2020-2021学年第八章 机械能守恒定律综合与测试单元测试习题

这是一份2020-2021学年第八章 机械能守恒定律综合与测试单元测试习题，共14页。试卷主要包含了单选题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。
1．某同学为配合值日生打扫地面，将凳子向上搬起后再缓慢放回原处，此过程中该同学对凳子做功的情况是（ ）
A．一直做正功B．先做正功，再做负功
C．一直做负功D．先做负功，再做正功
2．2019年10月第7届世界军人运动会在武汉举行。为备战军运会，某运动员通过绳子拖着轮胎在水平地面上匀速前行。下列说法正确的是（ ）
A．轮胎的重力做正功
B．地面对轮胎的支持力做负功
C．运动员对绳子的拉力做正功
D．运动员对绳子的拉力做负功
3．如图所示，置于光滑水平面上的长木板B的左端有一物体A，A、B间有摩擦，现用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在水平面上，F做的功为，产生的内能增量为，第二次使B可自由滑动，F做的功为，产生的内能增量为，则（ ）
A．，B．，
C．，D．，
4．如图所示，A点有一定的高度，ACB和ADB是连接AB两点的两条光滑等长的轨道，同时释放的两个小球分别由两条轨道滚下，到达B点的速率相等，下列说法正确的是（ ）
A．两个小球同时到达B点
B．沿ADB滚下的小球先到达B点
C．沿ACB滚下的小球先到达B点
D．无法确定
5．关于功率以下说法中正确的是（ ）
A．据P=可知，机器做功越多，其功率就越大
B．据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C．据P=可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D．据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比
6．如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡（粗糙）底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB之间的水平距离为x，重力加速度为g。下列说法不正确的是（ ）
A．小车克服重力所做的功是mgh
B．合外力对小车做的功是
C．推力对小车做的功是
D．阻力对小车做的功是
7．体育课上，同学们进行冰场上游戏，如图，第一次绳的一端拴在墙上，A同学拉绳然后越过中点；第二次绳的一端拴在一可移动的木箱上，A同学仍越过中点但未与木箱相撞。两次游戏中，A同学对绳子的拉力相同，前后两次达到中点时对绳子做的功分别为、，假设冰面光滑，则（ ）
A．B．C．D．无法确定
8．民航客机的机舱一般都设有紧急出口，发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊构成的斜面，机舱中的人可沿该斜面滑行到地面上，示意图如图所示，某机舱紧急出口的舱门离气囊底端的竖直高度AB=3.2m，气囊构成的斜面长AC=4.0m。CD段为与斜面平滑连接的水平地面。若人从气囊上由静止开始滑下，人与气囊间的动摩擦因数、人与地面间的动摩擦因数均为0.4.不计空气阻力，g=10m/s2，要使救护人员不被从气囊上滑下的人撞到，则救护人员距舱门正下方B点的安全距离是（ ）
A．6.4mB．7.2mC．8.0mD．10.0m
9．如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环，小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力（ ）
A．一直不做功B．一直做正功
C．始终指向大圆环圆心D．始终背离大圆环圆心
10．无论是远海岛礁建设，还是超大型疏浚及填海造陆工程，都离不开钢铁巨轮——重型绞吸船。我国自主研制的自航绞吸挖泥船“天鲲号”性能达到世界先进水平，其远程输送能力达15000米，居世界第一。若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为kW，排泥量为1. 6m3/s，排泥管的横截面积为0. 8m2，则泥泵对排泥管内泥浆的推力为（ ）
A．NB．NC．ND．N
11．如图所示，一水平传送带始终保持向右匀速传送。某时刻将小物块P轻放于传送带左端（不计小物块的水平初速度）。小物块P在传送带上运动的过程中，关于传送带对小物块P的做功情况，下列说法正确的是（ ）
A．一定先做正功，后做负功
B．一定先做正功，后不做功
C．可能始终做正功
D．可能始终做负功
12．如图所示，一物体以一定的速度沿水平面由点滑到点，摩擦力做功；若该物体从沿两斜面滑到，摩擦力做的总功为，已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则（ ）
A．B．C．D．不能确定、大小关系
二、解答题
13．如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点。已知重力加速度大小为g。
(1)小球在水平拉力的作用下，从P点缓慢地移动到Q点，求水平拉力F做的功；
(2)小球在水平恒力的作用下，从P点运动到Q点，求小球在Q点的速度大小。
14．沿倾角为的斜面向上推一个质量为m的木箱，推力F与斜面平行，推上的距离为x，木箱与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，请完成下述要求。
(1)画出题中物理情境的示意图，并画出木箱所受的各个力，用字母标明力的名称；
(2)写出各力做功的表达式；
(3)写出各力做功的代数和，即总功的表达式。
(4)写出合力的表达式；
(5)写出合力做功的表达式，并与总功的表达式加以比较。
15．如图所示的“S”形玩具轨道， 该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成， 放置在水平面上， 轨道弯曲部分放置在竖直面内， 轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆对接而成， 圆半径比细管内径大得多， 轨道底端与水平地面相切， 轨道在水平方向上不可移动。弹射装置将一个小球从A点水平弹射向B点并进入轨道， 经过轨道后从最高点D水平抛出。已知小球与地面AB间的动摩擦因数=0.2， AB段长L=1.25m， 圆的半径R=0.1m， 小球质量m=0.01kg， 轨道质量M=0.26kg， g取10m/s2， 求∶
(1)若v0=5m/s， 小球经过轨道D时， 管道对小球作用力的大小和方向。
(2)设小球进入轨道之前， 轨道对地面压力大小等于轨道自身的重力， 当v0至少为多大时， 小球经过两半圆对接处C点时， 轨道对地面的压力为零。
16．如图所示，升降机内斜面的倾角，质量为2kg的物体置于斜面上始终不发生相对滑动，在升降机以5m/s的速度匀速上升4s的过程中．（g取），求：
(1)斜面对物体的支持力所做的功；
(2)斜面对物体的摩擦力所做的功；
(3)物体重力所做的功；
(4)合外力对物体所做的功。
三、填空题
17．高压水枪竖直向上持续喷水，已知喷水高度为，空中水的质量为，则此水枪的功率为______W。
18．质量为m的物体（可视为质点）从地面上方H高处由静止释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，重力加速度为g，在此过程中，重力对物体做功为___________，重力势能___________（填“减少”或“增加”）了___________。
19．如图所示，质量为m的物块在水平恒力F的推动下，从粗糙山坡底部的A处由静止运动至高为h的坡顶B处，并获得速度v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g，则重力做功为______，恒力F做功为________，物块的末动能为________，物块克服摩擦力做功为________。
20．如图所示，将小球甲、乙（都可视为质点）分别从A、B两点由静止同时释放，甲、乙两物体的质量之比为2∶1，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D，其中甲是从圆心A开始做自由落体运动，乙沿光滑弦轨道从与圆心等高的B到达D，当甲运动到D点前瞬间，甲、乙的速度大小之比为________，机械能之比为_______（以D点所在平面为零势能面）
参考答案
1．B
【详解】
该同学将凳子向上搬起过程中，人对凳子有向上的作用力，凳子向上运动，故人对凳子做正功；放下过程中，人对凳子的力仍然向上，但凳子运动方向向下，故人对凳子做负功。
故选B。
2．C
【详解】
A．轮胎重力方向向下，轮胎的位移方向水平，重力和位移的方向相互垂直，所以轮胎的重力不做功，故A错误；
B．地面对轮胎的支持力方向向上，和轮胎位移方向相互垂直，所以支持力不做功，故B错误；
CD．运动员对绳的拉力方向与绳的位移方向成锐角，所以运动员对绳子的拉力做正功，故C正确，D错误。
故选C。
3．C
【详解】
设A、B间的摩擦力为，木板长为l，第一次木板固定，则
第二次木板不固定，当用恒力F将A拉至B的右端时，设木板的位移为，则
所以有
故ABD错误，C正确。
故选C。
4．B
【详解】
由动能定理
可得
物体运动到B点速度大小相等，沿ADB运动时的切向加速度逐渐减小；而沿ACB运动时的切向加速度逐渐增加，两种情况下的位移相同，由速度图像可知沿ADB运动时的时间较短，即沿ADB滚下的小球先到达B点。
故选B。
5．D
【详解】
A．据P=可知，在相同的时间内，机器做功越多，其功率就越大。A错误；
BD．据P=Fv可知，在功率不变时，汽车牵引力与速度成反比。B错误，D正确；
C．公式P=计算的是时间t内的平均功率，并不反应这段时间内任一时刻机器做功的功率。C错误。
故选D。
6．C
【详解】
A．小车重力所做的功为
即小车克服重力所做的功是，故A正确，不符合题意；
B．由动能定理得合外力对小车做的功是
故B正确，不符合题意；
CD．由动能定理得
则阻力对小车做的功
推力对小车做的功是
故C错误，符合题意；D正确，不符合题意。
故选C。
7．A
【详解】
力对物体做的功等于力与力方向上的位移的乘积，第一次，A同学的位移就是其到中点的距离，第二次，木箱移动，则A同学与绳子间作用点移动的距离大于A同学的位移即到中点的距离，所以
故选A。
8．C
【详解】
由几何关系可知sinθ=0.8，csθ=0.6，人从A点开始下滑到水平面上停止的过程由动能定理
解得
x=5.6m
则救护人员距舱门正下方B点的安全距离是x+Lcsθ=8m。
故选C。
9．A
【详解】
AB．大圆环是光滑的，则小环和大环之间没有摩擦力；大环对小环的支持力总是垂直于小环的速度方向，所以大环对小环没有做功，故A正确，B错误；
CD．小环在刚刚开始运动时，在大环的接近顶部运动时，大环对小环的支持力背离大环圆心，小环运动到大环的下半部分时，支持力指向大环的圆心，故CD错误。
故选A。
10．B
【详解】
由于功率大小
而每秒钟排出体积
代入数据，整理得
B正确，ACD错误。
故选B。
11．C
【详解】
物块刚放到传送带上时，受到向右的摩擦力而向右做加速运动，此过程中传送带对物体做正功；若物块在没有到达最右端之前与传送带共速，则以后的运动中物块随传送带匀速运动，而不受摩擦力作用，此过程中传送带对物块不做功；若物块加速过程中已经达到了传送带最右端，此过程中传送带对物块做正功；综上所述，传送带对可能先做正功，后不做功，也可能一直做正功。故C正确，ABD错误。
故选C。
12．A
【详解】
设AB间的距离为L，则上图中摩擦力做功
下图中把摩擦力做功分为两段，设斜面两倾角分别为α和β，两斜面长度分别为s1和s2，即有
由于
可得，故A正确，BCD错误。
故选A。
13．(1)；(2)
【详解】
(1)小球缓慢运动，动能变化量为零，由动能定理得
解得
(2)小球从P点运动到Q点，由动能定理得
由题知
F=mg
解得
14．(1)见解析；(2)，，，；(3)；(4) ；(5)，合力做功的表达式与总功的表达式相同
【详解】
(1)以物体为研究对象，受到四个力的作用：重力，推力，支持力，滑动摩擦力，受力如图所示
(2)重力做功的表达式为
推力F做功的表达式为
支持力做功的表达式为
摩擦力做功的表达式为
(3)总功的表达式
(4)合力表达式
(5)合力做功的表达式为
合力做功的表达式与总功的表达式相同。
15．(1)1.1N，方向竖直向下；(2)6m/s
【详解】
(1)设小球在轨道上D点时受到的轨作用力为F，在D点时的速度为vD，则根据动能定理有
－mgL－mg4R＝mvD2－mv02
在D点由牛顿第二定律可得
F＋mg＝m
解得
F＝1.1N
方向竖直向下
(2)设小球在C点的速度为vC，受到的轨道压力为FC，小球从A到C的过程中应满足
mgL－mg2R＝mvC2－mv02
根据牛顿第二定律
FC＋mg＝m
FC＝Mg
解得小球速度至少
v0＝6m/s
16．(1)300J；(2)100J；(3)；(4)0
【详解】
物体置于升降机内随升降机一起匀速运动过程中，处于受力平衡状态，受力分析如图所示
由平衡条件得
代入数据得
由恒力做功的公式得
(1)斜面对物体的支持力所做的功
(2)斜面对物体的摩擦力所做的功
(3)物体重力做的功
(4)合外力对物体做的功
方法一
方法二
17．2000
【详解】
水喷出后做竖直上抛运动，已知喷水高度为5m，根据速度位移关系公式得出口的速度为
根据位移时间关系公式和竖直上抛运动的对称性得水在空中的运动时间
空中水的质量为80kg，故流量为
在内水枪做的功为
故此水枪的功率为
18．mg（H＋h） 减少 mg（H＋h）
19．－mgh Fx mv2 Fx－mgh－mv2
20．
【详解】
两物体释放后均做初速度为0的匀加速运动，甲的加速度为
乙的加速度为
两物体运动相同的时间，由
得甲、乙的速度大小之比为。
两物体的初始高度相同，初速度均为0，且两物体运动过程中机械能守恒，因
可得
则机械能之比为2:1.