第四章《机械能及其守恒定律》巩固训练（Word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》巩固训练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．小船上一位船工用撑竿推岸，小船沿水平直线离岸而去，下列叙述中正确的是（　　）
A．水的浮力对船做功
B．船受到的重力对船做功
C．撑竿对岸的推力对岸做功
D．船要克服水的阻力做功
2．关于功，下列说法不正确的是（　　）
A．-8J的功大于+4J的功
B．功是矢量，正、负表示方向
C．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动
D．功是标量，正、负分别表示外力对物体做功和物体克服外力做功
3．下列有关功的说法的正确的是（ ）
A．公式中的l是物体运动的路程
B．物体只要受力且运动，该力就一定做功
C．功有正负之分，所以功是矢量
D．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动
4．山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一滑雪坡由AB和BC组成，AB为斜坡，BC是光滑的圆弧，如图所示，竖直台阶CD高度差为。运动员连同滑雪装备的总质量为80kg，从A点由静止滑下，以的水平速度通过C点后飞落到水平地面DE上，不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，取。以水平地面为参考平面，运动员在C处的机械能E为（　　）
A．4500J B．3500J C．13000J D．3000J
5．质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，如图甲所示为汽车运动的速度与时间的关系，图乙为汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中所受阻力不变，在18 s末汽车的速度恰好达到最大。重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　）
A．汽车受到的阻力为200 N
B．汽车的最大牵引力为700 N
C．汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5 m
D．8~18 s内汽车牵引力做的功为
6．下列物体运动过程中，机械能守恒的是（　　）
A．匀速下降的雨滴
B．物体做自由落体运动
C．物体由斜面顶端匀速滑到斜面底端
D．摩天轮上的游客在竖直面内做匀速圆周运动
7．如图所示，从斜面体ABC的底端用一沿斜面向上的恒力F从静止向上推一个物体，推到AB的中点D时，撤去F，物体恰好运动到斜面顶端A点并开始返回。物体从底端到顶端所需时间为t，从顶端滑到底端返回时所需时间也为t，则以下说法中正确的是（　　）
A．物体上滑过程中从B点到D点的加速度大小大于从D点到A点的加速度大小
B．物体上滑过程到D点时的速率和物体返回到B点的速率相等
C．推力F与物体所受摩擦力Ff大小之比为2：1
D．推力F做的功与整个过程中物体克服摩擦力Ff做的功相等
8．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．
9．2022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
10．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
11．如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C和D上，质量为ma的a球置于地面上，质量为mb的b球从与C、D等高的位置（轻绳伸直）静止释放。当b球摆过的角度为90°时，a球对地面的压力刚好为零，已知重力加速度为g，下列结论正确的是（　　）
A．ma∶mb＝2∶1
B．ma∶mb＝4∶1
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
12．如图所示，两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C，C的质量为2m，A、B的质量均为m。A、B与地面的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。则（　　）
A．A受到3个力的作用
B．静止时A对C的支持力为
C．A、B若能保持不动，应该满足
D．若C受到经过其轴线竖直向下的外力而缓慢下降到地面，该过程中摩擦力对A做的功
二、填空题
13．某实验小组利用光电门、气垫导轨等验证机械能守恒定律，实验装置如图甲。让带遮光片的物块从气垫导轨上某处由静止滑下，若测得物块通过A、B光电门时的速度分别为v1和v2，AB之间的距离为L，斜面的倾角为θ，重力加速度为g
（1）图乙表示示用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度为d，由此读出d=__________mm；
（2）若实验数据满足关系式_________（用所给物理量表示），则验证了物块下滑过程中机械能守恒；
（3）本实验中误差的主要来源是_____________________而造成物块机械能的损失。
14．质量为2kg的物体做自由落体运动，求：3s末重力的瞬时功率为_______W，前3s内重力的平均功率为_______W。取g＝10m/s2
15．据报道：1978年澳大利亚科学家利用5m长的电磁轨道炮，将质量为3.3g的弹丸以5.9km/s的高速发射获得成功。假设弹丸在轨道炮内做匀加速直线运动，弹丸所受的合力为___________N。如果每分钟能发射6颗弹丸，该电磁轨道炮的输出功率约为___________W。
16．如图所示，一个内壁光滑的四分之三圆管轨道ABC竖直放置，轨道半径为R。O、A位于同一水平线上，质量为m的小球（球的直径略小于圆管直径）从管口正上方D点静止释放，则小球运动到C点离开轨道后，可能沿______（“CO”“CA”）方向运动，理由是______。
17．如图所示，物体沿斜面向上运动经过A点时具有动能，当它向上滑到B点时动能减少了，机械能损失了，物体回到A点时动能为___________J。
三、解答题
18．如图所示，一条长l＝2 m、质量分布均匀的铁链放在水平地面上，铁链质量为10 kg，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链重力做功为多少？铁链的重力势能变化了多少？（重力加速度g＝9.8 m/s2）
19．打桩机重锤的质量为，被提升到离地面的高度后自由下落，求它到达地面时的动能和速度（g取）。
20．在某大型工厂自动运输线上，有一个水平传送带，以的速度向右匀速运行。在起始位置，将质量为的立方体小零件无初速度放到传送带上，后零件被运送到指定位置。如图所示，在指定位置建立坐标系，零件会遇到一沿平面的固定挡板C，阻止其继续向x轴正方向运动。设零件遇到挡板后沿x轴正方向的速度在极短时间内变为0，且零件与挡板接触的过程中，利用自动机械臂沿y轴正方向对零件施加一恒定外力F，使零件沿y轴正方向以的速度匀速运动。已知零件与传送带间的动摩擦因数为，零件与挡板之间的动摩擦因数为，重力加速度为。求
（1）起始位置到挡板的距离；
（2）机械臂施加的恒力F的大小；若零件沿y轴正方向匀速运动了，则在此内因摩擦而产生的热量。
21．荡秋于是一项很刺激的娱乐项目，人们可以尽情体验因超失重带来的乐趣。如图所示，秋千由踏板和绳构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为单摆的摆动，等效“摆球”的质量为m，人蹲在踏板上时摆长为，人站立时摆长为。不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度大小为g。
（1）如果摆长为，“摆球”摆到最高点时摆角为θ，求此时摆球加速度的大小；
（2）在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高。人蹲在踏板上从最大摆角开始运动，到最低点时突然站起，假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，求此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角（可用反三角函数表示）。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．D
4．C
5．C
6．B
7．B
8．D
9．D
10．D
11．C
12．C
13． 0.150 摩擦阻力和空气阻力做功
14． 600 300
15． 1.15×104 5.75×103
16． CA 小球在C点有水平方向的速度，小球受重力，所以小球不会在C点竖直下落，若C点速度大小满足一定条件，则运动轨迹可能沿CA方向运动。
17．50
18．－98 J，增加了98 J
19．5×104J；20m/s
20．（1）；（2）
21．（1）gsinθ；（2）
答案第1页，共2页
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