第四章 机械能及其守恒定律 单元优化测试卷（word版含答案）

第四章 机械能及其守恒定律 单元优化测试卷
一、单选题
1．（2022·浙江·天略外国语学校模拟预测）质量为的物体，竖直向下做匀变速直线运动，已知在内速度从增加到，则下列说法正确的是（　　）
A．该过程物体的机械能守恒
B．在内物体重力势能减少量为
C．物体除重力外，其他力的合外力为
D．物体在任意连续的两个内的位移差均为
2．（2021·江西·上高二中高二阶段练习）如图所示,固定成直角的两个轻质硬杆POQ,OP粗糙水平,OQ竖直光滑,小球甲和乙的质量均为m=1 kg,分别串在OP和OQ上,甲、乙两球间的细线长度L=1.3 m,甲到O的距离s=0.5 m,甲与OP间的动摩擦因数μ=0.5．重力加速度g=10 m/s2．给甲球一个水平向右的作用力F,使甲球从静止开始缓缓向右运动,在甲球向右移动距离x=0．7 m过程中,力F做的功为（　　）
A．3.5 J B．7J C．10.5 J D．14 J
3．（2021·辽宁·高二学业考试）如图所示，质量为m的小球从O点由静止开始自由下落，经过位置A时，速度大小v1，距离水平地面高度为h1，经过位置B时，速度大小为v2，距离水平地面高度为h2；，不计空气阻力，取地面为零势能参考平面，下列关系式正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．（2021·浙江·天略外国语学校模拟预测）甲、乙两辆完全相同的电动车在长直公路上以恒定功率P匀速行驶，行驶速度为，两车前后相距．当电动车经过同一路牌后立即以的恒定功率继续行驶，假设电动车运动过程中阻力保持不变，经过足够长的时间之后，以下说法正确的是（　　）
A．经过下一相同路牌的时间间隔为
B．两车之间距离逐渐变大
C．两车之间距离保持不变
D．两车之间距离保持不变
5．（2021·浙江·天略外国语学校模拟预测）如图所示是某同学乘坐游乐园项目“高空滑索”下山的情景，若把该同学和悬挂装置看成整体，以下说法正确的是（　　）
A．下滑过程机械能守恒
B．下滑过程中将一直做匀加速直线运动
C．由于空气阻力的影响，下滑过程中速度会越来越小
D．下滑过程中损失的机械能将全部转化为内能
6．（2021·湖北十堰·高三期中）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉成功发射，并进入预定轨道，顺利将翟志刚、叶光富、王亚平3名航天员送入太空，飞船入轨后，按照预定程序，将通过加速与空间站进行自主快速交会对接.对接前，神舟十三号和空间站在轨运动的情形如图甲所示，对接时的情形如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）
A．甲图中，是空间站，是神舟十三号
B．甲图中，的加速度比的加速度小
C．乙图中，对接时，神舟十三号的速度比在甲图中在轨运行时速度大
D．乙图中，对接时，神舟十三号的机械能比在甲图中在轨运行时机械能大
7．（2021·辽宁·高二学业考试）如图所示，木箱在与水平方向成a角斜向上的恒力Ｆ作用下，沿水平地面向右运动：发生了一段位移x，在这个过程中，力F所做的功为（　　）
A．W=Fx
B．W=Fxsina
C．W=Fxcosa
D．W=Fxtana
8．（2022·黑龙江·嫩江市第一中学校高三期末）2021年8月3日，在东京奥运会竞技体操男子单杠决赛中，8位选手有一半都出现了掉杠的情况。如图所示，某选手的质量为70kg，做“双臂大回环”，用双手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。此过程中，运动员到达最低点时手臂受的总拉力大小至少约为（忽略空气阻力，重力加速度取）（　　）
A．2500N B．3500N C．4500N D．5500N
9．（2022·全国·浙江省新昌中学高三专题练习）如图所示，两个四分之三竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上，半径R相同，左侧轨道由金属凹槽制成，右侧轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别为、，下列说法正确的是（　　）
A．若使小球沿轨道运动并且到达轨道最高点，两球释放的最小高度hAB．在轨道最低点，A球受到的支持力最小值为6mg
C．在轨道最低点，B球受到的支持力最小值为6mg
D．适当调整、，可使两球从轨道最高点飞出后，均恰好落在各自轨道右端开口处
10．（2021·山东省实验中学高三阶段练习）如图甲所示，质量为1kg的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4m的半圆轨道，已知小球恰能到达最高点C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计。小球由A到C的过程中速度的平方与其高度的关系图像如图乙所示，g取10m／s2，B为AC轨道中点。下列说法正确的是（　　）
A．图乙中x=4
B．小球在C点时的重力功率为20W
C．小球从A到C合力做功为10.5J
D．小球从A到B过程损失机械能为1.25J
11．（2022·河南郑州·高三阶段练习）如图所示，MFN为竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径为R，圆心为O，OF竖直，OM与竖直方向夹角=60°。一质量为m的小球由P点沿水平方向抛出，初速度为，运动到M点时，速度方向恰好与圆弧轨道相切，P、O、N三点在同一水平线上。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．小球在F点时对圆弧轨道的压力为
B．小球在N点时对圆弧轨道的压力为mg
C．小球运动到圆弧轨道上与M点等高的位置时的速度
D．小球从N点脱离圆弧轨道后，继续上升的最大高度
12．（2022·黑龙江·双鸭山一中高三期末）如图a所示，在光滑的水平面上，轻弹簧右端与物块A拴接，物块A与物块B间有少量的粘合剂，能承受最大的拉力为F0，且物块A和B的质量均为m。以物块A的位置为坐标原点。A所受弹簧弹力与坐标的关系如图b所示，F0和均为已知量，取A所受弹力水平向右为正方向。现在向左推物块A和B压缩弹簧至-处，将物块A和B由静止释放后（　　）
A．B与A分离时的位置坐标为原点
B．B与A分离时的位置坐标为处
C．B与A分离之前，弹簧减少的弹性势能为
D．B与A分离之前，A的速度为
二、填空题
13．（2021·福建·晋江市第一中学高三阶段练习）—列质量为m的动车从莆田站由静止出发，以某一恒定功率在平直轨道上运动，经时间t后达到该功率下的最大速度。若该动车行驶过程受到的阻力大小恒为F，则该恒定功率为__________，该动车在该过程中通过的路程为__________。
14．（2022·福建莆田·一模）悬崖速降是选择崖面平坦，高度适合的崖壁，用专业的登山绳作保护，由崖壁主体缘绳下滑，从崖顶下降到崖底的一种运动，如图所示，某次速降可视为竖直方向的直线运动，速降者先从静止开始做匀加速运动至，接着匀速运动了，之后做匀减速运动，到达地面时速度恰好减为零，总共历时，若速降者及装备的总质量为，运动方向始终竖直向下，取重力加速度大小，则速降者下降的起点距地面的高度为________m，在整个下降过程中，速降者及装备所受重力的最大功率为_______W。
15．（2021·全国·高一课时练习）重力势能的相对性
（1）参考平面：物体的重力势能总是相对于___________来说的，这个___________叫作参考平面，在参考平面上物体的重力势能取为___________。
（2）重力势能的相对性：Ep=mgh中的h是物体重心相对___________的高度。选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是___________的，但重力势能的差值___________。（后两空选填“相同”或“不同”）
（3）标矢性：重力势能为___________量，其正负表示重力势能的大小。物体在参考平面上方时，物体的高度为正值，重力势能为___________值；在参考平面下方时，物体的高度为负值，重力势能为___________值。
16．（2021·内蒙古杭锦后旗奋斗中学高一阶段练习）如图所示，假设在某次比赛中质量为m的运动员从10m高处的跳台跳下，设水的平均阻力约为其重力的5倍，在粗略估算中，把运动员当做质点处理，为了保证运动员的人身安全，池水深度至少为（不计空气阻力）_________m。
三、解答题
17．（2021·天津市红桥区教师发展中心高二学业考试）如图所示，O点离地面高度为H，以O点为圆心，制作半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，小球从与O点等高的圆弧最高点滚下后水平抛出，试求：
（1）小球到B点对轨道的压力大小；
（2）小球落地点到O点的水平距离；
（3）要使这一距离最大，H不变R应满足何条件？最大距离为多少？
18．（2022·浙江·杭十四中高一期末）如图所示，平台上的小球从A点水平抛出，恰能无碰撞地进入粗糙的斜面，经C点进入粗糙水平面，进入瞬间速率不变，最后进入悬挂在O点并与水平面等高的弧形轻质筐内．已知小球质量为m，A、B两点高度差；斜面高，、动摩擦因数均为0.5，倾角；悬挂弧筐的轻绳长为，最大拉力为，小球看成质点，轻质筐的重量忽略不计，弧形轻质筐的大小远小于悬线长度，重力加速度为g，。试求：
（1）小球运动至B点的速度大小；
（2）小球运动至C点的速度大小；
（3）为保证轻绳不断掉，求的最小距离。
19．（2022·上海宝山·高三期末）如图甲所示，倾角 α = 37° 的光滑斜面固定在水平地面上，斜面长 LAB = 3 m，斜面底端 A 处有一质量 m = 1 kg 的小滑块，在平行于斜面向上的力F作用下由静止开始运动。已知 F 随位移 s （以 A 为起点）变化的关系如图乙所示，以水平地面为零重力势能面（g 取10 m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8）。求：
（1）小滑块在通过前 1 m 位移过程中的加速度；
（2）小滑块通过第 2 m 位移所用的时间；
（3）小滑块在位移 s = 1 m 处时的机械能；
（4）在图丙上画出小滑块的机械能 E 随位移 s（0≤s≤3 m）变化的大致图线。
20．（2022·福建师大附中高一期末）为了研究滑板运动中的滑道设计，如图所示，将滑道的竖直截面简化为直轨道AB与圆弧轨道BCD，半径OB与AB垂直，AB两点的高度差H=18m，AB段动摩擦因数μ=0.25，BCD段摩擦不计，圆弧半径R=4m，BC与水平方向的夹角θ=37°。将运动员及滑板简化为一质量m=60kg的质点，从图示的A点静止开始运动，经过BCD后竖直上抛再从D点落回滑道，运动过程空气阻力不计，取g = 10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）运动员第一次到达B点时的速度大小：
（2）经过BCD后竖直上抛离D点的最大髙度；
（3）运动员能向上冲出D点的次数。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．D
3．D
4．D
5．D
6．D
7．C
8．B
9．B
10．A
11．D
12．B
13．
14． 60 1500
15． 某一水平面 水平面 0 参考平面 不同 相同 标 正 负
16．2.5
17．（1）3mg；（2）2；（3）R=；H
18．（1）；（2）；（3）1.5m
19．（1）6 m/s2；（2）s；（3）12 J；（4）
20．（1）；（2）；（3）2
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页