第四章《机械能及其守恒定律》单元测试题（word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》测试题-2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．一根长为2m、重为200N的均匀直木杆放在水平地面上，现将它的一端缓慢地从地面抬高0.5m，另一端仍放在地面上，则重力势能增加量为（ ）
A．50J B．100J C．200J D．400J
2．如图所示，用F=100N的水平恒力拉质量m=20kg的小滑块使滑块在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动。已知滑块与地面之间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。则（　　）
A．滑块的加速度大小为5m/s2
B．滑块运动3s时，它的速度大小为3m/s
C．滑块运动2s的过程中，它的位移大小为4m
D．滑块运动2s的过程中，水平恒力F对滑块做的功为300J
3．从地面以相同的初动能竖直上抛两个物体，它们的质量分别为m1和m2，且m1>m2，不计空气阻力，它们上升的最大高度分别为h1和h2，它们的最大重力势能分别为Ep1、Ep2（以地面为零势面），则（ ）
A．Ep1＞Ep2 B．Ep1＝Ep2 C．h1＝h2 D．h1＞h2
4．用电梯将货物沿竖直方向匀速提升一段距离。关于这一过程中，电梯对货物的支持力所做的功、重力对货物做的功以及货物动能的变化，下列说法中正确的是（　　）
A．重力做正功，支持力做负功，物体的动能增大
B．重力做负功，支持力做正功，物体的动能不变
C．重力做负功，支持力做正功，物体的动能增大
D．重力不做功，支持力做负功，物体的动能不变
5．“雷风行”电动车是时下流行的共享代步工具。一质量为40kg的女教师骑着质量为20kg的“雷风行”电动车以3m/s2的加速度启动，沿水平路面直线前行。已知“雷风行”电动车与路面间的动摩擦因数为0.1，所用电机铭牌标有“80V 5A"字样，电机线圈电阻为，重力加速度大小为g= 10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．电机正常工作时的输出功率为400W
B．电动车允许运行的最大速度为6m/s
C．当运行速度为1 m/s时，电机消耗的电功率为240 W
D．电动车匀加速持续的时间为0.5s
6．如图，高台跳水项目中要求运动员从距离水面H的高台上跳下，在完成空中动作后进入水中。若某运动员起跳瞬间重心离高台台面的高度为h1，斜向上跳离高台瞬间速度的大小为v0，跳至最高点时重心离台面的高度为h2，入水（手刚触及水面）时重心离水面的高度为h1。图中虚线为运动员重心的运动轨迹。已知运动员的质量为m，不计空气阻力，则运动员跳至最高点时速度及入水（手刚触及水面）时速度的大小分别是（　　）
A．0，
B．0，
C．，
D．，
7．质量为m的小球，从离地面高的水平桌面由静止落下，地面下有一深度为的沙坑，小球落到坑底时速度为零。若以桌面为零势能参考平面，不计空气阻力，则小球落到地面时的机械能和落到坑底时的重力势能分别为（　　）
A．0， B．0，
C．， D．，
8．如图所示，内壁光滑、质量为m的管形圆轨道，竖直放置在光滑水平地面上，恰好处在左、右两固定光滑挡板M、Q之间，圆轨道半径为R，质量为m的小球能在管内运动，小球可视为质点，管的内径忽略不计．当小球运动到轨道最高点时，圆轨道对地面的压力刚好为零，下列判断正确的是（　　）
A．圆轨道对地面的最大压力大小为8mg
B．圆轨道对挡板M、Q的压力总为零
C．小球运动的最小速度为
D．小球运动到圆轨道最右端时，圆轨道对挡板Q的压力大小为5mg
9．如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学探究小球在接触弹簧后向下的运动过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是（　　）
A．当x=h+x0时，重力势能与弹性势能之和最小
B．最低点的坐标为x=h+2x0
C．小球受到的弹力最大值等于2mg
D．小球动能的最大值为mgh+mg x0
10．质量为的物体在水平面上沿直线运动，受阻力大小恒定。经某点开始沿运动方向的水平拉力F与运动距离x的关系如图所示，物体做匀速直线运动。下列对图示过程的说法正确的是（　　）
A．在处物体加速度大小为
B．物体克服阻力做功为
C．拉力对物体做功为
D．合力对物体做功为
11．如图所示，轻杆一端与一质量为m的小球相连，另一端连在光滑固定轴上，轻杆可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．小球在运动过程中的任何位置对轻杆的作用力都不可能为0
B．当轻杆运动到水平位置时，轻杆对小球的拉力大小不可能等于mg
C．小球运动到最低点时，对轻杆的拉力可能等于4mg
D．小球运动到最低点时，对轻杆的拉力一定不小于6mg
12．如图所示，绷紧的传送带两端点AB间距离为12m，传送带以v=4m/s的速度匀速运行，现将一质量m=1kg的小物块（可视为质点）轻轻地放在传送带左端，经过4s小物块运动到传送带的右端，已知小物块与传送带之间的动摩擦因数，取。下列判断正确的是（　　）
A．此过程小物块始终做匀加速运动
B．此过程中因摩擦产生的热量为16J
C．此过程中摩擦力对传送带做功16J
D．此过程摩擦力对小物块做功8J
二、填空题
13．小明同学利用如图所示的实验装置，来“探究功与速度的变化关系”。水平面上固定有光滑斜面和光电门，让质量为m小球从斜面上离水平桌面高为h处由静止释放，经过O点的光电门，最终停在水平面上。若挡光片的宽度d，挡光片的挡光时间t，小球运动至挡光片过程中克服摩擦力做功Wf=___________；若测出小球最终运动至挡光时，在桌面滑行的距离为x，则小球与桌面间的摩擦因数=___________（已知重力加速度g）
14．用图（a）所示装置验证机械能守恒定律。图（b）是某次实验中正确操作得到的一张纸带，依次测出了计时点到计时点的距离。已知打点频率为，当地重力加速度大小为。
（1）打A点时重锤的速度表达式________；打E点时重锤的速度表达式________；
（2）若选取A到E的过程验证机械能守恒定律，则需要验证的关系式为_____________。
15．质量为10千克的物体在水平拉力作用下沿水平桌面运动，若物体与桌面间摩擦系数为0.25，使物体以4米/秒的速度匀速运动4米时，拉力做功为________，以1米/秒2的加速度从静止开始匀加速运动4米时，拉力做功为________。
16．如图所示，与水平面夹角的倾斜传送带始终绷紧，传送带下端A点与上端点间的距离，传送带以恒定的速率向上运动。现将一质量为的物体无初速度地放于A处，已知物体与传送带间的动摩擦因数，取，那么物体从A运动到过程中，因摩擦而产生的内能____________________，电动机因传送该物体多消耗的电能__________。
三、解答题
17．起重机以的加速度将质量为m的物体沿竖直方向匀加速地提升高度h，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做的功为多少？物体的重力势能变化了多少？
18．汽车发动机的额定牵引功率为60kW，汽车的质量为5×103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，试求：
（1）汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少；
（2）当汽车的加速度为2m/s2时速度多大；
（3）当汽车的速度为6 m/s时加速度多大；
（4）汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间；这段时间内牵引力做的功为多少。
19．如图，质量为kg的小滑块（视为质点）在半径为m的圆弧A端由静止开始释放，它运动到B点时速度为m/s。当滑块经过B后立即将圆弧轨道撤去。滑块在光滑水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C点过渡到倾角为、长m的斜面CD上，CD之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦系数可在之间调节。斜面底部D点与光滑地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在O点，自然状态下另一端恰好在D点。认为滑块通过C和D前后速度大小不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取，，，不计空气阻力，设弹簧处于原长时弹性势能为零。
（1）求滑块在AB上克服阻力所做的功；
（2）若设置，求质点将弹簧压缩至最短时系统的弹性势能；
（3）若滑块恰好能从C下滑到D，且停在D点，求的大小；
（4）若滑块能在斜面CD和水平地面间多次反复运动，最终停在D点，求的取值范围。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．B
4．B
5．BD
6．C
7．B
8．A
9．A
10．B
11．B
12．D
13．
14．
15． 100J 140J
16． 6J 28J
17．mgh，mgh，增加mgh
18．(1)12m/s；(2)4m/s；(3)1m/s2；(4)16s，
19．（1）；（2）；（3）1；（4）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页