第四章 机械能及其守恒定律 章未过关训练 （word版含答案）

第四章 机械能及其守恒定律 章未过关训练
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，一根足够长的圆管竖直固定在地面上，管内有一劲度系数为k＝10 N/m的轻质弹簧，弹簧上端连有质量可以忽略的活塞，下端连有质量为m＝0.1 kg的小球（小球直径小于管径），已知活塞与管壁间的最大静摩擦力Ff＝1.4 N，弹簧从自然长度开始伸长x的过程中平均弹力为F＝kx，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g＝10 m/s2。当弹簧处于自然长度时由静止释放小球，在小球第一次运动到最低点的过程中（　　）
A．小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动直到静止
B．弹簧的最大伸长量为0.24 m
C．当小球运动到最低点时，弹簧的弹性势能为0.098 J
D．活塞克服摩擦力做的功为0.105 J
2．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，一固定斜面的倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于0.8g（g为重力加速度大小），物块上升的最大高度为H，则此过程中（　　）
A．物块的重力势能减少了mgH
B．物块的动能损失了1.6mgH
C．物块的机械能损失了0.8mgH
D．物块克服摩擦力做功0.8mgH
3．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C和D上，质量为ma的a球置于地面上，质量为mb的b球从与C、D等高的位置（轻绳伸直）静止释放。当b球摆过的角度为90°时，a球对地面的压力刚好为零，已知重力加速度为g，下列结论正确的是（　　）
A．ma∶mb＝2∶1
B．ma∶mb＝4∶1
C．若只将b的质量变大，则当b球摆过的角度为小于90°的某值时，a球对地面的压力为零
D．若只将细杆D水平向左移动少许，则当b球摆过的角度为小于90°的某值时，a球对地面的压力刚好为零
4．（2022·广东深圳·高二期末）如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体经过一段时间后与传送带保持相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（　　）
A．电动机多做的功为
B．物体在传送带上摩擦生热为mv2
C．传送带克服摩擦力做的功为
D．电动机增加的功率为
5．（2021·安徽省凤阳县临淮中学高三阶段练习）如图，从A点由静止释放一弹性小球，一段时间后与固定斜面上B点发生碰撞，碰后小球速度大小不变，方向变为水平方向，又经过相同的时间落于地面上C点，已知地面上D点位于B点正下方，B、D间距离为h，则（　　）
A．A、B两点间距离为
B．A、B两点间距离为
C．C、D两点间距离为
D．C、D两点间距离为
6．（2022·云南·昆明市第一中学西山学校高三阶段练习）美国科学家在2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力波天文台（）探测到两个黑洞合并时产生的引力波，爱因斯坦在100年前的预测终被证实。两个黑洞在合并的过程中，某段时间内会围绕空间某一位置以相同周期做圆周运动，形成“双星”系统。设其中一个黑洞的线速度大小为，加速度大小为，周期为，两黑洞的总动能为，它们之间的距离为，不计其他天体的影响，两黑洞的质量不变。下列各图可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（2022·江苏·东台创新高级中学高一阶段练习）将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出，抛出时的速度大小为v0。小球落到地面的速度大小为2v0，若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是（　　）
A．小球克服空气阻力做的功大于mgh
B．重力对小球做的功大于mgh
C．合外力对小球做的功大于mv02
D．合外力对小球做的功等于mv02
8．（2022·河北衡水中学模拟预测）如图所示，在光滑的水平地面上有一个表面光滑的物块P，它的质量为M，一长为L的轻杆下端用光滑铰链连接于O点，O点固定于地面上，轻杆的上端连接着一个可视为质点的小球Q，它的质量为m，且M=5m，开始时，小球斜靠在物块左侧，它距地面的高度为h，物块右侧受到水平向左推力F的作用，整个装置处于静止状态.若现在撤去水平推力F，则下列说法中错误的是（　　）
A．物块先做加速运动，后做匀速运动
B．在小球和物块分离前，当轻杆与水平面的夹角为θ时，小球的速度大小
C．小球与物块分离时，小球一定只受重力作用
D．在小球落地之前，小球的机械能一直减少
9．（2022·云南·昆明市第一中学西山学校高三阶段练习）如图所示，电梯的质量为，其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为的物体。电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当电梯上升高度为时，电梯的速度达到，此时物体的速度也为，重力加速度为，则在这段运动过程中，以下说法正确的是（ ）
A．轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于
B．钢索的拉力所做的功等于
C．轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于
D．钢索的拉力所做的功等于
二、多选题
10．（2022·安徽·模拟预测）如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2，两杆分离不接触，且两杆间的距离忽略不计，两个小球a、b（视为质点）质量均为m，a球套在竖直杆L1上，b球套在水平杆L2上，a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接，将a球从图示位置由静止释放（轻杆与L2杆夹角为45°），不计一切摩擦，已知重力加速度为g，在此后的运动过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．a球和b球所组成的系统机械能守恒
B．b球的速度为零时，a球的加速度大小一定等于g
C．b球的最大速度为
D．a球的最大速度大于
11．（2022·全国·模拟预测）如图所示，物块1和2的质量均为m，1和2之间用竖直轻质弹簧连接，物块2上端连接竖直轻绳，轻绳的另一端通过轻质定滑轮与放在光滑固定斜面上的物块3相连，斜面倾角θ=30°。开始时，固定物块3，使轻绳刚好伸直（无弹力）。现释放物块3，物块3向下运动到最低位置时，物块1刚要离地，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．物块3的质量为2m
B．释放物块3的瞬间，轻绳的拉力为0
C．弹簧恢复原长时，物块3的速度最大
D．物块3向下运动到最低位置时，轻绳的拉力大小为
三、填空题
12．（2021·福建·松溪第二中学高三期中）一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其v－t图象如图所示。已知汽车的质量为m＝1×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，取g＝10 m/s2，则汽车速度为25 m/s时的加速度为______m/s2，汽车的最大速度为______m/s。
13．（2022·福建·厦门大学附属科技中学高一阶段练习）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___________。
14．（2021·上海市洋泾中学高三期中）某种型号的轿车，其部分配置参数如表所示，该轿车行驶过程中所受摩擦阻力大小始终不变。若轿车在水平直线路面上以最高车速匀速行驶时，发动机功率是额定功率，此时牵引力为__________N，在某次官方测试中，一位质量m=60kg的驾驶员驾驶该轿车，在水平直线路面上以额定功率行驶时，车速为108km/h，则此时该车的加速度为__________m/s2。
长*宽*高（mm） 4805×1820×1476
净重（kg） 1540
车身结构 4门5座三厢车
变速箱 七档双离合
发动机排量（mL） 1984
水平直线路面最高车速（km/h） 216
额定功率（kW） 120
四、解答题
15．（2022·福建·厦门市松柏中学高一阶段练习）如图所示，轨道AB部分为光滑的圆弧，半径为R=0.2m，A点与圆心等高。BC部分水平但不光滑，C端固定一轻质弹簧，OC为弹簧的原长。一个可视为质点、质量为m=1kg的物块从A点由静止释放，经弹簧反弹后停在D点（不再滑上轨道AB段）。已知物块与BC之间的动摩擦因数为，BD和DO间距离均为s=0.5m，g=10m/s2，试求：
（1）物块运动到B点的速度vB；
（2）整个过程中弹簧的最大压缩量x1；
（3）已知轻质弹簧劲度系数为k=24N/m，物块向左运动过程中最大的速度为m/s，求此时弹簧的弹性势能Ep。
16．（2021·湖南·常德市第二中学高一期中）如图所示，竖直平面内半径为R的光滑半圆形轨道，与水平轨道AB相连接，AB的长度为s。一质量为m的小球，在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动，小球与水平轨道间的动摩擦因数为μ，到B点时撤去力F，小球沿圆轨道运动到最高点时对轨道的压力为2mg，重力加速度为g。求：
（1）小球在C点的速度大小；
（2）恒力F的大小；
（3）小球由C点抛出，则落地时重力的瞬时功率为多大。
17．（2021·湖南·高二学业考试）如图，某游乐场水上滑梯的轨道表面光滑，轨道最高点A距水面的高度H=6m，最低点B距水面的高度h=1m。一个质量m=20kg的小孩（可视为质点）从A点由静止开始沿轨道下滑，经水面的C点落入水中。不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，以水面为参考平面。求：
（1）小孩在A点时的重力势能EpA；
（2）小孩从B点运动到C点的过程中，重力做的功WG；
（3）小孩滑到B点时的速度大小vB 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．B
3．C
4．D
5．B
6．B
7．C
8．D
9．C
10．ACD
11．ACD
12．
13．
14．
15．（1）2m/s；（2）0.25m；（3）J
16．（1）；（2）μmg+；（3）2mg
17．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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