4.7生产和生活中的机械能守恒同步练习（Word版含答案）

4.7生产和生活中的机械能守恒同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面（足够长）上滑，如图所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力，则（　　）
A．h1=h2>h3 B．h1=h2＜h3
C．h1=h3＜h2 D．h1=h3>h2
2．如图所示，竖直轻弹簧上端固定在天花板上，下端栓接小球，轻弹簧处于原长，小球从静止开始释放至小球到达最低点过程中，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，则（　　）
A．小球的动能一直增大
B．小球的动能与弹簧弹性势能之和一直增大
C．小球的动能与弹簧弹性势能之和一直减小
D．小球与地球构成的系统机械能守恒
3．如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中（　　）
A．重物的机械能守恒
B．重物与弹簧组成的系统的机械能减少
C．重物与弹簧组成的系统的机械能守恒
D．重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变
4．如图所示，人造卫星在轨道3上绕地球做匀速圆周运动，当卫星返回时，先在Q点变轨沿椭圆轨道2运行，然后在近地点P变轨沿近地圆轨道1运行。下列说法正确的是（　　）
A．卫星从Q点往P点运动时，发动机不工作，卫星的运行速度不断变小
B．卫星从Q点往P点运动时，发动机一直工作，使卫星的运行速度不断变大
C．卫星在轨道3上运行的周期大于在轨道2上的运行周期
D．卫星在轨道2上的P点变轨时，要加速才能沿轨道1运动
5．如图所示，“娃娃机”是指将商品陈列在一个透明的箱内，其上有一个可控制的抓取玩具的机器手臂的机器，使用者要凭自己的技术操控手臂，以取到自己想要的玩具。不计空气阻力，关于“娃娃机”，下列说法正确的是（　　）
A．玩具从机械爪处自由下落时，玩具的机械能守恒
B．机械爪抓到玩具匀速水平移动时，玩具的动能增加
C．机械爪抓到玩具匀速上升时，玩具的机械能守恒
D．机械爪抓到玩具加速上升时，机械爪做的功等于玩具重力势能的变化量
6．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t = 0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（　　）
A．t1时刻小球动能最大
B．t2时刻小球动能最大
C．t2 ~ t3这段时间内，小球和弹簧系统的机械能守恒
D．t2 ~ t3这段时间内，小球的动能与重力势能之和在减少
7．如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上；质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平向右的恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f。物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s。在这个过程中，以下结论正确的是 （ ）
A．物块到达小车最右端时，物块具有的动能为F（L+s）
B．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为f（L+s）
C．物块和小车由于摩擦产生的热为fL
D．物块和小车增加的机械能为Fs
8．如图所示，滑块2套在光滑的竖直杆上并通过细绳绕过光滑定滑轮连接物块1，物块1又与一轻质弹簧连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上。开始时用手托住滑块2，使绳子刚好伸直处于水平位置但无张力，此时弹簧的压缩量为。现将滑块2从处由静止释放，经过处时速度最大，到达处时速度为零，此时物块1还没有到达滑轮位置。已知滑轮与杆的水平距离为，间距离为，不计滑轮质量、大小及摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．物块1和滑块2的质量相等
B．滑块2的加速度先增大后减小，最后减为0
C．滑块1、2组成的系统机械能先增大后减小
D．除A、C两点外，滑块1的速度大小始终大于滑块2的速度大小
9．如图所示，轻质弹簧下端固定，上端与一质量为m的物块连接，物块经过点时速度大小为，方向竖直向下。经过t秒物块又回到点。速度大小为，方向竖直向上，则在时间内（　　）
A．物块受到弹簧力的冲量大小为
B．物块受到合力的冲量大小为
C．弹簧弹力对物块所做的功大小为
D．合力对物块所做的功大小为
10．有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上， A、B用一不可伸长的轻细绳相连，A质量是B质量的6倍，且可看做质点，如图所示，开始时细绳水平伸直，A、B静止。由静止释放B后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v，则连接A、B的绳长为（　　）
A． B． C． D．
11．在足球比赛中，一运动员把质量为的足球从静止踢出。观察足球在空中的飞行情况，上升的最大高度是，在最高点的速度为（不考虑空气阻力，g取）。下列说法正确的是（　　）
A．足球在空中飞行时间为
B．足球在水平方向飞行的距离为
C．足球在最高点时重力的功率为
D．运动员对足球做功
12．一颗穿甲弹以800m/s的水平速度击穿一固定在地面上的钢板后，速度变为200m/s，则在这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．穿甲弹对钢板的作用力做正功
B．穿甲弹的部分动能转化为钢板的动能和摩擦产生的内能
C．钢板对穿甲弹的阻力对穿甲弹做负功
D．穿甲弹减少的动能全部转化为穿甲弹的内能
13．2016年2月18日，中国探月工程领导小组宣布：“嫦娥五号”探测器正式转入正样研制阶段，预计于2017年前后完成研制并择机发射。嫦娥五号”登月后将再次从月球起飞，并以“跳跃式返回技术”成功返回地面，完成探月工程的重大跨越﹣﹣带回月球样品。“跳跃式返回技术”是指航天器在关闭发动机后进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层。如图所示，虚线为大气层的边界。已知地球半径为R，d点距地心距离为r，地球表面重力加速度为g。 则下列说法正确的是（　　）
A．“嫦娥五号”在b点处于完全失重状态
B．“嫦娥五号”在d点的加速度大小等于
C．“嫦娥五号”在c点和e点的速率相等
D．“嫦娥五号”在返回全程机械能守恒
14．高楼发生火灾时，消防水枪喷口不能到达着火窗口等高处，消防员调整水枪出水角度，如图所示，使水流恰能水平射入着火窗口，水枪喷口与着火窗口高度差为，重力加速度为，不计空气阻力，由已知条件判断下列说法正确的是（ ）
A．可求出水枪喷口处出水的速度大小
B．可求出从水枪喷口到着火窗口前水柱的总体积
C．水柱在空中各处的粗细程度相同
D．水枪沿垂直于墙壁的方向由向水平移动，且水枪喷口处出水的速度大小不变，无论怎样调整水枪喷水方向，水流都不能水平射入着火窗口
15．如图所示，两质量均为m的小球1、2(可视为质点)用一轻质杆相连并置于图示位置，质量也为m的小球3置于水平面OB上，半圆光滑轨道与水平面相切于B点．由于扰动，小球1、2分别沿AO、OB开始运动，当小球1下落h＝0.2 m时，杆与竖直墙壁夹角θ＝37°，此时小球2刚好与小球3相碰，碰后小球3获得的速度大小是碰前小球2速度大小的 ，并且小球3恰好能通过半圆轨道的最高点C，取g＝10 m/s2，cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6，一切摩擦不计，则(　　)
A．小球1在下落过程中机械能守恒
B．小球2与小球3相碰时，小球1的速度大小为1.6 m/s
C．小球2与小球3相碰前，小球1的平均速度大于小球2的平均速度
D．半圆轨道半径大小为R＝0.08 m
二、填空题（共4题）
16．质量为30kg的物体从长为5m、高为3m的斜面上滑下，动摩擦因数为0.2。当物体由静止从顶端滑到底端时，物体的重力势能减少___________J，摩擦力对物体做功为___________J（g取）。
17．如图所示，倔强系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2拴接，倔强系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态．现施力将物块1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面．在此过程中，物块1的重力势能增加了______________．
18．如图，三块完全相同的磁铁A、B、C套在固定的光滑竖直杆上，相邻磁铁间同名磁极相对。平衡后A、B均悬浮在空中，C在桌面上，则相邻两块磁铁间的距离h1______h2（选填“>”、“<"或“=”）。若缓慢下压磁铁A，则磁铁之间因为相互作用力而具有的势能将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
19．用如图所示的装置可以测量滑块与滑板的动摩擦因数。滑板水平固定，左端固定一个弹簧，弹簧原长时右端为O点，在O点右侧标注A点、B点，在B点处安装一光电门。滑块正中固定一遮光片后去压缩弹簧到C点，静止释放，记录AB的距离L、遮光片通过光电门的时间t。已知遮光片宽为d，重力加速为g。
（1）滑块通过B点处的速度大小______；
（2）保持A点不动，多次移动B点和光电门，每次滑块都将弹簧压缩到C点后释放，测量各次AB的距离L、遮光片通过光电门的时间t。则作出的图像是______；
A． B． C．
（3）如果算出图像的斜率大小为k，则滑块与滑板的动摩擦因素为______。
三、综合题（共4题）
20．如图甲所示，光滑轨道由三部分组成:左边是倾角为的斜面，右边是半圆，中间为足够长的水平面.斜面与水平面平滑连接，水平面与半圆轨道相切，切点为M.现有10个相同的小球，半径为、质量为，这些小球恰可占满右边圆轨道（最外端的两个小球恰能同时与半圆轨道竖直直径相切，如图乙所示）.已知，重力加速度大小为.现将10个小球依次放在斜面上，最下面的小球的球心距水平面高为H，同时释放所有小球后，求:
（1）小球刚到水平面时的速率;
（2）小球刚到M点时对半圆轨道的压力大小。
21．如图所示，小球a被一根长为L的可绕O轴自由转动的轻质细杆固定在其端点，同时又通过绳跨过光滑定滑轮与另一个质量为m的小球b相连，整个装置平衡时杆和绳与竖直方向的夹角均为30°。若将小球a由水平位置（杆呈水平状态）开始释放，不计摩擦，竖直绳足够长，（重力加速度为g）求：
（1）小球a的质量；
（2）当杆转动到竖直位置时，小球b的速度大小．（结果可用根式表示）
22．如图所示，长为L＝0.64 m的细线一端固定在O点，另一端系一可视为质点的质量m＝1 kg的小球。拿起小球将细线拉直从细线与水平方向成θ＝30°的位置无初速度释放，小球运动到O点正下方P点时细线恰好被断开，小球做平抛运动，然后恰好从M点沿切线进入固定在水平面上的光滑圆弧轨道MNE。已知P点相对圆弧轨道最低点N的高度H＝1 m，M、N两点间的高度差为h＝0.55 m。重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力。求：
(1)细线能承受的最大弹力；
(2)圆弧轨道MN的半径。
23．如图所示，水平面段光滑、段粗糙，右侧竖直平面内有一呈抛物线形状的坡面OD,以坡面底部的O点为原点、OC方向为y轴建立直角坐标系xOy，坡面的抛物线方程为。一轻质弹簧左端固定在A点，弹簧自然伸长状态时右端处在B点。一个质量m=0.2kg的小物块压缩弹簧后由静止释放，从C点飞出落到坡面上。已知坡底O点离C点的高度H=5m，BC间距离L=2m，小物块与BC段的动摩擦因素为0.1,小物块可视为质点，空气阻力不计。
（1）若小物块到达C点的速度为m/s，求释放小物块时弹簧具有的弹性势能；
（2）在（1)问的情况下，求小物块落到坡面上的位置坐标；
（3）改变弹簧的压缩量，弹簧具有多大的弹性势能时，小物块落在坡面上的动能最小？并求出动能的最小值。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．C
4．C
5．A
6．C
7．C
8．C
9．B
10．B
11．D
12．C
13．C
14．D
15．D
16． 900 -240
17．
18． > 增大
19． C
20．（1） ； （2）
21．（1）m；（2）
22．(1)；(2)
23．（1）0.9J；（2）（3）J时动能最小J
答案第1页，共2页