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 单元综合卷
一、单选题
1．（2021·河南·郑州市第一〇六高级中学高三阶段练习）如图所示，在竖直平面内有一半径为的圆弧轨道，半径水平、竖直，一个质量为的小球自的正上方点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点时恰好对轨道没有压力。已知，重力加速度为，则小球从到的运动过程中（　　）
A．重力做功 B．动能增加
C．合外力做功 D．克服摩擦力做功
2．（2021·甘肃·天水市第一中学高三阶段练习）如图，某建筑工人利用跨过定滑轮的轻绳提升物体。他保持手握绳的高度不变，以速度水平向左做匀速直线运动，在此过程中（　　）
A．物体做匀速直线运动 B．物体做加速直线运动
C．物体的速度可能等于 D．物体克服重力做功的功率越来越小
3．（2021·重庆市凤鸣山中学高三阶段练习）如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能Ek与距地面高度h的关系如图乙所示，已知重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．在0～h0过程中，F大小始终为mg
B．在2h0～3.5h0过程中，物体的机械能不断减少
C．在0～h0和h0～2h0过程中，F做功之比为4：3
D．在0～2h0过程中，物体机械能的变化量等于动能的增量
4．（2021·四川资阳·高三阶段练习）如图所示，竖直面内有内壁光滑、半径为R的硬质圆环轨道固定在地面上，一质量为m、可视为质点的光滑小球在轨道底端，现给小球一个初速度v，下列说法正确的是（　　）
A．若小球能到达圆轨道最高点，则小球在最高点的速度可以等于零
B．要使小球一直不脱离圆环，v的最小值为
C．如果v足够大，小球上升的最大高度可能大于
D．小球能上升的最大高度可能等于
5．（2021·福建·莆田第二十五中学高三期中）质量为的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑轻质定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率水平向右做匀速直线运动。如图所示，小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为，重力加速度为g。下列判断正确的是（　　）
A．物体P做减速直线运动
B．绳的拉力等于
C．此时绳的拉力对P做功的功率等于
D．此时物体P的速率为
6．（2021·河南·高三阶段练习）如图所示，质量均为m=0.5kg的小球A、B（可视为质点）用长L=1m的轻质杆相连，小球B置于光滑水平面上，小球A紧靠于光滑墙面放置。现用如图所示的力F使小球A沿着墙面向上运动，当杆与竖直墙壁夹角θ=37°时，小球B的速度大小v=0.8m/s，重力加速度g=10m/s2，则在此过程中力F所做的功为（　　）
A．0.25J B．3.25J C．4J D．4.25J
7．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，物体在与水平方向成60°角斜向上的500N拉力作用下，沿水平面向右前进了10m，撤去拉力后，小车又前进了2.0m才停下来，此过程中拉力做的功为（　　）
A．5000J B．2500J C．J D．J
8．（2021·河南·高三阶段练习）如图所示，一根刚性细绳一端系一个质量为m的小球，一端固定在O点，小球可以绕O点在竖直面内做圆周运动，在最低点小球的初速度为v0，运动到最高点时绳的拉力为T，忽略了空气阻力。则T与的关系的图象正确的是（　　）
A．B．C．D．
9．（2021·辽宁·一尺和育英高级中学高三阶段练习）如图所示，在竖直面内有一个内壁光滑的圆形轨道，半径为R。一个可视为质点的小球以初速度开始从轨道最低点沿着轨道向上运动，若使小球不脱离轨道，的取值范围为（　　）
A． B．
C．或 D．或
10．（2021·河南·义马市高级中学高三阶段练习）如图所示，挡板1垂直固定在倾角为30°的光滑斜面上，质量为m的物块静止在挡板1与斜面之间，挡板2固定在斜面上，定滑轮安装在挡板2上，一劲度系数为k的轻质弹簧的下端与物块相连，上端与跨过定滑轮的轻质细线相连，弹簧处于原长，细线伸直无张力且与斜面平行。用平行于斜面的拉力F作用在绳端A点，弹簧缓慢伸长，物体缓慢上升，不计滑轮与轮轴和细线之间的摩擦力，弹簧的弹性势能E，与弹簧伸长量x以及弹簧的劲度系数k之间的关系式为，重力加速度为g，当A点下降的高度是物体上升的高度的1.25倍时，拉力F做的功为（　　）
A． B． C． D．
11．（2021·河南·高三阶段练习）如图所示为雨滴形成后自静止开始下落的图象，设雨滴下落过程中质量保持不变，已知，则关于该过程分析正确的是（　　）
A．雨滴下落过程中空气阻力与速度无关
B．0~过程雨滴重力做功与~过程雨滴重力做功相等
C．0~过程雨滴克服空气阻力做功等于~过程雨滴克服空气阻力做功
D．0~过程雨滴机械能损失小于~过程雨滴机械能损失
二、填空题
12．（2021·福建省福州市鼓山中学高一期中）某人在空中某处将一质量为0.2kg的物体竖直向上抛出，物体经8s落地，其v-t图像如图所示，则物体抛出时的动能为______J，物体上升的最高点距抛出点______m，抛出点离地面的高度是______m。（不计空气阻力）
13．（2021·河北保定·高一期末）如图甲所示，把质量为m的小球放在一直立的轻弹簧上并向下压缩弹簧到A位置。放手后弹簧把小球向上弹起，如图乙，小球经过B位置时弹簧刚好处于自由状态，C位置为小球上升的最高点。已知AB=h，BC=H，重力加速度为g，'空气阻力不计。
（1）分析小球的运动和能量变化情况，完成下表
问题 小球
由A运动到B 由B运到到C
动能如何变化 _________ ______
重力势能如何变化 __________ ___________
（2）弹簧被压缩到A位置时的弹性势能Ep=________（用题设条件中给定的物理量及其符号表示）。
14．（2021·上海南汇中学高一期末）如图所示，质量为的物体（可视为质点）以初速度由底端滑上倾角为的固定斜面，上升的最大高度为，上升过程中其加速度大小为。重力加速度大小为，取斜面底端所在平面为零势能面，在此过程中物体重力势能增加了______，物体上升的高度为______时其动能与重力势能相等。
三、解答题
15．（2022·吉林·榆树市第一高级中学校三模）如图所示，AB是倾角为 的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R，一个质量为m的物体（可以看做质点）从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动。已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ。求：
（1）物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；
（2）为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D，释放点P距B点的距离至少多大。
16．（2021·云南·罗平县第五中学高二阶段练习）质量为m的杂技演员（可视为质点）抓住一端固定于O点的绳子，从距离水平安全网高度为5R的A点由静止开始运动，A与O等高且A、O之间的距离为R，演员运动到绳子竖直时（图中B点）松开绳子，最后落到安全网上的C点（图中未画出）。不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）演员松开绳子前瞬间绳子拉力的大小；
（2）B、C之间的水平距离。
17．（2022·浙江·天略外国语学校高三阶段练习）在一次阅兵式中，某车辆方队长，开始时排头在A处，整体处于静止待命状态，上午8点50分接到命令，整个方队由静止状态开始沿着直线方向做匀加速直线运动，排头到达B后，整个方队改做匀速直线运动，接受检阅，在上午8点53分20秒时车辆方队排尾通过C位置，已知：段长度为，段长度为，整个过程车辆间距与方队长度均保持不变。求
（1）方队在段的速度大小；
（2）方队在段加速运动时的加速度大小；
（3）方队中某车质量为，所受阻力恒为车重的0.1倍，在上午8点50分50秒时该受阅车辆的输出功率。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．C
4．D
5．D
6．D
7．B
8．B
9．D
10．A
11．D
12． 90 45 80
13． 先增大后减小 一直减小 增加 增加
14．
15．（1）；（2）
16．（1）3mg；（2）4R
17．（1）；（2）；（3）
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