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．下列式子中是比值定义法定义的物理量的是（　　）
A．加速度 B．功率
C．速度 D．角速度
2．如图所示，小滑块P、Q的质量分别为，P、Q间通过轻质铰链用长为L的刚性轻杆连接，Q套在固定的水平横杆上，P和竖直放置的轻弹簧上端相连，轻弹簧下端固定在水平横杆上。当杆与竖直方向的夹角时，弹簧处于原长，此时，将P由静止释放，下降到最低点时。整个运动过程中，P、Q始终在同一竖直平面内，滑块P始终没有离开竖直墙壁，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则在P下降过程中（ ）
A．P、Q组成的系统机械能守恒
B．轻杆始终对Q做正功
C．弹簧弹性势能最大值为
D．P和弹簧组成的系统机械能最小时，Q受到水平横杆的支持力大小等于
3．用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比。已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度为（　　）
A．（-1）d B．（-1）d C． D． d
4．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
5．如图所示，某人把一个质量m=2kg的小球从h=0.8m高处以60°角斜向上抛出，初速度v0=3m/s，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（　　）
A．抛出过程中，人对球做的功是16J
B．物体被抛出后会继续上升，故从抛出到落地过程中重力对小球所做的功大于16J
C．小球落地时速度大小为5m/s
D．小球到达最高点的速度为0
6．如图所示，倾角为30°、长度为10m的光滑斜面，一质量为0.8kg小物块从斜面顶端由静止开始下滑，重力加速度g取10m/s2，则（　　）
A．整个过程中重力做功80J B．重力势能减少了80J
C．整个过程中重力做功的平均功率是20W D．小物块滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是20W
7．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
8．两完全相同的斜面ABC和 A B C 与水平面分别平滑连接。小木块从A点以某一初速度开始下滑，恰好能运动到A 点。已知小木块与两斜面、水平面间的动摩擦因数相同，小木块开始下滑的初速度保持不变，D、D 等高，小木块可视为质点，若只改变斜面ABC的AC边，则（　　）
A．改变为AE边，小木块从A点开始下滑运动不能到达A 点
B．改变为AE边，小木块从A点开始下滑运动将越过A 点
C．改变为DC边，小木块从D点开始下滑运动将越过D 点
D．改变为DC边，小木块从D点开始下滑运动恰好到达D 点
9．如图所示，两个四分之三竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上，半径R相同，左侧轨道由金属凹槽制成，右侧轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别为、，下列说法正确的是（　　）
A．若使小球沿轨道运动并且到达轨道最高点，两球释放的最小高度hAB．在轨道最低点，A球受到的支持力最小值为6mg
C．在轨道最低点，B球受到的支持力最小值为6mg
D．适当调整、，可使两球从轨道最高点飞出后，均恰好落在各自轨道右端开口处
10．每年春节前江西农村都有捣年糕的习俗，借此来寓意“年年发财、步步高升”。捣年糕时，一人将“石杵”一起一落挥动，另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团，直到米粉团柔软而有弹性。已知“石杵”质量为20 kg，每分钟上下挥动20下，每次重心上升的高度约为90 cm，则人挥动“石杵”做功的功率约为 （　　）
A．60 W B．120 W C．180 W D．540 W
11．某小组利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程，即用在同一张底片上多次曝光的方法，在远处从与单摆摆动平面垂直的视角拍摄单摆在摆动过程中的多个位置的照片。从摆球离开左侧最高点A时开始，每隔相同时间曝光一次，得到了一张记录摆球从A位置由静止运动到右侧最高点B的照片，如图所示，其中摆球运动到最低点O时摆线被一把刻度尺挡住。对照片进行分析可知（　　）
A．A和B位置等高，说明摆球在运动过程中机械能守恒
B．摆球在A点的所受合力大小大于在B点的合力
C．摆球经过O点前后瞬间加速度大小不变
D．摆球经过O点前后瞬间角速度大小不变
12．一卫星绕地球做椭圆轨道圆周运动，近地点距地表，远地点距地表。假设在近地点卫星加速，使得椭圆轨道的远地点距离地球表面，则卫星变轨时的速度增量应为（　　）（设重力加速度）。
A． B． C． D．
二、填空题
13．置于地面上的箱子，在竖直向上的力F作用下由静止开始运动，运动过程中箱子的机械能E与其位移h关系图像如图所示，其中O-A为直线，A-B为曲线，B-C为平行于h的直线，不计空气阻力，从A到B过程中拉力F的大小如何变化______，整个过程箱子的动能大小变化情况是______。
14．在平直的公路上用60N的水平力拉着重为500N的车向前运动了15m，则拉力做的功为___________J，若作用时间t=10s，则拉力做功的平均功率为___________ W。
15．如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知重物A的质量为3m，重物B的质量为m，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度为g，当B的位移为h时，重物A的速度为________，重物B的速度为________。
16．均匀铁链全长为L，质量为m，其中一半平放在光滑水平桌面上，其余悬垂于桌边，如图所示，此时链条的重力势能为______，如果由图示位置无初速释放铁链，直到当铁链刚挂直，此时速度大小为______（重力加速度为g，桌面高度大于链条长度，取桌面所在平面为零势能面）
三、解答题
17．如图所示，木块放在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块。已知子弹受到的平均阻力为F阻，射入深度为d，在此过程中木块的位移为s，求子弹动能的减少量和木块动能的增加量。
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．如图所示，半径为m的光滑竖直半圆轨道固定在水平面上，轨道左侧m处有一辆kg的玩具电车，电车上表面恰好与圆弧轨道相切，电车上有一质量为kg的小滑块（可视为质点）。该玩具电车以恒定功率从静止启动，滑块和电车一起运动至速度最大时，刚好与轨道相撞，碰撞后电车静止，滑块滑上圆弧轨道，并恰好能过最高点，已知电车运动时受到的阻力是车与地面间压力的0.2倍，重力加速度g取10。求：
（1）滑块刚滑上轨道时对轨道的压力大小；
（2）电车的功率。
20．如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量m的小滑块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C作平抛运动。已知：导轨半径R＝0.4m，小滑块的质量m＝0.1kg，小滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ＝0.2，AB的长度L＝20m，重力加速度取10m/s2。求：
（1）小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小；
（2）弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能；
（3）若仅改变AB的长度L，其他不变，滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出L的可能值。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．B
4．B
5．C
6．C
7．B
8．C
9．B
10．A
11．A
12．C
13． 拉力逐渐减小 先增大，后减小
14． 900 90
15．
16．
17．，
18．（1）；（2）
19．（1）12N ；（2）50W
20．（1）6N；（2）5J；（3）或
答案第1页，共2页
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