高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律随堂练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律随堂练习题，共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．如果物体（或系统）所受到的合外力为零，则机械能一定守恒
B．如果合外力对物体（或系统）做功为零，则机械能一定守恒
C．物体沿固定光滑曲面自由下滑过程中，不计空气阻力，机械能一定守恒
D．做匀加速运动的物体，其机械能一定守恒
2．在无风天气里，毽子受到的空气阻力大小与其下落的速度大小成正比。一毽子从高处由静止竖直下落至地面过程中，位移大小为x、速度大小为v、加速度大小为a，重力势能为、动能为、下落时间为t。取地面为零势能面，则下列图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
3．如图所示为小明做“验证机械能守恒定律”实验的装置图。实验中，为减小打点计时器对纸带的摩擦力的影响，下列操作可行的是（ ）
A．选用密度大、体积小的重物
B．打点计时器两限位孔在同一水平线上
C．释放前手应提纸带上端并使纸带竖直
D．重物下落过程中手始终提住纸带的上端
4．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法不正确的是（ ）
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
5．一个初动能为E的小物块从斜面底端冲上足够长的斜面，返回斜面底端时速度大小为，该过程物体克服摩擦力做功为。若小物块冲上斜面的初动能变为2E，则（ ）
A．返回斜面底端时动能为
B．返回斜面底端时动能为
C．返回斜面底端时速度大小为
D．返回斜面底端时速度大小为
6．质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其v-t图象如图所示．则下列说法正确的是
A．F1和F2大小相等
B．F1和F2对A、B做功之比为2：1
C．A、B所受摩擦力大小相等
D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1：2
7．如图，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板A 位置）上，随跳板一同向下运动到最低点（B 位置）．对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中，下列说法正确的是
A．运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零
B．在这个过程中，运动员的动能一直在减小
C．在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加
D．在这个过程中，运动员的机械能守恒
8．根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水不再流动时，水面应该处于同一高度。在著名的牛顿“水桶实验”中发现：将一桶水绕竖直固定中心转轴OO′以恒定的角速度转动，稳定时水面呈凹状，水桶截面图如图所示。这一现象可解释为，以桶为参考系，其中的水除受重力外，还受到一个与转轴垂直的“力”，其方向背离转轴，大小与到轴的垂直距离成正比。水面上的一个小水滴在该力作用下也具有一个对应的“势能”，在重力和该力的共同作用下，水面上相同质量的小水滴最终将具有相同的总势能。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（ ）
A．该“力”对水面上小水滴做功与路径有关
B．小水滴沿水面向上移动时，该“势能”不变
C．小水滴沿水面向上移动时，重力势能的增加量等于该“势能”的减少量
D．小水滴沿水面向上移动时，受到重力和该“力”的合力大小不变
9．下列情况下机械能守恒的是（ ）
A．跳伞运动员从空中匀速下落过程
B．子弹射穿木块
C．铅球在空中做平抛运动
D．物体以不变的速率在竖直平面内做曲线运动
10．2015年莫斯科世锦赛上，我国男子短道速滑队时隔15年再次站到5000m接力的冠军颁奖台上．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲，甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则（ ）
A．甲对乙的作用力与乙对甲的作用力相同
B．甲对乙的作用力一定做正功，乙的动能增大
C．乙对甲的作用力一定做正功，甲的动能增大
D．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
二、多选题
11．动车由若干带动力的车厢和不带动力的车厢组成，一列质量为m的动车共有10节车厢，其中3节车厢提供动力，每节动力车厢提供的功率均相等。这列动车以恒定的功率P在平直轨道上匀速行驶，某一时刻，其中的一节动力车厢失去动力，已知该车阻力f保持不变，下列说法正确的是（ ）
A．其中的一节动力车厢失去动力的瞬间动车开始做减速运动
B．其中的一节动力车厢失去动力后匀速运行的最大速度为
C．其中的一节动力车厢失去动力的瞬间动车的牵引力会立即减小
D．其中的一节动力车厢失去动力的瞬间动车的速度会立即减小
12．如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面，其运动的加速度大小为，这个物体在斜面上升的最大高度为h，则这个过程中，下列判断正确的是（ ）
A．重力势能增加了
B．动能减少了
C．机械能减少了
D．物体克服摩擦力的功率随时间在均匀减小
13．一物体在外力作用下从静止开始做直线运动，合外力F大小随时间t变化关系如图所示，方向不变．设该物体在和2时刻的速度分别为和，合外力从开始至做功的平均功率为，从至2做功的平均功率为，则（ ）
A．B．C．D．
14．如图所示,在光滑的水平地面上有一个表面光滑的立方体M,一轻杆L与水平地面角,轻杆的下端用光滑铰链连接于O点,O点固定于地面上,轻杆的上端连接着一个小球,小球靠在立方体左侧,立方体右侧受到水平向左的推力F的作用,整个装置处于静止状态.若现在撤去水平推力F,则下列说法中正确的是（ ）
A．小球在落地的瞬间和立方体分离B．小球和立方体分离时速度大小相等
C．小球和立方体分离时小球的加速度为gD．分离前小球和立方体系统的机械能守恒
15．如图所示，轻杆长为L，可绕轴O无摩擦地转动，在杆上距离轴O点的A点和端点B各固定一质量均为m的小球，使杆从水平位置无初速度释放摆下，下列说法正确的是（ ）
A．当杆转到竖直位置时A球的速度
B．当杆转到竖直位置时B球的速度
C．从开始下落至杆转到竖直位置的过程中杆对球A做负功
D．从开始下落至杆转到竖直位置的过程中杆对球B做功
三、解答题
16．如图所示，一个光滑斜面与竖直方向的夹角为，斜面的下端与第一个光滑圆形管道相切，第二个光滑圆形管道与第一个圆形管道也相切，两个光滑圆形管道粗细不计，其半径均为R，小物块可以看作质点。物块由静止从某一高度沿斜面下滑，至圆形管道的最低点A时，对轨道的压力是重力的7倍，求：
（1）物块到达A点时的速度；
（2）物块到达最高点B时，对管道压力的大小与方向；
（3）物块释放的高度（相对A点）。

17．如图甲所示，质量m =2.0kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，从t=0时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，前8s内F随时间t变化的规律如图乙所示，g取10m/s 2，求：
（1）第6s末物体的速度；
（2）前8s内水平力F所做的功。
18．大型货车是目前交通运输的重要工具，货车进站卸货时，利用固定斜面从货车上卸货，既可减轻劳动强 度，又有便捷、安全的特点。如图所示，若车厢底板离地高度为h = 1.5m，斜面倾角α=30°，每包货物的质量m=50 kg，货物与斜面间的动摩擦因数μ= 0. 2，求利用斜面让一包货物从车厢上滑到地面的过程中货物受到的各个力对货物所做的功以及合外力对货物做的功。（货物可视为质点，取g=10 m/s2）
19．如图所示，一个人用与水平方向成37°角的力F=50N拉一个木箱，以2m/s的速度在水平地面上沿直线匀速向右前进了x=8m，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）拉力F对木箱所做的功；
（2）摩擦力对木箱做的功及外力对木箱做的总功；
（3）2s末拉力的瞬时功率。
20．汽车在平直的公路上以额定功率行驶，行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图所示．已知汽车的质量为1×103 kg，汽车运动过程中所受地面的阻力恒定，空气的阻力不计．求：
(1)汽车受到地面的阻力大小；
(2)汽车的额定功率；
(3)汽车加速运动的时间．
四、填空题
21．如图所示，摩托车做特技表演时，以v0＝10 m/s的速度从地面冲上高台，t＝5s后以同样大小的速度从高台水平飞出，人和车的总质量m＝1.8×102 kg，高台高度h＝5.0 m。摩托车冲上高台过程中功率恒定为P＝2 kW，不计空气阻力，取g＝10 m/s2。
（1）人和摩托车从高台飞出时的动能Ek＝ J。
（2）摩托车落地前瞬间重力的功率PG＝ W。
（3）摩托车冲上高台过程中阻力所做的功Wf＝ J。
22．在检测某种汽车性能的实验中，质量为的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出如图所示的图像（图线为汽车由静止到达到最大速度的全过程，均为直线），假设该汽车行驶过程中所受的阻力恒定。该汽车的额定功率为 W。该汽车由静止开始运动，经过达到最大速度，求汽车匀加速行驶的时间t为 s，在段的位移为 m。
23．中国著名体操运动员-童非（江西人），首次在单杠项目上实现了“单臂大回环”：用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆运动，假设童非的质量为65kg，那么在完成 “单臂大回环”的过程中，童非的单臂至少要能够承受 N的力。（g取10m/s2）
24．一个人站在距地面的高处，将质量为的石块以的速度斜向上抛出，g取。人抛石块过程中对石块做功 J；若石块落地时的速度大小为22m/s，则在空中运动过程中克服阻力做了功 J。
25．一身高1.80 m的跳高运动员进行背越式跳高，经过25 m弧线助跑，下蹲0.2 m蹬腿、起跳，创造出他的个人最好成绩2.39 m（设其站立时重心在身高一半处，越杆时其重心的最大高度实际低于横杆0.1 m），越过横杆的速度为0.5m/s，则他起跳速度约为 m/s。如果他在月球上以同样的速度起跳且越过横杆的速度也不变，估算他能跃过横杆的高度约为 m。已知月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，取重力加速度g=10m/s2。
参考答案：
1．C
2．B
3．C
4．D
5．D
6．C
7．C
8．C
9．C
10．C
11．AC
12．BCD
13．AD
14．CD
15．BCD
16．（1）；（2），竖直向上；（3）
17．（1）3m/s；（2）155J
18．，，，
19．（1）320J；（2）-320J，0；（3）80W
20．(1)2×103 N； (2)8×104 W ；(3)16.25 s
21． 9×103 1.8×104 1×103
22． 5 75
23．3250
24． 14.4 6
25． 5.66 10.34