第四章机械能及其守恒定律单元测试(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测试(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 19:38:07

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第四章《机械能及其守恒定律》单元测试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.关于弹性势能和重力势能,下列说法中正确的是(  )
A.弹簧的弹性势能大小只与弹簧的材料有关
B.在弹性限度内,弹簧的弹性势能大小与弹簧形变量有关
C.重力势能的变化量与参考平面的选取有关
D.当重力对物体做正功时,物体的重力势能一定增加
2.如图,一质量为m的运动员在水平地面上做俯卧撑,运动过程中可将她的身体视为一根直棒,已知运动员的重心在c点,过c点作地面的垂线,垂足为O,O点与脚、两手连线中点间的距离、。若她肩部每次上升的距离均为h,重力加速度大小为g,则在缓慢上升过程中运动员的重力做功为(  )
A. B.
C. D.
3.2021年2月8日,东海高铁开通运营,设计时速350公里的高铁便利了东海人民的出行。如图所示,设高铁运行时受到的阻力与速度大小成正比,若高铁以速度v匀速行驶,发动机的功率为P。则当高铁速度为2v时,其匀速行驶时发动机的功率为(  )
A.2P B.4P C.8P D.16P
4.如图所示,一个质量为m的小球以初速度水平抛出,当小球速度与水平方向夹角为53°时,重力加速度取g,,,重力的瞬时功率为(  )
A. B. C. D.
5.在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中,某同学将传感器固定在最低点,如图所示。该同学将摆锤从不同位置由静止释放,记录摆锤每次下落的高度h和最低点的速度v,作出v2-h图线为(  )
A. B.
C. D.
6.如图所示,斜面固定且光滑。分别用力F1、F2将同一物体由静止起以相同的加速度,从斜面底端拉到斜面顶端。物体到达斜面顶端时,力F1、F2所做的功分别为W1、W2,则(  )
A.F1F2,W1>W2 D.F1>F2,W1=W2
7.2021年8月3日,在东京奥运会竞技体操男子单杠决赛中,8位选手有一半都出现了掉杠的情况。如图所示,某选手的质量为70kg,做“双臂大回环”,用双手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动。此过程中,运动员到达最低点时手臂受的总拉力大小至少约为(忽略空气阻力,重力加速度取)(  )
A.2500N B.3500N C.4500N D.5500N
8.为达成我国在2060年前实现碳中和的宏伟目标,国家大力提倡绿色能源和绿色交通等项目。现有一质量为m的某品牌新能源汽车在水平路面上进启动测试,已知测试时保持功率恒定,经过时间t汽车速度恰好达到最大速度v,此过程汽车位移为x,汽车所受阻力大小不变。则在该过程中(  )
A.汽车的功率大小为
B.汽受到的阻力小为
C.速度为时,汽车发动机牵引力大小为
D.速度为时,汽车的加速度大小为
9.蹦极时,体验者站在高处,用原长为L的弹性绳固定住后跳下,落地前弹起。忽略空气阻力的影响,从开始运动到第一次下落到最低点的过程,以下说法正确的是( )
A.游戏者在下落过程中机械能守恒
B.下落L时,体验者的动能最大
C.游戏者从开始下落到最低点重力势能减少了mgL
D.当体验者下落到最低点时,弹性绳的弹性势能最大
10.物体的运动如图甲、乙、丙所示,均不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.甲图中,小球从某一高度由静止落入光滑半圆形固定轨道,全过程小球的机械能一定守恒
B.乙图中,物体所受的合外力为零时,机械能一定守恒
C.丙图中,弹簧越长,弹性势能越大
D.丙图中光滑水平面上,被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中,小球的机械能守恒
11.如图甲所示,足够长的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,以弹簧上端位置为坐标原点O,沿竖直向下建立坐标轴。现将质量为m的小球从原点O正上方高度h处由静止释放,在小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中,小球所受弹力F的大小随x(x表示小球的位置坐标)的变化关系如图乙所示。若不计小球与弹簧接触时的机械能损失,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是(  )
A.当时,小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最大
B.小球动能的最大值为
C.当时,小球的速度大于
D.小球在最低点的加速度大小等于g
12.沙游乐场有两个沙坡PM、QM,P、Q、M三点在同一竖直圆周上,圆心为O,圆周最低点为M,P、Q位置如图所示,一游客分别从P、Q两点由静止下滑到M点的过程中,加速度分别为a1、a2,经历的时间分别为t1、t2,损失的机械能分别为E1、E2,到达M点的速度分别为v1、v2,则(  )
A.a1>a2 B.t1=t2 C.E1v2
二、填空题
13.取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力。该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为_____________。
14.物体自由下落过程中,速度由0增加到5m/s和由5m/s增加到10m/s的两段时间内,重力做功的平均功率之比为___________;质量为m的汽车,启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的阻力大小一定,汽车速度能够达到的最大值为v,那么当汽车的车速为时,汽车的瞬时加速度的大小为____________。
15.如图所示,倾角为、高为的光滑斜面固定在水平地面上,一质量为的小物块(可视为质点)从斜面顶端A由静止开始下滑。已知重力加速度为,不计空气阻力,则小物块从顶端A滑到斜面底端的过程中,重力做的功为________,斜面支持力对小物块做的功为________;小物块沿斜面下滑的整个过程中重力的平均功率为________;小物块沿斜面下滑到点时重力的功率为________。
16.如图,一质量为、长度为的均匀柔软细绳竖直悬挂在天花板上,若以天花板为参考平面,细绳的重力势能为________:现将绳的下端竖直向上拉起至点,点与绳的上端相距,在此过程中,细绳的重力势能__________(填“增加”或“减少”),重力势能的变化量大小为_________。(重力加速度大小为)
17.如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CD段是光滑的,水平轨道BC的长度s=5 m,轨道CD足够长且倾角θ=37°,A、D两点离轨道BC的高度分别为h1=4.30 m、h2=1.35 m.现让质量为m的小滑块自A点由静止释放.已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则小滑块第一次到达D点时的速度大小为______ m/s;小滑块最终停止的位置距B点的距离为______m。
三、解答题
18.质量为2kg的物体做自由落体运动,经过2s落地,重力加速度g取求:
下落过程重力的平均功率;
落地前瞬间重力的瞬时功率.
19.如图所示,用竖直向上的拉力F提升原来静止的质量的物体,使其以的加速度匀加速竖直上升,不计其他阻力,,求开始运动的内:
(1)物体重力做的功;
(2)拉力F做的功;
(3)物体合外力做功的平均功率。
20.质量为m的物块(可视为质点)在水平面上以某一速率v0(未知)从A点开始沿ABC做匀减速直线运动,恰好到C点停止。已知B点是AC的中点,AC长为2L,物块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
(1)求物块从A点运动到B点的时间t;
(2)若物块运动到B点时,即对其施加一水平恒力F,F作用2t时间后,物块的速度大小变为,方向与物块在A点时速度方向一致,求F的大小。
21.如图所示,竖直平面内固定有轨道ABCD,水平放置的AB段长度为L=3m,BC段是半径R=1m、圆心角θ=37°的光滑圆弧,CD段(足够长)的倾角为37°,各段轨道均平滑连接,在圆弧最低处B点下方安装有压力传感器,在A点右侧放置有弹簧发射器。一质量为m=2kg的滑块P(视为质点)被弹簧发射器发射后,沿水平轨道AB向左滑行,第一次经过B点时,压力传感器的示数为滑块P的重力的11倍。已知滑块P与AB段、CD段的动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求滑块P被发射后经过A点的动能;
(2)将滑块P冲上BCD段后返回AB段停止时的位置记为E,求E与B的距离;
(3)若将一质量为M=3kg的滑块Q(视为质点,与AB段、CD段的动摩擦因数也为μ=0.5)置于B点,弹簧发射器重复上一次发射过程,P与Q在B点发生弹性正碰,Q沿BCD轨道向上运动,当Q的速度减为0时,使Q与DC段、BA段的动摩擦因数变为μ′,Q滑下后恰好能与P相遇,求μ′的值。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
2.B
3.B
4.C
5.A
6.B
7.B
8.A
9.D
10.A
11.B
12.C
13.
14. 1∶3
15. 0
16. 增加
17. 3m/s 1.4m
18. 200W; 400W
19.(1);(2);(3)
20.(1);(2)2.5μmg
21.(1)130J;(2)2.32m;(3)
答案第1页,共2页
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