人教版高一 第七章 机械能守恒定律 B拓展区 综合拓展一遍过 天天练

一、单选题

1. 难度：中等

如图所示，木板可绕固定水平轴O转动，木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止．在这一过程中，物块的重力势能增加了2J。用F_N表示物块受到的支持力，用f表示物块受到的摩擦力。在此过程中，以下判断正确的是(    )

A.F_N和f对物块都不做功

B.F_N对物块做功为2J，f对物块不做功

C.F_N对物块不做功，f对物块做功为2J

D.F_N和f对物块所做功的代数和为0

2. 难度：中等

一小球由如图所示轨道的点以初速度水平向左运动，经一段时间达到轨道的最高点，该点距离地面的高度为，若小球与轨道之间的摩擦力不能忽略，则小球返回点的速度为（　　）

A. B. C. D.

3. 难度：中等

如图所示，一小物块在粗糙程度相同的两个固定斜面上从A经B滑动到C，若不考虑物块在经过B点时机械能的损失,则下列说法中正确的是(　　)

A.从A到B和从B到C，减少的机械能相等

B.从A到B和从B到C，减少的重力势能相等

C.从A到B和从B到C，因摩擦而产生的热量相等

D.小物块在C点的动能一定最大

4. 难度：困难

目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为早日实现无人驾驶，某公司对某款汽车性能进行了一项测试，让质量为的汽车沿一山坡直线行驶。测试中发现，下坡时若关掉油门，则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率上坡，则从静止启动做加速运动，发生位移时速度刚好达到最大值。设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小分别保持不变，下列说法正确的是（　　）

A.关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能守恒

B.关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力做功不为零

C.上坡过程中，汽车速度由增至，所用的时间等于

D.上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度，所用时间一定小于

5. 难度：中等

如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能E与距地面高度h的关系如图乙所示，已知重力加速度为g·空气阻力不计．下列说法正确的是

A.在0~h₀过程中，F大小始终为mg

B.在0~h₀和h₀~2h₀过程中，F做功之比为2︰1

C.在0~2h₀过程中，物体的机械能不断增加

D.在2h₀~3.5h₀过程中，物体的机械能不断减少

二、多选题

6. 难度：中等

某位溜冰爱好者先在岸上从O点由静止开始匀加速助跑，2 s后到达岸边A处，接着进入冰面(冰面与岸边基本相平)开始滑行，又经3 s停在了冰上的B点，如图所示．若该过程中，他的位移是x，速度是v，受的合外力是F，机械能是E，则对以上各量随时间变化规律的描述，下列选项中正确的是(　　)

A.

B.

C.

D.

7. 难度：中等

如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，已知杆与水平面之间的夹角θ<45°，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长．现让小球自C点由静止释放，在小球滑到杆底端的整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是(　　)

A.小球的动能与重力势能之和保持不变

B.小球的动能与重力势能之和先增大后减少

C.小球的动能与弹簧的弹性势能之和增加

D.小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变

8. 难度：困难

如图所示，圆心在点、半径为的圆弧轨道竖直固定在水平桌面上，与的夹角为，轨道最低点与桌面相切。一轻绳两端系着质量分别为和的小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道边缘的两边，开始时，质量为的小球位于点，然后从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦。则（　　）

A.质量为的小球在由下滑到的过程中，两球速度大小始终相等

B.质量为的小球在由下滑到的过程中重力的功率先增大后减小

C.若质量为的小球恰好能沿圆弧轨道下滑到点，则

D.若质量为的小球恰好能沿圆弧轨道下滑到点，则

三、实验题

9. 难度：中等

用如图所示实验装置，验证机械能守恒定律，重物P（含遮光片），Q用跨过轻滑轮的细绳相连，现让P从光电门1的上侧由静止释放，P竖直向下运动，分别测出遮光片经过光电门1和光电门2的时间和，另测得遮光片的宽度为d，两光电门之间的距离为h，已知重力加速度为g

（1）实验中还需要测量的物理量有_________________________（填写物理量名称以及表示符号）

（2）写出验证机械能守恒定律的等式为______________________________（用以上测得的物理量符号表示）

（3）本实验还可以测出重物Q上升的加速度，其大小是_____________________________

10. 难度：中等

在探究功与速度变化的关系的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示．木块从A点静止释放后，在一根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到B₁点停下，记录此过程中弹簧对木块做的功为W₁．O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB₁的距离为L₁．再用完全相同的2根、3根…弹簧并在一起进行第2次、第3次…实验并记录2W₁，3W₁…及相应的L₂、L₃…数据，用W﹣L图象处理数据，回答下列问题：

（1）如图乙是根据实验数据描绘的W﹣L图象，图线不过原点的原因是_____；

（2）由图线得木块从A到O过程中摩擦力做的功是W₁=____；

（3）W﹣L图象斜率的物理意义是_____．

四、解答题

11. 难度：中等

如图所示，质量为m、半径为R的光滑圆柱体B放在水平地面上，其左侧有半径为R、质量为m的半圆柱体A，右侧有质量为m的长方体木块C，现用水平向左的推力推木块C，使其缓慢移动，直到圆柱体B恰好运动到半圆柱体A的顶端，在此过程中A始终保持静止．已知C与地面间动摩擦因数μ＝，重力加速度为g.求：

(1)圆柱体B下端离地高为 时，地面对木块A的支持力；

(2)木块C移动的整个过程中水平推力的最大值；

(3)木块C移动的整个过程中水平推力所做的功．

12. 难度：困难

如图所示为某同学设计的投射装置，水平地面上固定一根内壁光滑的细管道，管道下端固定在水平地面上，管道竖直部分长度为，部分是半径为的四分之一圆弧，管口沿水平方向，为圆弧的圆心。与圆心水平距离为的竖直墙壁上固定一个半径为的圆形靶子，圆心与等高，为靶子的最高点和最低点。管道内处有一插销，挡住下面的小球，弹簧上端与小球并未连接，弹簧下端固定在金属杆上，可上下调节，改变弹簧压缩量。小球质量为且可视为质点，不计空气阻力和弹簧的质量，重力加速度为。为了让小球击中靶子，则:

(1)小球对管道处的最大压力；

(2)弹簧储存的弹性势能的范围。

五、多选题

13. 难度：中等

如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，g为重力加速度，则

A.升降机停止前在向上运动

B.0−t_l时间内小球处于失重状态，t₁−t₂时间内小球处于超重状态

C.t₁−t₃时间内小球向下运动，动能先增大后减小

D.t₃−t₄时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量

六、单选题

14. 难度：中等

如图所示为游乐场中过山车的一段轨道，P点是这段轨道的最高点，A、B、C三处是过山车的车头、中点和车尾。假设这段轨道是圆轨道，各节车厢的质量相等，过山车在运行过程中不受牵引力，所受阻力可忽略。那么过山车在通过P点的过程中，下列说法正确的是(    )

A.车头A通过P点时的速度最小

B.车的中点B通过P点时的速度最小

C.车尾C通过P点时的速度最小

D.A、B、C通过P点时的速度一样大

七、多选题

15. 难度：中等

“弹跳小人”（如图甲所示）是一种深受儿童喜爱的玩具，其原理如图乙所示．竖直光滑长杆固定在地面不动，套在杆上的轻质弹簧下端不固定，上端与滑块拴接，滑块的质量为0.80 kg.现在向下压滑块，直到弹簧上端离地面高度h＝0.40m时，然后由静止释放滑块．滑块的动能E_k随离地高度h变化的图象如图丙所示.其中高度从0.80m到1.40m范围内的图线为直线，其余部分为曲线．若以地面为重力势能的参考平面，空气阻力为恒力，g取10 m/s².则结合图象可知

A.弹簧原长为0.72m

B.空气阻力大小为1.00N

C.弹簧的最大弹性势能为9.00J

D.弹簧在落回地面的瞬间滑块的动能为5.40J

八、单选题

16. 难度：困难

如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径水平，质点与半圆轨道的动摩擦因数处处一样，当质点从点正上方高处自由下落，经过轨道后从点冲出竖直上升，上升的最大高度为，空气阻力不计。当质点首次从点上方下落时，下列说法正确的是（　　）

A.质点不能从点冲出半圆轨道

B.质点能从点冲出半圆轨道，但上升的最大高度

C.质点能从点冲出半圆轨道，但上升的最大高度

D.无法确定能否从点冲出半圆轨道

九、实验题

17. 难度：简单

某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．

该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．

（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.

（2）已测得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________ Hz．

十、解答题

18. 难度：中等

人的心脏每跳一次大约输送的血液，正常人血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值约为，心跳约每分钟70次，据此估测心脏工作的平均功率。

19. 难度：中等

如图，在半径为r的轴上悬挂着一个质量为M的水桶P，轴上均匀分布着6根手柄，每个柄端固定有质量均为m的金属球，球离轴心的距离为l，轮轴、绳和手柄的质量及摩擦均不计．现由静止释放水桶，整个装置开始转动．

（1）当水桶下降的高度为h时，水桶的速度为多少？

（2）已知水桶匀加速下降，下降过程中细绳的拉力为多少？