高中物理 第4章《机械能和能源》测试2 教科版必修2

1 机械能和能源单元测试机械能和能源单元测试 一 选择题 本题一 选择题 本题共共 1010 小题 每小题小题 每小题 4 4 分 共分 共 4040 分 在每小题给出的四个选项中 有的分 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 全部选对的小题只有一个选项正确 有的小题有多个选项正确 全部选对的得得 4 4 分 选不全的得分 选不全的得 2 2 分 有选错或不答的得分 有选错或不答的得 0 0 分 分 1 下列说法正确的是 A 物体没有做功 则物体就没有能量 B 重力对物体做功 物体的重力势能一定减 少 C 动摩擦力只能做负功 D 重力对物体做功 物体的重力势能可能增 加 2 A B 两个物体的质量比为 1 3 速度之比是 3 1 那么它们的动能之比是 A 1 1 B 1 3 C 3 1 D 9 1 3 如图 1 所示 质量为 m 的小球 从离桌面高 H 处由静止下落 桌面 离地面高为 h 设桌面处物体重力势能为零 空气阻力不计 那么 小球 落地时的机械能为 A mgh B mgH C mg H h D mg H h 4 下面各个实例中 机械能守恒的是 A 物体沿斜面匀速下滑 B 物体从高处以 0 9g 的加速度竖直下落 C 物体沿光滑曲面滑下 D 拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升 5 A B两物体的质量之比mA mB 2 1 它们以相同的初 速度v0在水平面上做匀减速直线运动 直到停止 其速度图象如 图 2 所示 那么 A B两物体所受摩擦阻力之比FA FB与A B 两物体克服摩擦阻力做的功之比WA WB分别为 A 4 1 2 1 B 2 1 4 1 C 1 4 1 2 D 1 2 1 4 6 一质量为0 3 的弹性小球 在光滑的水平面上以6m s的速度垂直撞到墙上 碰撞后 小球沿相反方向运动 反弹后的速度大小与碰撞前速度的大小相同 则碰撞前后小球速度 变化量的大小 v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为 A v 0 B v 12m s C W 0 D W 10 8J 7 某人用手将 1Kg 物体由静止向上提起1m 这时物体的速度为 2m s g 取 10m s2 则下列说法正确的是 A 手对物体做功 12J B 合外力做功 2J C 合外力做功 12J D 物体克服重力做功 10J 8 水平传送带匀速运动 速度大小为 v 现将一小工件放到传送带上 设工件初速为 零 当它在传送带上滑动一段距离后速度达到 v 而与传送带保持相对静止 设工件质量为 m 它与传送带间的滑动摩擦系数为 则在工件相对传送带滑动的过程中 A 滑摩擦力对工件做的功为 mv2 2 B 工件的机械能增量为 mv2 2 C 工件相对于传送带滑动的路程大小为 v2 2 g D 传送带对工件做功为零 9 汽车的额定功率为 90KW 当水平路面的阻力为f时 汽车行驶的最大速度为v 则 图 2 v v0 Ot t2t A B 图 1 2 A 如果阻力为2 f 汽车最大速度为 v 2 B 如果汽车牵引力为原来的二倍 汽车的最大速度为 2v C 如果汽车的牵引力变为原来的 1 2 汽车的额定功率就变为 45KW D 如果汽车做匀速直线运动 汽车发动机的输出功率就是 90KW 10 如图 3 所示 物体从A处开始沿光滑斜面AO下滑 又在粗糙水平面上滑动 最 终停在B处 已知A距水平面OB的高度为h 物体的质 量为m 现将物体m从B点沿原路送回至AO的中点C处 需外力做的功至少应为 A 1 2 mghB mgh C 3 2 mghD 2mgh 二 填空题 请将正确答案填在题中的横线上 每空二 填空题 请将正确答案填在题中的横线上 每空 2 2 分 共分 共 2020 分 分 11 一个光滑斜面长为L高为h 一质量为m的物体从顶端静止开始下滑 当所用时 间是滑到底端的时间的一半时 重力做功的即时功率为 重力做功的平 均功率为 12 如图 4 在足球赛中 红队球员在白队禁区附近主罚 定位球 并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门 球门高 度为h 足球飞入球门的速度为v 足球的质量m 则红队 球员将足球踢出时的速度v0 该队员踢球时对 足球做功W 不计空气阻力 13 如图 5 所示 有一个竖直放置的光滑圆弧轨道半径Rm 16 圆弧轨道中心为 O 将质量m 5kg 的球静置在与o同一水平线上轨道 的A点 放手后使其下滚经B至C 它从C点抛出时的速度是 抛出时的动能是 gm s取10 2 14 如图 6 所示 均匀链条长为 L 水平面光滑 L 2 垂在桌面下 将 链条由静止释放 则链条全部滑离桌面时速度为 15 在光滑的水平面上 用一水平恒力 F 将物体由静止开始水平移动 s 作用力的平均功率是 P 如果力变为 4F 则此力使同一物体同样移动 s 在后一过程中 力做功的平均功率为 16 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 图 3 图 4 图 5 图 6 3 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 4040 分 分 17 一种叫做 蹦极 的现代运动 可以用下面的实验来进行模拟 如图 7 在桌边插一 个支架 在支架横臂的端点系上一根橡皮绳 其重力可不计 劲度系数为k 橡皮绳的 弹力与其伸长的长度成正比 橡皮绳另一端系一质量为m的小球 使小球从支架横臂高 度处由静止下落 小球落到最低点时 便又被橡皮绳拉回然后再落下 已知橡皮绳 的弹性势能 2 2 1 kxEp 式中k为劲度系数 x为橡皮绳的伸长量或压缩量 若小球 下落的最大高度是L 试求橡皮绳的自然长度 18 一个人用手把一个质量为 1kg 的小球竖直向上抛出 小球上升的最大高度为 5m 已知 抛出过程中人手对小球的平均作用力为 110N 不计空气阻力 取 2 10smg 求 1 抛出时小球的速度 2 抛出过程中合力对小球做的功 19 人的心脏每跳一次大约输送 8 10 5m3的血液 正常人血压 可看作心脏压送血液的压 强 的平均值约为 1 5 104Pa 心跳约每分钟 70 次 据此估测心脏工作的平均功率 图 7 4 图 8 20 人从一定的高度落地容易造成骨折 一般人胫骨的极限抗压强度约为 1 5 108N m2 胫骨最小横截面积大多为 3 2cm2 假若一质量为 50kg 的人从某一高度直膝 双足落地 落地时其重心又下降约 1cm 试计算一下这个高度超过多少时 就会导致胫骨 骨折 g取 10m s2 21 某人利用如图 8 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 1 30 2 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 5 机械能和能源单元测试答案机械能和能源单元测试答案 1 D 2 C 3 B 4 C 5 A 6 BC 7 ABD 8 ABC 9 AD 10 D 11 1 4 mgh mgh L ghmgh L gh 222 1 3 12 ghv2 2 mgh 1 2 mv2 13 4m s 40J 14 3 2 gl 15 8P 16 7 62 7 56 17 解答 0 k E 增加的弹性势能 2 0 2 1 xLkEp 减少的重力势能 mgLEp kp EE 得 k mgL Lx 2 0 18 解答 1 2 2 1 mvmgh smghv 102 2 2 2 1 mvW 合 J501001 2 1 19 解答 人的心脏每跳一次输送的血液看作长为L 截面积为S的液柱 心脏每跳一次需 做的功为 FL pSL p V心跳每分钟 70 次 则心脏工作的平均功率为 60 108105 170 54 t nW P W 1 4W 说明 这类题目的研究对象不是太明确 解题时首先要明确心脏对血液做功 其次 要建 立研究对象的模型 如本题中的圆柱体模型 从而推出功和功率的表达式 20 解析 由题意知 胫骨最小处所受冲击力超过F NN 448 106 9102 32105 1 时 会造成骨折 设下落的安全高度为h1 触地时重心又下降高度为h2 落地者质量为m 落地速度为 v 与地碰撞时间为t 由动能定理mg h1 h2 Fh2 0所以h1 22 hh mg F 代入数据得h1 mmm91 1 01 0 01 0 1050 106 9 4 21 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 Fscos 求绳的拉力对物体做的功 由于不计绳与滑轮的质量及摩