4.7生产和生活中的机械能守恒同步练习（word版含答案）

4.7生产和生活中的机械能守恒同步练习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．跳伞运动非常惊险，被世人誉为“勇敢者的运动”。假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为，则在运动员下落了h高度的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．运动员的重力势能减少了
B．运动员的动能增加了
C．运动员克服阻力所做的功为
D．运动员克服重力做了mgh的功
2．质量为m的物体静止在水平地面上，起重机将其竖直吊起，上升高度为h时，物体的速度为v0此过程中（ ）
A．重力对物体做功为
B．起重机对物体做功为mgh
C．合外力对物体做功为
D．合外力对物体做功为
3．如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以初速度v在水平面上向右运动，与一静止在墙角的橡皮泥快B相碰撞，碰后物体A静止．已知物体A运动时受到水平面的阻力大小恒为f，物体A在整个过程中运动的位移为x，则下列说法正确的是（ ）
A．水平面对物体A做的功为fx
B．物体A克服水平面阻力做的功为
C．物体A克服橡皮泥块B的阻力做的功为
D．整个过程中系统机械能的损失为
4．如图所示，水平地面上有一个大坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，AB为沿水平方向的直径．若在A点以初速度沿AB方向水平抛出小球P，同时在C点以初速度沿BA方向水平抛出另一相同质量的小球Q，小球P、Q分别 击中坑壁上的C点和最低点D点．已知，不计空气阻力，则对于两小球击中坑壁前的运动，下列说法正确的是（ ）
A．小球P在空中的飞行时间大于小球Q在空中的飞行时间
B．两小球在击中坑壁前瞬间的动能相等
C．小球P的重力做功大于小球Q的重力做功
D．两小球初速度之比
5．“蹦极”是一项深受年轻人喜爱的娱乐项目，一质量为m的人从一定高度静止下落，如图为该人的动能Ek与其距离水面高度x变化图线的一部分，其中x1~x2段为直线，其余部分均为曲线，x3处图线的切线水平，重力加速度用g表示，不计弹性绳的质量、忽略一切阻力。则下列说法正确的是（　　）
A．图线x1~x2段的斜率绝对值等于g
B．人位于x3处时弹性绳的长度等于原长
C．人位于x2与x4处弹性绳的弹性势能相等
D．人位于x5处时，弹性绳的弹性势能为mg(x1-x5)
6．如图所示，质量分别为和的A、B两物体用不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮相连，开始两物体处于同一高度，绳处于绷紧状态，轻绳足够长，不计一切摩擦，现将两物体由静止释放，在A落地之前的运动中，下列说法中正确的是（ ）
A．B物体的加速度为
B．B物体的机械能减小
C．下落时，B所受拉力的瞬时功率为
D．下落时，A的机械能减少了
7．如图所示，左侧为一个固定在水平桌面上的半径为R的半球形碗，碗口直径AB水平，O点为球心，碗的内表面及碗口光滑．右侧是一个足够长的固定光滑斜面．一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及斜面顶端的光滑定滑轮，细绳两端分别系有可视为质点的小球m1和物块m2，且m1＞m2．开始时m1恰在A点，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接m1、m2的细绳与斜面平行且恰好伸直．当m1由静止释放运动到圆心O的正下方C点时细绳突然断开，不计细绳断开瞬间的能量损失．则下列说法中正确的是（ ）
A．在m1从A点运动到C点的过程中，m1的机械能一直减少
B．当m1运动到C点时，m1的速率是m2速率的2倍
C．细绳断开后，m1能沿碗面上升到B点
D．m1最终将会停在C点
8．宇航员在月球表面完成下面实验：在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部的最低点，静止一质量为m的小球（可视为质点），如图所示，当给小球水平初速度υ0时，刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动．已知圆弧轨道半径为r，月球的半径为R，万有引力常量为G．若在月球表面上发射一颗环月卫星，所需最小发射速度为（ ）
A． B． C． D．
9．半径为R的光滑半球形碗，在碗口等间距地放着4颗小球，将它们同时静止释放，记录它们的速度和位置，则下列说法不正确的是（ ）
A．任意时刻它们一定处于同等高度 B．任意高度它们的动能一定相同
C．它们速度最大的地方一定在碗底 D．它们速度达到的时刻相同
10．据报道：“新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离人员手中。假设无人机在离地面高度为处悬停后将药品自由释放，药品匀加速竖直下落了后落地，若药品质量为，重力加速度，则药品从释放到刚接触地面的过程中（　　）
A．做自由落体运动 B．机械能守恒 C．动能增加了 D．机械能减少了
11．关于做功与能变化的关系，下列说法正确的是
A．物体上升时，重力做正功，重力势能增加
B．有力对物体做正功，物体的动能一定增加
C．物体动能不变，则物体所受合外力为零
D．当弹簧被拉长时，弹簧弹力做负功，弹性势能增加
12．如图所示，一质量为m的小物块自粗糙斜面底端，以一定的初动能Ek沿斜面向上做匀减速运动，上升到最大高度H后又沿斜面下滑，则物块下滑到斜面底端时的动能等于（　　）
A．2mgH-Ek B．Ek-2mgH
C．2Ek-mgH D．2mgH-2Ek
13．如图，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，倾角为θ=30°的斜面体置于水平地面上，A的质量为m，B的质量为4m。开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将A由静止开始释放，在其下摆过程中（未与斜面碰撞），斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是（ ）
A．物块B受到的摩擦力先减小后增大
B．地面对斜面体的摩擦力方向先向右后向左
C．地面对斜面体的支持力先减小后增大
D．小球A的机械能守恒，A、B系统的机械能不守恒
14．如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为m的物体A，处于静止状态．若将一个质量为2m的物体B竖直向下轻放在A上，则 （重力加速度为g） （ ）
A．放在A上的一瞬间B对A的压力大小为
B．AB一起向下运动过程中AB间的压力一先增大后减小
C．AB向上运动到某一位置时将分离
D．运动过程中AB物体机械能守恒
15．如图所示，在悬崖边以初速度v0、仰角抛出质量为m的小石子（可视为质点），小石子落到比悬崖边低h的海平面上不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　）
A．小石子在空中运动时机械能不断增大
B．小石子落到海平面时的速度大小与其质量m有关
C．不同的仰角（其他条件相同），小石子的水平射程可能相同
D．以抛出点为参考点（0势能面），小石子在海平面处的机械能为
二、填空题（共4题）
16．质量m=2kg的物体从距地面45m的高处自由下落，在t=2s的时间内重力所做的功为_____，在这段时间内重力做功的平均功率为_____，在2s末重力做功的瞬时功率为_____，在这个过程中物体的机械能_____ 。（填不变、变大、或变小）（g=10m/s2）
17．如图所示．光滑弧形轨道末端水平、离地面的高度为H，将钢球从轨道上高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．当s2与h满足s2=_______（用H、h表示）时，便可证明小球下滑运动中机械能守恒．

18．如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为M的小车，小车跟绳一端相连，绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m的砖码，则当砝码着地的瞬间（小车未离开桌子）小车的速度大小为______在这过程中，绳的拉力对小车所做的功为________。
19．如图所示，将轻弹簧放在光滑的水平轨道上，一端与轨道的A端固定在一起，另一端正好在轨道的B端处，轨道固定在水平桌面的边缘上，桌边悬一重锤．利用该装置可以找出弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间的关系．
（1）为完成实验，还需下列哪些器材？答：________________．
A．秒表
B．刻度尺
C．白纸
D．复写纸
E．小球
F．游标卡尺
（2）如果在实验中，得到弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表，则得到的实验结论是_______________________________________________．
实验次序 1 2 3 4
x/cm 2.00 3.00 4.00 5.00
s/cm 10.20 15.14 20.10 25.30
三、综合题（共4题）
20．如图，一个小球沿光滑固定轨道从A点由静止开始滑下。已知轨道的末端水平，距水平地面的高度h=3.2m，小球落地点距轨道末端的水平距离x = 4.8m。 取g =10 m/s2，求：
(1)小球离开轨道时的速度大小；
(2) A点离地面的高度H。
21．如图所示，质量为25kg的小孩在小区游乐场荡秋千。小孩可以看作质点，小孩坐在秋千板上静止时，离系绳子的横梁2.5m。现把小孩和秋千板拉到最高点，最高点与最低点的高度差是1.25m，静止释放后任其自由摆动。不计空气阻力、绳与横梁间的摩擦力以及绳子与座板的质量，取g=10m/s2。求：
(1)当秋千摆到最低点时，小孩的速度v；
(2)当秋千摆到最低点时，小孩对秋千的压力F；
(3)若家长在中途拉了一下小孩，小孩到达最低点的速度大小为4m/s，求家长对小孩做的功W。
22．如图所示，摆锤A质量为，拴在长的轻绳一端，另一端固定在点，在A右边缘上放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向成，由静止开始释放摆锤，在摆动过程中，小铁块与A相对静止，当其到达最低位置时，A受到竖直挡板阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤刚好从挡板顶端飞过，若不考虑空气阻力，已知挡板的高度，求：
(1)摆锤摆动过程中，绳子受到的拉力最大值；
(2)铁片飞离摆锤后的落地速度。
23．如图甲所示，在高h =0.8m的平台上放置一质量为Ｍ =1kg的小木块（视为质点），小木块距平台右边缘d =2m。现给小木块一水平向右的初速度v0，其在平台上运动的v2-x关系如图乙所示。小木块最终从平台边缘滑出落在距平台右侧水平距离s =0.8m的地面上，g取10m/s2，求：
(1)小木块滑出时的速度v；
(2)小木块在水平面滑动的时间t；
(3)小木块在滑动过程中产生的热量Q。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．C
4．D
5．D
6．D
7．A
8．A
9．B
10．D
11．D
12．A
13．A
14．A
15．C
16． 400J 200W 400W 不变
17．4Hh
18．
19．(1)BCDE (2)弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正比
20．(1) 6m/s；(2) 5m
21．(1)5m/s；(2)500N；(3)-112.5J
22．(1)44N；(2)4m/s，
23．(1)2m/s ； (2)； (3)6J
答案第1页，共2页