第四章 机械能及其守恒定律 章末检测-2024-2025学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册

第四章 机械能及其守恒定律--2024-2025学年高中物理粤教版必修二章末检测 一、单选题 1．关于某力做功的功率，下列说法正确的是( ) A.该力越大，其功率就越大 B.该力在相等时间内做的功越多，其功率就越大 C.功率越大，说明该力做的功越多 D.功率越小，说明该力做功的时间越少 2．下列选项中，物体所受力F的大小相等，位移方向向右、大小相同。其中，F做功最少的是( ) A. B. C. D. 3．下列说法正确的是( ) A.静摩擦力一定不做功 B.滑动摩擦力一定做负功 C.滑动摩擦力一定做正功 D.滑动摩擦力既可以做正功也可以做负功 4．2024年9月，中国选手张博恒夺得杭州亚运会体操单杠冠军，如图所示其双手抓住单杠，其重心以单杠为轴在竖直平面内做圆周运动，重心到单杠的距离，重心从单杠正上方A点转至B点时松手脱离单杠，OB与竖直方向的夹角，重心经过E点与B点等高，最后落到地面D点。已知他的质量，从B到E的时间为，g取，忽略空气阻力，不考虑一切摩擦和体能的消耗与转化。下列说法正确的是( ) A.他在A到B点过程机械能不守恒，B到D过程机械能守恒 B.他在B点的速度为 C.他在A到B运动过程中手臂的最大拉力为2640N D.OB与竖直方向的夹角θ越大，BD之间水平距离越远 5．如图所示，一半径为R的四分之三圆弧形槽放置在足够粗糙的水平地面上（圆弧形槽不会沿水平方向滑动），OA和OB为圆弧的两个半径，OA水平，OB竖直，圆弧形槽内壁光滑。现从A点以竖直向下的初速度（大小未知）释放一质量为m的小球（可视为质点），当小球上升到最高点B时圆弧型槽对地面的压力刚好为零。已知圆弧型槽的质量为5m，重力加速度为g，则小球的初速度大小为( ) A. B. C. D. 6．如图甲，物块A和足够长木板B叠放在光滑水平面上。的质量相等，表面均光滑，通过轻质弹簧连接，弹簧开始时处于原长从时刻起，在物块A上施加一大小为F的水平恒力，从静止开始运动，0到时间，弹簧始终处在弹性限度内，它们的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，下列说法中不正确的是( ) A.图乙中的图线I对应的是物块A B.在时刻系统的机械能最大 C.在时刻，弹簧的弹性势能最大 D.当加速度相等时，弹簧的弹力大小为 7．匀强电场方向水平向左，带正电的物体沿绝缘水平板向右运动。经A点时动能为。到B点时减少到原来的，电势能变化量是动能变化量大小的，则它再经过B点时动能大小为( ) A. B. C. D. 8．某同学在家中用拖把擦地板，如图所示。在布沿地面移动的过程中，拖布所受地面摩擦力的大小恒为。此过程中地面摩擦力对布做的功为( ) A. B. C. D. 9．如图所示，水平地面上固定一倾角为的斜面，其底端垂直斜面固定一挡板P，一沿斜面自然放置的轻弹簧，下端固定在挡板P上，弹簧的劲度系数为。质量为1kg的小物块从斜面上的Q点由静止释放，Q点距弹簧上端的距离为0.30m。已知弹簧的弹性势能的表达式为（其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），小物块与斜面间的动摩擦因数为0.25，重力加速度g取，，，则小物块下滑过程中的最大动能及弹簧的最大弹性势能分别为( ) A.， B.， C.， D.， 10．关于运动场上的物理知识，下列描述正确的是( ) A.运动员手持哑铃将其从空中轻放回地面的过程中，运动员对哑铃做负功 B.运动员在跑步过程中，跑道对运动员做正功 C.立定跳远时，运动员在空中运动过程中，速度大小不变 D.足球运动员踢出“香蕉球”，足球在空中运动过程中，机械能守恒 二、多选题 11．如图所示，长度为L的轻质细杆两端固定着甲、乙两个小球（均可视为质点），轻杆可以绕其中点O处的轴在竖直平面内旋转，开始时细杆竖直并锁定两球，此时甲在上、乙在下。现解除锁定，甲球受到轻轻扰动从静止开始运动，细杆随即开始转动。已知甲球的质量是乙球的3倍，重力加速度为g，在甲球从最高点转动到最低点的过程中，不计空气阻力和摩擦力，下列说法正确的是( ) A.甲、乙两球各自的机械能守恒 B.轻杆对甲、乙两球做的总功为零 C.甲球或乙球的最大速度为 D.轻杆对乙球做的功等于其重力势能增加量的1.5倍 12．如图，竖直平面内固定一个半圆弧MBN，M、N连线水平，B为圆弧最低点，现从圆心O点以速率分别沿水平和竖直方向抛出两个相同的小球，小球分别落在圆弧上的A、B两点，设两小球从O点到弧面上所用时间分别为、，落在弧面时的动能分别为、，则有( ) A. B. C. D. 三、计算题 13．“辽宁号”航空母舰的质量为m，以速度v沿直线匀速驶向某训练海域，此时多台蒸汽轮机发动机的输出总功率为P。若因需要临时关闭其中一半的发动机，则 （1）求发动机刚刚关闭时“辽宁号”航空母舰的加速度大小; （2）描述发动机关闭后一段时间内航空母舰的运动速度和加速度的变化情况。 14．假设某地强风的风速为v，空气密度为ρ。如果把通过横截面积S的风的动能转化为电能，转化效率为η，请写出电功率的表达式。 参考答案 1．答案：B 解析：通过控制变量比较。由知，当公式中一物理量不变时，另两个物理量变化具有唯一相关性，故A错误，B正确;功率描述做功的快慢，故CD错误。 2．答案：D 解析：因各情境中位移相同，所以当力在位移方向上的分量最小时，做功最少。 3．答案：C 解析：静摩擦力可以做功，如倾斜传送带将与传送带相对静止的物体送往高处，静摩擦力对物体做正功。滑动摩擦力未必做负功，如擦黑板时，黑板受到的滑动摩擦力不做功。 4．答案：B 解析：A.忽略空气阻力，不考虑一切摩擦整个过程他的机械能守恒，故A错误； B.B到E的时间为，有 所以 故B正确； C.圆周运动的最低点拉力最大，有 得 故C错误； D.当时，BD之间水平距离为零，故D错误。 故选B。 5．答案：D 解析：小球运动到B点时，圆弧型槽对地面的压力刚好为零，小球在最高点B时对槽的压力大小为5mg，且满足，小球从A点运动到最高点B，根据机械能守恒得，解得，D正确。 6．答案：A 解析：D.对在水平方向受力解题思路如图 为弹簧的拉力，当加速度大小相同为a时，对A有 对B有 解得 故D正确； A.在整个过程中A的合力（加速度）一直减小，而B的合力（加速度）一直增大，所以图乙中的图线I对应的是物块B，故A错误； BC.在达到共同加速度之前A的合力（加速度）一直大于B的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直小于B的合力（加速度），时刻两物体的速度相等，A速度达到最大值，两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大，此时弹簧被拉到最长，除重力和弹簧弹力外其它力对系统做正功，所以在时刻系统机械能增加最多即机械能最大，此时弹簧被拉到最长，则弹性势能最大，故BC正确。 本题选不正确的，故选A。 7．答案：B 解析：从A到B的过程中，减少的动能中有转化为电势能，可知克服电场力做功与克服摩擦力做功之比为3:2；则从B点到速度减为零的过程中，克服电场力做功与克服摩擦力做功之比仍然为3:2。B点动能为 从B点到速度减为零，动能减小量为80J，则克服摩擦力做功为 对物体从B点向右运动到返回B点的过程运用动能定理，电场力做功为0，则有 解得 故选B。 8．答案：D 解析：根据，故选D。 9．答案：D 解析：小物块下滑过程中速度最大时有 解得 由能量守恒定律得 解得 弹簧弹性势能最大时，由能量守恒定律得 解得 则弹簧的最大弹性势能为 故选D。 10．答案：A 解析：A.运动员手持哑铃将其从空中轻放回地面的过程中，重力做正功，运动员对哑铃做负功，故A正确； B.运动员在跑步过程中，跑道对运动员竖直向上的支持力和脚与操场的静摩擦力，所以跑道对运动员不做功，故B正确； C.立定跳远时，向上运动过程要克服重力做功，速度减小，故C错误； D.足球运动员踢出“香蕉球”，足球在空中运动过程中，空气阻力做功，所以机械能不守恒，故D错误。 故选A。 11．答案：BCD 解析：对于甲、乙两球组成的系统，除各自重力以外无其他外力做功，故系统的机械能守恒，但是杆对乙球的作用力对其做正功，乙球的机械能增加，杆对甲球的作用力对其做负功，甲球的机械能减少，由于系统的总机械能不变，所以轻杆对甲、乙两球做功的代数和为零，A错误，B正确；设乙球的质量为m，则甲球的质量为3m，甲球转动到最低点时的线速度最大为v，此时乙的线速度大小也为v，根据机械能守恒定律有，所以两球的最大速度均为，C正确；杆对乙球做的功等于乙球增加的机械能，即，D正确。 12．答案：BC 解析：AB.根据动能定理 因为 可得 故A错误，B正确； CD.小球到A点做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体，则 ， 根据勾股定理 小球到B点做匀加速直线运动 两边平方可得 所以 故C正确，D错误。 故选BC。 13．答案：（1）（2）见解析 解析：（1）由，可知全部发动工作，航母匀速运动时牵引力，则此时加速度。故加速度的大小为 （2）关闭后，速度开始减小，直至达到新平衡后再次保持匀速；加速度逐渐减小直到变到0，航母做加速度减小的减速运动直至匀速，最终匀速运动的速度为。 14．答案： 解析：时间内通过横截面积S的风的动能为 该时间内获得的电能 故电功率的表达式为 学科网（北京）股份有限公司 $$