第四章 机械能及其守恒定律 单元卷(word版含答案)

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名称 第四章 机械能及其守恒定律 单元卷(word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 教科版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-29 13:17:23

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第四章《机械能及其守恒定律》单元卷2021-2022学年高一下学期物理教科版(2019)必修第二册
一、单选题
1.关于机械能是否守恒,下列说法正确的是(  )
A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B.做变速运动的物体机械能不可能守恒
C.做平抛运动的物体机械能不一定守恒
D.若只有重力对物体做功,物体的机械能一定守恒
2.如图所示,物体在与水平方向成60°角斜向上的500N拉力作用下,沿水平面向右前进了10m,撤去拉力后,小车又前进了20m才停下来,此过程中拉力做的功为(  )
A.5000J B.2500J C.J D.J
3.如图所示,固定在竖直面内横截面为半圆的光滑柱体(半径为R,直径水平)固定在距离地面足够高处,位于柱体两侧质量相等的小球A、B(视为质点)用细线相连,两球与截面圆的圆心O处于同一水平线上(细线处于绷紧状态)。在微小扰动下,小球A由静止沿圆弧运动到柱体的最高点P。不计空气阻力,重力加速度大小为g。小球A通过P点时的速度大小为(  )。
A. B. C. D.
4.如图所示,小物块套在固定竖直杆上,用轻绳连接后跨过小定滑轮与小球相连。开始时物块与定滑轮等高。已知小球的质量是物块质量的两倍,杆与滑轮间的距离为d,重力加速度为g,绳及杆足够长,不计一切摩擦。现将物块由静止释放,在物块向下运动过程中(  )
A.刚释放时小物块的加速度
B.小物块下降的最大距离为2d
C.小物块重力的功率先增大后减小
D.轻绳的张力总大于小球的重力
5.放在光滑水平面上的物体,仅在两个同向水平力的共同作用下开始运动,若这两个力分别做了3J和4J的功,则该物体的动能增加了(  )
A.12J B.5J C.7J D.1J
6.如图所示,在倾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有质量分别为1kg和2kg的小球A和B,且两球之间用一根长L=0.3m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.3m。现让两球从静止开始自由下滑,最后都进入到上方开有细槽的光滑圆管中,不计球与圆管内壁碰撞时的机械能损失,g取10m/s2。则下列说法中错误的有(  )
A.从开始下滑到A进入圆管的整个过程,A与B组成的系统机械能守恒
B.在B球进入水平圆管前,小球A机械能守恒
C.两球最后在光滑圆管中运动的速度大小为m/s
D.从开始下滑到A进入圆管的整个过程,轻杆对B球做功-1J
7.以下说法中,正确的是( )
A.合外力做负功,物体的机械能一定减少
B.只有物体所受合外力为零时,它的机械能才守恒
C.一个物体所受合外力做功不为零,它的机械能也可能守恒
D.物体受到的合外力为零,则其机械能一定守恒
8.质量的小强同学参加学校运动会的三级跳远项目,从静止开始助跑直至落地过程如图所示。已知小强每次起跳腾空之后重心离地的高度是前一次的2倍,每次跳跃的水平位移也是前一次的2倍,最终跳出了的成绩。将小强同学看成质点,已知小强最高的腾空距离,从O点静止开始到D点落地,全过程克服阻力做功。空气阻力忽略不计,重力加速度。下列说法正确的是(  )
A.第三步跳跃在空中运动的时间为
B.运动到第三次起跳腾空之后最高点时的动能为1050J
C.运动到D点着地时的动能为1625J
D.全过程运动员做的功为1425J
9.为了测量自己骑自行车时的功率,小明找来一辆自行车(如图所示)在某段斜坡上进行实验.当小明骑车下坡时,刚好在不踩踏板的情况下可以匀速行驶;当小明上坡时,他从坡底出发在20s时间内匀速蹬脚踏板16圈到达坡顶。通过查阅相关资料发现,该自行车的踏板每转动一圈,车后轮相对转轴转动3圈,后轮直径为61cm,自行车质量为15kg,该斜坡与水平面的倾角为3o;已知小明质量为60kg,重力加速度,,假设小明骑车上坡和下坡过程中轮胎与路面间产生的热量相等。根据上述数据,可求得小明骑车上坡时做功的功率约为(  )
A.170W B.340W C.510W D.680W
10.一质量为的物体在光滑水平地面上从静止开始运动,其所受的水平力F随位移x变化的图像如图所示,则当时,物体的速度为(  )
A. B. C. D.
11.质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面,绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起,两绳中点被提升的高度分别为hA、hB,且hA > hB(两绳都已离开地面)。上述过程中克服两绳重力做功分别为WA、WB,则( )
A.WA = WB B.WA < WB C.WA > WB D.不能确定
12.从距地面相同高度处以同一速率分别沿水平方向、竖直向下、斜向上抛出质量相同的a、b、c三个小球,不计空气阻力,从抛出到落回地面的过程中,下列说法正确的是(  )
A.小球b在空中运动的时间最短 B.小球c的落地速度最小
C.小球b和小球c的位移相等 D.三个小球落地时的速度相等
二、填空题
13.某实验小组利用光电门、气垫导轨等验证机械能守恒定律,实验装置如图甲。让带遮光片的物块从气垫导轨上某处由静止滑下,若测得物块通过A、B光电门时的速度分别为v1和v2,AB之间的距离为L,斜面的倾角为θ,重力加速度为g
(1)图乙表示示用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度为d,由此读出d=__________mm;
(2)若实验数据满足关系式_________(用所给物理量表示),则验证了物块下滑过程中机械能守恒;
(3)本实验中误差的主要来源是_____________________而造成物块机械能的损失。
14.如图所示,某人用大小不变的力F拉着放在光滑平面上的物体,开始时与物体相连的绳和水平面间的夹角是,当拉力F作用一段时间后,绳与水平面间的夹角为。已知图中的高度h,绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计。绳的拉力对物体所做的功是___________。
15.悬崖速降是选择崖面平坦,高度适合的崖壁,用专业的登山绳作保护,由崖壁主体缘绳下滑,从崖顶下降到崖底的一种运动,如图所示,某次速降可视为竖直方向的直线运动,速降者先从静止开始做匀加速运动至,接着匀速运动了,之后做匀减速运动,到达地面时速度恰好减为零,总共历时,若速降者及装备的总质量为,运动方向始终竖直向下,取重力加速度大小,则速降者下降的起点距地面的高度为________m,在整个下降过程中,速降者及装备所受重力的最大功率为_______W。
16.一物块在高、长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的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,取。则物块开始下滑过程中,机械能损失_________;物块沿斜面下滑的加速度________。
17.质量为2kg的物体,放在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下,由静止开始运动,拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图,g=10m/s2,则此物体在x=6m处,拉力的瞬时功率为_________W,从开始运动到x=9m处共用时t=_________s。
18.如图所示,两个小球A、B质量之比为2:1,分别用细线悬在等高的、点。A、B两球的悬线长之比为2:1,现把两球的悬线拉至水平后无初速释放,设释放时球所在的水平面为重力零势能面,阻力不计,则经过最低点时,A球的机械能与B球的机械能大小关系:_______(填>、=或<),两球受到的绳子拉力之比________,两球的向心加速度之比______。
三、解答题
19.图是南宁地铁某站的设计方案,车站的路轨BC建得高些,车辆进站时上坡,出站时下坡,坡高为h。车辆到达坡底A点时,便切断电动机电源,让车辆“冲”到坡上。(g取10m/s2)这样设计的主要目的是为了储存能量和释放能量。车辆“冲”到坡上动能会转化成重力势能储存起来;若无坡道,进站时只能靠刹车来减速,此时动能会转化为内能损失掉。
(1)若忽略车辆所受的阻力,当车辆到达A点的速度为6m/s时,切断电动机电源,车辆恰能“冲”到坡上,求坡高h。(A到B机械能守恒)
(2)若上坡时轨道的摩擦阻力是车重的0.1倍,当车辆到达A点的速度为10m/s时,切断电动机电源,车辆到达坡顶B点时的速度为2m/s,求斜坡AB的长度(要求用动能定理解)。
20.如图所示,物体与弹簧相连,物体在O点时弹簧处于原长,把物体向右拉到A处静止释放,物体会由A向A′运动,A、A′关于O点对称,则:
(1)物体由A向O运动的过程中,弹力做什么功?弹性势能如何变化?
(2)物体由O向A′运动的过程中,弹力做什么功?弹性势能如何变化?
(3)在A、A′处弹性势能有什么关系?
21.如图所示,质量为的小球用长为的轻质细线悬于点,与点处于同一水平线上的点处有一个光滑的细钉,已知,在A点给小球一个水平向左的初速度,发现小球恰能到达跟点在同一竖直线上的最高点。则求:
(1)小球从A到的过程中,重力势能的变化量ΔEp;
(2)小球从A到的过程中克服空气阻力做功;
(3)若不计空气阻力,在A点给小球同样的初速度,运动到B点时,绳子的拉力。
22.如图所示,一质量为m=1.0 kg的物体从半径为R=5.0 m的圆弧的A端,在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B端(圆弧AB在竖直平面内)。拉力F大小不变,始终为15 N,方向始终与物体在该点的切线成37°角。圆弧所对应的圆心角为60°,BO边在竖直方向上。求这一过程中拉力F做的功。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,π=3.14)
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
2.B
3.C
4.C
5.C
6.D
7.C
8.C
9.B
10.C
11.D
12.A
13. 0.150 摩擦阻力和空气阻力做功
14.
15. 60 1500
16. 8 2
17. 6 4
18. = 2:1 1:1
19.(1)1.8m;(2)30m
20.(1)正功,减少;(2)负功,增加;(3)相等
21.(1);(2);(3)。
22.62.8 J
答案第1页,共2页
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