第四章 机械能及其守恒定律 章末综合训练（word版含答案）

第四章 机械能及其守恒定律 章末综合训练
一、单选题
1．（2022·福建省厦门集美中学高二期末）一质量为m的车厢在平直轨道上行驶。当速度为v时，车厢所受牵引力为F，阻力为f，加速度为a，则此时对车厢的牵引功率为（　　）
A． B． C． D．
2．（2021·安徽·高三阶段练习）一个倾角的斜面固定于水平地面，斜边长5m，一物块从斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中两直线所示，设斜面底端所在的水平面为零势能面，，，重力加速度取，则（ ）
A．物块的质量m=2kg B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.4.
C．物块下滑到斜面底端时速度大小为 D．当物块下滑3.0m时机械能损失了12J
3．（2021·甘肃省会宁县第三中学高三阶段练习）如图所示，半径r=0.5m的半圆形光滑轨道固定在竖直面内，并与水平地面相切，一小物块（视为质点）以v=5m/s的速度从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出。不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2.则小物块落地点到轨道下端的距离为（　　）
A．1m B．1.6m C．2m D．2.5m
4．（2021·天津市津英中学高二期中）如图所示，小明用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱，绳中张力为F，木箱沿水平地面向右移动了一段距离。已知木箱与地面间的动摩擦因数为，木箱质量为，木箱受到的（　　）
A．支持力做功为 B．重力做功为
C．拉力做功为 D．滑动摩擦力做功为
5．（2021·山西·高三阶段练习）如图所示，某次训练中，轻绳的一端系在距水平地面高度为h的O点，士兵（视为质点，图中未画出）从于O点等高的A点抓住轻绳的另一端静止荡下（轻绳始终处于伸缩状态），当轻绳竖直时，他放开轻绳，一段时间后落到地面上的C点，不计空气阻力。若轻绳的长度可在（0，h）范围内调节，则B、C两点间的最大水平距离为（　　）
A．h B．2h C． D．
6．（2021·河南·高三阶段练习）如图所示，原长为的柔软弹性轻绳一端固定在天花板的点，另一端系一小球（可视为质点）。开始用手将小球提至与点等高的点，此时绳处于松弛状态。将小球由静止释放，不计空气阻力，弹性绳的弹力与伸长量成正比，则小球从释放到下落至最低点（小球未触地）的过程中，其机械能随下落高度变化的关系图象可能是（　　）
A．B．C．D．
7．（2019·云南·丽江市教育科学研究所高一期末）如图所示，半径R＝1.6m的圆轨道ABC固定在竖直平面内，C点与水平地面平滑连接。一个质量m＝0.5 kg的小球经压缩的弹簧弹射出去后，通过最高点A时对轨道的压力大小等于其重力的3倍。不计一切阻力，g取10 m/s2。则弹簧对小球所做的功是（　　）
A．8J B．16J C．32J D．64J
8．（2021·江苏·东海县教育局教研室高二期中）如图，小球在轻弹簧拉力作用下静止于光滑斜面上的O点， 现将小球拉至斜面上A点由静止释放。已知弹簧劲度系数为k，OA= OB =x，下列说法正确的是（　　）
A．小球运动中的机械能守恒
B．小球在弹簧原长处速度最大
C．小球运动到B点受到的合外力大小为kx
D．小球运动中受弹簧的弹力与离开O点的位移成正比
9．（2021·浙江·台州中学高三期中）2020年7月23日12时41分，我国在文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭成功发射我国首枚火星探测器“天问一号”。发射后“天问一号”将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，然后进行多次变轨，进入近火圆轨道，最终择机开展着陆、巡视等任务。如图为“天问一号”环绕火星变轨示意图，已知火星的直径约为地球的，质量约为地球的，下列说法正确的是（　　）
A．火星表面的重力加速度大于，火星的第一宇宙速度大于7.9km/s
B．在文昌航天发射场发射“天问一号”的最小发射速度为7.9km/s
C．“天问一号”在轨道3上经过A点的速度大于在轨道1上经过A点的速度
D．“天问一号”在轨道2上经过A点的机械能小于在轨道1上经过B点的机械能
10．（2022·云南·沧源佤族自治县民族中学高二期末）2021年6月17日9时22分，神舟十二号飞船在酒泉卫星发射中心发射进入预定轨道，顺利将航天员送入太空，航天员进驻核心舱，驻留约3个月后，9月17日13时30分，航天员搭乘神舟十二号飞船返回舱返回东风着陆场。则十二号飞船（　　）
A．在预定轨道上绕地球做匀速圆周运动的线速度大于第一宇宙速度
B．竖直加速发射升空阶段，飞船内人对座椅的作用力大于人的重力
C．返回时，飞船由圆轨道变轨到椭圆轨道瞬间，必须增大飞船的机械能
D．进入预定轨道后，飞船内的航天员不再受到地球的引力作用，处于完全失重状态
11．（2021·贵州·高二学业考试）如图所示，半径为的光滑半圆形轨道直径竖直，底端与粗糙水平直轨道平滑连接。一质量为的小物块以某一速度从水平直轨道上的点向右运动，到达点后滑上半圆形轨道，经最高点水平飞出后落在水平直轨道上的点。已知、相距，为的中点，小物块在水平直轨道上运动时受到阻力的大小为，为重力加速度，不计空气阻力。小物块从点开始运动时速度的大小为（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
12．（2021·福建·厦门市湖滨中学高二开学考试）静置在粗糙水平面上的小车，在的水平恒力推动下运动了，撤去水平推力后，小车又运动了才停止，则小车在整个运动过程中，推力对小车做功为___________，摩擦力对小车做功为___________。
13．（2021·湖南·湘潭一中高一学业考试）一辆正在行驶的汽车在关闭发动机后做减速运动，最后停下来，在这一过程中，汽车所受合力对汽车做_________（填“正功”“负功”或“不做功”），汽车所受的重力对汽车做_______（填“正功”“负功”或“不做功”）。
14．（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
15．（2022·江苏扬州·高三期末）如图所示，轻杆的上端可绕光滑铰链O在竖直平面内自由转动，小球固定在轻杆上Q点，用细绳连接小物块与小球，绳子穿过铰链正下方的小孔P，现用手沿绳方向拉住小球，使小球和物块保持静止，此时OQP=90°，POQ=37°。已知小球和小物块的质量均为1kg，轻杆长度为1m，重力加速度g取10m/，忽略一切摩擦，sin37°=0.6，sin53°=0.8，求：
（1）拉力F的大小；
（2）松手后，小球运动到最低点时的速度大小v；
（3）松手后，小球在左侧最高点时绳对小球的拉力大小T。
16．（2021·北京·高三期末）某款儿童滑梯示意图如图所示，其滑面可视为与水平地面夹角的平直斜面，滑面顶端距离地面高度。一质量的儿童从滑面顶端由静止开始下滑至底端，已知儿童与滑面间的动摩擦因数，儿童沿滑梯下滑的过程，可以看做质点沿斜面做直线运动。已知，，重力加速度g取，忽略空气阻力的影响。求：
（1）儿童下滑过程中，所受摩擦力的大小f；
（2）儿童下滑的整个过程中，重力对其做的功W；
（3）儿童下滑至底端时的速度大小v。
17．（2022·湖南郴州·二模）如图所示的轨道由倾角为的直线AB段、水平轨道BC段、圆轨道以及水平轨道CE段组成。将一质量为m、可视为质点的物块由轨道A点无初速释放，经过B点时不计额外能量损失，物块可由C点进入竖直的圆轨道。已知物块与轨道AB、BC、CE段的动摩擦因数均为μ=0.5，其余部分的摩擦力均可忽略不计，已知AB=8L、BC=L，重力加速度为g，sin37=0.6，cos37=0.8。求：
（1）欲使物块不脱离竖直圆轨道，则竖直圆轨道的半径R应满足什么条件；
（2）若R=1.2L，则物块最终停止的位置。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．D
3．A
4．C
5．A
6．B
7．C
8．C
9．D
10．B
11．C
12． 40 -40
13． 负功 不做功
14．2.5
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）48N；（2）600J；（3）
17．（1）或；（2）在BC段，离B点0.24L处
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