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）
1．2020年11月28日20时58分，“嫦娥五号”探测器经过约112小时奔月飞行，在距月面约400公里处成功实施3000牛发动机点火，约17分钟后，发动机正常关机。根据实时遥测数据监视判断，“嫦娥五号”探测器近月制动正常，如图所示，由M点顺利进入环月椭圆轨道Ⅱ，绕月三圈后进行第二次近月变轨，进入环月圆轨道Ⅰ，下列关于“嫦娥五号”说法正确的是（　　）
A．在轨道Ⅰ上的速度小于月球的第一宇宙速度
B．在轨道Ⅱ的运行周期小于在轨道Ⅰ的运行周期
C．在轨道Ⅰ上F点的机械能大于轨道Ⅱ上N点的机械能
D．在轨道Ⅱ上M点的加速度小于轨道Ⅰ上F点的加速度
2．在下列所述实例中，可确定机械能守恒的是（　　）
A．木箱沿光滑斜面下滑的过程
B．电梯减速上升的过程
C．雨滴在空中匀速下落的过程
D．乘客随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程
3．一位同学在实验室的地面上用一个质量为1kg的小车以一定的速度挤压弹簧，当小车的动能为20J时，弹簧的弹性势能恰好是10J，如果以距地面3m高的天花板为零势面，则此时小车、弹簧和地球构成的系统总机械能是（　　）（g=10m/s2）
A．30J B．0J C．60J D．-30J
4．在下列所述实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的是（　　）
A．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程 B．抛出的铅球在空中运动的过程
C．汽车在关闭发动机后自由滑行的过程 D．电梯加速上升的过程
5．“竹蜻蜓”是民间的儿童玩具，如图所示，双手用力搓柄可使“竹蜻蜓”向上升，某次试验，“竹蜻蜓”离手后沿直线上升到最高点，在该过程中（　　）
A．空气对“竹蜻蜓”的作用力大于“竹蜻蜓”对空气的作用力
B．“竹蜻蜓”的动能一直增加
C．“竹蜻蜓”的重力势能一直增加
D．“竹蜻蜓”的机械能守恒
6．下列运动过程机械能守恒的是（ ）
A．忽略空气阻力，抛出的篮球在空中的运动
B．子弹射穿木块的运动
C．货物被吊车匀速吊起的运动
D．降落伞在空中匀速下降的运动
7．在下列物理过程中，机械能守恒的有（ ）
A．把一个物体竖直向上匀速提升的过程
B．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程
C．汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程
D．以0.8g的加速度竖直向上做匀减速运动的物体
8．下列所述的运动过程均不计空气阻力，其中所述研究对象机械能守恒的是（　　）
A．射穿木块的过程的子弹
B．被水平抛出后在空中运动的小石块
C．沿斜面匀速下滑的木箱
D．从固定在地面的弹簧正上方落下，且在压缩弹簧过程中的物块
9．下列物体在运动过程中，机械能保持不变的是（　　）
A．做自由落体运动的小球
B．匀速下落的雨滴
C．加速上升的升降机
D．正在着陆的飞机
10．一物体仅受重力和竖直向上的拉力作用，沿竖直方向向上做减速运动．此过程中物体速度的平方和上升高度的关系如图所示．若取h=0处为重力势能等于零的参考平面，则此过程中物体的机械能随高度变化的图象可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．下列关于机械能守恒的叙述，正确的是（　　）
A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B．做变速直线运动的物体的机械能不可能守恒
C．做匀变速曲线运动的物体的机械能也可能守恒
D．合外力为零时，机械能一定守恒
12．在下列所述实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的是（ ）
A．木块匀速下落的过程
B．电梯加速上升的过程
C．抛出的铅球在空中运动的过程
D．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
13．做匀速圆周运动的物体，保持不变的量是（　　）
A．加速度 B．合外力 C．动能 D．机械能
14．2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8102km、远火点距离火星表面5.9105km，则下列说法错误的是（　　）
A．“天问一号”在近火点的加速度比远火点的大
B．“天问一号”在近火点的运行速度比远火点的大
C．“天问一号”在近火点的机械能比远火点的大
D．“天问一号”在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动
15．如图甲所示为宋元襄阳之战中使用的“襄阳炮”，其实质就是一种大型抛石机。现将其工作原理简化为图乙所示，横杆的质量不计，将一质量m=5kg，可视为质点的石块，装在横杆长臂与转轴O点相距L1=10m的末端口袋中，在距转轴L2=1m的短臂右端固定一重物M=300kg， 发射之前先利用外力使石块静止在地面上的A点，静止时长臂与水平面的夹角α=37°，解除外力后石块被发射，当长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块被水平抛出，落在水平地面上，石块落地位置与O点的水平距离m，空气阻力不计，g取10m/s2。则（　　）
A．石块水平抛出时的初速度为30m/s
B．石块水平抛出时的初速度为40m/s
C．从A点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2250J
D．从A点到最高点的过程中，“襄阳炮”损失的机械能为400J
二、填空题（共4题）
16．向上抛出去一个物体，在物体上升过程中，它的_______能在减小，_______能在增加，当物体在最高点时，_______能有最大值，_______能有最小值，当物体开始下降后，_______转化为_______．
17．如图所示，一细圆管弯成的四分之一的开口圆环，环的半径为R，环面处于竖直平面内，一小球在开口A处的正上方一定高度处由静止开始释放，然后进入内壁光滑的管内，小球离开圆轨道后又恰好能再次进入圆管开口A，则小球释放处离A的距离为________．
18．质量为的物体从距地面的高处自由下落，以地面为零势能面，则初始时的机械能为______；下落末时机械能为______；在时机械能又为______；下落______时，该物体的动能和重力势能相等。
19．在“探究弹簧形变与弹力的关系”的实验中，某同学先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺刻度，然后将不同数量的相同的钩码依次悬挂在竖直弹簧下端，并记录好相应读数。
(1)某次测量如图所示，刻度尺竖直放置，零刻度线在上面，则指针所指刻度尺读数为_______ cm。
(2)该同学在实验过程中，发现挂前3个钩码时，钩码重力与对应的弹簧伸长量基本成正比关系，但当挂上第4个钩码时，弹簧突然向下伸长很多，和前3组数据对比，明显不再成正比关系，产生这种情况的原因是_________。
(3)更换新的同种弹簧后进一步探究，在挂上第3个钩码后，在弹簧伸长过程中钩码的机械能将______，弹三、综合题（共4题）
20．如图所示,倾角为θ的斜面上PP′、QQ′之间粗糙，且长为3L，其余部分都光滑．形状相同、质量分布均匀的三块薄木板A、B、 C沿斜面排列在一起，但不粘接．每块薄木板长均为L，质量均为m，与斜面PP′、QQ′间的动摩擦因数均为3tanθ．将它们从PP′上方某处由静止释放，三块薄木板均能通过QQ′．重力加速度为g．求：
(1)薄木板A下端运动到在QQ′之前速度最大的位置；
(2)薄木板B上端到达PP′时受到木板C弹力的大小；
(3)试分析释放A、B、C时，薄木板A下端离PP′距离满足什么条件，才能使三块薄木板均能通过QQ′．
21．如图甲所示是游乐场中过山车的实物图片，可将过山车的一部分运动简化为图乙的模型图，模型图中半径为R的光滑圆形轨道固定在倾角为的斜轨道面上，并与斜轨道圆滑相接于B点，圆形轨道的最高点C与A点平齐。现使小车（可视为质点）以一定的初速度从A点开始沿斜面向下运动，已知小车的质量为m，斜轨道面与小车间的动摩擦因素为，不计空气阻力，小车恰好能通过圆形轨道的最高点C处，求：
(1)小车在C点的速度大小？
(2)小车在圆形轨道的最低点D时对轨道的压力大小？
(3)小车在A点的初速度大小？
22．如图所示倾角的粗糙直导轨与半径的光滑圆部分导轨相切，切点为B，O为圆心，CE为竖直直径，整个轨道处在竖直平面内．一质量的小滑块从直导轨上的D点无初速度下滑，小滑块滑上圆环导轨后恰好能从圆环导轨的最高点C水平飞出．已知滑块与直导轨间的动摩擦因数，重力加速度，不计空气阻力．求：
滑块在圆导轨最低点E时受到的支持力大小；
滑块从D到B的运动过程中损失的机械能．计算结果可保留根式
23．如图，一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点，下端系一质量m＝1.0kg的小球．现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的C点．地面上的D点与OB在同一竖直线上，已知绳长L＝1.0m，B点离地高度H＝1.0m，A、B两点的高度差h＝0.5m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力影响，求：
(1)小球到达B点时的速度大小vB
(2)地面上DC两点间的距离s；
(3)轻绳所受的最大拉力大小．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．A
3．B
4．B
5．C
6．A
7．B
8．B
9．A
10．B
11．C
12．C
13．C
14．C
15．A
16． 动 重力势 重力势 动 重力势能 动能
17．
18． 800J 800J 800J 20m
19． 14.16（14.13～14.17均可） 钩码对弹簧的拉力超过了弹簧的弹性限度，不再满足胡克定律 减少 增加
20．(1)L (2)2mgsinθ (3)
21．(1)；(2)；(3)
22．(1) (2)
23．（1）m/s（2）；(3)20N
答案第1页，共2页