第1章 功和机械能 章末综合训练(Word版含答案)

第1章 功和机械能 章末综合训练
一、单选题
1．（2021·北京市顺义区第一中学高三期中）如图所示， 两个质量分别为和的小物块A和B（已知>），分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，滑轮的尺寸，质量忽略，并且不计摩擦，两物体离地足够高，初始时用手托住A保持静止，然后手撒开。物块A从静止开始下落。下列说法正确的是（ ）
A．物块A重力势能减小，动能增加，机械能守恒
B．物块B重力势能增大，动能增加，机械能守恒
C．物块A机械能的变化量等于拉力对A做的功
D．物块B机械能的变化量大于拉力对B做的功
2．（2021·北京市顺义区第一中学高三期中）如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化，可认为发动机始终做正功。下列说法正确的是（ ）
A．在ab段汽车的合力方向沿斜面向上
B．在cd段汽车的合力方向沿斜面向下
C．在ab段汽车的输出功率逐渐减小
D．汽车在bc段的输出功率比cd段的大
3．（2021·山东·济南市天桥区黄河双语实验学校高三期中）如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在天花板上的O点，另一端拴一质量为m的小球。刚开始细绳处于水平位置，现将小球由静止释放，细绳从水平位置运动到竖直位置，在此过程中小球沿圆弧从A点运动到B点，C点、D点是圆弧的两个三等分点，不计空气和O点阻力，则重力在C点和D点的瞬时功率之比满足（　　）
A． B． C． D．
4．（2021·广东·深圳市东升学校模拟预测）深圳一些地铁站的扶梯（每一级水平），在没有人时极慢运行，当人一站上去时，扶梯就加速运动起来．如图所示，在电梯向上加速的时候（ ）
A．电梯对人的支持力等于重力 B．电梯对人没有摩擦力的作用
C．电梯对人的摩擦力水平向右 D．电梯对人的摩擦力对人做负功
5．（2022·山东·模拟预测）单兵飞行器使得人类像鸟儿一样自由飞行的梦想成为现实。某士兵驾驶单兵飞行器（由燃油背包和脚下的喷射器组成）在无风的晴朗天气里沿水平方向匀速飞行，场景如图所示。喷射器引擎沿士兵身体所在直线向下喷气，士兵身体与水平面的夹角为，受到的空气阻力大小（其中k为常量，v是飞行速度的大小），不计喷气过程燃油的减少，装备及士兵质量为m，则喷射器克服阻力的功率为（　　）
A． B． C． D．
6．（2021·安徽·六安一中高三阶段练习）某物体以一定初速度沿足够长斜面向上运动的最大位移为x，且x随斜面倾角的变化关系如图所示，重力加速度，则（　　）
A．物体初速度大小为4m/s B．物体和斜面之间动摩擦因数为
C．时，有最小值为 D．时，物体运动至最大位移处能够维持静止
7．（2021·江苏海安·高三期中）两个体重相同的学生分别以图示路径由静止从地面登上高为h的阶梯顶端A。对于这个过程，下列说法正确的是（　　）
A．两学生的位移相等 B．两学生运动时间一定相等
C．两学生克服重力做功一定相等 D．两学生克服重力做功的平均功率一定相等
8．（2021·黑龙江·牡丹江市第三高级中学高三阶段练习）质量m＝20kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动，0～2s内F与运动方向相反，2～4s内F与运动方向相同，物体的v－t图象如图所示。g取10m/s2，则（　　）
A．拉力F的大小为100N
B．物体在4s时拉力的功率大小为120W
C．4s内拉力所做的功为720J
D．4s内物体克服摩擦力做的功为320J
9．（2021·福建·沙县第一中学高三阶段练习）如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当环沿直杆下滑距离也为d时（图中B处），下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）
A．环在处的速度大小约为
B．环先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动
C．环刚释放时轻绳中的张力等于2mg
D．环减少的机械能小于重物增加的机械能
10．（2021·新疆维吾尔自治区喀什第六中学高三期中）汽车在平直公路上直线行驶，发动机功率保持恒定，行驶时所受的阻力恒定，其加速度a和速度的倒数（）图像如图。若已知汽车的质量，根据图信息，不能求出（　　）
A．汽车的功率 B．汽车行驶的最大速度
C．汽车所受到阻力 D．汽车运动到最大速度所需的时间
11．（2021·上海市复兴高级中学高三期中）如图a所示，在竖直平面内固定一光滑半圆形轨道ABC，B为轨道的中点，质量为m的小球以初动能Ek0从最低点A冲上轨道。图b是小球沿轨道从A运动到C的过程中，动能Ek与其对应高度h的关系图像。已知小球在最高点C受到轨道的作用力大小为25N，空气阻力不计，g取10m/s2。由此可知（ ）
A．小球的质量m = 4.5kg B．小球的初动能Ek0= 16J
C．小球在C点时重力的功率PG = 60W D．小球在B点时受到轨道的作用力大小为85N
二、填空题
12．（2021·湖北孝感·高一期末）某物理兴趣小组想要探究弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系，采用如图1装置：弹簧一端固定在竖直挡板上，挡板固定在光滑桌面上，弹簧右侧固定一光滑的斜面。斜面与桌面平滑相接。让小球从斜面上滑下来后压缩水平桌面上的弹簧。小球在斜面上下滑时，速度越来越大，是______转化为动能，小球压缩弹簧时速度越来越小，是动能转化为______。测出小球释放的初位置与桌面的高度差和小球把弹簧压缩至最短时弹簧的压缩量作出图像如图2，可以确认这是一条过原点的抛物线，则根据图像结合机械能守恒定律可知：弹簧的弹性势能与______（填，，）成正比。
13．（2021·福建漳州·高一期末）如图，一根长为L、质量为m的匀质细绳悬于O点，O点离地高H。现从上端O处剪断细绳，以地面为零势能参考面，重力加速度为g，则当绳下端刚着地时的重力势能为___________，动能为___________。
14．（2021·福建福州·高三期中）如图所示，倾角为、高为的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为的小物块（可视为质点）从斜面顶端A由静止开始下滑。已知重力加速度为，不计空气阻力，则小物块从顶端A滑到斜面底端的过程中，重力做的功为________，斜面支持力对小物块做的功为________；小物块沿斜面下滑的整个过程中重力的平均功率为________；小物块沿斜面下滑到点时重力的功率为________。
三、解答题
15．（2022·江苏泰州·高三期末）如图所示，质量均为m完全相同的两个弹性环A，B用不可伸长的、长为L的轻绳连接，分别套在光滑水平细杆OM和足够长光滑竖直细杆ON上，杆OM与杆ON在O点用一小段圆弧平滑相连，A环通过O点时速率不变。现将轻绳拉至水平位置伸直，B环位于O点，并同时由静止释放两环。
（1）若B环下降高度h（）时，B环加速度恰好为零，求此时绳中拉力大小；
（2）求A环从开始运动到O点过程中，轻绳对A环拉力所做的功；
（3）求A环和B环第一次碰撞前瞬间A、B两环速度的大小。
16．（2022·江苏连云港·高三期末）雪车比赛是2022年北京冬奥会一项惊险刺激的竞技类项目，部分赛道如图所示，半径的圆弧与一倾斜直轨道相切于B点，直轨道与水平面间的夹角，运动员俯卧在雪车上沿轨道滑动，运动员和雪车的总质量，经过最低点O时速度，再经过B点时的速度，已知雪车与轨道之间的动摩擦因数，重力加速度，，。
（1）求经最低点O时轨道对雪车的支持力大小；
（2）求从最低点O运动到B点过程中雪车克服轨道摩擦力做的功；
（3）若雪车到达直轨道最高点C时速度刚好减为零，则轨道的长度为多少？
17．（2022·陕西渭南·一模）如图所示，倾角=30°的光滑斜面固定在地面上。一质量m=1.0kg的物体在沿斜面向上的力F作用下由静止开始从斜面底部向上运动。已知在物体运动的第1s内力F的大小为8.0N，在随后2s时间力F的大小变为4.0N，物体运动3s后撤去力F。设斜面足够长，重力加速度g取10m/s2，求物体向上运动的最大位移s及整个过程中力F对物体所做的功WF。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．B
4．C
5．B
6．C
7．C
8．B
9．C
10．D
11．D
12． 重力势能 弹性势能
13．
14． 0
15．（1）；（2）；（3），
16．（1）；（2）；（3）
17．5.6m；28J
答案第1页，共2页
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