第四章 机械能及其守恒定律 同步练习（word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》同步练习-2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．2020年11月28日20时58分，“嫦娥五号”探测器经过约112小时奔月飞行，在距月面约400公里处成功实施3000牛发动机点火，约17分钟后，发动机正常关机。根据实时遥测数据监视判断，“嫦娥五号”探测器近月制动正常，如图所示，由M点顺利进入环月椭圆轨道Ⅱ，绕月三圈后进行第二次近月变轨，进入环月圆轨道Ⅰ，下列关于“嫦娥五号”说法正确的是（　　）
A．在轨道Ⅰ上的速度小于月球的第一宇宙速度
B．在轨道Ⅱ的运行周期小于在轨道Ⅰ的运行周期
C．在轨道Ⅰ上F点的机械能大于轨道Ⅱ上N点的机械能
D．在轨道Ⅱ上M点的加速度小于轨道Ⅰ上F点的加速度
2．关于弹性势能和重力势能，下列说法中正确的是（　　）
A．弹簧的弹性势能大小只与弹簧的材料有关
B．在弹性限度内，弹簧的弹性势能大小与弹簧形变量有关
C．重力势能的变化量与参考平面的选取有关
D．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定增加
3．2022年2月4日，第24届冬季奥林匹克运动会在我国首都北京开幕，北京成为历史上第一个既举办过夏季奥运会又举办过冬季奥运会的城市。冬奥期间，越来越多的人参与到这场冰雪盛宴中。图示为某滑雪游乐园的项目之一，一滑雪爱好者（可视为质点）从离水平地面高为H的平台A处由静止滑下，从B处进入半径为R的圆弧轨道（斜面AB与圆弧BC平滑连接，圆弧BC所对应圆心角为45°）、再从C点滑出，刚好在D点落到斜面DE上。右侧平台高度和宽度均为h重力加速度为g，忽略所有阻力影响，则以下说法正确的是（　　）
A．滑雪爱好者在圆弧轨道上经过B点时对轨道的压力大小为
B．H=2h
C．滑雪爱好者在CD段运动的最小速度为
D．滑雪爱好者在CD段运动的时间为
4．2016年9月15日，我国发射了空间实验室“天宫二号”。它的初始轨道为椭圆轨道，近地点M和远地点N的高度分别为200km和350km，如图所示。关于“天宫二号”在该椭圆轨道上的运行，下列说法正确的是（　　）
A．在M点的机械能等于在N点的机械能
B．在M点的速度小于在N点的速度
C．在M点的加速度小于在N点的加速度
D．从M点运动到N点的过程中引力始终做正功
5．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。不计空气阻力。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和机械能分别为（ ）
A． - mgh和mgH B．mgH和 - mgh
C． - mgh和mg(H + h) D． - mgh和 - mgh
6．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。AC竖直高度差为（　　）
A．11.25 m B．14 m C．10 m D．10.5m
7．如图所示，在水平地面上方固定一水平平台，平台上表面距地面的高度H=2.2m，倾角= 37°的斜面体固定在平台上，斜面底端B与平台平滑连接。将一内壁光滑血管弯成半径R=0.80m的半圆，固定在平台右端并和平台上表面相切于C点，C、D为细管两端点且在同一竖直线上。一轻质弹簧上端固定在斜面顶端，一质量m=1.0kg的小物块在外力作用下缓慢压缩弹簧下端至A点，此时弹簧的弹性势能Ep=2.8J，AB长L=2.0m。现撤去外力，小物块从A点由静止释放，脱离弹簧后的小物块继续沿斜面下滑，经光滑平台BC，从C 点进入细管，由D点水平飞出。已知小物块与斜面间动摩擦因数μ=0.80，小物块可视为质点，不计空气阻力及细管内径大小，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求小物块到达D点时细管内壁对小物块的支持力大小；（　　）
A．42N B．45N C．48N D．55N
8．一质量为m的小轿车以恒定功率P启动，沿平直路面行驶，若行驶过程中受到的阻力大小不变，能够达到的最大速度为v，当小轿车的速度大小为时，其加速度大小为 （　　）
A． B． C． D．
9．如图所示，电梯与水平地面成θ角，质量为m的人站在电梯上，随电梯斜向上匀速运动，电梯对人的支持力为F，已知人与电梯之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在运动距离L的过程中，下列结论正确的是（　　）
A．重力做功为mgLsinθ B．支持力做功FL
C．摩擦力做功为μmgLcosθ D．合力做功为0
10．如图所示，DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零，如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度(已知物体与斜面及水平面之间的动摩擦因数处处相同且不为零)(　　)
A．等于v0 B．大于v0
C．小于v0 D．取决于斜面
11．蹦极时，体验者站在高处，用原长为L的弹性绳固定住后跳下，落地前弹起。忽略空气阻力的影响，从开始运动到第一次下落到最低点的过程，以下说法正确的是（ ）
A．游戏者在下落过程中机械能守恒
B．下落L时，体验者的动能最大
C．游戏者从开始下落到最低点重力势能减少了mgL
D．当体验者下落到最低点时，弹性绳的弹性势能最大
12．如图所示，光滑竖直杆固定，杆上套有一质量为m的小球A（可视为质点），一根竖直轻弹簧一端固定在地面上，另一端连接质量也为m的物块B，一轻绳跨过定滑轮O，一端与物块B相连，另一端与小球A连接，定滑轮到竖直杆的距离为L。初始时，小球A在外力作用下静止于P点，已知此时整根轻绳伸直无张力且OP间细绳水平、OB间细绳竖直，现将小球A由P点静止释放，A沿杆下滑到最低点Q时OQ与杆之间的夹角为37°，不计滑轮大小及摩擦，重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（　　）
A．小球A静止于P点时，弹簧的压缩量为L
B．小球A由P下滑至Q的过程中，弹簧弹性势能减少了mgL
C．小球A由P下滑至Q的过程中，一定先做加速运动，后做减速运动
D．若将小球A换成质量为的小球C，并将小球C拉至Q点由静止释放，则小球C运动到P点时的动能为mgL
二、填空题
13．质量为lkg的滑块，以6m/s的初速度沿光滑的水平面向左滑行，从某一时刻起在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变成向右，大小是6m/s，则在这段时间里水平力做的功为_________J．
14．如图所示，光滑轨道固定在竖直平面内形成一重力势阱，两侧高分别为和。可视为质点的小物块质量为，静置于水平轨道处。设重力加速度为；若以处所在平面为重力势能零势能面，物块在处机械能为_________，一质量为的小球从处静止落下，在处与滑块相撞后小球将动能全部传给滑块，随后滑块从陷阱右侧滑出，其到达处的速度大小为_________________。
15．汽车发动机的额定功率为40kW，质量为2t，汽车在水平路面上行驶，受到阻力为车重的0.1倍（g取10m/s2），则汽车在水平路面上行驶时
（1）汽车能达到的最大速度为______，若汽车以额定功率启动，当汽车速度为10m/s时的加速度为______
（2）若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶直到获得最大速度，则汽车作匀加速直线运动持续的时间为______，第5秒末汽车发动机实际功率多少______。
16．图（甲）是依山而建的滑草场的设汁效果图。滑道简化模型如图（乙），滑道由加速段AB、缓冲段BC和水平段CD组成，AB段倾角37°，BC段高h=21m设全程滑草车与滑道间的动摩擦因数不变，滑草车经过滑道交接处的能量损失不计，载人滑草车（视为质点）从平台A由静止开始自由下滑。（取sin37°=0.6，g=10m/s2）
（1）载人滑草车在AB段的滑行速度_______，加速度_______（①、②均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）载人滑草车滑入CD段后的加速度大小为5m/s2，求滑草车与滑道间的动摩擦因数_______。
（3）出于安全考虑，载人滑草车进入CD段速度不得超过10m/s。为使载人滑草车能够进入CD段且足够安全，滑道平台A的髙度H应满足什么条件_______？（载人滑草车在BC段克服摩擦力做功与重力做功之比为Wf：WG=12：7）
三、解答题
17．求下列情况中力F所做的功。
（1）用水平推力F推质量为m的物体沿光滑水平面前进距离s；
（2）用水平推力F推质量为m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进距离s；
（3）光滑斜面倾角为α，用与斜面平行的推力F推一个质量为m的物体沿斜面前进距离s。
18．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）。
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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．C
4．A
5．A
6．A
7．D
8．A
9．D
10．A
11．D
12．C
13．0
14．
15． 20m/s 1m/s2 10s 20kW
16． 变大 不变 0.5 Hm
17．（1）；（2）；（3）
18．5×104J；20m/s
19．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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