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人教版 (新课标)第七章 机械能守恒定律综合与测试课后复习题
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这是一份人教版 (新课标)第七章 机械能守恒定律综合与测试课后复习题，共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1.某地遭受大雨侵袭发生内涝和泥石流灾害，某路段有一质量为的石块随着雨水由静止开始沿倾角为30°的斜坡滑下，石块滑至坡底时的速度大小为10 m/s,g取，则此时( )
A.石块重力的瞬时功率为
B.石块重力的瞬时功率为
C.石块所受斜坡支持力的瞬时功率为
D.石块所受斜坡支持力的瞬时功率为
2.如图，是竖直面内的光滑固定轨道，水平，长度为是半径为R的四分之一圆弧，与相切于b点.一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动,重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为( )
A.B.C.D.
3.如图，可爱的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小土堆，已知其身长为，总质量为m，如图头部刚到达最高点，假设小虫能一直贴着小土堆前行，其头部刚越过小土堆顶到头部刚到达小土堆底端时小虫的重力势能变化量为( )
A.B.C.D.
4.在我国，汽车已进入寻常百姓家，一种新车从研发到正式上路，要经过各种各样的测试，其中一种是在专用道上进行起步过程测试，通过车上装载的传感器记录了起步过程速度随时间变化规律图像，如图所示.已知为直线、为曲线、为平行于横轴的直线.5 s时汽车功率达到额定功率且保持不变，该车总质量为，所受到的阻力恒为，则下列说法正确的是( )
A.该车的最大速度为50 m/sB.该车起步过程的加速度为
C.该车的额定功率为D.该车前25 s内通过的位移大小为400 m
5.如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然伸长状态。有一质量为m的小物块，以一定的初速度v从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中( )
A.物块克服摩擦力做的功为零B.物块克服摩擦力做的功为
C.弹簧的最大弹性势能为D.弹簧的最大弹性势能为
6.高空中竖直下落的物体，若其所受阻力与自身速度成正比，则下列说法正确的是( )
A.下落过程中，物体的机械能守恒B.重力对物体做的功等于物体动能的增加量
C.若物体做加速运动，必是匀加速运动D.物体落地前有可能做匀速直线运动
7.如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数，杆的竖直部分光滑，杆的两部分各套有质量均为1 kg的小球A和间用细绳相连。开始时均处于静止状态，已知，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1 m（g取），那么该过程中拉力F做的功为( )
A.4 JB.6 JC.10 JD.14 J
二、多选题
8.如图所示，当用力F将B向右拉动时，有关各力做功的说法正确的是( )
A.F做正功，受到的摩擦力均不做功B.绳的拉力、A受到的摩擦力均不做功
C.F做正功，受到的摩擦力均做负功D.F做正功，B受到的摩擦力做负功
9.如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为，重力加速度大小为g.质点自P滑到Q的过程中，下列说法正确的是( )
A.重力、弹力做正功，摩擦力做负功B.质点通过Q点的速度大小为
C.重力对质点做功的功率一直变大D.重力对质点做功的功率先变大后减小
10.某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型.图中为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧，下列表述正确的是( )
A.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B.垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等
C.垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变
D.垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等
11.竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程中，它的速度、重力势能、位移、加速度随时间变化的图像如图所示，其中正确的是（不计空气阻力，以竖直向下为正方向，图中曲线为抛物线，抛出点处于零势能面)（ ）
A. B. C. D.
12.质量为2 kg的物体静止在光滑水平面上，某时刻起受到方向不变的水平力F的作用，以物体静止时的位置为初位置，F随位置x变化的图像如图所示，下列说法中正确的是( )
A.物体先做匀加速直线运动，后做匀速运动
B.物体有可能做曲线运动
C.在0~0.2 m内力F所做的功为3 J
D.物体在经过的位置时速度大小为
13.如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端与水平地面相连，让小球从距离弹簧上端一定高度自由下落，直至弹簧被压缩到最短的整个下落过程中（弹簧始终在弹性限度内且不计空气阻力的影响），下列说法正确的是( )
A.小球的机械能守恒B.小球的机械能减小
C.小球的动能一直增大D.小球、弹簧组成的系统机械能守恒
三、实验题
14.某同学利用图（a）所示装置验证动能定理.调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带.某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示.
已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小__________m/s，打出P点时小车的速度大小_______m/s.（结果均保留2位小数）
若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得的物理量为__________.
四、计算题
15.如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动.在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为.在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物.重物由静止下落，带动鼓形轮转动.重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为ω.绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g.求：
（1）重物落地后，小球线速度的大小v；
（2）重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F；
（3）重物下落的高度h.
参考答案
1.答案：B
解析：石块滑至坡底时重力的瞬时功率，故A错误，B正确；石块所受斜坡支持力与石块速度方向垂直,故石块所受斜坡支持力的瞬时功率为零，故C、D错误.
2.答案：C
解析：小球从a到c的过程，根据动能定理可得，由题意知F的大小为，解得，小球离开c点后在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动,在竖直方向有，在水平方向上有，联立解得，可知小球机械能的增量为，故C正确，A、B、D错误.
3.答案：B
解析：以小土堆底为零势面，则小虫的头部刚到达最高点时，重力势能，末状态有，则小虫的重力势能变化量为，B正确，A、C、D错误.
4.答案：C
解析：在0~5 s内，该车做匀加速运动，其加速度,5~25 s内，斜率k逐渐减小，即加速度逐渐减小，B错误；0~5 s内，由牛顿第二定律，解得牵引力，因为5 s时达到额定功率，所以发动机额定功率，可求得,A错误，C正确;在0~5 s内，，在5~25 s内，由动能定理得，代入数据解得，总位移,D错误.
5.答案：B
解析：本题考查动能定理的应用。整个过程中，物块所受的摩擦力大小为，始终恒定，摩擦力一直做负功，根据功的定义可得物块克服摩擦力做的功为，故A错误，B正确；物块向左运动的过程中，根据动能定理可知，解得弹簧的最大弹性势能，故C、D错误。
6.答案：D
解析：本题考查直线运动中的能量变化分析。物体下落过程中，由于有阻力做功，则物体的机械能减小，A错误；根据动能定理可知，重力和阻力对物体做的功等于物体动能的增量，B错误；根据牛顿第二定律可得，可知随速度的增加，物体的加速度减小，则物体做加速度减小的加速运动，一定不是匀加速运动，C错误；物体落地前，若满足，则物体可能开始做匀速直线运动，D正确。
7.答案：D
解析：本题考查能量守恒定律在连接体运动中的应用。由几何关系可知，A球向右缓慢移动1 m的过程中，B球上移1 m，分析两球组成的系统，A球与水平杆之间的压力为球与水平杆之间的滑动摩擦力为球与杆因摩擦产生的热量为球重力势能增加量为，根据能量守恒定律得水平拉力做的功，选项D正确。
8.答案：BD
解析：当用力F将B向右拉动时，F做正功，B受到的摩擦力与其运动方向相反，故B受到的摩擦力做负功，A的位移为零，则A受到的绳的拉力和摩擦力均不做功，故选B、D.
9.答案：BD
解析：重力做正功，摩擦力做负功，弹力不做功，A错误;质点通过Q点时由牛顿第二定律得，，解得速度大小为,B正确；质点开始运动时竖直方向速度为零,到达最低点时竖直方向速度又变为零，可知竖直方向速度先增大后减小，根据，可知重力对质点做功的功率先变大后减小，C错误，D正确.
10.答案：BC
解析：缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，故A错误；当垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧的弹性势能发生改变，两弹簧串联弹力相等，由于劲度系数不同，两弹簧形变量不同，故两弹簧长度不同，故B、C正确，D错误．
11.答案：ABC
解析：以竖直向下为正方向，由公式，知A项正确；由公式，知C项正确；由，知B项正确；加速度竖直向下，为正值，D项错误。
12.答案：CD
解析：由题图知，水平力F先增大后不变，且方向不变，故物体先做变加速直线运动，后做匀加速直线运动，A、B错误；0~0.2 m内力F所做的功为,C正确；由动能定理得，，解得物体在经过的位置时速度大小为,D正确.
13.答案：BD
解析：小球下落过程中，除重力外，弹簧弹力也对小球做功，小球的机械能不守恒，A错误；小球、弹簧组成的系统在小球运动过程中只有弹簧弹力和重力做功，系统机械能守恒，D正确；在整个过程中，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，由机械能守恒定律知，小球的机械能减少，B正确；小球下落的过程中先加速后减速，则小球的动能先增大后减小，C错误.
14.答案：0.36；1.80；之间的距离
解析：本题考查验证动能定理实验的数据处理.根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，打出B点时小车的速度大小；同理可得，打出P点时小车的速度大小；要验证动能定理，设小车的质量为M，钩码的质量为m，则小车从B点到P点动能的变化量，钩码的质量远小于小车的质量时，钩码的重力近似等于小车所受的合外力，故合外力做功，所以需要测量之间的距离.
15.答案：（1）
（2）
（3）
解析：本题考查圆周运动与机械能守恒定律的综合.
（1）由线速度得小球线速度的大小.
（2）小球做匀速圆周运动时所受的向心力,
设F与水平方向的夹角为α，则，
解得.
（3）落地前瞬间，重物的速度，由机械能守恒定律得
，
解得.
一、单选题
1.某地遭受大雨侵袭发生内涝和泥石流灾害，某路段有一质量为的石块随着雨水由静止开始沿倾角为30°的斜坡滑下，石块滑至坡底时的速度大小为10 m/s,g取，则此时( )
A.石块重力的瞬时功率为
B.石块重力的瞬时功率为
C.石块所受斜坡支持力的瞬时功率为
D.石块所受斜坡支持力的瞬时功率为
2.如图，是竖直面内的光滑固定轨道，水平，长度为是半径为R的四分之一圆弧，与相切于b点.一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动,重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为( )
A.B.C.D.
3.如图，可爱的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小土堆，已知其身长为，总质量为m，如图头部刚到达最高点，假设小虫能一直贴着小土堆前行，其头部刚越过小土堆顶到头部刚到达小土堆底端时小虫的重力势能变化量为( )
A.B.C.D.
4.在我国，汽车已进入寻常百姓家，一种新车从研发到正式上路，要经过各种各样的测试，其中一种是在专用道上进行起步过程测试，通过车上装载的传感器记录了起步过程速度随时间变化规律图像，如图所示.已知为直线、为曲线、为平行于横轴的直线.5 s时汽车功率达到额定功率且保持不变，该车总质量为，所受到的阻力恒为，则下列说法正确的是( )
A.该车的最大速度为50 m/sB.该车起步过程的加速度为
C.该车的额定功率为D.该车前25 s内通过的位移大小为400 m
5.如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然伸长状态。有一质量为m的小物块，以一定的初速度v从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中( )
A.物块克服摩擦力做的功为零B.物块克服摩擦力做的功为
C.弹簧的最大弹性势能为D.弹簧的最大弹性势能为
6.高空中竖直下落的物体，若其所受阻力与自身速度成正比，则下列说法正确的是( )
A.下落过程中，物体的机械能守恒B.重力对物体做的功等于物体动能的增加量
C.若物体做加速运动，必是匀加速运动D.物体落地前有可能做匀速直线运动
7.如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数，杆的竖直部分光滑，杆的两部分各套有质量均为1 kg的小球A和间用细绳相连。开始时均处于静止状态，已知，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1 m（g取），那么该过程中拉力F做的功为( )
A.4 JB.6 JC.10 JD.14 J
二、多选题
8.如图所示，当用力F将B向右拉动时，有关各力做功的说法正确的是( )
A.F做正功，受到的摩擦力均不做功B.绳的拉力、A受到的摩擦力均不做功
C.F做正功，受到的摩擦力均做负功D.F做正功，B受到的摩擦力做负功
9.如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为，重力加速度大小为g.质点自P滑到Q的过程中，下列说法正确的是( )
A.重力、弹力做正功，摩擦力做负功B.质点通过Q点的速度大小为
C.重力对质点做功的功率一直变大D.重力对质点做功的功率先变大后减小
10.某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型.图中为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧，下列表述正确的是( )
A.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B.垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等
C.垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变
D.垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等
11.竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程中，它的速度、重力势能、位移、加速度随时间变化的图像如图所示，其中正确的是（不计空气阻力，以竖直向下为正方向，图中曲线为抛物线，抛出点处于零势能面)（ ）
A. B. C. D.
12.质量为2 kg的物体静止在光滑水平面上，某时刻起受到方向不变的水平力F的作用，以物体静止时的位置为初位置，F随位置x变化的图像如图所示，下列说法中正确的是( )
A.物体先做匀加速直线运动，后做匀速运动
B.物体有可能做曲线运动
C.在0~0.2 m内力F所做的功为3 J
D.物体在经过的位置时速度大小为
13.如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端与水平地面相连，让小球从距离弹簧上端一定高度自由下落，直至弹簧被压缩到最短的整个下落过程中（弹簧始终在弹性限度内且不计空气阻力的影响），下列说法正确的是( )
A.小球的机械能守恒B.小球的机械能减小
C.小球的动能一直增大D.小球、弹簧组成的系统机械能守恒
三、实验题
14.某同学利用图（a）所示装置验证动能定理.调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带.某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示.
已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小__________m/s，打出P点时小车的速度大小_______m/s.（结果均保留2位小数）
若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得的物理量为__________.
四、计算题
15.如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动.在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为.在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物.重物由静止下落，带动鼓形轮转动.重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为ω.绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g.求：
（1）重物落地后，小球线速度的大小v；
（2）重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F；
（3）重物下落的高度h.
参考答案
1.答案：B
解析：石块滑至坡底时重力的瞬时功率，故A错误，B正确；石块所受斜坡支持力与石块速度方向垂直,故石块所受斜坡支持力的瞬时功率为零，故C、D错误.
2.答案：C
解析：小球从a到c的过程，根据动能定理可得，由题意知F的大小为，解得，小球离开c点后在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动,在竖直方向有，在水平方向上有，联立解得，可知小球机械能的增量为，故C正确，A、B、D错误.
3.答案：B
解析：以小土堆底为零势面，则小虫的头部刚到达最高点时，重力势能，末状态有，则小虫的重力势能变化量为，B正确，A、C、D错误.
4.答案：C
解析：在0~5 s内，该车做匀加速运动，其加速度,5~25 s内，斜率k逐渐减小，即加速度逐渐减小，B错误；0~5 s内，由牛顿第二定律，解得牵引力，因为5 s时达到额定功率，所以发动机额定功率，可求得,A错误，C正确;在0~5 s内，，在5~25 s内，由动能定理得，代入数据解得，总位移,D错误.
5.答案：B
解析：本题考查动能定理的应用。整个过程中，物块所受的摩擦力大小为，始终恒定，摩擦力一直做负功，根据功的定义可得物块克服摩擦力做的功为，故A错误，B正确；物块向左运动的过程中，根据动能定理可知，解得弹簧的最大弹性势能，故C、D错误。
6.答案：D
解析：本题考查直线运动中的能量变化分析。物体下落过程中，由于有阻力做功，则物体的机械能减小，A错误；根据动能定理可知，重力和阻力对物体做的功等于物体动能的增量，B错误；根据牛顿第二定律可得，可知随速度的增加，物体的加速度减小，则物体做加速度减小的加速运动，一定不是匀加速运动，C错误；物体落地前，若满足，则物体可能开始做匀速直线运动，D正确。
7.答案：D
解析：本题考查能量守恒定律在连接体运动中的应用。由几何关系可知，A球向右缓慢移动1 m的过程中，B球上移1 m，分析两球组成的系统，A球与水平杆之间的压力为球与水平杆之间的滑动摩擦力为球与杆因摩擦产生的热量为球重力势能增加量为，根据能量守恒定律得水平拉力做的功，选项D正确。
8.答案：BD
解析：当用力F将B向右拉动时，F做正功，B受到的摩擦力与其运动方向相反，故B受到的摩擦力做负功，A的位移为零，则A受到的绳的拉力和摩擦力均不做功，故选B、D.
9.答案：BD
解析：重力做正功，摩擦力做负功，弹力不做功，A错误;质点通过Q点时由牛顿第二定律得，，解得速度大小为,B正确；质点开始运动时竖直方向速度为零,到达最低点时竖直方向速度又变为零，可知竖直方向速度先增大后减小，根据，可知重力对质点做功的功率先变大后减小，C错误，D正确.
10.答案：BC
解析：缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，故A错误；当垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧的弹性势能发生改变，两弹簧串联弹力相等，由于劲度系数不同，两弹簧形变量不同，故两弹簧长度不同，故B、C正确，D错误．
11.答案：ABC
解析：以竖直向下为正方向，由公式，知A项正确；由公式，知C项正确；由，知B项正确；加速度竖直向下，为正值，D项错误。
12.答案：CD
解析：由题图知，水平力F先增大后不变，且方向不变，故物体先做变加速直线运动，后做匀加速直线运动，A、B错误；0~0.2 m内力F所做的功为,C正确；由动能定理得，，解得物体在经过的位置时速度大小为,D正确.
13.答案：BD
解析：小球下落过程中，除重力外，弹簧弹力也对小球做功，小球的机械能不守恒，A错误；小球、弹簧组成的系统在小球运动过程中只有弹簧弹力和重力做功，系统机械能守恒，D正确；在整个过程中，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，由机械能守恒定律知，小球的机械能减少，B正确；小球下落的过程中先加速后减速，则小球的动能先增大后减小，C错误.
14.答案：0.36；1.80；之间的距离
解析：本题考查验证动能定理实验的数据处理.根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，打出B点时小车的速度大小；同理可得，打出P点时小车的速度大小；要验证动能定理，设小车的质量为M，钩码的质量为m，则小车从B点到P点动能的变化量，钩码的质量远小于小车的质量时，钩码的重力近似等于小车所受的合外力，故合外力做功，所以需要测量之间的距离.
15.答案：（1）
（2）
（3）
解析：本题考查圆周运动与机械能守恒定律的综合.
（1）由线速度得小球线速度的大小.
（2）小球做匀速圆周运动时所受的向心力,
设F与水平方向的夹角为α，则，
解得.
（3）落地前瞬间，重物的速度，由机械能守恒定律得
，
解得.
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