第四章《机械能及其守恒定律》单元测试（Word版含答案）

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．下列物理量中，属于矢量的是（　　）
A．动能 B．速度 C．重力势能 D．功
2．撑杆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升：越杆下落。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．运动员在整个跳高过程中机械能守恒
B．起跳上升过程中，杆的弹性势能先增加后减小
C．起跳上升过程中，运动员的重力势能和动能之和保持不变
D．运动员到达横杆正上方时，动能为零
3．下列关于做功的说法，正确的是（　　）
A．静摩擦力和滑动摩擦力一定都做正功
B．静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功
C．系统内相互作用的两物体间的一对静摩擦力做功的总和等于零
D．系统内相互作用的两物体间的一对滑动摩擦力做功的总和等于零
4．“碳中和”、“低碳化”、“绿色奥运”是北京冬奥会的几个标签。本次冬奥会运行超1000辆氢能源汽车，是全球最大的一次燃料电池汽车示范。某款质量为M的氢能源汽车（如图所示）在一次测试中，沿平直公路以恒定功率P从静止启动做直线运动，行驶路程x，恰好达到最大速度。已知该车所受阻力恒定。下列判定正确的是（　　）
A．启动过程中，车做匀加速直线运动
B．启动过程中，牵引力对车做的功为
C．车速从0增至的加速时间为
D．车速为时，车的加速度大小为
5．如图甲所示，质量为4 kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10 m/s2，则（　　）
A．物体先做加速运动，推力减小到零后才开始做减速运动
B．运动过程中推力做的功为200 J
C．物体在运动过程中的加速度先变小后不变
D．因推力是变力，无法确定推力做功的大小
6．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．把质量相同的两小球A、B从同一高度以相同的速度大小分别沿水平与竖直方向抛出。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．两球落地时的动能相同
B．从抛出开始到落地，B球重力做的功大于A球重力做的功
C．从抛出开始到落地，两球的重力平均功率
D．落地时，两球的重力瞬时功率
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．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
10．如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程的v﹣t图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段是汽车以额定功率行驶时的加速阶段速度随时间变化的曲线，bc段是与ab段相切的水平直线。整个启动过程中阻力恒为f，则下列说法正确的是（　　）
A．0～t1时间内汽车牵引力
B．0～t1时间内汽车以恒定功率做匀加速运动
C．t1～t2时间内汽车的平均速度为
D．t1时刻汽车的牵引力小于t2时刻汽车的牵引力
C．若只将b的质量变大，则当b球摆过的角度为小于90°的某值时，a球对地面的压力为零
D．若只将细杆D水平向左移动少许，则当b球摆过的角度为小于90°的某值时，a球对地面的压力刚好为零
11．如图所示，水平平台与水平细杆间的高度差为H，质量为M的物块放在水平台上，质量为M的小球套在水平杆上，物块和小球通过小滑轮与用轻质细线相连，滑轮右侧细线恰好竖直。现用一水平恒力F由静止沿杆拉动小球，物块始终在水平平台上，不计一切摩擦。则小球前进2H时，物块的速度为（　　）
A． B． C． D．
12．“ETC”是高速公路上电子不停车收费系统的简称。若某汽车以恒定功率匀速行驶，为合理通过收费处，司机在t1时刻使汽车功率减半，并保持该功率行驶，到t2时刻又做匀速运动；通过收费处后，逐渐增加功率，使汽车做匀加速运动直到恢复原来功率，以后保持该功率行驶。设汽车所受阻力大小不变，则在该过程中，汽车的速度随时间变化图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
13．如图所示，悬崖上有一质量m=5kg的石块，距离地面高度h=20m，由于长期风化作用而从悬崖上由静止落到地面，若下落时不计空气阻力且石块质量不变，以地面为零势能面（g取10m/s2）。
（1）石块未下落时，在悬崖上的重力势能是________J；
（2）石块落到地面时的速度大小为________m/s。
14．质量为的物体从高处自由下落，重力在前内的平均功率为______W，重力在第末的即时功率为______W。（）
15．南平高铁的开通为广大市民出行提供了便利。高铁技术的进步对车辆和铁路建设提出了更高的要求。一方面，火车提速需要增大发动机功率，如果火车行驶时所受阻力与成正比，当火车最大速度变为原来的2倍时，发动机功率应增大为原来的___________倍；另一方面，铁路转弯处要求外轨比内轨稍高，其内外轨高度差h的设计不仅与弯道半径r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关。铁路轨道内外轨之间的距离L一定，如果r一定时，v越大则要求h越___________（选填“大”、“小”或“不变”）。
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）
三、解答题
17．图(a)为玩具弹弓，轻质橡皮筋连接在把手上A、B两点，一手握住把手不动，使AB连线水平，C为自由伸长时橡皮筋中点轻弹夹的位置，如图(b)，AO=OB=6cm，另一手捏着装有质量为10g弹珠的弹夹，从C点由静止竖直向下缓慢移动到D点，放手后弹珠竖直向上射出，刚好上升到离D点20.15米高的楼顶处．测得∠ACB=44°，∠ADB=23°，取tan22°=0.4，tan11.5°=0.2，g=10m/s2．不计空气阻力．求
(1)从C到D的过程中，弹珠重力所做的功及手所做的功；
(2)若还将橡皮筋拉到相同长度，仅改变发射方向，弹珠向斜上方运动到高出释放点8m处的速率．
18．如图所示，一辆汽车正以v1=72km/h的速度匀速直线行驶，司机发现在前方150m处停有一故障车辆，马上进行刹车操作。设司机的反应时间t1=0.75s，刹车时汽车受到的阻力为重力的。取重力加速度g=10m/s2。请计算从发现故障车至停下，汽车在这段时间内发生的位移，据此判断这两辆车是否会相撞。
19．把一个质量是2kg的物体放在水平面上，用12N的水平力使物块从静止开始运动。物块与水平面的动摩擦因数是0.2。物块运动2s末撤去拉力。求
（1）1s末拉力做功的瞬时功率；
（2）撤去拉力后物块在水平面上还能滑行的最大距离。
20．如图，不可伸长的轻绳一端与质量为m的小球相连，另一端跨过两等高定滑轮与物块连接，物块置于左侧滑轮正下方的水平压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l。现用水平向右恒力将小球由最低处拉至轻绳与竖直方向夹角处，立即撤去F，此时传感装置示数为。已知物块始终没有脱离传感装置，重力加速度为g，不计滑轮的大小和一切摩擦，，，求：
（1）撤去F时小球的速度大小；
（2）小球返回最低处时轻绳的拉力大小；
（3）小球返回最低处时传感装置的示数。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．B
3．C
4．C
5．B
6．D
7．A
8．C
9．C
10．A
11．D
12．C
13． 1000 20
14． 150 300
15． 8 大
16． 增加
17．(1) (2)
18．，不会相撞。
19．（1）48W；（2）16m
20．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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