4.5 机械能守恒定律 同步训练（Word版含答案）

课时4.5 机械能守恒定律 同步训练册
一、单选题
1．（2021·贵州·开阳县第三中学高二阶段练习）一质量为m的雨滴在空中下落时受到阻力f的作用。下列说法正确的是（　　）
A．只有f=mg时，该雨滴的机械能才守恒
B．只有fC．无论f与mg大小关系如何，该雨滴机械能都守恒
D．无论f与mg大小关系如何，该雨滴机械能都不守恒
2．（2021·江西·上高二中高二阶段练习）如图所示,固定成直角的两个轻质硬杆POQ,OP粗糙水平,OQ竖直光滑,小球甲和乙的质量均为m=1 kg,分别串在OP和OQ上,甲、乙两球间的细线长度L=1.3 m,甲到O的距离s=0.5 m,甲与OP间的动摩擦因数μ=0.5．重力加速度g=10 m/s2．给甲球一个水平向右的作用力F,使甲球从静止开始缓缓向右运动,在甲球向右移动距离x=0．7 m过程中,力F做的功为（　　）
A．3.5 J B．7J C．10.5 J D．14 J
3．（2021·河南宋基信阳实验中学高三阶段练习）与嫦娥1号、2号月球探测器不同，嫦娥3号是一次性进入距月球表面100km高的圆轨道Ⅰ（不计地球对探测器的影响），运行一段时间后再次变轨，从100km的环月圆轨道Ⅰ，降低到距月球15km的近月点B、距月球100km的远月点A的椭圆轨道Ⅱ，如图，为下一步月面软着陆做准备。关于嫦娥3号探测器下列说法正确的是（　　）
A．探测器在轨道Ⅱ经过A点的速度大于经过B点的速度
B．探测器沿轨道Ⅰ运动时的机械能小于轨道Ⅱ运动时的机械能
C．探测器从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，在A点应加速
D．探测器在轨道Ⅱ经过A点时的加速度等于在轨道Ⅰ经过A点时的加速度
4．（2021·广东·佛山一中高三阶段练习）乒乓球赛是我国的体育传统项目．如图，一位同学把乒乓球从高以水平速度在台边上方发球，只见球经时间落在近网处，弹起后又以水平速度刚好过网，再经时间t2落在处（未画出），已知网高，不计空气阻力，则（ ）
A． B．
C．与以网为对称点 D．球从发出至的过程机械能守恒
二、多选题
5．（2022·广东汕尾·高三期末）一质量为的物块在长的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，经过到达斜面底端，其重力势能随下滑距离s的变化如图所示，重力加速度取。则（　　）
A．物块下滑时加速度的大小为 B．由题给条件不能求出物块与斜面间的动摩擦因数
C．物块下滑过程中机械能守恒 D．物块下滑过程中机械能不守恒
6．（2022·云南·昆明市第一中学西山学校高三阶段练习）如图所示，弹簧竖直固定在地面上，在其正上方某高度静止释放一小球，忽略空气阻力的影响，小球下落过程中的机械能E、动能Ek随下落高度h变化的关系图象可能正确是（　　）
A． B．
C． D．
7．（2021·辽宁丹东·高三阶段练习）如图所示A、B、C三个质量均为1kg的小物块（视为质点），用轻绳（足够长）通过轻小滑轮（不考虑半径）对称连接，两个滑轮的水平距离为0.6m。在外力作用下将C物块拉到如图所示位置，此时轻绳与竖直方向夹角。然后撤去外力，不计一切阻力，整个装置处于竖直平面内，重力加速度为g。（ ）
A．三个物块运动的过程中整体机械能不守恒
B．上升过程中C的最大动能为
C．当C的速度最大时A物体的速度大小恰好等于C物体的速度大小
D．由静止释放到C物块速度最大的过程中拉力对A物块所做的功为
8．（2021·湖北武汉·高三阶段练习）如图所示，某人将一质量为m的石块从高度为h处以倾角斜向上方抛出，初速度大小为，不计空气阻力，石块落地时速度的大小与下列哪些量有关（　　）
A．石块的质量m B．石块的初速度
C．石块抛出时的高度h D．石块初速度的倾角
9．（2021·湖南·高三阶段练习）如图所示，固定在水平地面上的足够长的光滑斜面的倾角为θ=30°，轻质弹簧的劲度系数为k，下端固定在斜面底端，上端与质量为m的物块A相连，物块A与质量也为m的物块B用跨过光滑轻质定滑轮的细线相连，滑轮左侧细线与斜面平行，先用手托住物块B，使细线刚好拉直但无弹力然后由静止释放物快B，在物块A向上运动的整个过程中，物块B未碰到地面，弹簧始终在弹性限度内，已知弹簧的弹性势能为，式中x为弹簧的形变量，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．释放物块B的瞬间，细线上的弹力为
B．物块A上升过程中速度的最大值为
C．物块A从释放到达到最大速度的过程中细线对物块A做的功为
D．物块B释放后能下降的最大距离为
10．（2021·福建·沙县第一中学高三阶段练习）如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，做出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是（　　）
A．当x=h+x0，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小
B．小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，动能与弹簧弹性势能之和先减小后增大
C．弹簧的压缩量为2x0时的弹性势能为mg(h+2x0)
D．小球动能的最大值为
11．（2021·重庆·高三阶段练习）第14届全运会于2021年9月27日在西安奥体中心圆满闭幕。如图所示为女子蹦床冠军获得者林倩麒参加蹦床比赛时，某次从最低点由静止竖直向上运动的全过程中，其动能与上升高度的关系图（运动员可视为质点），其中Oabc段为曲线，cd段为直线且与曲线相切于c点，abc部分关于h=h2对称。若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．运动员从开始上升到h1的过程中，做加速运动，处于超重状态
B．运动员从开始上升到h3的过程中，所受合力先增加后减小
C．运动员在上升高度为h2时离开蹦床
D．运动员从h3到h4的上升过程中，机械能守恒
三、填空题
12．（2021·黑龙江·密山市第四中学高一期末）物体从离地45m的高处作自由落体运动（g取10米/秒2）。它的动能和重力势能相等时，物体离地的高度是___________m；当它的动能为重力势能的2倍时，物体的速度大小为___________m/s。
13．（2021·上海市民办行知高级中学高三期中）置于地面上的箱子，在竖直向上的力F作用下由静止开始运动，运动过程中箱子的机械能E与其位移h关系图像如图所示，其中O-A为直线，A-B为曲线，B-C为平行于h的直线，不计空气阻力，从A到B过程中拉力F的大小如何变化______，整个过程箱子的动能大小变化情况是______。
14．（2021·上海市复兴高级中学高三期中）如图所示，一个半径为R的半球形碗固定在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口均光滑。一根足够长的轻质细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为2m和m的小球A和B。现将A球从碗口P点静止释放，A球沿碗内壁滑至碗底，此过程中B球的重力势能增加了__________。A球静止释放后，沿碗壁运动的最大位移是____________。
四、解答题
15．（2021·河南·高三阶段练习）2021年5月15日“天问一号”携带祝融号着陆器成功着陆火星。着陆器着陆分为气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障与缓速下降四个阶段，历时“惊魂九分钟”。祝融号进入火星大气层，距地面的高度约为120km时，速率约为1000m/s，展开配平翼靠大气摩擦减速，距地面高度11km，打开超音速伞，距地面高度1.5km时速率降至100m/s，此时完成气动减速和伞系减速，着陆器同背罩分离的同时发动机点火，进行动力减速，使着陆器在高度为100m时，速度为0，达到悬停的目的，着陆器下方的对地相机同时拍摄下方图像，自主分析并选择相对平整适宜着陆的点。着陆器调整姿态，前往着陆点，并开始下降。假设动力减速过程着陆器做匀减速直线运动，已知着陆器质量为，在着陆器下落过程中，重力加速度可视为常量。（计算结果均保留2位有效数字）
(1)若动力减速阶段忽略空气阻力，求动力减速阶段发动机给着陆器提供的推力与悬停时发动机给着陆器提供的推力之比；
(2)求进入大气层至开启动力减速前着陆器机械能损失。
16．（2021·北京·高三专题练习）自然界真是奇妙，微观世界的规律竟然与宏观运动规律存在相似之处。在长期的科学探索实践中，人类已经建立起各种形式的能量概念以及度量方法，其中一种能量是势能，势能是有由于物体间存在相互作用而具有的、由物体间相对位置决定的能。如重力势能，弹性势能，分子势能和电势能等。可以认为蹦极运动中的弹性绳的弹力的变化规律和弹簧相同，k为其劲度系数，l0为弹性绳的原长。
a.游客相对蹦极平台的位移为x，弹性绳对游客的弹力为F，取竖直向下为正方向，请在图中画出F随x变化的示意图，并借助F﹣x图象推导当游客位移为x（x>l0）时，弹性绳弹性势能Ep的表达式；
b.已知l0=10m，k=100N/m，蹦极平台与地面间的距离D=55m。取重力加速度g=10m/s2。计算总质量M=160kg的游客使用该蹦极设施时距离地面的最小距离。
17．（2020·山东宁阳县一中高三期中）某课外活动小组设计了如图所示的轨道，由半径为的半圆弧和半径为的四分之一圆弧两部分组成，半圆弧的圆心为，将其固定在竖直平面内，两部分在最低点B平滑连接。一质量为的小球（可视为质点）从点正上方某高度处由静止释放，经点沿圆弧轨道运动，小球经过点时对轨道的压力大小为。已知轨道光滑，重力加速度大小为，不计空气阻力。
(1)求小球的释放点与点的高度差；
(2)求小球离开点后，落到弧上时的动能；
(3)改变释放点的高度，使小球在轨道的之间某处点脱离轨道，恰好能经过，求小球从到运动的时间。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．D
2．D
3．D
4．C
5．AD
6．AD
7．BD
8．BC
9．ABD
10．AD
11．AD
12．
13． 拉力逐渐减小 先增大，后减小
14．
15．(1)1.9；(2)2.3×108J
16．(a) ， k（x﹣l0）2；(b)5m
17．(1)；(2)；(3)
答案第1页，共2页
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