第四章 机械能及其守恒定律 单元滚动测试卷（Word版含答案）

第四章 机械能及其守恒定律 单元滚动测试卷
一、单选题
1．（浙江省北斗联盟2021-2022学年高二（上）期中联考物理试题）坐落在杭州湾新区的摩天轮高度125米，是长三角最高摩天轮。假设乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）
A．在最低点时，乘客所受重力等于座椅对他的支持力
B．在摩天轮转动的过程中，乘客的机械能始终保持不变
C．在摩天轮转动的过程中，重力对乘客的功率保持不变
D．在摩天轮转动一周的过程中，合力对乘客做功为零
2．（2022·安徽·芜湖一中高三阶段练习）如图所示，光滑斜面底端有一固定挡板，轻弹簧下端连接在挡板上，上端放置一个小物块，小物块处于静止状态。现对小物块施加沿斜面向上的拉力F，使小物块始终沿斜面向上做匀加速直线运动，加速度大小为a，拉力F的最小值为F1，直到物体与弹簧分离，重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，斜面的倾角为θ，弹簧始终在弹性限度内。则下列说法正确的是（　　）
A．物体的质量为
B．弹簧的最大压缩量为
C．从开始运动到物块与弹簧分离，物块增加的机械能为
D．从开始运动到物块与弹簧分离经过的时间为
3．（2022·湖南·长郡中学高三阶段练习）2022年2月4日，第24届冬季奥林匹克运动会在我国首都北京开幕，北京成为历史上第一个既举办过夏季奥运会又举办过冬季奥运会的城市。冬奥期间，越来越多的人参与到这场冰雪盛宴中。图示为某滑雪游乐园的项目之一，一滑雪爱好者（可视为质点）从离水平地面高为H的平台A处由静止滑下，从B处进入半径为R的圆弧轨道（斜面AB与圆弧BC平滑连接，圆弧BC所对应圆心角为45°）、再从C点滑出，刚好在D点落到斜面DE上。右侧平台高度和宽度均为h重力加速度为g，忽略所有阻力影响，则以下说法正确的是（　　）
A．滑雪爱好者在圆弧轨道上经过B点时对轨道的压力大小为
B．H=2h
C．滑雪爱好者在CD段运动的最小速度为
D．滑雪爱好者在CD段运动的时间为
4．（2022·湖南·长郡中学高三阶段练习）学校运动会增加了自创集体项目“同心追梦”。各班派出30名参赛选手，分成6组在两侧接力区进行接力比赛。比赛时5人一组共同抬着竹竿协作配合，以最快速度向标志物跑，到标志物前，以标志物为圆心，转一圈，继续向下一个标志物绕圈，分别绕完3个标志物后，进入到对面接力区域，将竹竿交给下一组参赛选手，直到全队完成比赛。假设五位质量不同的参赛选手与地面和竹竿的动摩擦因数相同，某次绕圈过程中角速度先增加后不变，竹竿长度为L，标志物和竹竿始终在一条直线上，最外围的同学做圆周运动的半径不变。下列说法正确的是（　　）
A．最外围同学的动能最大
B．最里面的同学最容易被甩出去
C．靠近外围的四位同学的线速度与他们到最里面同学的距离成正比
D．做匀速圆周运动过程中，最外围同学所受合外力始终水平指向圆心
5．（2022·全国·高三专题练习）一质量为m的汽车，其发动机的额定功率为P，汽车在水平路面行驶过程中受到的阻力恒为。若该汽车保持额定功率P从静止启动，经一段时间行驶了位移x时，速度达到最大值，则（　　）
A．在此过程中发动机所做的功为
B．在此过程中发动机所做的功为
C．当速度为时，其加速度为
D．此过程汽车行驶的时间为
6．（2022·福建龙岩·一模）一辆小轿车在平直路面上以恒定功率加速，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示。已知轿车的总质量为1300kg，其所受的阻力不变，则轿车（　　）
A．速度随时间均匀增大 B．加速度随时间均匀减小
C．所受阻力大小为2.73×103N D．电动机输出功率为9.1×103W
二、多选题
7．（2022·湖南·长沙一中高三阶段练习）课间同学们在玩键子。两位同学在同一竖直线上把相同的键子1和2用力抛出，如图所示，两键子均恰好垂直打在竖直墙面上，若不计空气阻力且把键子看成质点。下列说法正确的是（　　）
A．建子1在空中运动的时间一定比键子2短
B．抛出瞬间毽子2所受重力的功率一定比键子1大
C．抛出时人对键子2所做的功一定比键子1大
D．若要使两键子在上升过程中相撞，必须先抛出毽子1，后抛出键子2
8．（2022·湖北省云梦县第一中学高一阶段练习）一辆“复兴号”模型小机车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其v t图像如图所示。已知汽车的质量为m=1×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则以下说法正确的是（　　）
A．汽车在前5s内的牵引力为5×103N B．汽车速度为25m/s时的加速度为3m/s2
C．汽车的额定功率为200kW D．汽车的最大速度为150m/s
9．（2022·四川·成都七中高三阶段练习）由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点，其中O点为发射点，d点为落地点，b点为轨迹的最高点，a、c为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（　　）
A．到达b点时，炮弹的加速度为重力加速度
B．炮弹经过a点时的速度一定大于经过c点时的速度
C．炮弹由O点运动到b点的时间小于b点运动到d点的时间
D．炮弹经过c点时的机械能大于经过b点时的机械能
10．（2022·海南·三亚华侨学校高三开学考试）如图所示，将轻弹簧一端系于天花板上，另一端与质量为m的圆环相连，并将圆环套在粗糙的固定直杆上，直杆与水平面之间的夹角为，将环沿杆移动到A点，此时弹簧恰好处于原长状态且竖直。现将圆环由静止释放，其沿杆下滑，到达C点时的速度为零；再在C点给圆环沿杆向上的速度v，圆环又恰能回到A点。此过程中弹簧始终在弹性限度之内，，B为中点，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．环下滑过程中，其加速度先减小后增大
B．环下滑过程中，其与杆摩擦产生的热量为
C．环从C点运动到A点的过程中，弹簧对环做的功为
D．环上滑经过B点的速度小于下滑经过B点的速度
11．（2022·山东淄博·一模）2022年2月4日冬奥会在北京举办，吸引了大量爱好者投入到冰雪运动中。如图所示，一滑雪运动员在忽略空气阻力的情况下，自A点由静止下滑，经B点越过宽为d的横沟到达平台C时，其速度vC刚好沿水平方向。已知A、B 两点的高度差为20m，坡道在B点的切线方向与水平面成37°角，，运动员的质量m = 60kg，重力加速度取10m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．B、C两点间的高度差h = 4. 5m
B．横沟的宽度d =10. 8m
C．从B 到C 的运动过程中，运动员动量的变化量大小为450kg·m/s
D．从A 到B 的运动过程中运动员机械能的减少量为5250J
三、填空题
12．（2021·江苏·海安高级中学高二阶段练习）如图所示，一质量m＝0.2 kg的物块，自斜面顶端由静止释放，经时间t＝1 s滑至底端，已知斜面倾角θ＝30°，高度h＝0.75 m。取g＝10 m/s2，则物块下滑过程中损失的机械能为________。
13．（2021·全国·高一课时练习）如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，重力加速度为g，以桌面所在水平面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的机械能为_______。
14．（2021·广东潮州·高一期末）“蹦极”是一种很有挑战性的运动如图所示，某同学身系弹性绳从高空P处自由下落做蹦极运动，图中a是弹性绳原长的位置，c是该同学所到达的最低点，b是该同学静止地悬着时的平衡位置，不计空气阻力，那么，该同学到达___________点动能最大，到达___________点时弹性绳的弹性势能最大。
四、解答题
15．（2022·河北·高三学业考试）总质量为60kg的人和雪橇在倾角的斜面上向下滑动（如图甲所示），所受的空气阻力与速度成正比。今测得雪橇运动的图像如图乙所示，初始时刻人和雪橇的加速度为，6s时人和雪橇加速到10m/s并保持与速，此时距人处的斜面上方有一冰块松动由静止开始下滑，冰块运动过程中不计一切阻力。（，，g取）求：
（1）雪橇与斜面间的动摩擦因数；
（2）由初始时刻到冰块与人相遇的整个过程中，人和雪橇克服空气阻力所做的功。
16．（2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习）某物理探究项目组设计了如图所示的弹射装置，每次实验时通过拉杆将弹射器的轻质弹簧压缩到最短后释放，将放置在弹簧前端的质量为m的小滑块从A点水平弹出，滑行距离R后经过B点，无碰撞地进入细口径管道BCD，最后从D点水平飞出。整个轨道处在同一竖直面内，管道BC部分为长度可伸缩的软管，CD部分为半径为R、可上下调节的圆弧管道，圆心始终在D点正下方。轨道仅AB段粗糙，滑块与AB段的动摩擦因数为μ。以D点正下方平台上的O点为原点、向右为正方向建立x轴，在处竖直放置高度为2R的竖直挡板EF。当D点距平台的高度h=10R时，小滑块恰好无法从D点射出。管道的口径略大于滑块，滑块在管道中运动时管道形状不发生改变，不计空气阻力、滑块的大小和挡板的厚度，重力加速度为g。求：
（1）弹簧被压缩到最短时的弹性势能；
（2）调整D点距平台的高度h=6R时，滑块经过D点时对管道的作用力；
（3）调整D点距平台的高度，求滑块落在挡板右侧到O点的距离范围。
17．（2022·浙江·嵊州中学高三开学考试）如图所示为北京2022年冬奥会一自由式滑雪大跳台技巧比赛场地示意图，比赛场地由出发区AB、助滑坡BC、第一过渡区CD、跳台DE、第二过渡区EF、着陆坡FG和终点区GH组成、在H处安置半径为R=1.0m的圆形轨道，进出口H、H1靠近带相互错开，H1N足够长。第一过渡区和终点区的的最低点在同一水平地面上，出发区距地面的高度，跳台最高点E和着陆坡最高点F离地面的高度均为，着陆坡度37°。运动员从助滑坡顶端B由静止滑下，离开跳台在空中完成预定动作到达F点正上方的最高点M后水平飞出，M点离水平地面（GH所在水平面）的高度为7.6m，在落到倾斜雪道FG上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起，此后立即做匀加速运动经过G点。假设运动员连同滑雪板的总质量，除缓冲外运动员可视为质点，滑雪板与雪道GH的动摩擦因数，不计其余滑道和空气的阻力，不计经过各转折点处的能量损失，，，求：
（1）运动员从M点水平飞出的速度v；
（2）运动员在倾斜雪道FG上滑行的时间（结果可用根号表示）；
（3）若运动员能够进入圆形轨道且不脱离轨道，雪道GH的长度应满足什么条件？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．D
3．C
4．D
5．A
6．C
7．AB
8．AB
9．BC
10．AC
11．BD
12．0.6J
13．mgH
14． b c
15．（1）0.125；（2）24750J
16．（1）；（2），方向竖直向上；（3）
17．（1）；（2）；（3）或
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