第4节势能及其改变 同步练习（word版含答案）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册第一章第4节势能及其改变
过 关 演 练
一、单选题
1． 如图所示，同一水平面上用细线连接的物体A、B。细线套在两个定滑轮上，在滑轮间用死结下吊重物C。某时刻下吊重物C的绳子与竖直方向夹角均为，此时，三个物体的速度分别为vA、vB、vC。下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．ABC三物体质量未知，各接触面摩擦未知，不能对vA、vB、vC大小做判断
D．C物体因下降而减少的重力势能一定全部转化为ABC三物体的动能
2． 如图所示，一子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的未块，子弹未穿透木块，假设子弹与本块之间的作用力大小恒定，若此过程中产生的内能为5J。则此过程中术块动能不可能增加了（ ）
A．8J B．4J C．3.8J D．2.4J
3． 如图所示，为小朋友在蹦床上玩耍的照片，在他从与蹦床接触到运动到最低点的过程中，关于小朋友对蹦床作用力所做的功、蹦床弹性势能变化情况，下列说法正确的是（ ）
A．正功，增大
B．正功，减小
C．负功，增大
D．负功，减小
4． 如图所示，质量相等的两木块中间连有一竖直轻弹簧，木块A静止在弹簧上面，设弹簧的弹性势能为Ep1。现用力缓慢向上提A，直到B恰好离开地面；B刚要离开地面时，设弹簧的弹性势能为Ep2，则关于Ep1、Ep2的大小关系及弹性势能的变化ΔEp，下列说法中正确的是（ ）
A．Ep1=Ep2 B．Ep1>Ep2 C．ΔEp>0 D．ΔEp<0
5． 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
6． 如图，若运动员将双手间的握距收窄一拳的距离，则在最高点平衡时人对杠铃的作用力F与抓举过程中人对杠铃做功W的变化情况为（ ）
A．F不变，W增大 B．F增大，W不变
C．F不变，W减小 D．F减小，W不变
7． 山东舰是中国首艘自主建造的国产航母，为了缩短飞机起飞前行驶的距离，通常用发射架将飞机弹出，使飞机获得一定的初速度。如图所示，在静止的山东舰上，某质量为的飞机通过发射架获得的初速度为，之后在水平跑道上以恒定功率沿直线加速，经过时间离开山东舰且恰好达到最大速度，设飞机在跑道上所受阻力的大小恒定。下列判断正确的是（ ）
A．飞机在跑道上加速所受到的阻力
B．在整个过程中牵引力做功为
C．山东舰跑道的最短长度为
D．山东舰跑道的最短长度为
8． 神舟十三号载人飞船入轨后经历多次机动变轨，于北京时间10月16日6时56分与空间站组合体成功实现自主快速交会对接，顺利完成入轨状态设置，成功对接于天和核心舱径向端口，如图所示，假设神舟十三号载人飞船A与天和核心舱B（均可看成质点）对接前分别在轨道1和轨道2上做圆周运动。神舟十三号载人飞船A在适当位置经短时加速变轨后与轨道2上运行的天和核心舱B于P点实现对接，不计飞船发动机喷气的质量损耗，下列说法错误的是（ ）
A．A在轨道1上运行时的加速度大于在轨道2上运行时的加速度
B．随着航天技术的发展，可以实现飞船与空间站的同轨加速追及对接
C．A与B对接后在高轨道的运行速度比A在原轨道的运行速度小
D．在A的变轨过程中，A的引力势能逐渐增加
9． 用绳吊一物体，手拉绳的一端使物体上升。在某一段时间内物体做匀减速上升。关于这段时间内物体势能的增加量与动能的减少量的说法中正确的是（ ）
A．势能的增加量等于动能的减少量
B．势能的增加量小于动能的减少量
C．势能的增加量大于动能的减少量
D．无法确定势能的增加量与动能减少量之间的关系
10．如图所示，倾斜放置的传送带AB长为10m，以大小为v=3m/s的恒定速率顺时针转动，传送带的倾角，一个质量为2kg的物块轻放在传送带A端，同时给物块施加一个沿斜面向上的恒定拉力F，物块先加速后匀速从A端运动到B端，物块运动的时间为4s，物块与传送带的动摩擦因数为0.5，重力加速度为10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在物块向上运动过程中（ ）
A．物块加速运动时的加速度大小为2.5m/s2
B．物块加速运动的时间为s
C．物块匀速运动时，受到的摩擦力大小为4N
D．物块与传送带之间，因摩擦产生的热量为20J
二、多选题
11．从地面竖直向上抛出一物体，该物体的机械能E机和重力势能 随它离开地面的高度h变化的图像如图所示。取地面为零势能参考平面，g取，则由图中的数据可得（ ）
A．物体的质量为4kg
B．时，物体的速率为10m/s
C．h=2m时，物体的动能50J
D．从地面至h=4m，物体的动能减少20J
12．如图所示，某质点沿直线运动的v-t图像为余弦曲线，从图中可以判断（ ）
A．在0~t1时间内，合力逐渐减小
B．在0~t1时间内，合力做正功
C．在t1~t2时间内，合力的功率先增大后减小
D．在t2~t4时间内，合力做的总功为零
13．如图甲所示，在倾角为θ的斜面上，有一个质量为m的物体以某一初速度沿斜面向下滑动，下滑过程中物体的机械能E随位移x的变化关系如图乙所示．其中0~x1过程的图线是曲线，x1~x2过程的图线为平行于x轴的直线，则下列说法中正确的是（ ）
A．在x1~x2过程中，物体沿斜面匀速下滑
B．在x1~x2过程中，物体沿斜面匀加速下滑
C．在0~x1过程中，物体的加速度一直减小
D．在0~x1过程中，物体的加速度可能先减小后增大
14．如图所示，质量为m的小球从固定半圆形槽上与圆心等高的P点上方O处无初速度释放，进入半圆形槽后，从P点运动B点的过程中，小球做匀速圆周运动。B点是最低点，半圆形槽左右两边的粗糙程度呈对称分布，半径为R。OP间的距离为R，A点与C点等高，与B点的高度差为，重力加速度为g，则（ ）
A．小球可能从半圆形槽左边冲出槽口
B．小球第一次由P点运动到A点克服摩擦力做的功等于由A点运动到B点克服摩擦力做的功
C．小球第一次由A点运动到B点克服摩擦力做的功等于由B点运动到C点克服摩擦力做的功
D．小球最终一定会停在B点
15．质量为的飞行器从地面竖直向上飞行，其速度—时间图象如图所示，取，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．末飞行器的动能为
B．在加速上升阶段飞行器受到的升力为
C．内升力对飞行器做的负功
D．飞行器上升过程中增加的机械能为
三、解答题
16．2021年5月15日“天问一号”携带祝融号着陆器成功着陆火星。着陆器着陆分为气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障与缓速下降四个阶段，历时“惊魂九分钟”。祝融号进入火星大气层，距地面的高度约为120km时，速率约为1000m/s，展开配平翼靠大气摩擦减速，距地面高度11km，打开超音速伞，距地面高度1.5km时速率降至100m/s，此时完成气动减速和伞系减速，着陆器同背罩分离的同时发动机点火，进行动力减速，使着陆器在高度为100m时，速度为0，达到悬停的目的，着陆器下方的对地相机同时拍摄下方图像，自主分析并选择相对平整适宜着陆的点。着陆器调整姿态，前往着陆点，并开始下降。假设动力减速过程着陆器做匀减速直线运动，已知着陆器质量为，在着陆器下落过程中，重力加速度可视为常量。（计算结果均保留2位有效数字）
(1)若动力减速阶段忽略空气阻力，求动力减速阶段发动机给着陆器提供的推力与悬停时发动机给着陆器提供的推力之比；
(2)求进入大气层至开启动力减速前着陆器机械能损失。
17．如图所示的轨道由倾角为的直线AB段、水平轨道BC段、圆轨道以及水平轨道CE段组成。将一质量为m、可视为质点的物块由轨道A点无初速释放，经过B点时不计额外能量损失，物块可由C点进入竖直的圆轨道。已知物块与轨道AB、BC、CE段的动摩擦因数均为μ=0.5，其余部分的摩擦力均可忽略不计，已知AB=8L、BC=L，重力加速度为g，sin37=0.6，cos37=0.8。求：
（1）欲使物块不脱离竖直圆轨道，则竖直圆轨道的半径R应满足什么条件；
（2）若R=1.2L，则物块最终停止的位置。
2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册第一章第4节势能及其改变（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A A A A A D B C B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BC CD BD BD AD
三、解答题
16．(1)1.9；(2)2.3×108J
17．（1）或；（2）在BC段，离B点0.24L处
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