第1章 功和机械能 单元综合过关测试卷（Word版含答案）

第1章 功和机械能 单元综合过关测试卷
一、单选题
1．（2021·河北·滦南县第一中学高一期中）美国宇航局新一代火星探测器“洞察号”于北京时间2018年11月27日凌晨成功着陆于火星，如图所示。不同于月球，火星表面有微弱的大气层，所以火星探测器在着陆过程中会利用大气层来缓冲减速。根据计划，探测器在距离火星表面约125km处，以大约5500m/s的速度进入大气层，约3.5min后，距火星表面约11.1km，速度为385m/s，分离隔热盾，打开降落伞，进入伞降阶段，持续约2.5min，在距离火星表面约1km时，速度减为60m/s，分离降落伞，反冲火箭点火，进入反冲阶段，大约1min后，探测器缓慢地着陆在火星表面。则关于反冲阶段的以下说法正确的是（　　）
A．探测器下落的过程中机械能守恒
B．探测器下落的过程中，重力、空气阻力和反冲力所做的总功等于探测器机械能的变化量
C．探测器下落的过程中，重力所做的功等于探测器重力势能的变化量
D．探测器下落的过程中，重力、空气阻力和反冲力所做的总功等于探测器动能的变化量
2．（2022·福建漳州·二模）如图，轻弹簧下端固定在倾角为30°的光滑斜面底端，另一自由端处于b点，质量为1 kg的小滑块从a点由静止下滑，c点时速度最大，到d点（图中未画出）速度为零、已知m，g取，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，则（　　）
A．m
B．滑块不可能再回到a点
C．弹簧的劲度系数是50 N/m
D．滑块从d点到b点的动能增加量小于弹簧的弹性势能减小量
3．（2022·湖北省云梦县第一中学高一阶段练习）“神舟十二号”宇航员顺利返回地球后，又经过了两个星期左右的恢复锻炼，才逐渐适应地球的重力环境。如图所示，重物A质量为m，置于水平地面上。一根轻质弹簧，原长为L，劲度系数为k，下端与物体A相连接。宇航员恢复锻炼时现将弹簧（初始为原长）上端点P缓慢地竖直提起一段高度使重物A离开地面。已知上端点P向上移动的高度为h，则这时重物具有的重力势能为（以地面为零势能面）（　　）
A． B． C． D．
4．（2021·辽宁·高三阶段练习）2020年年底，世界最长的跨海峡公铁两用大桥——平潭海峡公铁两用大桥全面通车。由福州开往平潭的D55905次试运行动车从福州站由静止沿平直的路线启动过程的加速度a与位移x的关系图像如图所示，则（　　）
A．动车位移为x1时的速度大小为a0x1
B．动车位移为x2时的速度大小为
C．动车在0~x1过程中所经历的时间为2
D．动车在x1~x2过程中所经历的时间为
5．（2022·全国·高三专题练习）为达成我国在2060年前实现碳中和的宏伟目标，国家大力提倡绿色能源和绿色交通等项目。现有一质量为m的某品牌新能源汽车在水平路面上进启动测试，已知测试时保持功率恒定，经过时间t汽车速度恰好达到最大速度v，此过程汽车位移为x，汽车所受阻力大小不变。则在该过程中（　　）
A．汽车的功率大小为
B．汽受到的阻力小为
C．速度为时，汽车发动机牵引力大小为
D．速度为时，汽车的加速度大小为
6．（2022·河北·高三专题练习）如图所示，一宽度为d的水平传送带以速度与向右匀速运行，在传送带上方固定光滑挡板，挡板与传送带AB边界的夹角为。质量为m的物块（可视为质点）在水平传送带AB边上随传送带以速度匀速运动，物块碰到挡板时，垂直挡板方向的速度减为零，平行挡板方向的速度不变，最终从传送带上的C点离开传送带。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）
A．碰撞前传送带对物块的摩擦力对物块做正功
B．物块与挡板碰撞后沿挡板方向不受摩擦力
C．物块从碰到挡板到离开传送带所用时间为
D．物块沿挡板运动过程中在传送带上留下划痕的长度为
7．（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
二、多选题
8．（2022·福建省连城县第一中学高一阶段练习）图为某蹦极运动员从跳台无初速度下落到第一次到达最低点过程的速度-位移图像，运动员及装备的总质量为，弹性绳原长为，不计空气阻力，。下列说法正确的是（　　）
A．下落过程中，运动员机械能守恒
B．运动员在下落过程中的前加速度逐渐减小
C．弹性绳最大的弹性势能约为
D．速度最大时，弹性绳的弹性势能约为
9．（2022·福建省龙岩第一中学高一阶段练习）如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面，其运动的加速度为，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则物体在斜面上运动的整个过程中（　　）
A．上升过程重力势能增加了
B．上升过程物体动能减少了
C．物体在斜面上运动的整个过程机械能损失了
D．物体沿斜面上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力做功的平均功率
10．（2022·辽宁铁岭·高三阶段练习）两长度均为L的水平细杆AB、CD上下正对放置，距离为d，它们的右端用光滑半圆环相连，在AD、BC的交点处轻弹簧的一端固定，另一端与一质量为m的有孔小球相连，小球套在细杆上，小球与两细杆间的动摩擦因数均为。小球以一定的初速度从A点向右出发，若小球能到达C点，已知整个过程中弹簧始终处于压缩状态，并且弹簧的弹力始终小于小球的重力，重力加速度为g，小球从A点运动到C点的过程中，则（　　）
A．小球机械能一直减小
B．小球减少的动能等于小球增加的重力势能与摩擦产生的热量之和
C．摩擦产生的热量等于
D．若只想小球能到达D点，则小球在A点的动能可以恰好等于
11．（2021·辽宁·高三阶段练习）如图，在竖直平面内有光滑轨道ABCD，AB、CD段是竖直轨道，BC段是半径为R的半圆弧轨道，B、C均与圆心等高，两个质量均为M的相同小球P、Q（可视为质点）用一根长为3R的轻杆连接在一起，套在AB段轨道上，则从Q球在B点处由静止释放到两球再次上升到最高点过程中，下列说法正确的是（　　）
A．整个过程中两球与轻杆组成的系统机械能守恒
B．两球再次上升到最高点时，Q球可能位于C处
C．当小球Q位于半圆弧轨道最低点时，小球Q的速度是小球P速度的2倍
D．当小球P下降的速度为零时，连接小球P、Q的轻杆与AB成30°角
三、填空题
12．（2022·福建省龙岩第一中学高一阶段练习）如图所示，倾角为、高为的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为的小物块（可视为质点）从斜面顶端由静止开始下滑。已知重力加速度为，不计空气阻力，则小物块从顶端滑到斜面底端的过程中，重力做的功为___________，小物块沿斜面下滑到点时重力的功率为___________。
13．（2021·福建宁德·高三期中）将质量为1kg的物体从倾角为θ的固定斜面底端以某一初速度v0上滑，向上运动的动能和重力势能随位移变化的图像如图所示。取斜面底端水平面为零势能面，重力加速度g=10m/s2。从图中信息可知：物体上滑到最高点时损失的机械能为______J，物体与斜面间的动摩擦因数μ为________。
14．（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________。
四、解答题
15．（2021·福建宁德·高三期中）近年来，高空抛物对人民群众的生命安全造成非常大的威胁。2021年3月1日起最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式入刑。因此，我们在日常生活中要注意防止发生高空抛物事件。假如一质量为m=0.2kg的物体从高空由静止开始下落，下落h=26m后物体可看做匀速下降。若物体所受空气阻力与速度成正比f=kv，其中k=0.1kg/s。取g=10m/s2。求：
（1）物体匀速下降时的速度v；
（2）下落26m的过程中物体克服空气阻力做的功W；
（3）请在图中定性画出物体由静止到稳定下落的速度﹣时间图象。
16．（2021·福建宁德·高三期中）如图所示，在离水平地面CD高h1=40cm的光滑水平平台上，质量m=1.2kg的物块（可视为质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住，弹簧原长小于水平平台的长度，此时弹簧储存了一定量的弹性势能Ep。若打开锁扣K，物块与弹簧脱离后从A点离开平台，并恰好能从光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道．B点距地面CD的高度h2=20cm，圆弧轨道的圆心O与平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与长为L=1m的粗糙水平直轨道CD平滑连接．物块沿轨道BCD运动并与右边墙壁发生碰撞，且碰后速度等大反向，已知重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）物块从A到B的时间t；
（2）物块被K锁住时弹簧储存的弹性势能Ep；
（3）若物块与墙壁发生碰撞且最终停在CD轨道间，物块与轨道CD间的动摩擦因数μ。
17．（2022·福建省连城县第一中学高一阶段练习）如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的足够长光滑斜面上．用手按住C，使细线恰好伸直但没有拉力，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行。已知A、B的质量均为m，C的质量为M（M＞2m），细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放C后它沿斜面下滑，当A恰好要离开地面时，B获得最大速度（B未触及滑轮，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度大小为g）。求：
（1）释放物体C之前弹簧的压缩量；
（2）物体B的最大速度vm。
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参考答案：
1．D
2．D
3．C
4．D
5．A
6．B
7．A
8．CD
9．ABC
10．BC
11．ACD
12．
13． 15
14．0.6J
15．（1）20m/s；（2）12J
16．（1）0.2s；（2）；（3）≤μ≤
17．（1）；（2）
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