第四章 机械能及其守恒定律 单元综合测试（Word版含答案）

第四章 机械能及其守恒定律 单元综合测试
一、单选题
1．（2021·浙江杭州·高二阶段练习）世界上首辆面向大众的太阳能电动车（SEV）Sion已经投入生产，该车以柔性高效的薄膜太阳能电池组件为核心技术，在一定的光照条件下，通过光电转化及储能等，将太阳能转化为汽车驱动动力。已知该车的太阳能薄膜面积达到5m2左右，将光能转化为电能的效率为32%，整车质量仅600kg，太阳光到达地面每平方米的辐射功率约为W，车上安装有转换率为90%的电动机。某次，电动机以10kW的输出功率启动，汽车最大行驶速度为36km/h。假设汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比，则汽车（　　）
A．以最大速度行驶时牵引力大小为800N
B．太阳能电池组件一天最多可储存38.4kWh能量
C．保持36km/h的速度行驶1h需要有效光照约为6.94h
D．仅用太阳能电池组件供电该车可达到10m/s的最大行驶速度
2．（2021·江苏·高三期中）以初速度竖直向上抛出一质量为m的小物块，假定物块所受的空气阻力的大小与速率成正比，小物块经过时间落回原处。下列描述该物体的位移x、空气阻力大小f、物体所受合力大小F、物体的机械能E随时间t变化的关系图像中，可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．（2021·江苏海门·高三阶段练习）足球在空中运动轨迹如图所示，足球视为质点，空气阻力不计。用v、E、Ek、h、t分别表示足球的速率、机械能、动能、足球的离地高度和在空中的运动时间，下列图像中可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．（2021·浙江杭州·高二阶段练习）图甲为排球课的某个场景。小睿同学将排球从A点水平击出，排球飞到B点时，被小睿同学垫起，球向斜上方飞出后落到A点正下方且与B点等高的D点，排球运动的最高点为C，C点与A点高度相同，不计空气阻力，将排球飞行过程简化为乙图。下列说法正确的是（　　）
A．排球在两次飞行过程中的时间
B．排球到达B点的速率比离开B点的速率大
C．排球在A点、C点两处的动能相等
D．两次飞行过程中重力对排球做的功相等
5．（2021·黑龙江·哈尔滨市第三十二中学校高三期中）质量为m的均匀链条长为L，开始放在光滑的水平桌面上时，有的长度悬在桌边缘，如图所示，松手后链条滑离桌面，从开始到链条刚好滑离桌面过程中链条的重力所做的功为（　　）
A． B．
C． D．
6．（2021·广东·珠海市实验中学高三阶段练习）质量为400kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车（　　）
A．速度随时间均匀增大 B．加速度随时间增大
C．输出功率为600kW D．所受阻力大小为1600N
7．（2021·河南·温县第一高级中学高三阶段练习）如图所示，矩形金属框MNQP竖直放置，其中MN、PQ足够长，且PQ杆竖直光滑，一根轻弹簧一端固定在N点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过PQ杆，开始时整个装置处于静止状态。现在让金属框绕MN轴转动，其角速度逐渐增大，即ω=βt，式中β是一个常数。则在角速度逐渐增大的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．小球的高度会逐渐升高 B．PQ杆对小球的作用力不断增大
C．弹簧弹力会逐渐增大 D．PQ杆对小球的作用力不做功
8．（2021·安徽·铜陵一中高三阶段练习）中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，如图甲所示，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图乙所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为L，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面圈在空中运动的描述错误的是（　　）
A．最大初速度是最小初速度的3倍 B．若落入锅中的速度为v，则
C．速度的变化量都相同 D．运动的时间都相同
9．（2021·江苏·公道中学高三阶段练习）如图，一顶角为直角的“”形光滑细杆竖直放置。质量均为m的两金属环套在细杆上，高度相同，用一劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧处于原长。两金属环同时由静止释放，运动过程中弹簧的伸长在弹性限度内。对其中一个金属环，下列说法正确的是（弹簧的长度为时弹性势能为）（　　）
A．金属环的最大加速度为g
B．金属环的最大速度为
C．金属环与细杆之间的最大压力为
D．金属环达到最大速度时重力的功率为
10．（2022·江苏·高三专题练习）某水上乐园设备公司设计一款水滑梯，设计简图如图所示，倾斜滑道与水平滑道材料相同且平滑连接。游客的质量m，倾斜滑道高度h、倾角，游客与滑道间的动摩擦因数，游客在水平滑道上停止点A到O点的水平距离x，下列说法正确的是（　　）
A．h和一定，越大，x越大
B．h和一定，越大，x越小
C．h和一定，x的大小与、m无关
D．h和一定，m越小，x越大
11．（2021·湖南长沙同升湖实验学校高三阶段练习）如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球。现给小球一个冲击，使其在瞬间具有大小的水平速度，则小球能上升的最大高度为（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
12．（2020·湖南省邵东市第三中学高二阶段练习）一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度是2m/s，则在此过程中物体克服重力作功为____J，合外力对物体作功为____J（g=10m/s2）。
13．（2021·全国·高一课前预习）伽利略曾研究过小球在斜面上的运动，如图所示
将小球由斜面A上某位置由静止释放，如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球在斜面B上速度变为0（即到达最高点）时的高度与它出发时的高度_____，不会更高一点，也不会更低一点，这说明某种“东西”在小球运动的过程中是_____的。
14．（2021·福建省福州市鼓山中学高一期中）质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时，物体m相对斜面静止，如图所示。物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则此过程中重力对物体做的功为______，支持力对物体做的______J，摩擦力对物体做的功为______。
三、解答题
15．（2022·福建·莆田一中高一期末）如图所示，额定功率、质量的遥控赛车（视为质点）在水平轨道上从静止开始运动，已知赛车受轨道阻力恒为车重的0.4倍，空气阻力不计，重力加速度，求：
（1）赛车运动的最大速度；
（2）若赛车以加速度启动，经多长时间可达额定功率；
（3）若赛车以额定功率启动，经过达到最大速度，则该过程位移为多大。
16．（2022·江苏南京·高三开学考试）如图所示，质量为的小物块放在长直水平面上，用水平细线紧绕在半径为、质量为的薄壁圆筒上。时刻，圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动，转动中角速度满足，物块和地面之间动摩擦因数为，。求：
（1）物块运动中受到的拉力；
（2）从开始运动至时刻，电动机做了多少功；
（3）若当圆筒角速度达到时，使其减速转动，并以此时刻为，且角速度满足，则减速多长时间后小物块停止运动。（、均为已知，结果用字母表示）
17．（2022·福建宁德·一模）冬奥会项目—跳台滑雪是以滑雪板为工具，在专设的跳台上通过助滑坡获得速度，比跳跃距离和动作姿势的一种雪上竞技项目。如图所示是跳台滑雪的示意图，雪道由倾斜的助滑雪道、水平平台、着陆雪道及减速区组成，其中的竖直高度差的倾角为与间平滑连接。一滑雪运动员自A处由静止滑下，从水平平台以速度水平飞出，落到着陆雪道上。运动员可视为质点，不计其在雪道滑行和空中飞行时所受的阻力，重力加速度，，。求：
（1）A处与水平平台间的高度差h；
（2）运动员在空中飞行的时间t；
（3）运动员在空中飞行时，离开的最大距离s。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．B
3．D
4．B
5．C
6．D
7．B
8．B
9．C
10．C
11．B
12． 10 2
13． 相同 不变
14． 0
15．（1）5m/s；（2）4s；（3）1.875m
16．（1）；（2）；
17．（1）20m；（2）3.1s；（3）10m
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