4.5机械能守恒定律同步练习（word版含答案）

4.5机械能守恒定律同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．一个小石块做自由落体运动，在下落过程中（ ）
A．石块的惯性越来越大 B．石块的速度越来越大
C．石块的重力势能越来越大 D．石块的机械能越来越大
2．在下列所描述的运动过程中，若物体所受的空气阻力均可忽略不计，则机械能守恒的是 （ ）
A．小孩沿滑梯匀速滑下
B．电梯中的货物随电梯一起匀速下降
C．被投掷出的铅球在空中运动
D．发射过程中的火箭加速上升
3．如图所示，摩天轮在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动。某时刻游客a恰好在轨迹最高点A，此时游客b所在位置B高于摩天轮转轴，两游客相对轿厢静止且质量相等，则下列说法正确的是（　　）
A．轿厢给游客b的作用力与游客b的重力的合力方向竖直向下
B．轿厢给游客a的作用力大于轿厢给游客b的作用力
C．游客b从B位置运动到A位置过程中，轿厢对游客做正功
D．游客b从B位置运动到A位置过程中，游客的机械能守恒
4．下列过程中机械能守恒的是（　　）
A．物体沿粗糙斜面下滑 B．起重机加速提起重物
C．跳伞运动员在空中打开伞匀速下落 D．小球做自由落体运动
5．如图所示,在某游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳子飞越对面的高台上．一质量m的选手脚穿轮滑鞋以v0的水平速度在水平地面M上抓住竖直的绳开始摆动,选手可看作质点,绳子的悬挂点到选手的距离L,当绳摆到与竖直方向夹角θ时,选手放开绳子,选手放开绳子后继续运动到最高点时,刚好可以水平运动到水平传送带A点,不考虑空气阻力和绳的质量,取重力加速度g.下列说法中正确的是( )
A．选手摆动过程中机械能不守恒，放手后机械能守恒
B．选手放手时速度大小为
C．可以求出水平传送带A 点相对水平面M 的高度
D．不能求出选手到达水平传送带A 点时速度大小
6．如图所示，把两个相同的小球从离地面相同高度处，以相同大小的初速度v分别沿竖直向上和水平方向抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．两小球落地时速度相同
B．从小球抛出到落地，重力对两小球做功的平均功率不相等
C．两小球落地时，重力的瞬时功率相等
D．从小球抛出到落地，由于运动时间不同，所以重力对两小球做的功不相等
7．在下列几种运动中遵守机械守恒定律的是（　　）
A．雨点匀速下落 B．自由落体运动
C．汽车刹车时的运动 D．空中飘落的树叶
8．下列运动中物体的机械能一定守恒的是（　　）
A．斜抛运动 B．匀速圆周运动
C．匀速直线运动 D．匀变速直线运动
9．如图所示，货梯中有一水平桌面，一个粗糙的斜面放在桌面上，质量为m的物块A放在斜面上。电梯先匀速上行，后减速上行，桌面、斜面及物块与电梯始终相对静止。减速上行的高度为h，则减速上行过程中（ ）
A．物块A受到斜面的摩擦力变大
B．物块A的重力势能增加量小于mgh
C．物块A的机械能的改变等于斜面的支持力和摩擦力对其做功的代数和
D．物块A的动能的改变等于斜面的支持力和摩擦力对其做功的代数和
10．2019年9月，北斗系统正式向全球提供服务，在轨39颗卫星中包括21颗北斗三号卫星：有18颗运行于中圆轨道、1颗运行于地球同步轨道、2颗周期为24h的运行于倾斜地球同步轨道，这些卫星中（　　）
A．中圆轨道卫星周期最大
B．同步轨道卫星向心加速度最大
C．2颗倾斜地球同步轨道卫星机械能相等
D．倾斜地球同步轨道卫星相对地面不是静止的
11．中国第一个目标飞行器“天宫一号”再入大气层，落到南太平洋中部区域，绝大部分器件在再入大气层过程中由于空气阻力的作用烧蚀销毁，对航空活动以及地面造成危害的可能性极小。如图所示，a是“天宫一号”飞行器、b、c是地球同步卫星，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为，若“天宫一号”飞行器a和卫星b均逆时针方向转动，“天宫一号”飞行器a的轨道半径为r，引力常量为G，则（　　）
A．“天宫一号”飞行器a在轨运行的周期大于24小时
B．卫星c加速就一定能追上卫星b
C．从此时起再经时间a、b相距最近
D．“天宫一号”再入大气层过程机械能守恒
12．如图所示，质量分别为和的A、B两小球，分别用细线悬挂在天花板上，小球之间用轻绳相连．平衡时，两球恰好处于同一高度，细线与竖直方向间夹角分别为与，此时细线的拉力分别为和，两球的重力势能分别为和。突然剪断A、B间的轻绳，两球摆动的最大速度分别为和，则（ ）
A．一定大于
B．一定大于
C．一定大于
D．一定大于
13．如图甲所示，一木块以某一初速度冲上倾角足够长的固定斜面。若以斜面底端为位移初始点，乙图为木块在斜面上运动的动能随位移x变化关系图像。忽略空气阻力的影响，重力加速度，，。则下列判断正确的是（　　）
A．木块从底端出发再回到底端的过程中，摩擦力做功为-20J
B．木块与斜面间的动摩擦因数
C．再回到底端时，小木块重力的瞬时功率为
D．木块从底端出发到x=5m位置的过程中，机械能减少了40J
14．某研究小组在实验室内做外力作用下落体运动的研究，得到物体在竖直向下运动时的速度随下降高度变化关系，如图所示。已知，重力加速度。则（　　）
A．物体做匀变速直线运动 B．下落过程中物体的加速度不断减小
C．下落过程中物体的机械能一直减小 D．物体在和处的机械能可能相等
15．光滑的圆管轨道固定在竖直平面内，圆管连同底座总质量为M，轨道半径为R，一光滑的小球开始时位于轨道底端A点，小球的直径略小于管的直径，且远远小于轨道半径R，现给小球一初速度，小球开始在竖直面内做圆周运动，整个过程轨道与底座一直处于静止状态，B点位于轨道顶端，轨道上的C、D两点位于过圆心O的水平线上（如图所示），重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．小球过最高点时对轨道下壁有压力
B．当小球位于圆弧BD之间时，地面对底座的摩擦力向右
C．小球在轨道底端A点时，底座对地面的压力为
D．当小球位于圆弧AC之间时，地面对底座的摩擦力向右
二、填空题（共4题）
16．本学期学习了《曲线运动》、《万有引力与航天》和《机械能守恒》的部分内容，请你写出三章里出现的计算公式（写出三个即可）________、________、________ ．
17．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”）。
18．如图所示，一个半径为R、质量为M的半圆形光滑小碗，在它的边上圆弧处让一质量为m的小滑块自由滑下，碗下是一台秤，当滑块在运动时，台秤的最大读数是_______ 。
19．利用图实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题。
（1）实验操作步骤如下，请将步骤B补充完整：
A．按实验要求安装好实验装置；
B．使重物靠近打点计时器，接着先_______，后_______，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
C．图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出若干连续点A、B、与O点之间的距离、、
（2）取打下O点时重物的重力势能为零，计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能和重力势能，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示和，根据数据在图3中已绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ已求得图线Ⅰ斜率的绝对值，请计算图线Ⅱ的斜率k2=______J/m（保留三位有效数字）。重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为___________ （用和表示）。
三、综合题（共4题）
20．某人站在悬崖上将质量m=1.0kg的石块从高h=10m高处斜向上抛出去，初速度；空气阻力可忽略不计，取，试求：
（1）石块抛出之后到落地的运动过程，机械能是否守恒；
（2）抛出石块过程，力对石块做功W多大；
（3）石块落地时速度v多大。
21．质量为的物块从一光滑的斜面顶端点以初速度下滑至底端点后，颠簸了一下，接着沿水平粗糙地面匀减速滑行了位移后停止在点。已知斜面的高度为，物块与水平地面间的动摩擦因数为。试求：
(1)物块刚滑到斜面底端时（颠簸之前）的动能；
(2)物块在点由于颠簸而损失的机械能。
22．如图所示，悬崖上有一质量的石块，距离地面高度，由于长期风化作用而从悬崖上由静止落到地面。若下落时不计空气阻力且石块质量不变，以地面为零势能面，求石块：取
未下落时在悬崖上的重力势能；___
落到地面时的速度大小；___
若悬崖下有一深的水池，池水对石块阻力为其重力的倍，浮力是其重力的倍，则落到池底时速度是多大？ ___
23．如图所示，把一个质量m=0.2kg的小球从h=7.2m的高度以60°角斜向上抛出，初速度v0=5m/s，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。问：
(1)小球在运动过程中机械能是否守恒？
(2)从抛出到落地过程中重力对小球所做的功W是多少？
(3)小球落地时速度的大小v是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．C
4．D
5．C
6．B
7．B
8．A
9．C
10．D
11．C
12．C
13．A
14．C
15．B
16． mv2 =mgh
17． < 7.9 增大
18．Mg+3mg
19． 接通电源 释放纸带 2.85~2.90范围内即可
20．（1）守恒；（2）100J；（3）15m/s
21．(1)32J；(2)24J
22． 104 J 20m/s 25m/s
23．(1)守恒；(2)14.4J；(3)13m/s
答案第1页，共2页