鲁科版高中物理必修第二册第1章功和机械能检测含答案

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第1章　功和机械能注意事项:1.全卷满分100分。考试用时75分钟。2.无特殊说明,本试卷中重力加速度g取10 m/s2。一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.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.关于功和功率,下列说法正确的是 (　　)A.由功率表达式P=Wt可知,功率P与做功W成正比,与做功时间t成反比B.由于功有正负,所以功是矢量C.某物体所受合力做功为零,则每个力做功均为零D.做自由落体运动的物体,重力做正功3.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4.一玩具小车放在水平地面上,小车与地面间的动摩擦因数恒为μ。当小车启动后,小车的水平牵引力F随时间t的变化情况如图甲所示,相应的小车速度v随时间t的变化关系如图乙所示,则根据图上信息可得 (　　)　　A.动摩擦因数为μ=0.3,但因条件不足无法求出小车的质量B.小车在4 s末阻力的瞬时功率为24 WC.小车在0~4 s内牵引力的平均功率为9 WD.小车在1~4 s与1~6 s内动能的变化量相同,都为6 J,因此两阶段牵引力F做功相同5.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。不计空气阻力,若被抛下的物体在下落过程中重力做功30 J,下列说法正确的是 (　　)A.物体重力势能保持不变B.物体重力势能增加了30 JC.物体机械能减少了30 JD.物体动能增加了30 J6.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-mgh7.俯卧撑是一种十分常见的健身运动,因其简单易行且对全身肌群均有良好的刺激作用而广受欢迎。如图所示,一名男子正在进行俯卧撑锻炼,在锻炼时他的身体可以看作一根直棒。设男子的重心位于P点,男子两手、两脚连线的中点分别为M、N,则过重心的重垂线与M、N的水平距离分别为OM=0.6 m与ON=0.9 m,如果该男子在一分钟内共完成俯卧撑三十次,每一次他的肩部上升的高度都约为0.4 m。已知该男子的体重约为80 kg,那么他在一分钟内共克服重力做功和对应的平均功率大约为 (　　)A.576 J,9.6 W　　　　　　　　B.5 760 J,96 WC.5 760 J,192 W　　　　　　　　D.576 J,19.2 W8.在粗糙的水平面上给滑块一定的初速度,使其沿粗糙的水平面滑动,经测量描绘出了滑块的动能与滑块位移的变化规律图线,如图所示。用μ表示滑块与水平面之间的动摩擦因数,用t表示滑块在该水平面上滑动的时间,已知滑块的质量为m=19 kg,则μ和t分别等于 (　　)A.0.01、10 s　　　　　　　　B.0.01、5 sC.0.05、10 s　　　　　　　　D.0.05、5 s二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2 kg的物体沿斜面向下推了2 m的距离,并使物体获得1 m/s的速度,已知物体与斜面间的动摩擦因数为33,则在这个过程中 (　　)A.人对物体做功1 JB.合外力对物体做功1 JC.物体克服摩擦力做功21 JD.物体重力势能减小20 J10.如图所示,轻绳一端通过光滑的定滑轮与物块P连接,另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接,初始时连接圆环Q的轻绳与水平方向的夹角θ=30°,现同时由静止释放P、Q,Q沿杆上升且能通过与定滑轮等高的位置。则下列分析正确的是 (　　)A.Q上升到与定滑轮等高的位置时,其动能最大B.Q上升到与定滑轮等高的位置时,其机械能最大C.Q上升到最高位置时,P的机械能最小D.Q在最低位置时,P的机械能最大11.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(μ10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=12mv2-0联立μ1+μ2=1.5解得v=7gL5,D正确。12.AD　云巴的加速度为0时,具有最大速度vm,此时有牵引力大小等于阻力大小,所以云巴受到的阻力为f=Pvm,A正确;速度为2vm3时,云巴的牵引力为F=P23vm=3P2vm,云巴的加速度为a=F−fm=3P2vm−Pvmm=P2mvm,所以B错误;在时间t内,云巴做加速度逐渐减小的加速运动,则其距离s>vmt2,所以C错误;根据动能定理有Pt-fs=12mvm2,则在时间t内云巴行驶的距离s=2Ptvm−mvm32P,所以D正确。13.答案　(1)Lt(2分)　mL22t2(2分)　(2)无(2分)解析　(1)由题图可知,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=Lt,由机械能守恒得Ep=12mv2=12×m×Lt2=mL22t2。(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。14.答案　(1)ℎ4−ℎ22f(2分)　(2)mgh3(1分)　m(ℎ4−ℎ2)28f2(2分)(3)>(1分)解析　(1)打点计时器打下计数点C时,重物的速度vC=ℎBD2T=(ℎ4−ℎ2)f2(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=12mvC2=12mℎ4−ℎ22·f2=m(ℎ4−ℎ2)28f2(3)考虑到阻力的影响,数值上ΔEp>ΔEk。15.答案　(1)重力做功0,支持力做功0,拉力做功45 J　(2)15 W　30 W解析　(1)根据题意,对箱子受力分析可知,箱子受重力、支持力和拉力,由W=Fx可知,箱子在重力和支持力方向上的位移为0,则重力和支持力做功为0,由牛顿第二定律有F cos 60°=ma (2分)解得a=1 m/s2 (1分)由运动学公式x=v0t+12at2可得,箱子在3 s内的位移为x=12at2=4.5 m(1分)则拉力做功为W=F cos 60°·x=45 J(2分)(2)由公式P=Wt可得,拉力F在3 s内做功的平均功率为P1=453 W=15 W(1分)由运动学公式v=v0+at可得,箱子在3 s末的速度为v=at=3 m/s(1分)由公式P=Fv可得,拉力F在3 s末的瞬时功率为P2=F cos 60°·v=30 W(2分)16.答案　(1)144 km/h　(2)见解析解析　(1)设卡车到达避险车道底端时的速度为v,在避险车道上的加速度为a则由牛顿第二定律得mg sin θ+μmg cos θ=ma (3分)由匀变速直线运动的规律v2=2ax (1分)解得v=40 m/s=144 km/h。 (1分)(2)设卡车在该路段坡顶时速度为v0根据动能定理得mgh-kmgs=12mv2-12mv02 (3分)h=3%×s (2分)解得v0=20 m/s=72 km/h(1分)因为v0=72 km/h