第一章功和機械能（能力提升）——高一物理魯科版（2019）必修二單元鞏固檢測一、選擇題（本題共10小題，每小題5分，共50分）1.如圖所示的四幅圖是小明提包回家的情景，小明提包的力不做功的是()A.將包提起來 B.站在水平勻速行駛的車上C.乘升降電梯 D.提著包上樓2.如圖所示，三個相同物體分別在大小相同的力F的作用下沿水平方向發(fā)生了一段位移l，已知位移l的大小相同，下列說法正確的是()A.甲圖中力F對物體做負功B.乙圖中力F對物體做正功C.丙圖中力F對物體做正功D.三種情況下，丙圖中力F對物體做功最多3.某人心跳為60次每分鐘，每次心跳心臟泵出60mL血液，泵出血液的血壓為100mmHg。已知。該人的心臟向外泵血輸出的機械功率最接近的值為()A.0.48W B.0.80W C.0.96W D.1.60W4.如圖所示，細線的一端固定于O點，另一端系一小球，在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點運動到B點的過程中()A.小球的重力勢能變小 B.小球受的合力對小球做正功C.水平拉力F的瞬時功率逐漸減小 D.小球克服重力做功的瞬時功率逐漸增大5.如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一小物塊，O點為彈簧在原長時物塊的位置.物塊由A點靜止釋放，沿粗糙程度相同的水平面向右運動，最遠到達B點.在從A到B的過程中，物塊()A.加速度逐漸減小B.經(jīng)過O點時的速度最大C.所受彈簧彈力始終做正功D.所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功6.跳傘運動員低空跳傘時從懸停的直升機上由靜止落下，到離地高度為h的位置時，速度為v，此時打開降落傘，此后傘和運動員下落過程受到的阻力大小恒定，一直減速下降到地面時的速度大小為，傘和運動員的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，則減速下降過程中，傘和運動員受到的阻力大小為()A. B. C. D.7.兩物體的速度之比為2:1，質(zhì)量的大小之比為1:3，則它們的動能之比為()A.12:1 B.4:3 C.12:5 D.3:48.如圖所示，在水平地面上平鋪著n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h，重力加速度大小為g。如果工人將磚一塊一塊地疊放起來，那么工人至少做功()A. B. C. D.9.如圖所示，質(zhì)量為m的金屬小球，從離水面H高處自由下落后進入水中。已知水深為h，若以水面為參考平面，小球運動至水底時的重力勢能為()A.mgH B. C. D.10.如圖所示，ACP和BDP是豎直平面內(nèi)兩個半徑不同的半圓形光滑軌道，A、P、B三點位于同一水平面上，C和D分別為兩軌道的最低點，將兩個質(zhì)量相同的小球分別從A和B兩處同時無初速度釋放，則()A.沿BDP光滑軌道運動的小球的重力勢能永遠為正值B.兩小球分別到達C點和D點時，重力做功相等C.兩小球分別到達C點和D點時，重力勢能相等D.兩小球剛開始分別從A和B兩處無初速度釋放時，重力勢能相等二、實驗題（每空2分，共16分）11.（10分）某班物理實驗小組利用如圖所示實驗裝置驗證物塊A、B組成系統(tǒng)的機械能守恒，D為固定在鐵架臺上的光電門，A、B用輕繩跨過定滑輪連接，滑輪質(zhì)量和摩擦可忽略不計，物塊B上固定了細遮光條，當?shù)刂亓铀俣葹間。（1）在鐵架臺上標記一位置C，并測得該位置與光電門D之間的距離為h。細遮光條對齊位置C，讓B從位置C由靜止開始下落，則在物塊B加速下落到D處的過程中，B的機械能________（填“增大”或“減小”）。（2）測得遮光條的寬度為d，其通過光電門的遮光時間為，則B下落到D處的速度大小________。（3）測得A、B（含遮光條）的質(zhì)量分別為、，則系統(tǒng)重力勢能的減小量________，系統(tǒng)動能的增加量________。（用、、g、h、v中的部分字母表示）（4）多次改變C位置，測出多組h、v，以為縱軸，以h為橫軸，作出圖像，測得該圖像的斜率為k。若A、B質(zhì)量之比________（用g、k表示），則可得，即系統(tǒng)機械能守恒。12.（6分）某實驗小組采用如圖甲所示的裝置探究功與速度變化的關系，小車在橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行。已知小車質(zhì)量為250g，打點計時器工作頻率為50Hz。（1）實驗前將木板墊高是為了______。（2）實驗中，小車在1條橡皮筋的作用下彈出，打點計時器打出如圖乙所示的一段紙帶，相鄰兩計時點距離依次為：、、，1條橡皮筋對小車做功為______（結果保留兩位有效數(shù)字）。（3）小車在完全相同的1條、2條、3條、…橡皮筋的作用下，每次均從相同位置從靜止出發(fā)，根據(jù)多次實驗獲得的紙帶數(shù)據(jù)，分別求出小車每次獲得的最大速度、、、…作出圖像，則圖丙中符合實際的圖像是______。三、計算題（共34分）13.（10分）在離地面80m處無初速度釋放一小球，小球質(zhì)量為，不計空氣阻力，g取，取最高點所在水平面為參考平面，求：(1)在第2s末小球的重力勢能．(2)在第3s內(nèi)重力所做的功和重力勢能的變化量．14.（12分）高速連續(xù)曝光照相機可在底片上重疊形成多個圖像.現(xiàn)利用這架照相機對某汽車的加速性能進行研究，如圖為汽車做勻加速直線運動時三次曝光的照片，圖中汽車的實際長度為4m，照相機每兩次曝光的時間間隔為2.0s.已知該汽車的質(zhì)量為1000kg，額定功率為90kW，汽車運動過程中所受的阻力始終為1500N.（1）試利用圖示，求該汽車的加速度大小；（2）若汽車由靜止開始以此加速度做勻加速直線運動，勻加速運動狀態(tài)最多能保持多長時間；（3）求汽車所能達到的最大速度；（4）若該汽車從靜止開始運動，牽引力不超過3000N，求汽車運動2400m所用的最短時間（汽車已經(jīng)達到最大速度）.15.（12分）雪車比賽是一項驚險刺激的競技類項目，部分賽道如圖所示，半徑的圓弧軌道與一傾斜直軌道相切于B點，直軌道與水平面間的夾角，運動員俯臥在雪車上沿軌道滑動，運動員和雪車（可視為質(zhì)點）的總質(zhì)量，經(jīng)過最低點O時對軌道的壓力大小，再經(jīng)過B點時速度大小，已知雪車受到軌道的阻力大小與其對軌道的壓力大小的比值，取重力加速度大小，.（1）求雪車經(jīng)過最低點O時的速度大小v；（2）求從最低點O運動到B點的過程中雪車克服軌道摩擦力做的功W；（3）若雪車剛好能到達直軌道的最高點C，求軌道的長度L。

答案以及解析1.答案：B解析：根據(jù)功的概念可知，只有同時滿足有力及在力的方向上有位移兩個條件，力才對物體做功。A.小明將包提起來，包沿拉力方向有位移，拉力做功，A不符合題意；B.小明站在水平勻速行駛的車上時，拉力與位移垂直，拉力不做功，B符合題意；C.小明乘升降電梯時，包沿拉力方向有位移，拉力做功，C不符合題意；D.小明提包上樓的過程中，拉力與位移夾角是銳角，拉力做正功，D不符合題意。故選B。2.答案：C解析：甲圖中力F對物體做功為乙圖中力F對物體做功為丙圖中力F對物體做功為故甲圖中力F對物體做正功，乙圖中力F對物體做負功，丙圖中力F對物體做正功，功的正負只反映動力功還是阻力功，不代表大小，則三種情況下力F對物體做功一樣多。故選C。3.答案：B解析：每次心跳，心臟向外泵血所做的功，該人的心臟向外泵血輸出的機械功率，故選B。4.答案：D解析：A、在拉力作用下，小球向上運動，故重力勢能增加，故A錯誤;B、小球勻速率運動，動能不變，根據(jù)動能定理，合力做功為零，故B錯誤;C、小球勻速率運動，合力的功率為零，勻速率運動，小球克服重力做功的瞬時功率不斷增加，拉力T不做功，故拉力F的功率不斷增加，故C錯誤;D、重力不變，速度方向與重力的夾角不斷增加(大于90度)，故根據(jù)，重力的瞬時功率的絕對值不斷增大;故D正確;故選:D。5.答案：D解析：由于水平面粗糙且O點為彈簧在原長時物塊的位置，所以彈力與摩擦力平衡的位置在OA之間，加速度為零時彈力和摩擦力平衡，所以物塊在從A到B的過程中加速度先減小后反向增大，A錯誤;物體在平衡位置處速度最大，所以物塊速度最大的位置在AO之間某一位置，B錯誤;從A到O過程中彈力方向與位移方向相同，彈力做正功，從O到B過程中彈力方向與位移方向相反，彈力做負功，C錯誤;從A到B過程中根據(jù)動能定理可得，即，即彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功，D正確.6.答案：A解析：從h高度下落的過程中，根據(jù)動能定理，解得阻力大小，故選A。7.答案：B解析：A、B兩物體的速度之比為2:1，質(zhì)量的大小之比為1:3，根據(jù)動能的表達式得，動能之比為4:3.故B正確，ACD錯誤.8.答案：B解析：把n塊磚看成一個整體，其總質(zhì)量是，以地面為零勢能面，n塊磚都平放在地上時，其重心都在高處，所以n塊磚的初始重力勢能為。當n塊磚疊放在一起時，其總高度為，其總的重心位置在處，所以此時重力勢能為，工人做的功至少要等于重力勢能的增量，即，選項B正確。9.答案：B解析：以水面為參考平面，小球運動至水底時的重力勢能為故選B。10.答案：D解析：重力勢能具有相對性，如果選A、P、B三點所在水平面為零勢能參考面，則兩球在運動過程中的重力勢能恒為負值，如果選C點所在水平面為零勢能參考面，則兩球在運動過程中的重力勢能恒為正值，兩球從開始運動到分別到達C點和D點時豎直高度差不相等，所以重力做功不相等，A、B錯誤；A點和B點在同一水平高度，C點和D點不在同一水平面內(nèi)，不管選哪一點為零勢能點，在A點和B點時重力勢能均相等，在C點和D點時重力勢能均不相等，C錯誤，D正確.11.答案：（1）減小（2）（3）；（4）解析：（1）B下落過程中，拉力對B做負功，根據(jù)功能關系可知B的機械能減小。（2）B經(jīng)過光電門的時間極短，用平均速度代替B經(jīng)過光電門的瞬時速度，即B下落到D處的速度為（3）B重力勢能的減小量為，A重力勢能的增加量為，所以系統(tǒng)重力勢能的減小量為系統(tǒng)動能的增加量為（4）由于系統(tǒng)機械能守恒，即所以可得可知圖像斜率為所以12.答案：（1）平衡摩擦力（2）0.50（3）D解析：（1）實驗前將木板墊高，是為了平衡摩擦力，使得橡皮筋對小車做功等于合力對小車做功。（2）由題給條件可知，小車自C點開始勻速運動，則勻速運動的速度根據(jù)動能定理可知（3）根據(jù)動能定理及功能關系可得，橡皮筋做的功等于小車動能的增量，即故W與v成二次函數(shù)關系。故選D。13.答案：(1)-40J(2)50J；減少50J解析：(1)在第2s末小球所處的高度：重力勢能說明小球在參考平面的下方．(2)在第3s末小球所處的高度第3s內(nèi)重力做功：，即小球的重力勢能減少50J.14.答案：（1）（2）20s（3）60m/s（4）70s解析：（1）由題圖可得汽車在第1個2.0s時間內(nèi)的位移，第2個2.0s時間內(nèi)的位移，汽車的加速度大小為.（2）由得，汽車牽引力，汽車做勻加速運動的末速度，勻加速運動保持的時間.（3）當