第四章 机械能及其守恒定律 单元综合卷（Word版含答案）

第四章 机械能及其守恒定律 单元优选综合卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（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
2．（2021·湖北·宜城市第三高级中学高三期中）质量为m的汽车在平直的公路上行驶，阻力F保持不变。当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作，直至汽车匀速运动，则此过程中，关于汽车的加速度和速度的说法正确的是（　　）
A．加速度保持不变，速度逐渐增大 B．加速度逐渐增大，速度逐渐增大
C．加速度逐渐减小到零，速度逐渐减小 D．加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大
3．（2021·山东烟台·高三期中）A、B两物体的质量之比，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图所示。此过程中，A、B两物体克服阻力做功的平均功率之比为（　　）
A．1：1 B．3：1 C．9：1 D．1：3
4．（2021·广东·深圳实验学校高三阶段练习）有长度均为的AB、CD两段水平路面，AB段光滑，BC段粗糙。在A处静止的小物体质量为m（可视为质点）在水平恒力F作用下，从A点开始运动，到C点恰好停下，BC段动摩擦因数自左往右逐渐增大，具体变化如图所示，重力加速度为g。下列判断正确的是（　　）
A．水平恒力F在AB段做的功为
B．水平恒力F在AB、BC两段路面上做功不相等
C．水平恒力F在AB段的平均功率等于BC段的平均功率
D．水平恒力F在AB段中间时刻瞬时功率小于在BC段中间时刻瞬时功率
5．（2021·江苏苏州·高三期中）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的小环，小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。现将小环从与定滑轮等高的A处静止释放，小环下滑过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小环的机械能守恒
B．小环沿直杆下滑距离为d时，小环与重物的速度大小之比等于
C．当轻绳与光滑直杆间夹角为时，小环的速度最大
D．小环下滑的最大距离为
6．（2021·湖南·长郡中学高三阶段练习）竖直放置的轻弹簧下端固定在地上，上端与质量不计的平板连接，平板静止在B点，质量的物块静止在弹簧正上方A点，底端距B点的高度，物块静止释放测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变量，第一反弹至最高点，物块底端距B点的高度，物块多次反弹后静止在弹簧的上端，此时弹簧的形变量。弹性势能为。若物块运动时受到的空气阻力大小恒定，忽略物块与平板碰撞时的能量损失，弹簧形变在弹性限度范围内，重力加速度。则（　　）
A．弹簧的劲度系数为
B．物块在运动过程中受到的空气阻力约为
C．物块在整个运动过程中通过的路程约为
D．物块在整个运动过程中速度最大的位置为B点下方大约处
7．（2021·天津南开·高三期中）质量为的汽车在平直公路上运动，图像如图所示，由此可求（　　）
A．内汽车的平均速度为
B．内汽车的加速度为
C．内汽车所受的合外力为
D．内合外力对汽车所做的功为
8．（2021·江苏·南京师大苏州实验学校高一期中）如图所示，一个物体以初速度由点开始运动，沿水平面滑到点时的速度为；该物体以相同大小的初速度由沿图示中的和两个斜面滑到点的速度为，若水平面、斜面和物体间的动摩擦因数相同，且水平距离等于，忽略物体在斜面转弯处的能量损失且物体运动过程中没有离开斜面，则、大小关系（　　）
A． B． C． D．无法确定
9．（2021·河南·高三阶段练习）我国自主研制的新一代节能环保型超大型油船“远福洋”号，在某次航中由静止出发，其发动机功率与油轮速度大小的关系图像如图所示，在无风浪的海况下，当油轮速度达到后，油轮发动机的功率保持额定功率不变，油轮能达到的最大速度为，设油轮质量为m，运动过程中所阻力恒为f。下列说法正确的是（　　）
A．油轮先做匀加速运动后再做匀速运动
B．油轮的额定功率为
C．当油轮速度为时，其加速度大小为
D．若油轮速度达到的过程中位移为x，则经过的时间为
10．（2021·上海市大同中学高三期中）如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则（　　）
A．时间内F的功率逐渐增大 B．时刻物块A的速度最大
C．时间内F对物块A先做正功后做负功 D．时刻物块A的动能最大
11．（2021·黑龙江·哈尔滨三中高三期中）如图所示，用铰链将三个质量均为m的小球A、B、C与两根长为L的轻杆相连，B、C置于水平地面上，系统静止时轻杆竖直，现给系统一个微小扰动，B、C在轻杆的作用下向两侧滑动，三个小球始终在同一竖直平面内运动，忽略一切摩擦，重力加速度为g，则此过程中（　　）
A．球B对地面的压力一直大于mg B．球A落地的瞬时速度为
C．球A的机械能一直减小 D．球C的机械能一直增大
二、填空题
12．（2020·天津市红桥区教师发展中心高一期末）用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。实验中需测量重物下落的瞬时速度。在重物拖动的纸带上选择三个连续的点，它们之间的距离如图2所示，已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计时器在打下B点时重物的速度大小为____________m/s（保留两位有效数字）。
多次实验后发现，重物减小的重力势能总是稍大于增加的动能，分析产生这种误差的原因：___________________。
13．（2022·福建师大附中高一期末）快递员驾驶电动车配送货物，人和车的质量为250kg，货物的质量为50kg，送货和返回过程电 动车的v-t图像如图所示，两过程中电动车都是先匀加速启动，后保持额定功率行驶。已知电动车受到的阻力与其总重力成正比，匀加速的最大速度均为2.4m/s,则送货过程电动车匀加速运动的加速度为_______m/s2，电动车的额定功率为_______W. （g取10m/s2）
14．（2021·全国·高一专题练习）如图所示，质量为m的物块在水平恒力F的推动下，从粗糙山坡底部的A处由静止运动至高为h的坡顶B处，并获得速度v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g，则重力做功为______，恒力F做功为________，物块的末动能为________，物块克服摩擦力做功为________。
三、解答题
15．（2021·四川内江·一模）如图，半径为r、质量不计的均匀圆盘竖直放直，可以绕过圆心O且与盘面垂直的水平光滑固定轴转动,在盘面的最右边边缘处固定了一个质量为m的小球A，在圆心O的正下方离O点处也固定了一个质量为m的小球B。现从静止开始释放圆盘让其自由转动，重力加速度为g。求：
（1）当小球B转到水平位置时，系统重力势能的变化量；（2）当小球B转到水平位置时，A球的向心加速度大小；（3）B球上升的最大高度。
16．（2021·安徽省六安中学高三阶段练习）如图所示，水平轨道长为，其A端有一被锁定的轻质弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上圆心在半径为的光滑圆形轨道与相切于点，并且和圆心在半径为的光滑细圆管轨道平滑对接，、、三点在同一条直线上光滑细圆管轨道右侧有一半径为，圆心在点的圆弧挡板竖直放置，并且与地面相切于点质量为的小球可视为质点从轨道上的点由静止滑下，刚好能运动到A点，触发弹簧，弹簧立即解除锁定，小滑块被弹回，小球在到达点之前已经脱离弹簧，并恰好无挤压通过细圆管轨道最高点计算时圆管直径可不计，重力加速度为求：
（1）小滑块与水平轨道间的动摩擦因数；（2）弹簧锁定时具有的弹性势能；
（3）滑块通过最高点后落到挡板上时具有的动能。
17．（2021·吉林·汪清县汪清第四中学高一期末）游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来．我们把这种情况抽象为图2的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，使小球从弧形轨道上端无初速滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动，其中M、N分别为圆轨道的最低点和最高点．实验发现，只要h大于一定值，小球就可以顺利通过圆轨道的最高点．如果已知圆轨道的半径为R=5.0m小球质量为m=1.0kg（不考虑摩擦等阻力，）问：
（1）h至少为多大才可使小球沿圆轨道运动而不掉下来；
（2）高度h大，小球滑至N点时轨道对小球的压力越大，试推出于h函数关系式。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．C
4．D
5．D
6．D
7．C
8．A
9．D
10．D
11．B
12． 3.69m/s 空气阻力、纸带摩擦等导致能量损失
13． 0.4 720
14． －mgh Fx mv2 Fx－mgh－mv2
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2） （）
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