第四章 机械能及其守恒定律 基础练习题（word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》基础练习题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．小铁球竖直上抛又回到抛出点的过程中，则关于重力做功说法正确的是（　　）
A．重力做负功 B．重力不做功
C．重力做正功 D．重力先做负功，再做正功
2．质量为m的椰子，长熟后会从树上自行掉下来，下落H后落入水中，因受到水的阻力而竖直向下做减速运动，椰子在水中减速下降深度为h后陷入淤泥，忽略空气阻力，重力加速度为g。若以淤泥表面为零势能面，椰子刚落入水中时的机械能可以表示为（　　）
A． B．mgh C．mgH D．无法确定
3．如图所示，光滑水平面上放有质量为M＝2kg的足够长的木板B，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的物块A叠放在B上，A的质量为m＝1kg，弹簧的劲度系数k＝100N/m。初始时刻，系统静止，弹簧处于原长。现用一水平向右的拉力F＝10N作用在B上，已知A、B间动摩擦因数μ＝0.2，g取10m/s2。则（　　）
A．A受到的摩擦力逐渐变大
B．A向右运动的最大距离为4cm
C．B做加速度减小的加速运动
D．B对A的摩擦力一直对A做正功
4．如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量大于A球的质量。A球静止于地面，用手托住B球，轻绳刚好被拉紧，然后释放B球。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，则在B球落地前
A．两球所受的合外力大小相等
B．B球重力势能减小的快慢等于A球重力势能增加的快慢
C．B球动能增加的快慢等于A球动能增加的快慢
D．B球机械能减小的快慢等于A球机械能增加的快慢
5．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
6．如图所示，某地有一台风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为R的圆面。某时间内该地区的风速为v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为ρ，假如这风力发电机将空气动能转化为电能的效率为η。则该发电机发电的功率为（　　）
A．πηρR2v2 B．πηρR2v3
C．πηρR2v2 D．πηρR2v3
7．固定滚轮训练是飞行员为提高空间定向能力而特有的一种训练手段。如图所示，固定滚轮是转轴固定可在竖直面内绕轴自由转动的轮子，训练时飞行员手脚支撑在轮子上做圆周运动。已知飞行员质量为m，滚轮半径为R，滚轮质量可忽略，某次训练中飞行员双臂间的夹角为120°，飞行员恰好能在竖直面内做完整圆周运动，当其头部转动到最低点时，踏板对脚无作用力，此时（　　）
A．飞行员脚的线速度大小为 B．飞行员重心的线速度大小为
C．每个手臂的支持力大小为5mg D．飞行员身体的最大向心加速度大小为5g
8．从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。“祝融”火星车登陆火星之前，“天问一号”探测器环绕火星变轨示意图如图所示。已知地球表面的重力加速度为g，火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的；“祝融”火星车的质量为m，引力常数为G。则下列说法正确的是（　　）
A．“天问一号”在圆轨道I上的机械能大于在椭圆轨道II上的机械能
B．“天问一号”在椭圆轨道II运行到P点的速度大于在椭圆轨道III运行到P点的速度
C．若轨道I为贴近火星表面的圆轨道，测得“天问一号”在轨道I运动的角速度为，则火星的密度约为
D．“祝融”火星车在火星表面所受的重力约为
9．如图所示，在水平面上有一固定的粗糙轨道，在轨道的末端连一半径为R的半圆轨道，与水平轨道相切于B点。一质量为m的小物体在大小为的外力作用下从轨道上的A点由静止出发，运动至B点时撤掉外力，物体沿圆轨道内侧恰好运动至最高点C，最后回到出发点A。物体与水平轨道间的动摩擦因数，物体与半圆轨道间的动摩擦因数未知，当地重力加速度为g。以下关系式正确的是（　　）
A．物体在AB间运动时克服摩擦阻力做功
B．外力F做功
C．物体在C点的动能为零
D．物体在AC间运动时产生的热量为
10．如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体B的质量为2m，放置在倾角为30°的光滑斜面上，物体A的质量为m，用手托着物体A使弹簧处于原长，细绳伸直且B与轻滑轮间的弹簧和细绳均与斜面平行，A与地面间的距离为h，物体B静止在斜面上挡板P处。放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对挡板恰好无压力。不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．弹簧的劲度系数为
B．此时弹簧的弹性势能等于
C．此时物体A的加速度大小为g，方向竖直向上
D．此后物体B可能离开挡板沿斜面向上运动
11．2019年国庆小长假，雪晴同学外出旅游，到一家农家乐餐厅就餐时发现，店内竟有真驴在拉磨，如图所示。假设驴拉磨的平均作用力大小为500 N，运动的半径为1 m，则驴拉磨转动一周所做的功为 （　　）
A．0 B．500J C．500πJ D．1000πJ
12．如图所示，在边长为的正方形竖直平面内固定一光滑四分之一圆环，点固定一光滑轻质小滑轮。质量均为的小球用不可伸长的细线连接，穿在环上位于A点，细线搭在滑轮上，现将小球由静止释放，重力加速度为，不计空气阻力，在环上运动过程中，下列描述正确的是（　　）
A．两小球组成的系统的机械能先减小后增大 B．细线的拉力对两球做功的功率大小始终相等
C．的最大动能为 D．运动到点时的速度为
二、填空题
13．静止在光滑水平面上的物体，在10N的水平拉力作用下，经过3.0s时间运动的位移大小为6m，该过程拉力所做的功是___________J，拉力的平均功率是___________W。
14．某型号电动机转速可达200r/s，输出推力为5N，转轴的半径约为2.5×10-4m。则该电动机的转动角速度为______rad/s，该电动机的输出功率约为______W。
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．将一个质量为m=2kg的小球以水平速度v0 =2m/s抛出，若不计空气阻力，重力加速度为g=10m/s2，2秒内物体落地，重力做的功W=_____，重力势能是=_____（增加、减少）。 以地面为参考平面，物体具有的重力势能为Ep=_____，2秒内重力的对物体做功的平均功率为=_____，在2秒末重力的瞬时功率为P=_____。
17．物体从离地45m的高处作自由落体运动（g取10米/秒2）。它的动能和重力势能相等时，物体离地的高度是___________m；当它的动能为重力势能的2倍时，物体的速度大小为___________m/s。
三、解答题
18．如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上；B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上。用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行。已知A、B的质量均为m，C的质量为4m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放C后它沿斜面下滑，A刚离开地面时，B获得最大速度，求：
（1）从释放C到物体A刚离开地面时，物体C沿斜面下滑的距离。
（2）斜面倾角。
（3）B的最大速度。
19．如图所示是公路上的“避险车道”，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。质量的汽车沿干道下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度表示数，汽车继续沿下坡匀加速直行L＝350m、下降高度h＝50m时到达“避险车道”，此时速度表示数。
（1）求汽车在下坡过程中所受的阻力大小；
（2）若“避险车道”与水平面间的夹角为，且，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求：为保证汽车不与“避险车道”尽头的防撞设施发生碰撞，“避险车道”的最小长度为多少？
20．运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目。如图所示，AB是水平路面，BC是一段圆弧，DE是半径R=40m的圆弧，各部分平滑连接。运动员驾驶摩托车在AB段加速，通过B点时速度已达到最大，再经t=10s的时间通过坡面到达E点后水平飞出。已知人和摩托车的总质量m=100kg，坡顶高度h=5m，落地点与E点的水平距离s=10m。若摩托车从A点到E点的输出功率P=1.8kW始终不变，摩托车在AB段所受阻力恒定，在空中所受阻力忽略不计，取重力加速度大小g=10m/s2。求：
（1）摩托车在AB段所受的阻力大小f；
（2）摩托车在E点时受到的支持力大小FN；
（3）摩托车在沿BCDE冲上坡顶的过程中克服摩擦阻力所做的功。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．A
3．B
4．D
5．D
6．B
7．C
8．C
9．A
10．B
11．D
12．B
13． 60 20
14． 400π 1.57
15． 0
16． 400J 减少 400J 200W 400W
17．
18．（1）；（2）；（3）
19．（1）；（2）
20．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页