学海乐苑高一物理单元测试题

第七章　机械能

总分100分　时间120分钟　成绩评定　　 

 

　一、选择题．本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．

　1．物体从地面上以的加速度匀减速竖直上升，不计空气阻力，则在上升过程中，物体机械能的变化为　　

　　A．不变　　B．减小　　C．增加　　D．先减小后增加

　2．如图7-1 所示，轻质弹簧长为L，竖直固定在地面上，质量为m的小球，在离地面高度为H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，小球向下运动，使弹簧的最大压缩量为x，在下落过程中，小球受到空气的阻力恒为f，则弹簧在最短时具有的弹性势能为　　(　　)

　　　 

　　

　3． 从离地高处以速度竖直向下抛出一个小球，若球撞地时无机械能损失，那么此球的回跳高度是　　(　　)

　　　 　　　　 　　　　　　　　　 D．上述均有可能

　 4．　下述物体机械能守恒的是 　 (　　)

　　A．沿着粗糙的斜面匀加速下滑的物体

　　B．杂技演员用细绳牵着的在竖直平面内做圆周运动的“小流星”(不计空气阻力)

　　c．悬挂在竖直弹簧下正在振动的小球

　　D．绕地球沿着椭圆轨道运动的人造地球卫星

　5．如图7-2 所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A

 拉到B的右端，第一次将B固定在地面上，F做的功为，产

生的热量为；第二次让B可以在光滑的地面上自由滑动，这

次F做的功为，产生的热量为．则两次做功和产生的热

量的关系为　　(　　)

　　　　　

 　　　　

　6．有一种叫做“蹦极跳”的运动，质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下降1．5L时到达最低点，若在下落过程中不计空气阻力，则以下说法正确的是　　(　　)

　A．速度先增大后减小　　B．加速度先减小后增大

　C．动能增加了，　　D．重力势能减少了

7．质量为的过山车，在竖直平面内做半径为的圆周运动，运动过程中空气阻力不能忽略，过山车在经过轨道最低点时的速率为，当它到达轨道最高点时的速率为，则在此过程中过山车克服空气阻力所做的功为　　(　　)

　　　　  　　　　　　　　　　　　　　 

8． 用恒力F向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力，则在此过程中　　(　)

　A．力F所做的功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量

　B．物体克服重力所做的功等于重力势能的增量

　c．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于重力势能的增量

　D．力F和阻力的合力所做的功等于物体机械能的增量

9．0　一小物体以100J的初动能滑上斜面，当动能减少80J时，机械能减少了32J，则当物体滑回原出发点时动能为 　 (　　)

　A．100J　　B．60J　　C．40J　　D．20J

 10． 质点所受的力F随时间变化的规律如图7—3所示，力的方向始终在一直线上，已知时质点的速度为零，在图示的、、和各时，哪一时刻质点的动能最大　　(　　)

　 　 　　

二、填空题．本题共2小题，共12分，把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．

11．A  (6分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源的频率为，当地重力加速度的值为，测得所用重物的质量为1．OOkg，甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、第2两点问的距离分别为、和，则可肯定　　　(选填“甲”、“乙”或“丙”)在操作上有错误，错误是　　　　　　　　  ，若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点0的距离分别为、、，则当打点计时器打口点时，重物的重力势能减小量为　　　　　  J，重物的动能为　　　　　 J．(均保留3位有效数字)　

12．(6分)在“验证机械能守恒定律 ”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为查得当地的重力加速度，测得所用的重物的质量为1．OOkg，实验中得到一条戋迹清晰的纸带，把第—个点记作0，另选连续的4个点A、B、c、D作为测量的点，经测量知道A、8、c、D各点到0点的距离分别为、、、，如图7—4所示，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为　　　　J，动能的增加量等于 　　　　　　  J。(保留3位有效数字)

三、计算题·本题共6小题，48分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算彗

　只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．

13．A  (8分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，若打出的纸带前段不清楚，但从A—E却是清楚的，各点距A点的数据如图7—5所示，单位为厘米，你能据此验证重物下落过程中机械能是否守恒吗?要求：

　(1)简述判断方法；

　(2)写出运算过程：

　(3)得出结论；

　(4)求出A点是第几个点．

14．(8分)如图7—6所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A和B联结，A质量为4m，B的质量为，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升，物块A与斜面间无摩擦，设当A沿斜面下滑s距离后，细线突然断了，求物块B上升的最大高度H。

15．(6分)小钢球质量为m，沿光滑的轨道由静止滑下，轨道形状如图7—7所示，与光滑轨　道相接的圆形轨道的半径为尺，要使小球沿光滑轨道恰能通过最高点，物体应从离轨道最　低点多高的地方开始滑下?

16． (8分)轻杆AB长端连在固定轴上，端固定一个质量为2m的小球，中点C 固定一个质量为m的小球，杆可以绕端在竖直平面内自由转动，现将杆置于水平位置，如图7—8所示，然后静止释放，不计各

处摩擦与空气阻力，试求：

(1)杆转到竖直位置瞬间，角速度为多大?

(2) 杆转到竖直位置的过程中，端小球的机械能增量为多大?

17．(8分)如图7—9所示，物块和用一不可伸长的细绳通过定滑轮连接，m放在倾角的固定光滑斜面上，而穿过竖直杆的物块M可沿杆无摩擦地下滑，，

　开始时，将抬高到A点，使细绳水平，此时段绳长为，现由静止开始下滑，求：当下滑3．0m至B点时的速度为多大?(取)

18．(10分)一传送带装置示意图如图7一10所示，其中传送带经过4B区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形(圆弧由光滑模板形成，未画出)，经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切，现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为^．稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L，每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动(忽略经BC段时的微小滑动)．已知在相当长的一段时间T内，共运送小货箱的数目为N．这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不汁轮轴皮p的摩擦，求电动机的平均输出功率P。

参考答案

　1．c点拨：在这个过程中有外力对物体做正功，由于可知，在上升过程

中F做正功．所以机械能增加．

　2．c点拨：取压缩量最短处为重力势能参考面，由于下落过程重力做正功，阻力做负功，而且，弹力做了负功．要求弹性势能改变多少，只要求出弹力做的功就知道弹性势能，而物体的动能没有变化，所以有 _弹 。

 3．A点拨：根据机械能守恒可知：

　4．点拨：根据机械能守恒的条件可知，只要过程中只有重力或弹力做功，机械能就守恒．其中，A选项中有摩擦力做功．

　5．A点拨：因为产生的热量等于摩擦力与相对位移的乘积，故，由于第二次木块没有固定，要使A拉到曰的右端时，F的位移较大，根据做功条件，可知，第二次F 做的功多．

　6．A点拨：人由静止下落，橡皮绳未拉伸，只受重力作用，加速度为g不变，速度增大；到达重力与弹力平衡位置前，合外力方向向下，加速度向下，且越来越小，速度增大，到达平衡位置时，合外力为零，速度最大；之后人继续下落，加速度向上增大，速度减慢到零，选项A正确，选项B错，人的初始速度和末速度都为零，动能增量为零，人下落高度为，重力势能减少了选项C、D错．

　7．A点拨：根据能量守恒可知，设过山车从最低点到达最高点的过程中，克服空气阻力所做的功为，则有：

　8．BD点拨：设其高度为，空气阻力所做的功为，重力势能的增量为，机械能的增量为．在这个过程中有重力G、拉力F和空气阻力，三个力做功；而重力做了多少功，重力势能就改变多少，由动能定理可知，，可见A选项错误；B选项正确；合力做的功应等于物体动能的增量，所以c选项错误；D选项正确．

　9．D点拨：设斜面倾角为，滑动摩擦力为，动能减少80J时位移为s，根据功能关系，动能减少量等于合外力的功，即 　　　　　　　　　　　①

　　机械能减少量等于除重力以外的力(此题中即为F)所做的功，即

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②

　　设物体从斜面底端到最高点位移为s：，则动能的减少量为100J，即

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　③

　　设机械能的减少量为，即为上滑过程中滑动摩擦力所做的总功有：

　 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　④

　　综合①②③④有所以

　　上滑及下滑过程中滑动摩擦力都做负功，且数值相等，所以一个往返，摩擦力做负功

总和为_总 　

故滑回底端时物体的动能　

 10．B点拨：，质点做a增大的加速运动；，质点做口减小的加速运动；，质点受力反向增大，做变大的减速运动，质点做变小的减速运动；所以时刻质点的速度最大，动能最大，选项B正确．

　　11．丙　 先放开纸带后接通电源1．88  1．84

　　12．7．62　 7．56

　　解析：根据实验原理直接进行计算，由0点到C点，重力势能的减少量

打下C点时纸带(即物体)的瞬时速度

　

即动能的增加量为 　

 13．解析：(1)选定物体自由下落的某段距离，算出其重力势能的减少；算出下落过程动能的增加，若在实验误差允许范围内，则重物下落过程中机械能是守恒的．

　 （2）根据

若选段，有：

 

可见，若选BC段，有：

可见

　　(3)从(2)中的计算可知：在实验允许的误差范围内，重物自由下落过程中的重力势能的减少与动能的增加相等，即重物自由下落过程中的机械能守恒．

(4)设从第一个点到 B 点所用的时间为 　

所以：

　这表明为第五个点．

14．解析：因为斜面光滑，A、B系统机械能守恒，设细线断时A与B的速率为，则，

解得，

　 在细线断了之后以速度竖直上抛，上升最大高度，

　　 则物块上升最大高度．

　　15．解析：小球在沿光滑轨道滑动的整个过程中，只有重力做功，故机械能守恒，取最低点为参考平面．

　刚释放时，小球的机械能为：

　到达圆轨道的最高点时机械能为：

　根据机械能守恒定律：

 要使小球刚好沿圆轨道通过最高点，应有：

　由以上解得：

 16．解析：(1)在AB杆由释放转到竖直位置的过程中，以B球在最低点为零势能点，根据机械能守恒定律有：，解得角速度　

(2)在此过程中，B 端小球机械能的增量为

17．解析：由于两个物体运动的过程中只有重力做功，系统机械能守恒．设到点时的速度为的速度为，

把

由机械能守恒定律得：　

即：

解得：

18．解析：每个小货箱先在水平传送带上加速运动，当速度增大到与传送带相同时就随传送带一起匀速运动，一个货箱从A到达D的过程中，动能增加了势能增加了货箱与传送带间的摩擦生热为因为此过程中传送带的位移，货箱与传送带间的相对位移，把一个货箱从A带到D处电动机做功为