物理：第四章《机械能和能源》单元测试题a（粤教版必修2）

《机械能和能源》单元测试题　A
一．选择题（本题共10小题；每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．）
1．关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是
A．只有重力作用时，机械能守恒
B．当有其他力作用时，只要合外力为零，机械能守恒
C．当有其他力作用时，只要合外力的功为零，机械能守恒
D．炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒
2．一个人站在阳台上，以相同的速率v分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率
A．上抛球最大 B．下抛球最大 C．平抛球最大 D．三球一样大
3．如图1所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中
A．小球和弹簧总机械能守恒
B．小球的重力势能随时间均匀减少
C．小球在b点时动能最大
D．到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
4．一物体质量为2kg，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小为4m/s，在这段时间内水平做功为
A．0 B．8J C．16J D．32J
5．如图2所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹平射入木块的深度为d时，子弹与木块相对静止，在子弹入射的过程中，木块沿桌面移动的距离为L，木块对子弹的平均阻力为f，那么在这一过程中
A．木块的机械能增量f L
B．子弹的机械能减少量为f（L+d）
C．系统的机械能减少量为f d
D．系统的机械能减少量为f（L+d）
6．一个小孩站在船头，按图3两种情况用同样大小的力拉绳，经过相同的时间（船未碰撞），小孩所做的功、及在时间内小孩拉绳的功率、的关系为
A．>， B．<，
C．=， D．
7．某消防队员从一平台上跳下，下落2 m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又降下0.5 m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力为自身重力的
A．8倍 B．10倍 C．2倍 D．5倍
8．一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置缓慢地移到Q点，如图4所示，则此过程中力F所做的功为
A．mglcosθ B．Flsinθ
C． D．
9．一足球运动员将质量为l kg的足球由静止以10m/s的速度用力踢出，假设运动员踢球瞬间的平均作用力为200N，球在水平方向上运动了30m停止，则人对球所做的功为
A．50J　　　 B．500J C．200J　　　 D．6000J
10．一个质量为的物体以的加速度竖直向下运动，则在此物体下降高度的过程中，物体的
A．重力势能减少了 B．动能增加了
C．机械能保持不变 D．机械能增加了
二、实验题
11．在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地重力加速度g=9.80 m/s2，测出所用重物的质量m=1.00 kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为______J，动能的增加量为_______J（取3位有效数字）
三、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。共32分）
12．如图所示，斜面倾角θ=30°，另一边与地面垂直，高为H，斜面顶点有一定滑轮，物块A和B的质量分别为m1和m2，通过轻而软的细绳连结并跨过定滑轮，开始时两物块都位于与地面的垂直距离为H的位置上，释放两物块后，A沿斜面无摩擦地上滑，B沿斜面的竖直边下落，若物块A恰好能达到斜面的顶点，试求m1和m2的比值.（滑轮质量、半径及摩擦均可忽略）
13．质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变。求：
①汽车所受阻力的大小。
②3s末汽车的瞬时功率。
③汽车做匀加速运动的时间。
④汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。
14．某人利用如图9所示的装置，用100N的恒力F作用于不计质量的细绳的一端，将物体从水平面上的A点移到B点.已知α1=30°，α2＝37°，h=1.5m.不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦.求绳的拉力对物体所做的功.
参考答案
1.A 2.D 3.AD 4.A 5.ABC 6.B 7.D 8.D 9.A 10.BD 11略
12.解答 B下落过程中，对系统有：m2g=m1gsinθ+（m1+m2）v2
以后对A上升至顶点过程：m1v2=m1g（- Hsinθ） 所以=
13．解答 ①所求的是运动中的阻力，若不注意“运动中的阻力不变”，则阻力不易求出。以最大速度行驶时，根据P=Fv，可求得F=4000N。而此时牵引力和阻力大小相等。
②由于3s时的速度v=at=6m/s，而牵引力由F—Ff=ma得F=8000N，故此时的功率为
P= Fv =4.8×104W。
③设匀加速运动的时间为t，则t时刻的速度为v=a t=2t，这时汽车的功率为额定功率。由P=Fv，将F=8000N和v=2 t代入得t=5s。
④虽然功率在不断变化，但功率却与速度成正比，故平均功率为额定功率的一半，从而得牵引力的功为W=Pt=40000×5J=2×105J.
说明③中的时间，有的学生用v=at，得t=vm/a=10s，这是错误的。要注意，汽车不是一
直匀加速到最大速度的。
14. 解答绳对物体的拉力虽然大小不变，但方向不断变化，所以，不能直接根据W=Fscosα求绳的拉力对物体做的功.由于不计绳与滑轮的质量及摩擦，所以恒力F做的功和绳的拉力对物体做的功相等.本题可以通过求恒力F所做的功求出绳的拉力对物体所做的功.由于恒力F作用在绳的端点，需先求出绳的端点的位移s，再求恒力F的功.由几何关系知，绳的端点的位移为
=0.5m.
在物体从A移到B的过程中，恒力F做的功为
W=Fs=100×0.5J=50J
所以，绳的拉力对物体做的功为50J.