第四章 机械能及其守恒定律 复习（word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》复习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．无人机让许多摄影爱好者，突破了空间的限制，让我们从地面跳到了天空，从天空上拍摄与众不同的画面，从此拍摄风景将变得更加有趣且方便。 在某次无人机飞行表演中，一无人机的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动，如图所示，运动方向与水平方向成53°，其加速度大小为 ，g为重力加速度。已知该无人机质量为m，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则在其下落高度为h的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．无人机机械能守恒 B．无人机重力势能的减少量为
C．无人机动能的增加量为 D．无人机的机械能减少了
2．如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是（　　）
A．如图甲，撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的弹性势能
B．如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能
C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能
D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能
3．如图所示，一劲度系数为的轻弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接置于粗糙水平面的物块。此时弹簧自然伸长，物块位于点。现用外力向左推动物块，当弹簧压缩量为时，使物块静止，然后由静止释放物块，物块到达点时速度刚好为0。已知此过程中向左推动木块的外力所做的功为。则此过程中弹簧的最大弹性势能为（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由增加到时，上升高度为H，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是（　　）
A．对物体，动能定理的表达式为，其中为支持力的功
B．对物体，动能定理的表达式为，其中为合力的功
C．对物体，动能定理的表达式为
D．对电梯，其所受合力做功为
5．如图所示的a、b、c、d中，质量为M的物体甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下物体甲在水平方向移动相同的位移。μ表示物体甲与水平面间的动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动的小物块，比较物体甲移动的过程中力F对甲所做的功的大小（　　）
A．Wa最小 B．Wd最大
C．Wa6．如图所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物体的重力势能减少，动能增加，机械能守恒
B．斜面的机械能不变
C．斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功
D．物体和斜面组成的系统机械能守恒
7．北京冬奥会的成功举办点燃了全国人民的冰雪运动热情。如图所示是济南南部山区某滑雪场的滑雪场景，某同学从坡形雪道上M点由静止开始沿直线下滑至N点，滑雪过程中阻力恒定不变，将该同学看作质点，选取N点所在位置为零势能点，则下滑过程中该同学的重力势能和动能相等的位置在（　　）
A．MN连线中点处 B．MN连线中点的下方
C．MN连线中点的上方 D．条件不足，无法确定
8．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
9．小铁球竖直上抛又回到抛出点的过程中，关于重力做功的说法正确的是（　　）
A．重力做负功 B．重力先做正功，再做负功
C．重力做正功 D．重力先做负功，再做正功
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．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
12．地面上质量为m0=3kg的物体在竖直向上的力F作用下由静止开始向上运动，力F随物体离地面高度x的变化关系如图所示，物体上升的最大高度为h（图中H=5m，h=4m），重力加速度为g=10m/s2不计空气阻力。在物体运动的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．加速度的最大值为10m/s2
B．48N
C．物体离地高度为2.5m时，速度最大
D．动能的最大值为20J
二、填空题
13．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，重力加速度为g，以桌面所在水平面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的机械能为_______。
14．只有重力做功时，只发生重力势能和动能的转化。
（1）要验证的表达式：mv22＋mgh2=mv12＋mgh1或mv22-mv12=__________。
（2）所需测量的物理量：物体所处两位置之间的__________，及物体的__________。
15．小张同学想粗测自己在单杠上做引体向上运动的功率，如图所示，他估测重心上升的高度，并测出自己连续拉上去的次数和时间填入下表，请在空格处补上相应的数据。（表中数据的单位都是国际单位）（g取）
重心升高/m 体重/kg 次数 克服重力做的功/J 时间/s 功率/W
0.6 50 5 ______ 12 _____
16．水平地面上有一车厢以恒定速度向右运动，车厢内的单摆开始时在外力的作用下相对车厢静止，摆线与竖直方向的夹角为，其方位如图所示，设摆线长为l，摆球的质量为m，撤去外力后，摆球从初始位置开始运动到第一次到达最低点位置时，相对地面参考系水平向右的速度是________；在地面参考系中，此过程摆线张力对摆球在水平方向上做的功为________。
三、解答题
17．求下列情况中力F所做的功。
（1）用水平推力F推质量为m的物体沿光滑水平面前进距离s；
（2）用水平推力F推质量为m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进距离s；
（3）光滑斜面倾角为α，用与斜面平行的推力F推一个质量为m的物体沿斜面前进距离s。
18．如图是某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站要上坡，出站要下坡。已知坡高为2 m，电车到a点时的速度为25.2 km/h，此后便切断电车的电源，如果不考虑电车所受的摩擦力，电车能否冲上站台？如果电车不能冲上站台，请说明理由；如果电车能冲上站台，求它到达b点时的速度大小。（g取10 m/s2）
19．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）
20．某同学在乘坐公交车时发现，在加速和转弯过程中，公交车里的扶手会发生偏转。为了研究这一现象，该同学在公交车的横杆上用长度为l的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球（可看作质点），在公交车行驶过程中，进行观察和记录：
①沿平直的公路匀加速运动，细绳向后偏离竖直方向角度为θ1，在此状态下的某一时刻，通过汽车的仪表盘读出汽车的速度大小为v1；
②沿圆弧道路匀速转弯的过程中，细绳向圆弧轨道外侧偏离竖直方向角度为，通过汽车的仪表盘读出此过程中汽车的速度大小为v2。
（1）求汽车在①过程中的加速度；
（2）在①的情况下，从静止开始到速度为v1过程中，细绳的拉力对小球是否做功？如果做功，求出细绳对小球做功的大小；如果不做功，请说明理由；
（3）在②过程中，求公交车转弯的半径。并通过计算分析若缩短绳长，细绳偏离竖直方向的角度如何变化。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．B
4．C
5．D
6．D
7．B
8．B
9．D
10．B
11．C
12．D
13．mgH
14． mgh1-mgh2 高度差 运动速度
15． 1500 125
16．
17．（1）；（2）；（3）
18．能，3 m/s
19．62.8 J
20．（1） ，（2）做功，；（3），θ变小
答案第1页，共2页
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