第四章《机械能及其守恒定律》测试 2021-2022 学年高一下学期物理教科 版（2019）必修第二册 一、单选题 1．如图是歼-15 战斗机在山东舰上进行起降训练，下列运动过程中歼-15 战斗机的重力不做功的是（　　） A．歼-15 战斗机离开甲板飞向高空 B．歼-15 战斗机从空中降落到山东舰 C．歼-15 战斗机在水平甲板上减速滑行 D．歼-15 战斗机在倾斜甲板上加速起飞 2．下列运动过程中物体机械能守恒的是（　　） A．物体做平抛运动 B．起重机吊起物体匀速上升的过程 C．物体沿固定的粗糙斜面自由下滑的过程 D．物体沿水平面加速运动的过程 3．物体在下列运动中机械能守恒的是（　　） A．水平方向上的匀变速直线运动 B．自由落体运动 C．竖直方向上的匀速直线运动 D．物体在斜面上匀速下滑 4．如图所示，竖直面内有一质点做匀变速曲线运动，A、B、C、D、E 为其运动轨迹上的点，已知 B 点是运动的 最高点，则下列说法中正确的是（　　） A．D 点的加速度比 B 点的加速度大 B．C 点的加速度与速度的夹角为钝角 C．若质点从 A 运动到 E，则速度先减小后增大 D．若质点从 E 运动到 A，则其在 A 点动能大于在 E 点动能 5．如图所示，某地有一台风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为 R 的圆面。某时间内该地区的风速为 v，风 向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为 ρ，假如这风力发电机将空气动能转化为电能的效率为 η。则该 发电机发电的功率为（　　） 1 1 A． 2 πηρR2v2 B． 2 πηρR2v3 C．πηρR2v2 D．πηρR2v3 6．如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球 A 和 B，B 球的质量大于 A 球的质量。A 球静止于地 面，用手托住 B 球，轻绳刚好被拉紧，然后释放 B 球。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，则在 B 球落地前 A．两球所受的合外力大小相等 B．B 球重力势能减小的快慢等于 A 球重力势能增加的快慢 C．B 球动能增加的快慢等于 A 球动能增加的快慢 D．B 球机械能减小的快慢等于 A 球机械能增加的快慢 7．在亚运会男篮比赛中，周琦持球暴扣，篮球在空中运行过程中（　　） A．篮球的机械能守恒 B．篮球的速度大小保持不变 C．篮球受到的作用力为重力、空气阻力 D．篮球受到的作用力为重力、空气阻力、周琦对篮球的作用力 8．质量相等的均质柔软细绳 A、B 平放于水平地面，绳 A 较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，两绳中点被提升的 高度分别为 hA、hB，且 hA > hB（两绳都已离开地面）。上述过程中克服两绳重力做功分别为 WA、WB，则（ ） A．WA = WB B．WA < WB C．WA > WB D．不能确定 9．每年春节前江西农村都有捣年糕的习俗，借此来寓意“年年发财、步步高升”。捣年糕时，一人将“石杵”一起一落 挥动，另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团，直到米粉团柔软而有弹性。已知“石杵”质量为 20 kg，每分钟上 下挥动 20 下，每次重心上升的高度约为 90 cm，则人挥动“石杵”做功的功率约为 （　　） A．60 W B．120 W C．180 W 10．如图所示，一宽度为 d 的水平传送带以速度 v0 D．540 W 与向右匀速运行，在传送带上方固定光滑挡板，挡板与传送带 v0  AB 边界的夹角为 。质量为 m 的物块（可视为质点）在水平传送带 AB 边上随传送带以速度 匀速运动，物块碰 到挡板时，垂直挡板方向的速度减为零，平行挡板方向的速度不变，最终从传送带上的 C 点离开传送带。已知物 块与传送带间的动摩擦因数为  ，重力加速度为 g。则下列说法正确的是（　　） A．碰撞前传送带对物块的摩擦力对物块做正功 B．物块与挡板碰撞后沿挡板方向不受摩擦力 2d v cos 2 C．物块从碰到挡板到离开传送带所用时间为 0 D．物块沿挡板运动过程中在传送带上留下划痕的长度为 d sin  11．2019 年国庆小长假，雪晴同学外出旅游，到一家农家乐餐厅就餐时发现，店内竟有真驴在拉磨，如图所示。 假设驴拉磨的平均作用力大小为 500 N，运动的半径为 1 m，则驴拉磨转动一周所做的功为 （　　） A．0 B．500J C．500πJ D．1000πJ 12．总质量为 m 的汽车在平直公路上以速度 v0 匀速行驶时，发动机的功率为 P。司机为合理进入限速区，减小了 2 油门，使汽车功率立即减小到 3 P 并保持该功率继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变。从司机减小油门 开始，汽车的 v-t 图象如图，从汽车开始减速到再次达到匀速运动的过程中，行驶的位移为 s，汽车因油耗而改变 的质量可忽略。则在该过程中，下列说法不正确的是（　　） 2v0 A．汽车再次匀速运动时速度大小为 3 P 3 mv B．t=0 时刻，汽车的加速度大小为 0 C．汽车的牵引力不断减小 3s 5mv02  D．经历的时间为 2v0 12 P 二、填空题 13．人类离不开能量，我们要熟悉一些能量计算：动能计算公式： EK=_______ 重力势能计算公式：EP=_______弹性势能计算公式：EP=_______ 14．如图所示，质量为 m v0 vm  t 的汽车在倾角为 的某上坡公路上，从速度 开始加速运动，经时间 速度达到最大值 。 设在此过程中汽车发动机的功率恒为 P ，汽车所受的摩擦阻力为恒力，对于该过程，汽车所受摩擦阻力大小为___ _________________。 15．如图所示，小球从某一高处 a 点自由下落（不计空气阻力），b 点是小球刚刚接触弹簧时的位置，c 点是小球 从 a 点自由下落所能到达的最低点。 （1）在小球从 a 点到 b 点运动的过程中，小球速度的变化情况是_______。 （2）在小球从 b 点到 c 点运动的过程中，小球动能的变化情况是_______。 16．如图所示，一个内壁光滑的四分之三圆管轨道 ABC 竖直放置，轨道半径为 R。O、A 位于同一水平线上，质量 为 m 的小球（球的直径略小于圆管直径）从管口正上方 D 点静止释放，则小球运动到 C 点离开轨道后，可能沿___ ___（“CO”“CA”）方向运动，理由是______。 17．如图所示，质量为 m 的物体从 h 高处的 A 点由静止自斜面滑下，再滑到平面上的 C 点停下，在 B 点没有能量 损失，则在 A � B � C 的全过程中物体克服阻力所做的功为___________，如果使物体在平行于轨道平面的外力作 用下由 C 点沿原路返回到 A 点，则外力至少做功___________。 18．如图所示装置由 AB、BC、CD 三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道 AB、CD 段是 光滑的，水平轨道 BC 的长度 s＝5 m，轨道 CD 足够长且倾角 θ＝37°，A、D 两点离轨道 BC 的高度分别为 h1＝4.30 m、h2＝1.35 m．现让质量为 m 的小滑块自 A 点由静止释放．已知小滑块与轨道 BC 间的动摩擦因数 μ＝0.5，重力 加速度 g 取 10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则小滑块第一次到达 D 点时的速度大小为______ m/s；小滑块最 终停止的位置距 B 点的距离为______m。 三、解答题 19．如图所示，传送带由一个半径为 R 的大轮和一个半径可忽略的小轮驱动，AD 段水平，AB 段与水平方向成   30� 角，且在 B 点与大轮相切，C 为大轮最高点。将质量为 m 的货物（看作质点）由静止放在传送带底端 A， 当传送带以一定速度顺时针运转时，货物在直线运动中达到最大速度，且恰好从最高点 C 离开了传送带。取 tan  4  ，重力加速度为 g。求： 2 15 （1）传送带的运行速度 v 的大小； （2）货物与传送带间动摩擦因数  应满足的条件； （3）货物从 A 运动到 C 摩擦力对货物所做的功 Wf 。 20． 汽车以 80 kW 的恒定功率沿平直公路做匀速直线运动，其速度大小为 20 m/s，则汽车在该公路上行驶时所受 的阻力大小为多少？若汽车以 10 m/s 匀速行驶，阻力大小不变，则汽车的实际功率为多少？ 21．2022 年 2 月 16 日，我国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由滑雪空中技巧赛上获得冠军，图甲为比赛大跳台 的场景。现将部分赛道简化，如图乙所示，若运动员从雪道上的 A 点由静止滑下后沿切线从 B 点进入半径 R  15m 的竖直冰面圆弧轨道 BDC ，从轨道上的 C 点飞出。 AB 之间的竖直高度 h  27m ， OB 与 OC 互相垂直， g  10m / s m  60kg �BOD  37� 。运动员和装备的总质量 且视为质点，摩擦和空气阻力不计。取重力加速度 ， 2 sin 37� 0.6 ， cos 37� 0.8 。求 （1）在轨道最低点 D 时，轨道对运动员的支持力大小； （2）运动员滑离 C 点后在空中飞行过程中距 D 点的最大高度。 22． 2022 年1 月10 日起，全国铁路将实行新的列车运行图，攀枝花至西昌的动车即将开通运营，最大运行速度为 200km/h 的复兴号动车组将运行在设计时速为 160km/h 的成昆铁路复线上，攀西地区将进入动车时代，攀枝花至西 昌的运行时间将由原来的 3 个小时缩短为 1.5 小时。开通前的某次测试中从攀枝花南站匀加速开出的动车，经 t1  150s 速度达到 v1  108km/h 所受阻力恒为车重的 0.06 ，之后动车以恒定功率行驶。相关资料显示，该列动车质量 m  180t ，运行过程中 g 10m/s 2 倍。设铁轨为水平直线，重力加速度 取 ，求： （1）该列动车匀加速运动过程中牵引力 F 的大小； （2）该列动车运行的最大速度 vm 及从车站开出后运行 x  8km t 的时间 （此时列车已达到最大速度）。 参考答案： 1．C 2．A 3．B 4．C 5．B 6．D 7．D 8．D 9．A 10．B 11．D 12．C 13． 1 2 mv 2 mgh 1 k x 2 2 P  mg sin  14． vm 15． 变大 16． CA 先变大后变小 小球在 C 点有水平方向的速度，小球受重力，所以小球不会在 C 点竖直下落， 若 C 点速度大小满足一定条件，则运动轨迹可能沿 CA 方向运动。 17． mgh 2mgh