第四章《机械能及其守恒定律》章末复习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.如图,缆车的车厢始终保持水平,车厢内某游客站立不动且未扶扶手,下列说法正确的是( )
A.在加速上升阶段支持力对该游客做正功
B.在匀速上升阶段支持力对该游客不做功
C.在减速上升阶段支持力对该游客做负功
D.整个上升过程支持力对该游客不做功
2.太原地铁1号线迎泽桥东站建设工地上,起重机用吊钩把一根预制钢梁从地面吊起。在这一过程中,钢梁的高度升高、速度增大。不计空气阻力,则( )
A.吊钩对钢梁做的功等于钢梁增加的动能
B.吊钩对钢梁做的功等于钢梁增加的重力势能
C.钢梁克服重力做的功等于钢梁增加的重力势能
D.合力对钢梁做的功等于钢梁增加的机械能
3.如图所示,在一个倾角为30°的光滑斜面上,长为L的轻绳一端固定于O点(在其下方的P点固定有一钉子),另一端拴一个质量为m的小球。把小球拉至与O等高处的A点,由静止释放小球,当小球运动至最低点时,轻绳与钉子接触后小球绕钉子继续做圆周运动,接触后瞬间轻绳上的拉力变为接触前瞬间的倍,则O、P之间的距离为( )
A. B. C. D.
4.如图所示,半球形容器固定在水平面上,AB是其水平直径,O为球心,容器的半径为R,一个质量为m的小物块从A点由静止释放,第一次运动到P点时物块对容器的压力大小等于其重力,OP与水平方向的夹角为37°,重力加速度为g,则物块从A点第一次运动到P点克服摩擦力做功为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,质量为m的小车在与竖直方向成α角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向左运动一段距离L,车与地面之间的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是( )
A.拉力对小车做功FL B.拉力对小车做功为FLsinα
C.摩擦力对小车做功为-μmgL D.重力对小车做功为mgL
6.空间太阳能电站建设也称“逐日工程”。在地球同步轨道上,太阳光的能量密度要比地球表面高得多,大约是。能量密度用国际单位制基本单位表示为( )
A. B. C. D.
7.为备战2022冬奥会,在河北承德雪上项目训练基地,利用工作起来似巨型“陀螺”的圆盘滑雪机模拟特定的训练环境,其转速和倾角可调,一运动员的某次训练过程简化为如下模型:圆盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度ω转动,质量为60kg的运动员在盘面上离转轴10m处以固定的滑行姿势,与圆盘始终保持相对静止,他与盘面间的动摩擦因数为0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,盘面与水平面的夹角为15°,g取10m/s2,已知,则下列说法正确的是( )
A.运动员随圆盘做匀速圆周运动时,一定始终受到三个力的作用
B.ω的最大值约为0.47rad/s
C.ω取不同数值时,运动员在最高点受到的摩擦力一定随ω的增大而增大
D.运动员由最低点运动到最高点的过程中摩擦力对其所做的功约为3870J
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.如图所示,一宽度为d的水平传送带以速度与向右匀速运行,在传送带上方固定光滑挡板,挡板与传送带AB边界的夹角为。质量为m的物块(可视为质点)在水平传送带AB边上随传送带以速度匀速运动,物块碰到挡板时,垂直挡板方向的速度减为零,平行挡板方向的速度不变,最终从传送带上的C点离开传送带。已知物块与传送带间的动摩擦因数为,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.碰撞前传送带对物块的摩擦力对物块做正功
B.物块与挡板碰撞后沿挡板方向不受摩擦力
C.物块从碰到挡板到离开传送带所用时间为
D.物块沿挡板运动过程中在传送带上留下划痕的长度为
10.一小球从高空由静止开始自由下落,从下落时刻开始计时,不计空气阻力。若用a、v、t、h、P分别表示小球的加速度、速度、时间、下落高度、重力的瞬时功率,则如图所示图像正确的是( )
A. B. C. D.
11.连淮扬镇高铁扬州段12月11日正式开通,如图所示,“复兴号”列车正沿直线驶出扬州东站,假设列车质量为m,牵引电机的输出功率恒为P,所受阻力恒为f。某时刻速度为v1、加速度为a1,一段时间t后速度为v2,在这段时间内位移为x。下列关系式正确的是( )
A.= B.a1=-
C.x=v1t+a1t2 D.Pt=mv22-mv12
二、填空题
12.重力势能与动能的转化
只有重力做功时,若重力对物体做正功,则物体的重力势能_____,动能_____,物体的_____转化为_____;若重力对物体做负功,则物体的重力势能_____,动能_____,物体的_____转化为_____。
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.如图所示,水平地面士的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。则0-2s物体没有被推动,此时物体受到的阻力为______N。4~6s内推力F对物体所做的功为______J。
15.若物体m沿不同路径Ⅰ和Ⅱ从A滑到B,如图所示。路径Ⅰ、Ⅱ和物体间的动摩擦因数相同。则沿路径Ⅰ和路径Ⅱ运动过程中重力做功________,摩擦力做功________。(均选填“相同”或“不相同”)
16.如图所示,质量为m的物块在水平恒力F的推动下,从粗糙山坡底部的A处由静止运动至高为h的坡顶B处,并获得速度v,A、B之间的水平距离为x,重力加速度为g,则重力做功为______,恒力F做功为________,物块的末动能为________,物块克服摩擦力做功为________。
三、解答题
17.光滑水平面上一质量为m=2kg的滑块,现对该滑块施加一与水平方向成θ=37斜向右上方的恒力F,滑块在该力作用下沿水平方向向右做直线运动,某段时间内的位移大小为l=2m.已知恒力的大小为F=10N,重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8.求:该时间段内拉力F做的功为多少
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.质量是、额定功率为的汽车,在平直公路上行驶中的最大速度为。若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为,运动中的阻力不变。求:
(1)汽车所受阻力的大小。
(2)末汽车的瞬时功率。
(3)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。
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.A
2.C
3.B
4.C
5.B
6.B
7.B
8.A
9.B
10.C
11.B
12. 减少 增加 重力势能 动能 增加 减少 动能 重力势能
13. 60 20
14. 1 16
15. 相同 相同
16. -mgh Fx mv2 Fx-mgh-mv2
17.16J
18.能,3 m/s
19.(1);(2);(3)
20.(1) ,(2)做功,;(3),θ变小
答案第1页,共2页
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