第1章《功和机械能》训练-2021-2022学年高一下学期物理鲁科版(2019)必修第二册
一、单选题
1.如图,缆车的车厢始终保持水平,车厢内某游客站立不动且未扶扶手,下列说法正确的是( )
A.在加速上升阶段支持力对该游客做正功
B.在匀速上升阶段支持力对该游客不做功
C.在减速上升阶段支持力对该游客做负功
D.整个上升过程支持力对该游客不做功
2.如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高H处自由落下,不计空气阻力,假设桌面处的重力势能为0,则小球落到地面时的重力势能和整个下落过程中的重力所做的功为( )
A.mgh;mgh B.mgh;mg(H+h)
C.-mgh;mg(H+h) D.-mgh;mg(H-h)
3.如图所示,一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于O点处。将小球拉至A处,弹簧恰好无形变,由静止释放小球,它运动到O点正下方B点时的速度为v,AB间的竖直高度差为h,重力加速度为g,则小球从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球重力做的功小于
B.弹簧对小球的弹力不做功
C.小球的合力做的功小于
D.小球到达位置B时弹簧的弹性势能为
4.一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持以额定功率运动。其v-t图象如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,g取10m/s2,则以下说法正确的是( )
A.汽车在前5s内的牵引力为6×103N B.汽车在前5s内的牵引力为4×103N
C.汽车的额定功率为40kW D.汽车的最大速度为10m/s
5.一质量为m的物体自倾角为的固定斜面底端沿斜面向上滑动。该物体开始滑动时的动能为,向上滑动一段距离后速度减小为零,此后物体向下滑动,到达斜面底端时动能为。已知,重力加速度大小为g。则( )
A.物体向上滑动的距离为 B.物体向下滑动时的加速度大小为
C.物体与斜面间的动摩擦因数等于0.2 D.物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长
6.2022年2月北京举办了第24届冬季奥运会,成为全球首座“双奥之城”。在此期间,17岁的中国运动员苏翊鸣夺得男子单板滑雪大跳台项目金牌,成为中国首个单板滑雪奥运冠军。图甲所示是苏翊鸣在北京首钢滑雪大跳台中心的比赛过程,现将其运动过程简化为如图乙所示。运动员以水平初速度v0从P点冲上半径为R的六分之一圆弧跳台,离开跳台后M点为运动员的最高位置,之后运动员落在了倾角为θ的斜坡,落点距Q点的距离为L。若忽略运动员及滑雪板运动过程中受到的一切阻力并将其看成质点,g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.运动员在最高点速度为0
B.最高点M距水平面PQ的竖直距离为
C.运动员离开圆弧跳台后在空中运动的时间
D.运动员落在斜面时的速度大小为
7.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
8.关于动能定理,下列说法中正确的是( )
A.某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和
B.只要合外力对物体做功,物体的动能就一定改变
C.在物体动能不改变的过程中,动能定理不适用
D.动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
9.质量为4 × 103kg的汽车在水平公路上由静止开始行驶,发动机始终保持输出功率为30kW,设所受阻力保持不变,当汽车行驶30m时即达所能达到的最大速度15m/s,在此过程中( )
A.汽车所受阻力大小为3000N
B.最大速度时汽车所受牵引力大小为2000N
C.汽车行驶时间为3s
D.当汽车的速度为10m/s时的加速度为0.75m/s2
10.如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置、半径为R的光滑圆环顶点P,另一端连接一套在圆环上且质量为m的小球。开始时小球位于A点,此时弹簧处于原长且与竖直方向的夹角为45°,之后小球由静止沿圆环下滑,小球运动的最低点B时的速率为v,此时小球与圆环之间的压力恰好为零,已知重力加速度为g.下列分析正确的是( )
A.轻质弹簧的原长为R
B.小球过B点时,所受的合力为mg+m
C.小球从A到B的过程中,重力势能转化为弹簧的弹性势能
D.小球运动到B点时,弹簧的弹性势能为mgR-mv2
11.如图为跳伞者在下降过程中速度随时间变化的示意图(取竖直向下为正),箭头表示跳伞者的受力。则下列关于跳伞者的位移y和重力势能Ep随下落的时间t,重力势能Ep和机械能E随下落的位移y变化的图像中可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
二、填空题
12.某球员定点罚球,篮球刚好水平越过篮筐前沿。已知罚球点离篮筐前沿的水平距离为4.2m,罚球的出球点与篮球运动最高点间的高度差为0.8m,篮球质量为0.6kg,这次罚球该球员对篮球做的功为38J,不计空气阻力,则篮球从出球点运动到最高点,重力势能增加了___________J,篮球从罚球点篮球员手中到最高点时的机械能增加___________J。
13.汽车在行驶过程中一定要注意控制车速及与前车保持安全距离以避免紧急制动时出现追尾事故。假设制动时路面阻力大小恒定,汽车以速率v行驶时制动距离为s;则汽车行驶速率变成2v时,制动距离将变为_____。
14.如图所示,一质量m=0.2 kg的物块,自斜面顶端由静止释放,经时间t=1 s滑至底端,已知斜面倾角θ=30°,高度h=0.75 m。取g=10 m/s2,则物块下滑过程中损失的机械能为________。
15.雪豹的心脏每跳一次输送的血液,设雪豹心脏主动脉内径为2cm,血压(可看作心脏压送血液的压强)的平均值为,心跳每分钟60次,则雪豹心脏的平均功率为___________W,血液从心脏流出的平均速度约___________。
三、解答题
16.某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动距离L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟。已知赛车质量m=0.1 kg,通电后以额定功率P=1.5 W工作,进入竖直轨道前所受阻力Ff恒为0.3 N,随后在运动中受到的阻力均可不计。图中L=10.00 m,R=0.32 m,h=1.25 m,x=1.50 m,取g=10 m/s2。
(1)要使赛车能完成圆周运动,赛车到达B点时速度至少为多大?
(2)要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?
17.如图所示,AB为长直轨道,与水平方向的夹角为37°,BCD为光滑曲线轨道,两段轨道在B处平滑连接。B、C、D三点离水平地面的高度分别为h1= 0.50m,h2= 1.75m和h3= 1.50m。一质量m = 0.20kg的小环套在轨道AB上,由静止释放,速度到达B点时速度大小vB= 6.0m/s。(g取10m/s2,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8)求:
(1)小环离开轨道D处时速度vD的大小;
(2)若AB为光滑的长直轨道,使小环以最小速度落地,则小环在AB上释放处离地的高度h;
(3)若AB为粗糙的长直轨道,已知小环与长直轨道间的动摩擦因数μ = 0.25,C处圆形轨道半径RC= 0.4m,则为使小环运动到C处恰好对轨道的压力为零,小环在AB上释放处离地的高度H。
18.如图所示,质量为m=2kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由静止开始下滑(斜面足够长),木块与斜面间的动摩擦因数为0.5。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求
(1)前2s内重力做的功;
(2)前2s内重力的平均功率;
(3)2s末重力的瞬时功率。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
2.C
3.D
4.A
5.B
6.D
7.C
8.B
9.B
10.D
11.D
12. 4.8 38
13.4s
14.0.6J
15. 6
16.(1)4 m/s (2) s
17.(1)vD = 4m/s;(2)h = 1.75m;(3)H = 2.675m
18.(1)48J;(2)24W;(3)48W
答案第1页,共2页
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