第八章 機械能守恒定律 單元必刷小卷（含答案）

第八章機械能守恒定律單元必刷小卷一、單選題1．（2022·浙江·高三階段練習）如圖所示，豎直固定的光滑直桿上套有一個質量為m的滑塊，初始時靜置于a點。一原長為l的輕質彈簧左端固定在O點，右端與滑塊相連。直桿上還有b、c、d三點，且b點與O點在同一水平線上，，和與的夾角均為，與的夾角為?，F(xiàn)由靜止釋放滑塊，在滑塊從a點下滑到d點的過程中，彈簧始終處于彈性限度內，，則下列說法正確的是（）A．滑塊在b點時速度最大，加速度為B．滑塊從a點下滑到c點的過程中，滑塊的機械能守恒C．滑塊在c點的速度大小為D．滑塊從a點下滑到d點的過程中，滑塊的機械能一直在減小2．（2022·全國·高三專題練習）動車組是由幾節(jié)自帶動力的車廂加幾節(jié)不帶動力的車廂組成的，帶動力的車廂叫動車，不帶動力的車廂叫拖車。每節(jié)動車與拖車質量都相等，每節(jié)動車的額定功率都相等。動車組運行過程中總阻力來自兩部分：一部分是車輪與鐵軌之間摩擦產生的機械阻力，阻力大小與動車組的質量成正比；另一部分來自于空氣阻力，阻力大小與動車組速度的平方成正比。一列12節(jié)車廂的動車組，有3節(jié)動車時最大速度為160km/h，此時空氣阻力是總阻力的0.5倍。若要使12節(jié)車廂的動車組的速度達到240km/h，則動車的節(jié)數(shù)至少為（）A．7節(jié) B．8節(jié)C．9節(jié) D．10節(jié)3．（2022·山東·高三專題練習）半徑為R的內壁光滑的圓環(huán)形軌道固定在水平桌面上，軌道的正上方和正下方分別有質量為和的小球A和B，A的質量是B的兩倍，它們在軌道內沿逆時針滾動，經過最低點時速率相等；當B球在最低點時，A球恰好通過最高點，如圖所示，此時軌道對桌面的壓力恰好等于軌道重力，當?shù)刂亓铀俣葹間。則小球在最低點的速率可表示為（）A． B． C． D．24．（2022·山東濟南·高三階段練習）某同學用恒定的推力推橡皮，勻速擦除桌面上一段長為L的細直線痕跡，該過程中橡皮克服摩擦阻力做功為W。已知橡皮與桌面、痕跡間的動摩擦因數(shù)均為μ，不計橡皮重力，則手對橡皮推力的大小為（）A． B． C． D．5．（2022·江蘇·邳州宿羊山高級中學高一階段練習）如圖甲，足夠長的光滑斜面傾角為30°，時質量為0.2kg的物塊在沿斜面方向的力F作用下由靜止開始運動，設沿斜面向上為力F的正方向，力F隨時間t的變化關系如圖乙。取物塊的初始位置為零勢能位置，重力加速度g取10m/s2，則物塊（

）A．在0~1s時間內合外力的功率為5WB．在t=2s時動能為零C．在0~2s時機械能增加了2.5JD．在t3s時速度大小為10m/s6．（2022·福建·廈門一中高一階段練習）如圖所示，一牽引車以v的速度沿水平面向左運動，牽引車連接輕繩跨過滑輪拉升重物，使重物沿豎直桿上升。某一時刻拴在車上的繩子與水平方向的夾角θ，跨過滑輪的繩子恰好相互垂直，則（）A．此時物塊速度為v B．此時物塊速度為vcosθC．上升過程中繩子對物塊的拉力的功率逐漸增大 D．上升過程中物塊機械能守恒7．（2022·福建·廈門雙十中學高一階段練習）“打水漂”是人類最古老的游戲之一，游戲者運用手腕的力量讓撇出去的石頭在水面上彈跳數(shù)次。如圖所示，游戲者在地面上以速度拋出質量為m的石頭，拋出后石頭落到比拋出點低h的水平面上。若以拋出點為零勢能點，不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）A．拋出后石頭落到水平面時的勢能為mghB．拋出后石頭落到水平面時重力對石頭做的功為－mghC．拋出后石頭落到水平面上的機械能為D．拋出后石頭落到水平面上的動能為二、多選題8．（2022·山西·高二階段練習）如圖所示，一根不計重力的長為l的細繩一端固定在O點，另一端系著質量為m的小球A，小球在最低點時獲得一個水平方向的初速度，不計一切阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．小球A將在豎直平面內做圓周運動B．小球在最低點時受到細繩的拉力C．小球在O點下方擺動過程中受到的細繩的拉力做的功不為零D．若在與O點等高、距O點處有一光滑的釘子，則小球到達圓周運動最高點時細繩的拉力9．（2022·河北·高三階段練習）北京冬奧會的舉辦為我國的冰雪運動注入了新的活力。如圖甲所示，一個質量為50kg的滑雪愛好者從一足夠長傾角為的傾斜雪道的最高點由靜止開始沿雪道向下滑，在滑雪過程中滑雪愛好者可以通過改變滑雪姿態(tài)調整所受阻力大小?；酆谜哂伸o止開始下滑的一段時間內所受阻力f隨時間t變化的圖像如圖乙所示。已知重力加速度g取，，，則下列說法正確的是（）A．此過程滑雪愛好者做勻變速直線運動B．t＝4s時滑雪愛好者的速率為18m/sC．0~4s內滑雪愛好者受到的合外力做的功為8100JD．0~4s內滑雪愛好者的平均速度大于9m/s10．（2022·海南·高三階段練習）如圖所示，輕彈簧下端連接在固定斜面的底端，上端與一物塊（視為質點）相連，彈簧與斜面平行，物塊位于B點時彈簧處于自然伸長狀態(tài)，初始狀態(tài)物塊靜止在A點。現(xiàn)對物塊施加一個沿斜面向上的恒定拉力F，物塊由靜止開始運動，一段時間后到達最高點C，AB>BC。不計一切摩擦，彈簧一直在彈性限度內。對于物塊從A點運動到C點的過程，下列說法正確的是（）A．物塊和彈簧組成的系統(tǒng)的機械能一直增大B．物塊和彈簧組成的系統(tǒng)的機械能先增大后減小C．力F對物塊做的功小于物塊重力勢能的增加量D．力F對物塊做的功大于物塊重力勢能的增加量11．（2022·河南洛陽·二模）如圖甲，在傾角為θ=30°的斜面上放一輕質彈簧，其下端固定，靜止時上端位置在B點。小物塊在A點由靜止釋放，從開始運動的一段時間內的v-t圖像如圖乙所示。小物塊在0.8s時運動到B點，在1.0s時到達C點（圖中未標出），在1.3s時到達D點，經過一段時間后又回到B點，且速度不為零。取g=10m/s2。由圖知（）A．小物塊從A點運動到D點的過程中，小物塊在C點時，彈簧的彈性勢能最小B．小物塊從A點運動到D點的過程中，小物塊機械能不斷減少C．小物塊從D點運動到B點的過程中，加速度不斷減小D．小物塊第一次經過B點的加速度值小于第二次經過B點的加速度值12．（2022·山西·一模）在O點處固定一力傳感器，被測細繩一端系上質量為m的小球，另一端連接力傳感器，使小球繞O點在豎直平面內做半徑為r的圓周運動。某次小球通過軌道最低點時力傳感器的示數(shù)為8mg，經過半個圓周通過最高點時力傳感器的示數(shù)恰好為零。已知運動過程中小球受到的空氣阻力隨小球速度的減小而減小，重力加速度為g，則（）A．從最低點到最高點的過程中，小球克服空氣阻力做的功為5mgrB．從最低點到最高點的過程中，小球克服空氣阻力做的功為mgrC．小球沿圓周軌道運動再次經過最低點時，力傳感器的示數(shù)小于4mgD．小球沿圓周軌道運動再次經過最低點時，力傳感器的示數(shù)大于4mg三、實驗題13．（2022·河南鄭州·二模）某興趣小組的同學計劃“驗證機械能守恒定律”。裝置如圖甲所示，水平桌面上放有傾角為θ的氣墊導軌，氣墊導軌上安裝有連接數(shù)字計時器的光電門，氣墊導軌左端固定一原長為l。的彈簧，通過細線與帶有遮光條的滑塊相連。設計了以下步驟進行實驗：A．測出氣墊導軌的傾角為θ、彈簧勁度系數(shù)k、彈簧原長lo、滑塊質量m、遮光條寬度d、重力加速度g，按照圖甲所示組裝好實驗裝置；B．將滑塊拉至氣墊導軌某一位置固定，要求從此位置釋放滑塊，可使小車運動到光電門時細線已經彎曲。測出此時滑塊到光電門的距離x以及彈簧長度l；C．由靜止釋放滑塊，滑塊在拉力作用下運動，測出滑塊上遮光條通過光電門的時間為Δt；D．將滑塊拉至不同的位置，重復B、C步驟多次，并記錄每次對應實驗數(shù)據。根據所測物理量可以得到每次實驗中滑塊重力勢能、彈性勢能、動能之間的關系，從而驗證機械能守恒。（1）根據實驗中測出的物理量，可得到滑塊從靜止釋放運動到光電門過程中重力勢能減小量為_________。（2）根據實驗中測出的物理量也可得到滑塊到達光電門時的動能，若“在彈性限度內，勁度系數(shù)為k的彈簧，形變量為Δx時彈性勢能為”的說法正確，不考慮空氣阻力影響，要說明整個運動過程系統(tǒng)機械能守恒，需滿足的關系式為______。（3）若考慮到空氣阻力影響，實驗過程中得到的小車重力勢能減小量與彈簧彈性勢能減小量總和_____（填“大于”、“小于”、“等于”）小車動能增量。14．（2022·廣東·高三階段練習）某同學用如圖甲所示的實驗裝置探究合力做功與物體動能變化的關系，打點計時器的打點頻率為50Hz。實驗中，所掛鉤碼受到的重力可認為等于小車受到的合力，取重力加速度大小g=10m/s2。（1）在該實驗中，下列說法正確的是___________；A．小車的質量可以小于鉤碼的質量

B．實驗前應平衡小車受到的摩擦力C．實驗時需要始終保持長木板水平

D．必須先釋放小車再接通電源（2）實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖乙所示，其中A、B、C、D、E、F是連續(xù)打出的點，圖中s1=2.00mm、s2=3.92mm、s=3.60mm，小車的質量M=1kg，鉤碼的總質量m=0.1kg，則打B點時小車的速度大小為___________m/s，打E點時小車的速度大小為___________m/s，在打B點到打E點的過程中，合力對小車做的功為___________J，小車動能的增加量為___________J；（結果均保留三位有效數(shù)字）（3）由上述實驗過程可得出的結論是：___________。四、解答題15．（2021·湖南·寧鄉(xiāng)市教育研究中心高一期末）游樂場過山車的運動情況可以抽象為如圖所示的模型：弧形軌道AB的下端B點與半徑為R的豎直圓軌道平滑連接，質量為m的小球從弧形軌道上離水平地面高度為h的A點由靜止開始滾下，小球進入豎直圓軌道后順利通過圓軌道最高點C，不考慮摩擦等阻力，重力加速度為g。求：（1）小球從A點運動到C點的過程中，重力所做的功；（2）小球經過C點時的速度大小。16．（2022·云南·保山市智源高級中學有限公司高一階段練習）小明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質量為m的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內做圓周運動。當球某次運動到最低點時，繩突然斷掉，球飛離水平距離d后落地，如圖所示。已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為，重力加速度為。忽略手的運動半徑和空氣阻力。（1）小球落地時重力的功率；（2）問繩能承受的最大拉力多大。17．（2022·重慶市朝陽中學高一期末）如圖所示為火車站裝載貨物的流程示意圖，段是高為的光滑斜面，斜面傾角為；水平段使用水平傳送帶裝置，長度為，與貨物包的摩擦系數(shù)為，上部距車廂底水平面的高度，設貨物由靜止開始從A點下滑，經過B點的拐角處速度大小不發(fā)生變化．通過調整皮帶輪（不打滑）的傳送速度v可使貨物經C點被水平拋出后落在車廂上的不同位置（車廂足夠長，貨物不會撞到車廂壁），取．求：（1）貨物包到達B點時的速度大?。唬?）當皮帶輪靜止時，請判斷貨物包能否在C點被水平拋出，請闡述說明理由及其平拋結果；（3）討