4.5 机械能守恒定律 课时作业训练（Word版含答案）

4.5 机械能守恒定律 课时作业训练
一、单选题
1．（2022届浙江省百校高三（下）开学模拟检测物理试题）如图甲所示，光滑斜面上有一物块，受到沿斜面向上的作用力F，由静止开始向上运动，物块的机械能E与位移x的关系如图乙所示（沿斜面向上为正方向，段和段为直线）。下列说法正确的是（　　）
A．过程中，外力F一定越来越大 B．过程中，一定有一个位置加速度为0
C．过程中，物块的动能一定一直增大 D．过程中，物块一定做匀速运动
2．（2022·湖南·高三专题练习）人造地球卫星绕地球旋转时，既具有动能又具有引力势能（引力势能实际上是卫星与地球共有的，简略地说此势能是人造卫星所具有的）。设地球的质量为M，半径为R，取离地无限远处为引力势能零点，则距离地心为r，质量为m的物体引力势能为（G为引力常量），假设质量为m的飞船在距地心r1的近地点速度为v1，下列说法中错误的是（　　）
A．飞船在椭圆轨道上正常运行时具有的机械能
B．飞船在椭圆轨道距离地心r2时的速度大小
C．地球的第一宇宙速度
D．该飞船在近地点的加速度为
3．（2021·湖北·模拟预测）一架质量为1kg的无人机在空中运行，高度随时间变化的规律为h = 0.5 + （m），t的单位为s，水平方向初速度为零，水平加速度的变化规律如图所示。不考虑空气阻力影响，重力加速度g = 10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．t = 0.5时无人机发动机的动力为N
B．无人机一直做直线运动
C．前4s无人机发动机最大功率为49W
D．前4s无人机机械能增加了85J
4．（2021·北京·高三开学考试）板栗具有补气补脾、强筋健骨、防治心血管疾病等功效。如图为老乡打板栗的情形，假设某一次敲打时，离地4m处的板栗被敲打后以4m/s的速度水平飞出。已知板栗的质量为20g，（忽略空气阻力作用，以地面为零势能面），关于该板栗下列说法正确的是（　　）
A．水平飞出时的重力势能是5J
B．落地时的机械能为2.4J
C．在离地高2m处的势能是其机械能的
D．有可能击中离敲出点水平距离为4m的工人
5．（2021·贵州·开阳县第三中学高二阶段练习）一质量为m的雨滴在空中下落时受到阻力f的作用。下列说法正确的是（　　）
A．只有f=mg时，该雨滴的机械能才守恒
B．只有fC．无论f与mg大小关系如何，该雨滴机械能都守恒
D．无论f与mg大小关系如何，该雨滴机械能都不守恒
6．（2021·浙江·高二学业考试）2021年11月5日，占全球市场份额70%的无人机巨头大疆，发布迄今为止影像素质最优异的消费级无人机Mavic3。下图是该型号无人机绕拍摄主体时做水平匀速圆周运动的示意图。已知无人机的质量为m，无人机的轨道距拍摄对象高度为h，无人机与拍摄对象距离为r，无人机飞行的线速度大小为v，则无人机做匀速圆周运动时（　　）
A．无人机所受空气作用力为mg
B．无人机所受向心力为
C．无人机飞行时要消耗电能，所以无人机的机械能是增加的
D．无人机绕行一周的周期为
二、多选题
7．（2022·广东珠海·高三期末）如图所示，一学生做定点投篮游戏。第一次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角=60°；第二次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角=30°；两次出手的位置在同一竖直线上，结果两次篮球正好垂直撞击到篮板同一位置点。不计空气阻力，则从篮球出手到运动到点C的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．运动时间的比值为：1
B．上升的最大高度的比值为1：3
C．在C点时，两球的机械能相等
D．两球的初动能相等
8．（2021·四川省南充高级中学高一阶段练习）如图所示，不可伸长的轻质细绳绕过光滑定滑轮C与质量为m的物体A连接，A放在倾角为θ的光滑斜面上（斜面固定），绳的另一端和物体B连接，B套在光滑的竖直杆上。现BC连线恰沿水平方向，从当前位置释放B。在B下降的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物体A机械能守恒
B．物体A机械能增加，物体B机械能减少
C．A与B组成的系统机械能守恒
D．A与B速度大小相等
9．（2022·湖北·监利市教学研究室高三期末）田径比赛中运动员抛出的铅球在空中运动轨迹如图所示，A、B为轨迹上等高的两点，铅球可视为质点，空气阻力不计。则从A点运动到B点的过程中铅球的动能、重力势能、机械能E、重力的瞬时功率P的大小随时间t变化的图像中正确的是（取A、B所在平面为零势能面）（ ）
A．B．C．D．
10．（2022·云南·高二学业考试）灾害发生时，可以利用无人机运送救灾物资。图示为一架无人机向受灾人员运送急救物品救生圈，此时无人机正吊着救生圈竖直匀速下降接近目标。关于此过程，下列说法正确的是（　　）
A．救生圈的动能增加 B．救生圈的重力势能减少
C．救生圈的机械能保持不变 D．救生圈所受重力做正功
11．（2021·安徽定远·高三阶段练习）一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线I、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．物块的质量为10kg B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2 D．物块下滑2.0m的过程中机械能损失8J
三、填空题
12．（2021·云南·罗平县第五中学高二阶段练习）如图甲所示，将A、B两小球从同一竖直线上的不同高度水平抛出，一段时间后两小球落到水平面上的同一点P，不计空气阻力，若两小球平抛的初速度分别为、，则_______（选填“>”或“<”）；如图乙所示为牛顿提出的卫星发射原理图，根据现有相关数据可得，发射人造地球卫星所需的最小发射速度大小为_______；如图丙所示，无人机在匀速升空的过程中，其机械能_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
13．（2021·上海市民办行知高级中学高三期中）置于地面上的箱子，在竖直向上的力F作用下由静止开始运动，运动过程中箱子的机械能E与其位移h关系图像如图所示，其中O-A为直线，A-B为曲线，B-C为平行于h的直线，不计空气阻力，从A到B过程中拉力F的大小如何变化______，整个过程箱子的动能大小变化情况是______。
14．（2021·四川省绵阳南山中学高一开学考试）如图所示，用的拉力沿竖直方向匀速拉起重为的物体，物体上升所用时间为此过程中拉力的功率为__________，动滑轮的机械效率为___________。在这个过程中，重物的机械能将___________（选填“变大”、“不变”、“变小”）。
四、解答题
15．（2022·福建莆田·一模）如图所示，竖直平面内粗糙水平轨道AB与光滑的半圆轨道BC相切连接，一质量m=0.5kg的滑块在与水平方向成的拉力F的作用下从A点由静止开始向右运动，一段时间后撤去拉力F，撤去拉力F时滑块未到达B点，滑块恰好能运动到半圆轨道的最高点。已知水平轨道AB长为10m，半圆轨道的半径为0.64m，拉力F=5N，滑块与水平轨道间的动摩擦因数。取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）滑块到达B点时的速度大小；
（2）拉力F的作用时间。
16．（2021·河南·高三阶段练习）2021年5月15日“天问一号”携带祝融号着陆器成功着陆火星。着陆器着陆分为气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障与缓速下降四个阶段，历时“惊魂九分钟”。祝融号进入火星大气层，距地面的高度约为120km时，速率约为1000m/s，展开配平翼靠大气摩擦减速，距地面高度11km，打开超音速伞，距地面高度1.5km时速率降至100m/s，此时完成气动减速和伞系减速，着陆器同背罩分离的同时发动机点火，进行动力减速，使着陆器在高度为100m时，速度为0，达到悬停的目的，着陆器下方的对地相机同时拍摄下方图像，自主分析并选择相对平整适宜着陆的点。着陆器调整姿态，前往着陆点，并开始下降。假设动力减速过程着陆器做匀减速直线运动，已知着陆器质量为，在着陆器下落过程中，重力加速度可视为常量。（计算结果均保留2位有效数字）
(1)若动力减速阶段忽略空气阻力，求动力减速阶段发动机给着陆器提供的推力与悬停时发动机给着陆器提供的推力之比；
(2)求进入大气层至开启动力减速前着陆器机械能损失。
17．（2022·全国·高一专题练习）从地面以的速度竖直向上抛出一物体，不计空气阻力，重力加速度为g，以地面为重力势能的零势能面。
(1)求物体上升的最大高度h。
(2)物体的重力势能为动能的一半时，求物体离地面的高度；
(3)物体的重力势能和动能相等时，求物体离地面的高度；
(4)物体的动能是重力势能的一半时，求物体离地面的高度；
(5)物体的速率为时，求物体离地面的高度。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．C
4．C
5．D
6．D
7．BD
8．BC
9．BD
10．BD
11．BD
12． < 7.9 增大
13． 拉力逐渐减小 先增大，后减小
14． 0.6 83.3℅ 变大
15．（1）；（2）
16．(1)1.9；(2)2.3×108J
17．(1) ；(2)；(3) ；(4) ；(5)
答案第1页，共2页
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