2023-2024学年鲁科版必修2第一章《功和机械能》单元测试A卷(后附答案）

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2023-2024学年 鲁科版必修2 第一章《功和机械能》单元测试A卷
试卷后附解析
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请添加修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家．报道称新一代高速列车牵引功率达9000kW，持续运行速度为350km/h，则新一代高速列车从北京开到杭州全长约为1300km，则列车在动力上耗电约为：( )

A．3.3×103kW·h B．3.3×104kW·h
C．3.3×105kW·h D．3.3×106kW·h
2．一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内，质点的（　　）
A．加速度一定在不断地改变
B．速度一定在不断地改变
C．动能一定在不断地改变
D．机械能一定在不断地改变
3．大型游乐场里，小明乘坐如图所示匀速转动的摩天轮，正在向最高点运动，对此过程中小明的机械能，下列说法中正确的是（　　）
A．小明的重力势能保持不变
B．小明的动能保持不变
C．小明的机械能保持不变
D．小明的机械能减少
4．我国自主研制的新一代节能环保型超大型油船“远福洋”号，在某次航中由静止出发，其发动机功率与油轮速度大小的关系图像如图所示，在无风浪的海况下，当油轮速度达到后，油轮发动机的功率保持额定功率不变，油轮能达到的最大速度为，设油轮质量为m，运动过程中所阻力恒为f。下列说法正确的是（　　）
A．油轮先做匀加速运动后再做匀速运动
B．油轮的额定功率为
C．当油轮速度为时，其加速度大小为
D．若油轮速度达到的过程中位移为x，则经过的时间为
5．如图所示，倾角为的固定斜面上有一质量为的滑块，滑块与斜面间的动摩擦因数，滑块在平行于斜面的恒力作用下，以一定初速度沿斜面向上运动，取出发点为位移零点和零势能点，以开始运动的时刻为零时刻，下图中能正确描述滑块运动到最高点过程中滑块动能、重力势能、机械能随时间或位移变化规律的图线是（ ）
A． B． C． D．
6．光滑水平面上质量分别为m、2m的甲、乙两个物体，在相同的水平拉力F的作用下从静止开始运动，甲、乙分别经过t、2t时间的动能之和为，则乙从静止经过3t时间的动能为（　　）
A． B． C． D．
7．某同学将质量为3kg的铅球，以8m/s的速度投出，铅球在出手时的动能是（ ）
A．12J B．24J C．96J D．192J
评卷人得分
二、多选题
8．关于功率，下列说法中正确的是（　　）
A．做的功越多，用的时间越少，功率一定越大
B．功率是说明做功多少的物理量
C．功率是说明力做功快慢的物理量
D．力做功越少，功率一定小
9．在下面列举的各个实例中，不考虑空气阻力，叙述正确的是（　　）

A．甲图中跳水运动员在空中运动的过程中机械能守恒
B．乙图中物体在外力F作用下沿光滑斜面加速下滑的过程中机械能守恒
C．丙图中通过轻绳连接的物体A、B运动过程中A、B组成的系统机械能守恒
D．丁图中小球在光滑水平面上以一定的初速度压缩弹簧的过程中，小球的机械能守恒
10．质量为m的物体放在水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，用水平力拉物体，运动一段时间后撤去此力，最终物体停止运动，物体运动的v-t图像如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．水平拉力大小为
B．物体在3t0时间内位移大小为
C．在0～3t0时间内水平拉力做的功为
D．在0～3t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为
11．如图所示，倾角θ=37°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面顶端装有一个轻质定滑轮，质量分别为3m和m的物体a、b通过轻绳相连并跨过滑轮。开始时物体b锁定于斜面底端，物体a距地面高度为H，某时刻解锁物体b，两物体开始运动，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．物体a和b运动时的加速度相同
B．物体a下落的时间为
C．物体a落地时的速度大小为
D．物体a下落过程中绳子对a所做的功为
第II卷（非选择题）
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三、实验题
12．（1）某同学在桌面上用一个小钢球和一个弹簧来探究弹簧的弹性势能；弹簧一端固定（如图所示），另一端用钢球压缩弹簧后释放，钢球被弹出后落地．当他发现弹簧压缩得越多，钢球被弹出得越远，由此能得出的结论应是 。
A．弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越大
B．弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越小
C．弹性势能与劲度系数有关，劲度系数越大，弹性势能越大
D．弹性势能与劲度系数有关，劲度系数越大，弹性势能越小
（2）在“探究弹簧的弹性势能”的表达式时，下面的猜想有一定道理的是 。
A．重力势能与物体离地面的高度有关，弹性势能与弹簧的伸长量有关，重力势能与重力的大小有关，弹性势能可能与弹力的大小有关，而弹力的大小又与弹簧的劲度系数有关，因此弹性势能可能与弹簧的劲度系数和弹簧的伸长量的二次方有关
B．A选项中的猜想有一定道理，但不应该与有关，而应该是与有关
C．A选项中的猜想有一定道理，但应该是与弹簧伸长量的一次方，即有关
D．上面三个猜想都没有可能性
13．（1）用游标为50分度的卡尺测量一工件的直径，测量结果如图所示，此工件的直径为 cm；
（2）某课外兴趣小组在研究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中使用了如下实验装置：
（a）该小组同学实验时在安装正确，操作规范的前提下（已平衡摩擦力），用钩码的重力表示小车受到的合外力，为减小由此带来的系统误差，钩码的质量和小车的总质量之间需满足的条件是： ；
（b）实验时，小车由静止开始释放，已知释放时钩码底端离地高度为H，现测出的物理量还有：小车由静止开始起发生的位移s（）、小车发生位移s时的速度大小v，钩码的质量m，小车的总质量M，设重力加速度为g，则实际测量出的恒力的功mgs将 （选填“大于”、“小于”或“等于”）小车动能的变化；若用该实验装置验证系统机械能守恒定律，即需验证关系式 成立；
（c）在上述实验中打点计时器使用的交流电频率为50Hz，实验中某段纸带的打点记录如图所示，则小车运动的加速度大小为 m/s2（保留3位有效数字）。
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四、解答题
14．在一次军事演习中，解放军战士为了让炮弹以200m/s的速度击中前方450m高山崖上的某处军事目标，那大炮射击时至少需要让炮弹以多少的速度射出？
15．质量为的物体，受到与水平方向成为角斜向右上方、大小为的拉力的作用，在水平地面向右移动，物体与地面间的滑动摩擦力为。
（1）求拉力做的功；
（2）求摩擦力做的功；
（3）求合外力做的功。
16．质量为2kg的物体，受到24N竖直向上的拉力，由静止开始运动，求
(1)5s内拉力对物体做的功；
(2)5s内拉力的平均功率；
(3)5s末拉力的瞬时功率。（g=10m/s2）
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
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(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．B
解析：列车从北京开到杭州所用时间为
列车在动力上耗电约为
答案：B．
2．B
解析：A．质点做曲线运动，加速度不一定在不断地改变，例如平抛运动，选项A错误；
B．质点做曲线运动，速度方向一定变化，则速度一定在不断地改变，选项B正确；
C．质点做曲线运动，动能不一定在不断地改变，例如做匀速圆周运动的物体，选项C错误；
D．质点做曲线运动，机械能不一定在不断地改变，例如平抛运动，选项D错误。
答案：B。
3．B
解析：A．小明乘坐的“摩天轮”匀速转动，正在向最高点运动，高度不断增大，则其重力势能正在增大，故A错误；
B．小明的速度大小不变，则其动能保持不变，故B正确；
CD．小明正在向最高点运动，重力势能正在增大，动能保持不变，两者之和在增大，即机械能在增大，故CD错误。
答案：B。
4．D
解析：A．由题图可知，在油轮速度从0到v0的变化过程中，发动机牵引力大小不变，根据牛顿第二定律可知油轮加速度不变；在油轮速度从v0到2v0的变化过程中，由于此时发动机功率保持不变，但油轮速度逐渐增大，所以牵引力逐渐减小，则油轮加速度逐渐减小；在油轮速度达到2v0之后，发动机牵引力与阻力大小相等，油轮将做匀速运动，综上所述可知油轮先做匀加速运动，再做加速度逐渐减小的变加速运动，最后做匀速运动，故A错误；
B．根据前面分析可知，油轮的额定功率为
故B错误；
C．当油轮速度为时，由题图可知此时油轮发动机的功率为
则发动机牵引力大小为
油轮的加速度大小为
故C错误；
D．设油轮经时间t1速度从0增大到v0，经时间t2速度从v0增大到2v0。根据运动学公式可得
t1时间内油轮航行的位移大小为
在t2时间内，根据动能定理有
解得
故油轮速度达到2v0所经历的时间为
故D正确。
答案：D。
5．B
解析：物体受到的摩擦力
所以物体在上升的过程中摩擦力与拉力始终大小相等，它们做功的和始终是，滑块机械能的变化量等于除重力外其余力做的功，故上升阶段机械能随时间的推移保持不变，上升阶段机械能随位移的增大保持不变。动能的变化量等于外力的总功，故上升阶段
动能随x的增大而减小，是直线关系，动能与时间的关系是开口向上的二次函数。由于总机械能保持不变，所以物体的动能与重力势能的和保持不变。
答案：B。
点拨：滑块机械能的变化量等于除重力外其余力做的功；动能的变化量等于外力的总功。
6．A
解析：设在相同的水平拉力F的作用下甲乙两个物体的加速度分别为、，根据题意由牛顿第二定律可得
从静止开始运动，甲、乙分别经过t、2t时间的位移分别为
根据动能定理可得
设乙从静止经过3t时间的动能为，则
答案：A。
7．C
解析：铅球出手时的速度为8m/s，故出手时的动能为
答案：C。
8．AC
解析：AD．根据功率的定义式可知做的功越多，用的时间越少，功率一定越大；力做功越少，功率不一定小，故A正确，D错误；
BC．功率是表示做功快慢的物理量，故B错误，C正确。
答案：AC。
9．AC
解析：A．甲图中跳水运动员在空中运动的过程中只有重力做功，机械能守恒，故A正确；
B．乙图中物体在外力F作用下沿光滑斜面加速下滑的过程中，除重力做功外，力F做正功，则物体机械能增加，故B错误；
C．丙图中通过轻绳连接的物体A、B运动过程中A、B组成的系统，只有重力做功，则系统的机械能守恒，故C正确；
D．丁图中小球在光滑水平面上以一定的初速度压缩弹簧的过程中，弹簧弹力对小球做负功，则小球的机械能减小，故D错误。
答案：AC。
10．BD
解析：A．加速度等于图线的斜率，根据牛顿第二定律
A错误；
B．位移等于图线与坐标轴所围的面积，在3t0时间内的位移为
B正确；
C．根据动能定理得
解得
C错误；
D．克服摩擦力做功的平均功率为
D正确。
答案：BD。
11．BD
解析：A．物体a和b运动时的加速度大小相等、方向不同，A错误；
B．对a和b整体为研究对象，设加速度大小为a，根据牛顿第二定律可得
解得
物体a下落的时间
解得
B正确；
C．物体a落地时的速度大小为
解得
C错误；
D．物体a下落过程中绳子拉力大小为F，对a根据牛顿第二定律可得
解得
则绳子拉力对a所做的功为
D正确。
答案：BD。
12． A A
解析：（1）[1]当他发现弹簧压缩得越多，钢球被弹出得越远，由此能得出的结论应是：弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越大，答案：A。
（2）[2]根据重力做功与重力势能变化的关系，类比弹力做功与弹性势能变化的关系，有理由猜想：重力势能
弹性势能也应与弹力与伸长量的乘积有关．即可得与有关．故本题猜想中A是有依据的，因此也是可能的．故本题应选A。
13． 1.442 钩码的质量远小于小车的总质量 大于 7.50
解析：（1）[1]游标卡尺的主尺读数为14mm，游标读数为
所以最终读数为14.42mm，即1.442cm；
（2）[2]由于重物加速下降，处于失重状态，故对细线的拉力小于重力，而拉力等于小车受到的合力，为减小由此带来的系统误差，钩码的质量和小车的总质量之间需满足的条件是钩码的质量远小于小车的总质量；
[3]拉力等于小车受到的合力，实际测量出的恒力的功mgs将大于小车动能的变化；
[4]若用该实验装置验证系统机械能守恒定律，即需验证关系式
成立；
[5]根据公式
由逐差法得
，
代入数据得到
14．221.4m/s
解析：根据动能定理
代入数据得
v0=221.4m/s
15．（1）；（2）；（3）
解析：（1）拉力做的功为
（2）摩擦力做的功
（3）因为物体受到的重力和支持力不做功，所以合外力做的功为
16．(1) 600J；(2)120W；(3)240W
解析：(1)物体向上做匀加速直线运动，加速度
5s内的位移
5s末的速度
5s内拉力做功
(2)5s内拉力的平均功率
(3)5s末拉力的瞬时功率
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页