆环沿杆向上滑动。忽略空气阻力的影响，则圆环从C点向上运动的过程中，速度最大的位置________（选填“在B点”、“在B点上方”、“在B点下方”、“无法确定”）。圆环从A运动到C点的过程中，各种能量的变化情况是：___________。
14．一质量为0.1kg的小球，做自由落体运动，经2s落地。g=10m/s2，2s内小球重力的功率大小为___W。2s末小球重力的功率大小为_____W。
15．一个质量为的小球从倾角的光滑斜面上由静止释放，经过一段时间沿着斜面运动了10m，则这个过程中小球重力势能的变化量等于________，重力做功的平均功率等于________（）
16．“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为，若动车组所受的阻力与其速率成正比（，为常量），动车组能达到的最大速度为vm。
（1）若四节动力车厢输出的总功率为，动车组匀速行驶的速度为v1，则=_______
（2）若四节动力车厢输出功率均为额定值P，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为____________（用题目中的字母表示）
三、解答题
17．质量m=10kg的物块静止在光滑水平面上A点，在水平外力F作用下，10s末到达B点，外力F随时间变化的规律如图所示，取向右为正方向，求：
（1）前10s内物块的位移大小s1和在B点的速度大小v1；
（2）20s末物块的速度v2的大小和方向；
（3）10s~20s时间内外力F所做的功．
18．一质量为m=1.5×103kg的汽车在平直路面上匀加速启动，t1时功率达到最大值，之后保持该功率不变继续运动，运动的v-t图象如图所示，其中AB段为曲线，其他部分为直线。已知汽车运动过程中所受阻力恒为自身重力的0.2倍，取重力加速度g=10m/s2。
（1）求汽车运动过程中的最大功率P；
（2）求汽车匀加速运动的时间t1。
19．如图所示为一电磁选矿、传输一体机的传送带示意图，已知传送带由电磁铁组成，位于A轮附近的铁矿石被传送带吸引后，会附着在A轮附近的传送带上，被选中的铁矿石附着在传送带上与传送带之间有恒定的电磁力作用且电磁力垂直于接触面，且吸引力为其重力的1.4倍，当有铁矿石附着在传送带上时，传送带便会沿顺时针方向转动，并将所选中的铁矿石送到B端，由自动卸货装置取走。已知传送带与水平方向夹角为53°，铁矿石与传送带间的动摩擦因数为0.5，A、B两轮间的距离为L=64m，A、B两轮半径忽略不计，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。
（1）若传送带以恒定速率v0=10m/s传动，求被选中的铁矿石从A端运动到B所需要的时间；
（2）若所选铁矿石质量为200kg，求在（1）条件下铁矿石与传送带之间产生的热量；
（3）实际选矿传送带设计有节能系统，当没有铁矿石附着传送带时，传送带速度几乎为0，一旦有铁矿石吸附在传送带上时，传送带便会立即加速启动，要使铁矿石最快运送到B端，传送带的加速度至少为多大？并求出最短时间。
20．一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动达到速度大小，再匀速运动一段时间后，接着匀减速运动到达乙站停止。列车在运行过程中所受的阻力大小恒为，列车在减速过程中发动机停止工作，求：
（1）列车的质量m；
（2）列车在匀加速阶段牵引力的平均功率。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．C
4．A
5．D
6．C
7．D
8．B
9．C
10．A
11．C
12． 减小
13． 在B点下方 动能先增大后减小、重力势能逐渐减小、弹性势能逐渐增大、内能逐渐增大
14． 10 20
15． 25W
16．
17．（1）4m/s（2）8m/s，水平向左（3）240J
18．（1）；（2）
19．（1）8.9s；（2）5×104J；（3）2m/s2，8s
20．（1）8×104kg；（2）1.65×107W
答案第1页，共2页
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