第四章 机械能及其守恒定律 单元滚动训练卷（Word版含答案）

第四章 机械能及其守恒定律 单元滚动训练卷
一、单选题
1．（2022·河南·郑州市上街实验高级中学高一期末）一辆质量为m、速度为v的汽车关闭发动机后在水平地面上滑行，滑行时受到阻力的大小为F，则汽车滑行的最大距离为（　　）
A． B． C． D．
2．（2022·河北·高三专题练习）如图所示为某品牌的电动车，质量为60kg，电动车行驶时所受阻力大小为车和人总重力的0.05倍。一质量为40kg的人骑着该电动车在水平地面上由静止开始以额定功率行驶，5s内行驶了15m，速度达到5m/s。已知重力加速度为。该电动车以额定功率行驶能达到的最大速度为（　　）
A．5m/s B．7m/s C．8m/s D．9m/s
3．（2022·福建·泉州市教科所模拟预测）如图，工人在斜坡上用一绳跨过肩膀把货物从A点缓慢拉到B点，轻绳与斜坡的夹角恒为θ。若工人采用身体前倾的姿势使θ变小且保持恒定，仍把货物从A点缓慢拉到B点，则用身体前倾的姿势拉货物（　　）
A．一定更省力，对货物做的功也一定更少
B．一定更省力，但对货物做的功一定更多
C．不一定更省力，但对货物做的功一定更多
D．不一定更省力，但对货物做的功一定更少
4．（2022·河北·高三学业考试）某市大型商场中欲建一个儿童滑梯，设计的侧视图如图所示，分为AB、BC、CD三段，其中AB、CD段的高度相同，均为，与水平方向的夹角分别为53°和37°，BC段水平，三段滑梯表面粗糙程度相同，设儿童下滑时与滑梯表面之间的动摩擦因数为，AB与BC、BC与CD平滑连接。为保证安全，要求儿童在下滑过程中最大速度不超过，，，重力加速度，下列选项中符合BC段长度要求的是（　　）
A．2.0m B．4.0m C．4.9m D．5.2m
5．（2022·河北·邯郸一中高二学业考试）山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一滑雪坡由AB和BC组成，AB为斜坡，BC是光滑的圆弧，如图所示，竖直台阶CD高度差为。运动员连同滑雪装备的总质量为80kg，从A点由静止滑下，以的水平速度通过C点后飞落到水平地面DE上，不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，取。以水平地面为参考平面，运动员在C处的机械能E为（　　）
A．4500J B．3500J C．13000J D．3000J
6．（2022·江苏·模拟预测）一匹马拉着雪橇沿冰雪覆盖的某一段近圆弧山路匀速率移动。设圆弧路面的半径为R，由于山路较长，马对雪橇的拉力可视为总是平行于路面，雪橇的质量为m，雪橇与路面间的动摩擦因数为。马将雪橇由底端拉上30°圆弧的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．马对雪橇的拉力一直增大
B．路面对雪橇的支持力一直增大
C．路面对雪橇的作用力保持不变
D．马对雪橇做的功为
7．（2022·河北·邯郸一中高二学业考试）如图所示，在水平地面上方固定一水平平台，平台上表面距地面的高度H=2.2m，倾角= 37°的斜面体固定在平台上，斜面底端B与平台平滑连接。将一内壁光滑血管弯成半径R=0.80m的半圆，固定在平台右端并和平台上表面相切于C点，C、D为细管两端点且在同一竖直线上。一轻质弹簧上端固定在斜面顶端，一质量m=1.0kg的小物块在外力作用下缓慢压缩弹簧下端至A点，此时弹簧的弹性势能Ep=2.8J，AB长L=2.0m。现撤去外力，小物块从A点由静止释放，脱离弹簧后的小物块继续沿斜面下滑，经光滑平台BC，从C 点进入细管，由D点水平飞出。已知小物块与斜面间动摩擦因数μ=0.80，小物块可视为质点，不计空气阻力及细管内径大小，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
求小物块到达C点时的速度大小（　　）
A．1.2m/s B．1.75s C．2m/s D．2.5m/s
二、多选题
8．（2022·全国·高三专题练习）在某一粗糙的水平面上，一质量为2 kg的物体在水平恒定拉力的作用下做匀速直线运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图像。已知重力加速度g＝10 m/s2。根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有（　　）
A．物体与水平面间的动摩擦因数
B．合外力对物体所做的功
C．物体做匀速运动时的速度
D．物体运动的时间
9．（2022·云南·模拟预测）送餐服务是机器人应用的一个领域，只要设置好路线，将餐盒放在水平托盘上，它就能把餐盒送到指定位置。若配餐点和目标位置在同一直线通道上，机器人从静止开始启动，经40s恰好把餐盒送到目标位置，其运动过程中速度v随时间t变化的图像如图所示，已知餐盒的总质量2.5kg，餐盒与水平托盘始终无相对滑动，取重力加速度g=10m/s2，则（　　）
A．机器人加速运动的加速度大小为0.2m/s2
B．机器人加速过程中托盘对餐盒所做的功为1.25J
C．机器人减速过程中托盘对餐盒作用力的大小为0.25N
D．配餐点和目标位置距离为30m
10．（2017·云南·富源县教育体育局教研室高二期末）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一个质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处时速度达到最大（B为杆AC中的某一点），到达C处时速度为零，AC=h。如果圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A．弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则（　　）
A．下滑过程中，加速度一直减小
B．下滑过程中，克服摩擦力做功为
C．从A下滑到C的过程中，弹簧弹性势能的增加量小于mgh
D．在C处，弹簧的弹性势能为
11．（2022·湖南·二模）投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也。宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也。”如图所示，甲、乙两人在不同位置沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为37°和53°。已知两支箭的质量，竖直方向下落高度均相等，忽略空气阻力、箭长，壶口大小等因素的影响（，，，），下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两人所射箭的初速度大小之比为16：9
B．甲、乙两人所射箭落入壶口时的速度大小之比为3：4
C．甲、乙两人投射位置与壶口的水平距离之比为9：16
D．甲、乙两人所射箭落入壶口时的动能之比为16：9
三、实验题
12．（2021·辽宁·高三期中）“用落体法验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。打点计时器工作频率为，重力加速度取。
（1）在本实验中，是否应该先接通电源，后释放纸带？______（填“是”或“否”）；是否应该利用公式来求解瞬时速度？______（填“是”或“否”）；
（2）挑选一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，测量纸带上各点之间的距离，、间距离为，、间距离为，、间距离为，、间距离为，、间距离为。在打下点的瞬间，重锤瞬时速度______，在打下点的瞬间，重锤瞬时速度______，若已知重锤质量为，在打下点到打下点的过程中，重锤增加的动能______，重锤重力势能减小量______；（计算结果均保留三位有效数字）
（3）处理数据过程中，发现与不完全相等，造成这种误差的原因可能是______；
（4）若利用图像法处理数据，建立直角坐标系，以、、、的瞬时速度的平方为纵坐标，以、、、到点的距离为横坐标，作出图像，也能验证机械能守恒定律是否成立，请写出判断的依据：______。
13．（2021·甘肃省会宁县第三中学高三阶段练习）某研究性学习小组利用含有刻度尺的气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电门滑块上固定一遮光条，光电门可以记录遮光条通过光电门的时间，用天平测出滑块（含遮光条）的质量为M，接通气源后部分操作过程如下∶
（1）图2中用螺旋测微器测出遮光条宽度d=_________mm。
（2）取下钩码和细线，轻推滑块使其依次通过光电门1和光电门2，通过的时间分别为△t1、△t2，如果△t1>△t2，说明_________端较高（填“A”或“B”），当△t1_________△t2时（填“>”“<”或“=”），说明气垫导轨已经水平。
（3）用细线跨过定滑轮连接滑块和质量为m的钩码，释放滑块，两个光电门记录的时间分别为△t1、△t2，已知重力加速度为g，要验证机械能守恒还需要测量的物理量是_________（写出物理量的名称及符号）
（4）若上述物理量满足关系式_________（用上述物理符号表示），则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。
14．（2021·贵州·务川仡佬族苗族自治县汇佳中学高二阶段练习）某同学想利用图示装置验证机械能守恒定律，设计了如下实验：
①小球（含遮光片）的质量为m，轻杆一端固定在光滑的转轴O上，另一端固定着小球，杆呈水平且处于静止状态，测量出转轴O到小球的距离为L，光电门放置于转轴O的正下方，与转轴O的距离略大于L，使得小球转至转轴O的正下方时光电门能够正常工作；
②释放轻杆使小球随轻杆顺时针转动，光电门记录遮光片的遮光时间为；
③测量出遮光片的宽度为d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律；
④改变小球的质量，多次重复步骤①②③。
（1）小球经过光电门时的速度大小_______（用题中测量的物理量表示）。
（2）已知当地的重力加速度大小为g，如果小球的机械能守恒，应满足的关系式为________（用题中测量的物理量表示）。
（3）实验时在测定小球和遮光片的质量m时，该同学操作错误使得测得的质量偏小，小球和遮光片可视为质点，则该同学操作错误对实验结果_______（选填“有影响”或“无影响”）。
四、解答题
15．（2022·湖南郴州·二模）近些年网购流行，物流业发展迅速，工作人员常利用传送带来装卸快递或包裹。如图所示为某仓库卸货时的示意图，以恒定速率v1=0.6m/s逆时针运行的传送带与水平面间的夹角。工作人员沿传送方向以速度v2=1.4m/s从传送带顶端推下一件质量m=5kg的小包裹（可视为质点）。5s后突然停电，传送带立即停止运动，经过一定时间后包裹到达传送带底端速度恰好为0；包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8，取重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求：
（1）传送带顶端到底端的距离L；
（2）整个过程产生的热量Q。
16．（2022·吉林松原·模拟预测）如图所示，倾角为=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面的长度为L=2m，一轻质弹簧放置在斜面上，一端拴接在斜面底端的固定挡板上，另一端恰好位于斜面的中点B，弹簧的劲度系数为k=50N/m。质量为m=2kg的物块从斜面的顶端A点静止释放。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，弹簧始终未超过弹性限度。求：（计算结果可用根号表示）
（1）物块速率最大时物块与斜面顶端A点间的距离，以及物块的最大速率；
（2）物块沿斜面下滑的最大距离。
17．（2021·天津市西青区杨柳青第一中学高三阶段练习）如图，半径的光滑圆弧轨道与足够长的粗糙轨道在处平滑连接，为圆弧轨道的圆心，点为圆弧轨道的最低点，半径、与的夹角分别为和。在高的光滑水平平台上，一质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住，储存了一定量的弹性势能，若打开锁扣，小物块将以一定的水平速度向右滑下平台，做平抛运动恰从点沿切线方向进入圆弧轨道，物块进入圆弧轨道后立即在处放一个弹性挡板碰撞过程机械能不损失。已知物体与轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，，。求：
（1）弹簧存储的弹性势能；
（2）物体经过点时，对圆弧轨道压力的大小；
（3）物体在轨道上运动的路程。
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参考答案：
1．B
2．C
3．C
4．B
5．C
6．A
7．C
8．ABC
9．AB
10．BCD
11．AD
12． 是 否 1.50 2.08 1.04 1.06 阻力作用 图像的斜率近似为2g，则机械能守恒
13． 3.700 B = 两光电门间的距离x
14． 无影响
15．（1）；（2）
16．（1），；（2）
17．（1）；（2），方向竖直向下；（3）
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