第四章 机械能及其守恒定律 单元测试卷（Word版含答案）

第四章 机械能及其守恒定律 单元优创测试卷
一、单选题
1．（2021·福建师大二附中高一期中）在平直公路上某质量为m的汽车以恒定牵引力从静止开始运动，其v-t图像如图所示，其中0~t1段为直线，t1~t2段为曲线，t2段之后又为直线，t1时刻汽车达到额定功率。若汽车所受阻力f恒定，图中t1、t2、v0、vm已知，则下列说法中正确的是（　　）
A．0~t1时间内，汽车的功率不变
B．t1~t2时间内，汽车的功率变大
C．t1~t2时间内，汽车的功率等于f v0
D．t2时刻后，汽车的功率等于
2．（2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习）固定滚轮训练是飞行员为提高空间定向能力而特有的一种训练手段。如图所示，固定滚轮是转轴固定可在竖直面内绕轴自由转动的轮子，训练时飞行员手脚支撑在轮子上做圆周运动。已知飞行员质量为m，滚轮半径为R，滚轮质量可忽略，某次训练中飞行员双臂间的夹角为120°，飞行员恰好能在竖直面内做完整圆周运动，当其头部转动到最低点时，踏板对脚无作用力，此时（　　）
A．飞行员脚的线速度大小为 B．飞行员重心的线速度大小为
C．每个手臂的支持力大小为5mg D．飞行员身体的最大向心加速度大小为5g
3．（2022·河北·高三阶段练习）如图所示，半球形容器固定在水平面上，AB是其水平直径，O为球心，容器的半径为R，一个质量为m的小物块从A点由静止释放，第一次运动到P点时物块对容器的压力大小等于其重力，OP与水平方向的夹角为37°，重力加速度为g，则物块从A点第一次运动到P点克服摩擦力做功为（　　）
A． B． C． D．
4．（2022·河北·高三学业考试）如图所示，两根轻质杆构成直角支架，O点为水平转轴，OA杆长为L，A端固定一质量为2m的小球a，OB杆长为2L，B端固定一质量为m的小球b，用手抬着B端使OB杆处于水平状态，撒手后支架在竖直平面内转动，不计一切摩擦，则以下说法正确的是（ ）
A．小球a不可能转到与O点等高处
B．小球b转动的最大速度为
C．转动过程中杆受力一定沿杆方向
D．小球a从最低点运动到最高点的过程中，杆对小球a做的功为mgL
5．（2022·河北·邯郸一中高二学业考试）山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一滑雪坡由AB和BC组成，AB为斜坡，BC是光滑的圆弧，如图所示，竖直台阶CD高度差为。运动员连同滑雪装备的总质量为80kg，从A点由静止滑下，以的水平速度通过C点后飞落到水平地面DE上，不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，取。AC竖直高度差为（　　）
A．11.25 m B．14 m C．10 m D．10.5m
6．（2022·广东·珠海市第二中学高三阶段练习）气垫登陆艇，主要用于投送登陆部队，为滩头部队提供火力支援，另外也可以执行布雷任务，拥有强悍的运力。如图所示，某重型气垫船，自重达，最高时速为，装有额定输出功率为的燃气轮机。假设该重型气垫船在海面直线航行过程所受的阻力不变，下列说法正确的是（　　）
A．该重型气垫船在海面直线航行过程加速度一定保持不变
B．该重型气垫船在海面直线航行过程所受的阻力为
C．以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船所受的牵引力为
D．以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为
7．（2017·云南·富源县教育体育局教研室高一期末）如图所示，质量相同的两个小球，分别用长l和2l的细线悬挂在天花板上。分别拉起小球使线伸直呈水平状态，然后轻轻释放，当小球到达最低位置时（　　）
A．两球运动的线速度相等 B．两球的向心加速度相等
C．两球运动的角速度相等 D．细线对两球的拉力不相等
8．（2022·浙江·高二学业考试）如图所示，小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面。不计一切阻力。下列说法正确的是（　　）
A．小球落地点离O点的水平距离为R
B．小球从P到落地，重力所做的功为mgR
C．小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰为mg
D．若将半圆弧轨道上部的 圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高1.5R
9．（2022·江苏通州·高三期末）如图所示，光滑水平面上放有质量为M＝2kg的足够长的木板B，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的物块A叠放在B上，A的质量为m＝1kg，弹簧的劲度系数k＝100N/m。初始时刻，系统静止，弹簧处于原长。现用一水平向右的拉力F＝10N作用在B上，已知A、B间动摩擦因数μ＝0.2，g取10m/s2。则（　　）
A．A受到的摩擦力逐渐变大
B．A向右运动的最大距离为4cm
C．B做加速度减小的加速运动
D．B对A的摩擦力一直对A做正功
10．（2022·河北·邯郸一中高三阶段练习）冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一。某冰滑梯的示意图如图所示，螺旋滑道的摩擦可忽略，倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数相同，不同滑板与滑道的动摩擦因数不同，但是满足。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜滑道上匀减速下滑，且滑行结束时停在水平滑道上，以下、的组合符合设计要求的是（　　）
A． B．
C． D．
11．（2022·山东青岛·高三期末）2021年6月17日，“神舟十二号”载人飞船搭载着聂海胜、刘伯明、汤洪波三名宇航员成功飞天，开启历时三个月的太空驻留。9月17日，“神舟十二号”返回舱在东风着陆场安全降落。返回舱从工作轨道I返回地面的运动轨迹如图，椭圆轨道II与圆轨道I、III分别相切于P、Q两点，轨道I、III的半径分别为r1、r3；返回舱从轨道III上适当位置减速后进入大气层，最后在东风着陆场着陆。已知地球半径为R，地面重力加速度为g，返回舱的质量为m。关于返回舱返回地面过程，下列说法正确的是（　　）
A．返回舱在I轨道上P点点燃反推发动机进入Ⅱ轨道前后，其加速度减小
B．返回舱在II轨道上从P点运动到Q点经历的最短时间为
C．返回舱从I轨道转移到III轨道过程中，发动机做的功为
D．返回舱在II轨道上经过P点时的速率可能等于在III轨道上运动速率
二、填空题
12．（2022·福建·泉州市教科所模拟预测）如图，水平传送带顺时针匀速运转，速度大小为2m/s。质量为1.5kg的货箱无初速度放上传送带，经过0.5s时间，货箱与传送带恰好相对静止。取重力加速度，则货箱与传送带之间的动摩擦因数为____________，因摩擦产生的热量为__________J。
13．（2022·四川·泸县五中模拟预测）用图（a）所示装置验证机械能守恒定律。图（b）是某次实验中正确操作得到的一张纸带，依次测出了计时点到计时点的距离。已知打点频率为，当地重力加速度大小为。
（1）打A点时重锤的速度表达式________；打E点时重锤的速度表达式________；
（2）若选取A到E的过程验证机械能守恒定律，则需要验证的关系式为_____________。
14．（2022·上海师大附中高三学业考试）如图所示，将小球甲、乙（都可视为质点）分别从A、B两点由静止同时释放，甲、乙两物体的质量之比为2∶1，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D，其中甲是从圆心A开始做自由落体运动，乙沿光滑弦轨道从与圆心等高的B到达D，当甲运动到D点前瞬间，甲、乙的速度大小之比为________，机械能之比为_______（以D点所在平面为零势能面）
三、解答题
15．（2022·陕西宝鸡·模拟预测）某滑雪运动场设置了如图所示的游乐项目，光滑雪道AB段和光滑竖直圆轨道平滑连接，圆轨道的半径R =4m，B为圆轨道的最低点。水平粗糙轨道BC两端分别与竖直圆轨道、水平传送带CD平滑相连传送带以速度v=10m/s向左匀速运动。一个质量为m=50kg的滑雪运动员（视为质点）从右侧雪道上的A点由静止滑下，恰能通过竖直圆轨道的最高点。已知运动员与BC段间的动摩擦因数可调节，与传送带CD间的动摩擦因数为=0.36，LBC=12m，LCD = 5m，所有轨道均在同一竖直面内，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。
（1）求A点距水平轨道BC的高度h；
（2）若要使运动员一直匀加速通过传送带CD，则其与BC段间的动摩擦因数的取值范围为多少？
（3）若运动员以最长时间通过传送带，从D点水平飞出落在倾角=37°的斜坡DE上，求运动员在斜坡上的落点与传送带上表面的竖直高度，sin37°=0.6。
16．（2017·福建·泉州市教科所一模）如图为某探究活动小组设计的简易运输系统。高度为h、倾角为30°的固定斜面下端与水平面平滑连接，一劲度系数为k 的轻弹簧左端固定，自由伸长时右端恰好位于斜面下端。质量为M的木箱在斜面顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿斜面无初速滑下，而后压缩弹簧减速至速度为零时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱被弹回。已知水平面光滑，木箱与斜面间的动摩擦因数μ =，重力加速度为g。求：
（1）木箱在斜面下滑的加速度大小a；
（2）卸货的位置离斜面下端的距离d；
17．（2021·浙江·嘉兴一中高三阶段练习）过山车是一项好玩又刺激的游乐项目，某挑战者特制了一双能在过山车轨道上滑行的轮滑鞋完成一项挑战运动，挑战者连同装备总质量为m=68kg。过山车轨道示意图如图所示。竖直圆轨道的最低点B与略微错开，它们分别平滑连接弯曲轨道AB与水平轨道。其中圆轨道半径R=5.0m，水平轨道长L=40m。在段挑战者利用减速装置可产生大小为总重力0.2倍的摩擦阻力，其余部分摩擦不计。挑战者从P点静止滑下，通过最高点时轨道对轮滑鞋恰好无压力，然后从D点脱离轨道水平飞出，落入水池中央的安全气垫内挑战成功。挑战者可视为质点，空气阻力不计，g取10m/s2。求：
（1）P点离水平轨道的高度H；（2）小车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力；
（3）在水池中放入安全气垫MN（气垫厚度不计），气垫上表面到水面轨道BD的竖直高度h=2m，气垫的左、右两端M、N到D点的水平距离分别为5m、10m。若挑战者能安全落到气垫上，则他下滑时距水平轨道的高度H应满足什么条件。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．C
4．B
5．A
6．B
7．B
8．C
9．B
10．C
11．B
12． 0.4 3
13．
14．
15．（1）h=10m；（2）≤≤；（3）
16．（1） g；（2）
17．（1）12.5m；（2）4080N，方向竖直向下；（3）12.5m≤H′≤20.5m
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页