高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第1章 功和机械能本章综合与测试达标测试

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第1章 功和机械能本章综合与测试达标测试，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
本章达标检测(满分:100分;时间:60分钟)一、选择题(本题共9个小题,每小题6分,共54分。其中1—6小题只有一个选项正确,7—9小题有多个选项正确,全选对得6分,选对但不全得3分,错选或不选得0分)1.(2020湖北郧阳一中高一月考)如图所示的四幅图是小明提包回家的情景,小明提包的力不做功的是              (　　)2.(2021福建福州高一下质检)下列运动的物体,机械能守恒的是 (　　)A.物体沿斜面匀速下滑B.物体从高处匀速下落C.物体沿光滑斜面加速下滑D.拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升3.(2021福建福州高一下检测)以一定的初速度竖直向上抛出质量为m的小球,它上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为Ff,重力加速度为g,则从抛出点至回到原出发点的过程中,各力做功的情况正确的是              (　　)A.重力做的功为2mghB.空气阻力做的功为-2FfhC.合力做的功为2FfhD.物体克服重力做的功为-mgh74.(2019湖北武汉二中高一下期末)如图所示,传送带以1 m/s的速度水平匀速运动,砂斗以20 kg/s的流量向传送带上装砂子,为了保持传递速率不变,驱动传送带的电动机应增加的功率为              (　　)A.10 W　　　B.20 W　　　C.30 W　　　D.40 W5.(2019东北三校高三下联考)如图所示,竖直平面内放一直角杆MON,OM水平,ON竖直且光滑,用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上,B球的质量为2 kg,在作用于A球的水平力F的作用下,A、B均处于静止状态,此时OA=0.3 m,OB=0.4 m,改变水平力F的大小,使A球向右加速运动,已知A球向右运动0.1 m时速度大小为3 m/s,则在此过程中绳对B球的拉力所做的功为(取g=10 m/s2)              (　　)A.11 J　　　B.16 J　　　C.18 J　　　D.9 J6.(2019湖北重点中学高三第一次联考)如图,滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零。对于该运动过程,若用x、a、Ep、Ek分别表示滑块下滑的位移的大小、加速度的大小、重力势能(以斜面底面所在平面为零势能面)和动能,t表示时间,则下列图像最能正确描述这一运动规律的是　              (　　)7.(2019浙江杭州高三上期末)如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩到最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,则              (　　)A.t1~t2这段时间内,小球处于下降阶段B.t2时刻小球的加速度为零C.t2~t3这段时间内,小球和弹簧系统的机械能守恒D.t2~t3这段时间内,小球的动能与重力势能之和在减少8.(2019河北定州中学高一下期末)如图所示,足够长的粗糙斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,按住B不动,B通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,放手后B沿斜面加速上滑,C一直处于静止状态。则在A落地前的过程中              (　　)A.A的重力势能的减少量等于B的机械能的增加量B.水平面对C的摩擦力水平向左C.水平面对C的支持力小于B、C的总重力D.A物体落地前的瞬间受到绳子拉力的功率小于重力的功率9.(2019河南郑州高三检测)图甲为一直角三角形劈,倾角∠abc=37°,ab长为2L,p为ab的中点,小物块从a点由静止释放沿ab滑到b时速度恰好为零,小物块与ap、pb两段斜面之间的动摩擦因数分别为μ1和μ2(μ1<μ2,且μ2<1)。现将劈顺时针旋转90°(横截面如图乙所示),小物块从b由静止释放,已知 sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则下列说法正确的是              (　　)A.图甲中小物块通过ap、pb段克服摩擦力所做的功之比为1∶1B.μ1+μ2=1.5C.图乙中小物块可能静止在b处D.图乙中小物块滑到a处时的速度大小为 二、非选择题(本题共5个小题,共46分)10.(2019河北衡水中学高一下期中)(6分)某实验小组利用自己设计的弹簧弹射器测量弹簧的弹性势能,装置如图所示,水平放置的弹射器将质量为m的静止小球弹射出去,测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t,甲、乙光电门间距为L,并忽略一切阻力。回答下列问题:(1)小球被弹射出的速度大小v=　　　　,释放小球时弹簧弹性势能Ep=　　　　;(用题目中的字母符号表示) (2)由于重力作用,小球被弹射出去后运动轨迹会向下有所偏转,这对实验结果　　　　(填“有”或“无”)影响。 11.(2021山东淄博高一下期中)(6分)在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用的交流电的频率为f,查得当地的重力加速度g,所用的重物的质量为m,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示。把第一个点记做O,另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D四个点到O点的距离分别为h1、h2、h3、h4。根据以上数据可以计算出:(1)打点计时器打下计数点C时,重物的速度vC=　　　　; (2)重物由O点运动到C点,重力势能的减少量ΔEp=　　　　;动能的增加量ΔEk=　　　　; (3)考虑到阻力的影响,数值上ΔEp　　　　ΔEk(填“<”“>”或“=”)。 12.(2021福建建瓯高一下段考)(10分)如图,质量m=60 kg的跳水运动员从距水面高h=10 m的跳台上以v0=5 m/s的速度斜向上起跳,最终落入水中。若忽略运动员的身高,不计空气阻力。取g=10 m/s2,求:(1)运动员在跳台上时的重力势能(以水面为参考平面);(2)运动员起跳时的动能;(3)运动员入水时的速度大小。         13.(2021福建永安高一下期中)(12分)如图所示,光滑斜面AB的倾角θ=53°,BC为水平面,BC的长度lBC=1.10 m,CD为光滑的圆弧,半径R=0.60 m。一个质量m=2.0 kg的物体,从斜面上A点由静止开始下滑,物体与水平面BC间的动摩擦因数μ=0.20。轨道在B、C两点光滑连接。当物体到达D点时,继续竖直向上运动,最高点距离D点的高度h=0.20 m,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g取10 m/s2。求:(1)物体运动到C点时速度大小vC;(2)A点距离水平面的高度H;(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。          14.(2019东北育才中学高三上期末)(12分)如图所示,A、B两小球由绕过轻质定滑轮的轻细线相连,A放在固定的光滑斜面上,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上。现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m,B、C的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态;释放A后,A沿斜面下滑至速度最大时,C恰好离开地面。求:(1)斜面的倾角α;(2)A球获得的最大速度vm。       
答案全解全析一、选择题1.B　根据功的概念及做功的两个要素可知,只有同时满足有力及在该力的方向上有位移两个条件,力对物体才做功,A、C、D做功,B没有做功,选B。2.C　物体沿斜面匀速下滑,重力势能减小,动能不变,机械能减小,故A错误;物体从高处匀速下落,动能不变,重力势能减少,机械能减少,故B错误;物体沿光滑斜面加速下滑,物体只受到支持力和重力,支持力与运动方向垂直,不做功,动能增大,重力势能减少,重力势能转化为动能,即机械能守恒,故C正确;拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升,动能不变,重力势能增大,机械能增大,故D错误。3.B　小球从抛出点至回到原出发点,重力做功为0,故A、D错误;上升过程中空气阻力做的功为-Ffh,下降过程中空气阻力做的功为-Ffh,则从抛出点至回到原出发点的过程中空气阻力做的功为-2Ffh,故B正确;合力做的功为-2Ffh,故C错误。4.B　每秒钟流到传送带的砂子获得的动能为ΔEk=mv2,砂子达到速度v之前,相对传送带向左滑动,取向左为正方向,s相对==每秒转化为内能的机械能为Q=Ffs相对=μmg·=mv2因此,电动机必须增加的功率为ΔP===20 W,故选B。5.C　A球向右运动0.1 m时,vA=3 m/s,OA=0.4 m,OB=0.3 m,设此时∠BAO=α,则有tan α=。vA cos α=vB sin α,解得vB=4 m/s。此过程中B球上升高度h=0.1 m,由动能定理可知W-mgh=m,解得绳对B球的拉力所做的功W=18 J,C正确。6.D　滑块在下滑过程中,设斜面的倾角为θ,斜面高度为H。则由牛顿第二定律有-μmg cos θ+mg sin θ=ma,解得a=-μg cos θ+g sin θ<0,加速度的大小保持不变,所以加速度图像应是与时间轴平行的直线,选项B错误;滑块做匀减速直线运动,x=v0t+at2(a<0),故位移随时间变化越来越慢,选项A错误;滑块做匀减速直线运动,下降的高度为h=x sin θ,Ep=mgH-mgx sin θ=mgH-mg··sin θ,所以Ep-t图不是直线,选项C错误;下滑过程中速度大小关系式为v=v0+at=v0+(-μg cos θ+g sin θ)t,动能Ek=mv2,故动能变化越来越慢,选项D正确。7.AC　小球由静止释放后自由下落,t1时刻小球刚好与弹簧接触,小球在向下运动的过程中,弹力增大,开始重力大于弹力,小球速度增大,当重力与弹力相等时,速度最大,此后重力小于弹力,小球速度减小,t2时刻弹力最大,弹簧的压缩量最大,小球运动到最低点,速度为零,合力不等于零,合力方向竖直向上,加速度不为零,A正确,B错误。t2~t3过程中,小球和弹簧构成的系统机械能守恒,即Ek+Ep重+Ep弹=C(恒量),所以小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧减少的弹性势能,C正确,D错误。8.BCD　放手后B沿斜面加速上滑,A加速下落,A的重力势能的减少量等于B的机械能的增加量加上A增加的动能和摩擦产生的热量,A错误。B沿斜面加速上滑,B对C的压力垂直斜面向下,B对C的摩擦力沿斜面向上,二者合力沿水平方向一定有向右的分力。对斜面体C受力分析,由平衡条件可知,水平面对C的摩擦力水平向左,B正确。由于B受到沿斜面向上的拉力作用,把B、C看成整体分析受力,由平衡条件可知,水平面对C的支持力小于B、C的总重力,C正确。在A加速下落的过程中,绳子拉力小于A的重力,所以A物体落地前的瞬间受到绳子拉力的功率小于重力的功率,D正确。9.BD　根据功的定义,物块通过ap、pb段克服摩擦力做功分别为Wap=μ1mg cos 37°·L,Wpb=μ2mg cos 37°·L,故物块通过ap、pb段克服摩擦力做功之比为μ1∶μ2,因μ2>μ1,A错误;在ab过程对物块应用动能定理,得-μ1mg cos 37°·L-μ2mg cos 37°·L+mg·2L sin 37°=0-0,化简得μ1+μ2=1.5,B正确;当如图乙时,物块沿斜面受到的合力为mg sin 53°-μ2mg cos 53°=mg(0.8-0.6μ2)>0,故物块下滑,C错误;由动能定理得mg sin 53°·2L-μ1mg cos 53°·L-μ2mg cos 53°·L=mv2-0,联立μ1+μ2=1.5,解得v=,D正确。二、非选择题10.答案　(1)　　(2)无解析　(1)由图可知,弹簧在小球进入光电门之前就恢复形变,故其弹射速度为通过光电门的水平速度:v=,由机械能守恒得Ep=mv2=×m×=(2)由力作用的独立性可知,重力不影响弹力做功的结果,而且小球被弹射出去后的水平速度不会因重力变化。11.答案　(1)f　(2)mgh3　f2　(3)>解析　(1)打点计时器打下计数点C时,重物的速度vC==(2)重物由O点运动到C点,重力势能的减少量ΔEp=mgh3动能的增加量ΔEk=m=m=f2(3)考虑到阻力的影响,数值上ΔEp>ΔEk。12.答案　(1)6 000 J　(2)750 J　(3)15 m/s解析　(1)若以水面为参考平面,则运动员在跳台上时的重力势能为Ep0=mgh=6 000 J(2)根据动能的表达式可得,运动员起跳时的动能为Ek0=m=750 J(3)从运动员起跳到落水的过程中,只有重力对运动员做功,所以运动员的机械能守恒,由机械能守恒定律可得Ep0+Ek0=Ek则运动员入水时的动能为Ek=6 750 J运动员入水时的速度大小为v==15 m/s13.答案　(1)4 m/s　(2)1.02 m　(3)0.4 m解析　(1)物体由C点到最高点,根据机械能守恒得:mg(R+h)=m代入数据解得:vC=4 m/s(2)物体由A点到C点,根据动能定理得:mgH-μmglBC=m-0代入数据解得:H=1.02 m(3)从物体开始下滑到停下,根据能量守恒得:μmgx=mgH代入数据,解得:x=5.1 m由于x=4lBC+0.7 m所以物体最终停止的位置到C点的距离为:s=lBC-0.7 m=0.4 m。14.答案　(1)30°　(2)2g解析　(1)由题意可知,当A沿斜面下滑至速度最大时,C恰好离开地面,此时A的加速度为零。由牛顿第二定律得4mg sin α-2mg=0,则sin α=,α=30°。(2)由题意可知,mg=kΔx,B球上升的高度x=2Δx=。初始时和A沿斜面下滑至速度最大时弹簧的弹性势能相等,A、B、C三小球和弹簧组成的系统机械能守恒,得4mgx sin α-mgx=(5m),联立化简得vm=2g。