第八章 机械能守恒定律 单元检测题 （Word版含答案）

第八章《机械能守恒定律》单元检测题
一、单选题（本大题共8小题）
1．（2022·四川省资中县球溪高级中学高一阶段练习）如图所示，一人的重力为G，他随自动扶梯加速上行，扶梯对人的作用力为F，则以下判断正确的是（　　）
A．F=G，F对人做正功
B．F=G，F对人不做功
C．F>G，F对人做正功
D．F2．（2022·湖北·模拟预测）质量为m的赛车在水平直线赛道上以恒定功率P加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．赛车速度随时间均匀增大
B．赛车加速度随时间均匀增大
C．赛车加速过程做的是加速度逐渐减小的加速运动
D．图中纵轴截距、横轴截距
3．（2022·广东·佛山一中高一期中）如图所示，摆球质量为，悬线的长为，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从点运动到点的过程中空气阻力的大小不变，则下列说法正确的是（　　）
A．重力做功为
B．悬线拉力做负功
C．空气阻力做功为
D．空气阻力做功为
4．（2022·福建·三明一中高一阶段练习）如图甲所示是一简易打桩机。质量m=1kg的重物在拉力的作用下从与钉子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去拉力，重物上升到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入一定深度。若以重物与钉子接触处为重力势能零点，重物上升过程中，其机械能E与上升高度h的关系图像如图乙所示，不计所有摩擦。则（g取10m/s2）（　　）
A．重物在1.0～1.2m过程中做匀速直线运动 B．重物加速上升过程中的加速度为1m/s2
C．重物上升到1m高度处的速度为2m/s D．重物上升过程拉力的最大功率为12W
5．（2022·四川省泸县第一中学模拟预测）如图所示，把质量为0.4kg的小球放在竖直放置的弹簧上，并将小球缓慢向下按至图甲所示的位置，松手后弹簧将小球弹起，小球上升至最高位置的过程中其速度的平方随位移的变化图像如图乙所示，其中0.1~0.3m的图像为直线，弹簧的质量和空气的阻力均忽略不计，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A．小球与弹簧分离时对应的位移小于0.1m
B．小球的v2-x图像中最大的速度为v1=2m/s
C．弹簧弹性势能的最大值为Ep=1.2J
D．压缩小球的过程中外力F对小球所做的功为WF=0.6J
6．（2022·河南安阳·高一阶段练习）如图所示，固定于水平地面的竖直半圆轨道，AB为水平直径，C为最低点，半径为R，轨道内表面各处粗糙程度相同，在距A点正上方R处由静止释放一个质量为m的小滑块，滑块沿半圆形轨道运动后从B点冲出，距离B点上方处速度减为零，不计空气阻力，重力加速度为g，滑块由A到C的过程中，关于小滑块克服摩擦力所做的功，正确的是（　　）
A．小于 B．等于
C．大于 D．无法判断
7．（2022·安徽·肥东县综合高中高一阶段练习）如图所示，滑板运动员以速度从离地高h处的平台末端水平飞出，落在水平地面上。忽略空气阻力，运动员和滑板可视为质点，下列表述正确的是（　　）
A．越大，运动员在空中运动时间越长 B．越大，运动员落地瞬间速度越大
C．运动员落地瞬间速度与高度h无关 D．运动员落地位置与大小无关
8．（2022·吉林·长春十一高高一阶段练习）如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处。将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，取弹簧原长时弹性势能为0，由静止释放小球，它运动到最低点B点时速度大小为间的竖直高度差为h，重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　）
A．由A到B重力对小球做功的功率，逐渐增加
B．由A到B小球的重力势能减少
C．由A到B小球克服弹力做功为
D．小球到达B点时弹簧的弹性势能为
二、多选题（本大题共4小题）
9．（2021·黑龙江·尚志市尚志中学高一期中）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为8 V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g。下面列举了该实验的几个操作步骤，其中没有必要或操作不恰当的步骤是（　　）
A．按照图示的装置安装器件
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上
C．用天平测量出重锤的质量
D．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带
10．（2022·四川省资中县球溪高级中学高一阶段练习）放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0~6s内其速度与时间图像和该拉力的功率与时间图像分别如图（甲）和（乙）所示，下列说法正确的是（　　）
A．滑动摩擦力大小为5N
B．0~6s内拉力做的功为30J
C．0~6s内物体位移大小为30m
D．合力在0~6s内做的功与0~2s内做的功相等
11．（2022·山西吕梁·三模）一质量为m=40 kg的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直线运动。电动汽车的速度与牵引力的功率随时间变化的函数关系图像分别如图甲、乙所示，3 s末电动汽车牵引力功率达到额定功率，10 s末电动汽车的速度达到最大值，14 s时关闭发动机，经过一段时间电动汽车停止运动。整个过程中电动汽车受到的阻力恒定。下列说法正确的是（　　）
A．电动汽车最大速度为5 m/s
B．电动汽车受到的阻力为100N
C．关闭发动机后，电动汽车经过5 s停止运动
D．整个过程中，电动汽车克服阻力做功为3750J
12．（2022·河北张家口·高一阶段练习）如图所示，长2L的轻杆两端分别固定有质量为3m的小球A和质量为m的小球B，杆的中点O处有光滑的水平固定转轴，用手将该装置固定在杆恰好水平的位置，然后由静止释放。小球A和B可视为质点，重力加速度为g，则（　　）
A．当杆到达坚直位置时，小球A运动的角速度大小为
B．当杆到达竖直位置时，小球B运动的线速度大小为
C．从释放轻杆到轻杆到达竖直位置的过程中，轻杆对小球B做的功为
D．从释放轻杆到轻杆到达竖直位置的过程中，轻杆对小球A做的功为
三、实验题（本大题共2小题）
13．（2022·四川省资中县球溪高级中学高一阶段练习）某同学用重物自由下落验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。
（1）关于此述实验，下列说法正确的是___________。
A．重物最好选择密度较小的木块
B．本实验需使用秒表测出重物下落的时间
C．实验中应先接通电源，后释放纸带
D．可以利用公式来求解瞬时速度
（2）若实验中所用重物质量，打点纸带如图乙所示，O为第一个点，打点时间间隔为0.02s，则打B点时，重物动能___________J。从O点下落至B点，重物的重力势能减少量是___________J。（，计算结果均保留三位有效数字）
（3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重物的速度，通过描绘图像去研究机械能是否守恒。若忽略阻力因素，那么本实验的图像应该是如图中的___________。
14．（2022·河南安阳·高一阶段练习）甲、乙实验小组用图1和3所示装置验证机械能守恒定律，已知当地的重力加速度为g。
（1）甲实验小组用图1装置进行实验，其中甲小组采用的打点计时器是______打点计时器（填“电磁”或“电火花”）；该小组选取一条点迹清晰的纸带，通过对纸带的处理，求出纸带上各计时点对应的速度v，测出各计时点到纸带上第一个计时点的距离h，作出对应的图像如图2所示，已知该图像的斜率为k，在误差允许的范围内，若满足k=______（填题中给出的物理量的字母），就能验证机械能守恒；图像不过坐标原点的原因是______。
（2）乙实验小组用图3装置进行实验，小组成员将气垫导轨固定于倾斜桌面上且与桌面平行，在气垫导轨上安装了两个光电门1和2，并将两个光电门连接数字毫秒计。他们测出了遮光条的宽度b，两个光电门之间的距离L，桌面左侧边缘到水平地面的高度，桌面右侧边缘到水平面的高度、倾斜桌面在水平地面上投影AB的长度s。然后将带有遮光条的滑块放置于光电门1的左上侧，接通气源，释放滑块，记录遮光条通过光电门1的时间，遮光条通过光电门2的时间，只要在误差允许的范围内满足=______，就可验证机械能守恒（填题中给出的物理量的字母）。
四、解答题（本大题共4小题）
15．（2021·湖南·长沙一中高一期末）一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB、CB与两小球A、C及一小环B通过轻质铰链连接，杆长均为，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的轻质转轴上（轻杆OA、OC可绕O转动）。套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间，原长为。装置静止时，弹簧长度为转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升，弹簧始终在弹性限度内，忽略摩擦阻力。已知弹簧的劲度系数，求：
（1）AB杆的弹力为零时，装置转动的角速度；
（2）弹簧的长度为时，装置转动的角速度；
（3）弹簧长度从缓慢缩短为的过程中，外界对转动装置做的功W。
16．（2022·上海·曹杨二中二模）如图，长L＝5m的水平轨道AB与半径R＝0.5m的光滑圆弧轨道BC连接，圆弧轨道处于竖直平面内且C端的切线竖直。在C端上方h＝0.5m处有一薄圆盘，圆盘绕其圆心在水平面内做匀速圆周运动。圆盘上沿某一直径方向开有小孔P、Q，且圆盘旋转时孔P、Q均能转至C端正上方。一质量m＝2kg、与轨道AB间动摩擦因数μ＝0.25的小滑块静置于轨道A端。现对该滑块施加一水平向右的恒力F，使其由静止开始运动；当滑块运动至B点时撤去F，滑块运动到C端时对轨道的压力为60N；滑块冲出圆弧轨道后恰好穿过小孔P，后又通过小孔Q落回圆弧轨道。不计空气阻力，滑块无阻碍通过小孔，g取10m/s2。求：
（1）滑块经过C端时的速率vC；（2）水平恒力F的大小；（3）圆盘转动的角速度ω。
17．（2022·上海黄浦·二模）如图，竖直平面内的轨道由高为4R、倾角为37°的粗糙直轨道AB和半径为R的圆光滑轨道BC组成。在C正上方有一离地高度为2R的匀速旋转平台，沿平台直径方向开有两个到轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能到达C点正上方。一质量为m的小滑块从A点由静止出发，在沿AB向下的恒力F作用下以加速度a=gsin37°（g为重力加速度）沿AB向下运动，至B点时撤去F。已知滑块与AB间的动摩擦因数μ=0.3，不计滑块在B处的机械能损失。
（1）求F的大小，判断滑块在AB上运动时机械能是否守恒并说明理由；
（2）滑块沿轨道通过C点，恰从P孔第一次向上穿过平台又从P孔落下（期间平台转一圈），返回轨道运动至AB轨道上D点后再次沿轨道通过C点，从P孔第二次穿过平台后恰从Q 孔落下。求：
① 平台转动的角速度大小ω；
② 与第一次落回C点相比，滑块第二次落回C点的机械能减少了多少？
③ D点的高度hD。
18．（2022·湖北·十堰市天河英才高中有限公司高一期中）如图所示，细绳一端系着质量物块A，静止在边长为的正方形水平桌面上，另一端通过光滑小孔（位于正方形中心）吊着质量m=2.0kg物体B，物块与圆孔距离r=3.0m，已知物块与桌面间的动摩擦因数，重力加速度，设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现使物块随水平桌面以小孔为圆心在水平面上匀速转动。求：（结果可用根号表示）
（1）体要使物体B不下降，转台匀速转动的最小角速度ω1；
（2）体要使物体B不上升，转台匀速转动的最大角速度ω2；
（3）保持（2）中条件不变，现剪断细线同时停止桌面转动，总会存在一个位置，使得物块A离开桌面时的速度最小，求此最小速度。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．C
3．D
4．C
5．C
6．C
7．B
8．D
9．BCD
10．CD
11．AD
12．AC
13． C 0.342 0.365 D
14． 电磁 2g 先释放重物，后开打点计时器所致
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）；（2）10N；（3）
17．（1）0.24mg，守恒；（2）①，②，③
18．（1）；（2）；（3）0
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