第四章 机械能及其守恒定律 单元卷（word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》单元卷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．用200N的力在水平地面上拉车行走50m，拉力水平方向成30°角斜向上。在这一过程中拉力对车做的功约是（　　）
A．2.0×104J B．1.0×104J C．8.7×103J D．5.0×103J
2．如图所示，质量为m的苹果从距地面高度为H的树上由静止开始下落，树下有一深度为h的坑。若以地面为零势能参考平面，则苹果刚要落到坑底时的重力势能为（ ）
A． - mgh B．mgH C．mg（H + h） D．mg（H - h）
3．如图所示，弹性轻绳的一端套在手指上，另一端与弹力球连接，某同学用手将弹力球以某一竖直向下的初速度抛出，抛出后手保持不动。从球抛出瞬间至球第一次到达最低点的过程中（弹性轻绳始终在弹性限度内，不计空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A．弹性轻绳的弹性势能一直增大 B．弹力球的重力先不做功，后做正功
C．弹性轻绳刚伸直时，弹力球的动能最大 D．弹力球的受到的合力先做正功后做负功
4．如图所示，在竖直墙壁前方的P点，沿水平方向抛出一个小球，小球打在墙壁上。若其他情况不变，逐渐将P点向墙壁移动，不计空气阻力，则小球打在竖直墙壁前瞬间重力的功率（　　）
A．一定越来越大 B．一定越来越小
C．可能先变大后变小 D．可能先变小后变大
5．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面时的重力势能和整个下落过程中的重力所做的功为（　　）
A．mgh；mgh B．mgh；mg（H+h）
C．-mgh；mg（H+h） D．-mgh；mg（H-h）
6．质量相同的两个物体，分别在地球和月球表面以相同的初速度竖直上抛，已知月球表面的重力加速度比地球表面重力加速度小，若不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）
A．物体在地球表面时的惯性比在月球表面时的惯性大
B．物体在地球表面上升到最高点所用时间比在月球表面上升到最高点所用时间长
C．落回抛出点时，重力做功的瞬时功率相等
D．在上升到最高点的过程中，它们的重力势能变化量相等
7．如图所示，表面光滑的固定斜面甲、乙顶端都安装一定滑轮，甲斜面上有小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮，乙斜面上有小物块C、D用轻绳连接并跨过滑轮。初始时刻，用手按住B和D，使A、B、C、D都处于同一高度并恰好处于静止状态。已知甲斜面的倾角为53°，乙斜面的倾角为37°，四个小物块的质量都相同，不计滑轮质量和摩擦，现同时释放B和D，则放手后A和C着地时速度之比为（　　）
A．1：1 B． C．2：1 D．3：4
8．如图所示，一质量为的光滑圆管道，竖直静置在固定的底座上，有一质量为的小球（半径远小于圆管道的半径），在圆管道内做圆周运动，小球在最低点时圆管道对底座的压力大小恰好为，重力加速度为g。当小球运动到圆管道的最高点时，圆管道对底座的压力大小为（　　）
A．0 B． C． D．
9．如图所示为运动员参加撑杆跳高比赛的示意图，对运动员在撑杆跳高过程中的能量变化描述正确的是（　　）
A．加速助跑过程中，运动员的机械能不断增大
B．运动员越过横杆正上方时，动能为零
C．起跳上升过程中，运动员的机械能守恒
D．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增大
10．2022年北京冬奥会自由式滑雪空中技巧项目在张家口云顶滑雪公园华行。奥运冠军徐梦桃（无滑雪杖）从助滑坡滑下，从圆弧形跳台起跳，在空中完成空翻、旋转等动作后在着落坡着陆，最后以旋转刹车方式急停在停止区，关于运动员在圆孤形跳台上的运动，下列说法正确的是（　　）
A．在此阶段运动员受重力、支持力和向心力
B．在圆弧形跳台最低点时运动员处于失重状态
C．在此阶段运动员的滑行速率保持不变
D．在圆弧形跳台最低点时运动员处于超重状态
11．质量为的物体在地面上高的地方在一拉力的作用下以的加速度竖直下落的过程中，物体的机械能改变量是（　　）
A． B． C． D．
12．篮球规则中规定：跳球时，裁判员在两名跳球队员之间将球竖直向上抛起，球抛起的高度要超过跳球队员跳起时能达到的最大高度，并且球在他们之间落下。如图所示，裁判员将球从离地2.0m处竖直向上抛出，球到达离地2.5m处的最高点。以球的抛出点为零势能参考面，当球到距离抛出点h1高处时，其动能和势能恰好相等，到最高点后球又落回，当下降到距离抛出点h2处时，球的动能和势能再次相等。假设全程空气阻力大小恒定。在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．h1<0.25m，h2>0.25m
B．h1>0.25m，h2<0.25m
C．与落回抛出点过程相比，篮球向上运动过程中重力的平均功率更小
D．与落回抛出点过程相比，篮球向上运动过程中克服空气阻力做的功更多
二、填空题
13．在离地面80m高处无初速释放一小球，小球质量m=0.2kg，不计空气阻力，取小球释放点所在水平面为参考平面，则在第2s末小球的重力势能为 ___________ J，在第3s内重力势能的变化量为 ___________ J。（g取10m/s2）
14．如图所示，倾角为、高为h的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为m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g，不计空气阻力，则小物块从顶端A滑到斜面底端B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________。
15．如图所示，质量为m的物体由静止开始从高度为h1的A点沿斜面下滑到地面，随后又沿另一斜面上滑到高h2处的B点停止，不计斜面与水平面连接处的能量损失，此过程克服摩擦力做功为______。若在B点给物体一瞬时速度，使物体从B点原路返回到A点，则需给物体的最小速度是______。
16．如图，一小球A从某高处由静止开始下落，选择不同平面为参考平面，下落过程中小球具有的能量及其变化情况如下表所示，请在表格中将未填写的数据补充完整。
所选择的参考平面 下落初始时刻的机械能E1 下落到地面时的机械能E2 下落到地面时的重力势能Ep 下落过程中重力势能变化量 Ep 下落到地面时的动能Ek
四楼地面 ___________ -2.5J ___________ ___________ 8J
一楼地面 9J ___________ 0 -9J
三、解答题
17．将一个质量m=2kg的小球从高h=1m处水平抛出，空气阻力忽略不计，取重力加速度g =10m/s2。问：
(1)小球运动过程中动能是否增加？
(2)小球从抛出到落地，重力做了多少焦耳的功？
18．一质量为m=1.5×103kg的汽车在平直路面上匀加速启动，t1时功率达到最大值，之后保持该功率不变继续运动，运动的v-t图象如图所示，其中AB段为曲线，其他部分为直线。已知汽车运动过程中所受阻力恒为自身重力的0.2倍，取重力加速度g=10m/s2。
（1）求汽车运动过程中的最大功率P；
（2）求汽车匀加速运动的时间t1。
19．如图，轨道ABCD位于竖直平面内，水平轨道AB与竖直半圆轨道BCD相切于B点，C点与圆心O等高。质量m=10kg的小物块Q（可视为质点）静止在水平轨道上的A点，已知A点与B点相距L=40m（图中AB之间的虚线表示未画完整的水平轨道），竖直圆轨道的半径R=3m，圆弧光滑，小物块在水平轨道AB间运动时受到的阻力恒为其重力的0.25倍，小物块若运动到D点可被固定在D点。其它摩擦与空气阻力均忽略不计。（g取10m/s2）
（1）若小物块在水平轨道上运动时受到水平向右的恒力F的作用，到达B处立即撤去F，为使小物块恰好能到达半圆轨道的C点，求恒力F的大小。
（2）若小物块在水平轨道上运动时受到水平向右的恒力的作用，到达B处立即撤去，为使小物块不脱离轨道，求的大小范围。
20．如图甲所示，质量m＝2.0 kg的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数μ＝0.20。从t＝0时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，前8 s内F随时间t变化的规律如图乙所示，g取10 m/s2。求：
（1）在图丙坐标系中画出物体在前8 s内的v t图像；
（2）前8 s内水平力F所做的功。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．D
4．B
5．C
6．D
7．B
8．A
9．A
10．D
11．C
12．B
13． 40 50
14． mgh 0
15． mg(h1-h2)
16． -1.5J -10.5J -9J 8J
17．(1)小球运动过程中动能增加；(2)小球从抛出到落地，重力做了20J的功。
18．（1）；（2）
19．（1）32.5N；（2）≥43.75N或32.5N≥>25N
20．（1）；（2）155 J
答案第1页，共2页
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