第四章 机械能及其守恒定律 练习题（word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》练习题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．如图所示，先用与斜面平行的恒力F把质量为m的物体从静止开始沿着粗糙的固定斜面由底端推到顶端；再保持F的大小不变，方向改为沿水平方向，同样把质量为m的物体从静止开始沿着同一个粗糙的固定斜面由底端推到顶端，在这两个过程中（　　）
A．F改为沿水平方向推做功多 B．F与斜面平行时做功多
C．两次力F做功相同 D．两次推物体所用的时间相同
2．如图所示，用F=100N的水平恒力拉质量m=20kg的小滑块使滑块在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动。已知滑块与地面之间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。则（　　）
A．滑块的加速度大小为5m/s2
B．滑块运动3s时，它的速度大小为3m/s
C．滑块运动2s的过程中，它的位移大小为4m
D．滑块运动2s的过程中，水平恒力F对滑块做的功为300J
3．如图，运动员将质量为m的篮球从h高处投出，篮球进入离地面H高处的篮筐时速度为v，若以篮球投出时位置所在水平面为零势能面，将篮球看成质点，忽略空气阻力，对于篮球，下列说法正确的是（　　）
A．进入篮筐时势能为mgh
B．在刚被投出时动能为
C．进入篮筐时机械能为
D．经过途中P点时的机械能为
4．下列关于功率的计算式和说法正确的是（　　）
A．据可知，机器做功越多，其功率就越大
B．由知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
C．由只能求某一时刻的瞬时功率
D．由知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
5．如图所示，撑杆跳是运动会中非常具有观赏性的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性。运动员助跑时杆未发生形变，撑杆起跳后杆弯曲程度逐渐变大，到运动员水平越过横杆时，杆竖直且恢复原状。关于撑杆起跳到运动员越过横杆过程，下列说法正确的是（　　）
A．杆的弹性势能先增大后减小 B．杆一直对运动员做负功
C．运动员越过横杆正上方时速度为零 D．以上说法均错误
6．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑轻质定滑轮与直杆的距离为d.杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点正下方距离为d处．现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，轻绳足够长，下列说法正确的是（　　）
A．环到达B处时，重物上升的高度h＝
B．环到达B处时，环与重物的速度大小相等
C．环从A到B，环减少的机械能大于重物增加的机械能
D．环能下降的最大高度为
7．两完全相同的斜面ABC和 A B C 与水平面分别平滑连接。小木块从A点以某一初速度开始下滑，恰好能运动到A 点。已知小木块与两斜面、水平面间的动摩擦因数相同，小木块开始下滑的初速度保持不变，D、D 等高，小木块可视为质点，若只改变斜面ABC的AC边，则（　　）
A．改变为AE边，小木块从A点开始下滑运动不能到达A 点
B．改变为AE边，小木块从A点开始下滑运动将越过A 点
C．改变为DC边，小木块从D点开始下滑运动将越过D 点
D．改变为DC边，小木块从D点开始下滑运动恰好到达D 点
8．如图所示，小孩用力水平向右推箱子，没有推动。在这个过程中，下列说法正确的是 （　　）
A．箱子有一个向右运动的趋势
B．小孩消耗了体力，所以对箱子做了功
C．小孩对箱子的推力小于箱子受到的摩擦力
D．箱子受到的推力与摩擦力是一对作用力和反作用力
9．2022年2月北京举办了第24届冬季奥运会，成为全球首座“双奥之城”。在此期间，17岁的中国运动员苏翊鸣夺得男子单板滑雪大跳台项目金牌，成为中国首个单板滑雪奥运冠军。图甲所示是苏翊鸣在北京首钢滑雪大跳台中心的比赛过程，现将其运动过程简化为如图乙所示。运动员以水平初速度v0从P点冲上半径为R的六分之一圆弧跳台，离开跳台后M点为运动员的最高位置，之后运动员落在了倾角为θ的斜坡，落点距Q点的距离为L。若忽略运动员及滑雪板运动过程中受到的一切阻力并将其看成质点，g取10 m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A．运动员在最高点速度为0
B．最高点M距水平面PQ的竖直距离为
C．运动员离开圆弧跳台后在空中运动的时间
D．运动员落在斜面时的速度大小为
10．每年春节前江西农村都有捣年糕的习俗，借此来寓意“年年发财、步步高升”。捣年糕时，一人将“石杵”一起一落挥动，另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团，直到米粉团柔软而有弹性。已知“石杵”质量为20 kg，每分钟上下挥动20下，每次重心上升的高度约为90 cm，则人挥动“石杵”做功的功率约为 （　　）
A．60 W B．120 W C．180 W D．540 W
11．如图所示，物体沿同一粗糙水平面向右运动，下列四种情形在力F作用下匀速行驶相同的位移，力F做功最多的是（　　）
A． B．
C． D．
12．如图所示，质量为m的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为4m的物体乙用轻绳跨过光滑的定滑轮与甲连接，开始用手托住乙，轻绳刚好伸直，滑轮左侧绳竖直，右侧绳与水平方向夹角为α，某时刻由静止释放乙（足够高），经过一段时间小球运动到Q点，OQ两点的连线水平，OQ=d，且小球在P、Q两点处时弹簧弹力的大小相等。已知重力加速度为g，sinα=0.8，cosα=0.6。则下列说法不正确的是（　　）
A．弹簧的劲度系数为
B．小球位于Q点时的速度大小为
C．物体乙重力的瞬时功率一直增大
D．小球甲和物体乙的机械能之和先增大后减小
二、填空题
13．汽车在高速公路上行驶，遇到较长的下坡路段，由于长时间刹车，容易导致汽车刹车失灵．这样常常会在这种路段增设安全减速专用的斜坡避险车道，如图所示．若某高速行驶的汽车刹车失灵，随后转入外侧的斜坡式避险车道，快速降低车速直至停止，在此过程中：汽车所受重力做________（选填“正功”或“负功”），汽车所受摩擦力做_________（选填“正功”或“负功”）．
14．一动车组的总质量，额定输出功率为。假设该动车组在水平轨道上运动时的最大速度为，受到的阻力___________N（）。
15．汽车发动机的额定功率为40kW，质量为2t，汽车在水平路面上行驶，受到阻力为车重的0.1倍（g取10m/s2），则汽车在水平路面上行驶时
（1）汽车能达到的最大速度为______，若汽车以额定功率启动，当汽车速度为10m/s时的加速度为______
（2）若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶直到获得最大速度，则汽车作匀加速直线运动持续的时间为______，第5秒末汽车发动机实际功率多少______。
16．如图所示，与水平面夹角的倾斜传送带始终绷紧，传送带下端A点与上端点间的距离，传送带以恒定的速率向上运动。现将一质量为的物体无初速度地放于A处，已知物体与传送带间的动摩擦因数，取，那么物体从A运动到过程中，因摩擦而产生的内能____________________，电动机因传送该物体多消耗的电能__________。
17．一物块在高、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________。
三、解答题
18．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）。
19． 汽车以80 kW的恒定功率沿平直公路做匀速直线运动，其速度大小为20 m/s，则汽车在该公路上行驶时所受的阻力大小为多少？若汽车以10 m/s匀速行驶，阻力大小不变，则汽车的实际功率为多少？
20．如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量m的小滑块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C作平抛运动。已知：导轨半径R＝0.4m，小滑块的质量m＝0.1kg，小滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ＝0.2，AB的长度L＝20m，重力加速度取10m/s2。求：
（1）小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小；
（2）弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能；
（3）若仅改变AB的长度L，其他不变，滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出L的可能值。
21．在一次阅兵式中，某车辆方队长，开始时排头在A处，整体处于静止待命状态，上午8点50分接到命令，整个方队由静止状态开始沿着直线方向做匀加速直线运动，排头到达B后，整个方队改做匀速直线运动，接受检阅，在上午8点53分20秒时车辆方队排尾通过C位置，已知：段长度为，段长度为，整个过程车辆间距与方队长度均保持不变。求
（1）方队在段的速度大小；
（2）方队在段加速运动时的加速度大小；
（3）方队中某车质量为，所受阻力恒为车重的0.1倍，在上午8点50分50秒时该受阅车辆的输出功率。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．B
3．B
4．D
5．A
6．D
7．C
8．A
9．D
10．A
11．C
12．C
13． 负功 负功
14．64000
15． 20m/s 1m/s2 10s 20kW
16． 6J 28J
17． 8 2
18．（1）1.8m；（2）30m
19．4000N；
20．（1）6N；（2）5J；（3）或
21．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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