1、機械能綜合檢測（時間：90 分鐘 滿分:100 分）一、選擇題（本題共 12 小題,每小題 4 分,共 48 分.在每小題給出的四 個選項中，第 17 小題只有一個選項正確，第 812 小題有多個選項 正確,全部選對的得 4 分,選對但不全的得 2 分,有選錯或不選的得 0 分）1.如圖所示，質量為 m 的鉤碼在彈簧測力計的作用下豎直向上運動.設彈簧測力計的示數為 FT,不計空氣阻力，重力加速度為 g.則（A. Fi=mg 時,鉤碼的機械能不變B. FKmg 時,鉤碼的機械能減小C. Fumg 時,鉤碼的機械能減小D. FQmg 時，鉤碼的機械能增加解析:無論 FT與 mg 的關系如何，FT與

2、鉤碼位移的方向一致，FT做正功, 鉤碼的機械能增加，選項 D 正確.2.下表列出了某種型號轎車的部分數據，試根據表中數據回答問題長/mmx 寬 /mmx 高 /mm4 871X1 835X1 460凈重/kg1 500傳動系統前輪驅動與擋變速發動機型式直列 4 缸發動機排量（L）2.2最高時速（km/h）252100 km/h 的加速時間（s）10額定功率（kW）140如圖為轎車中用于改變車速的擋位.手推變速桿到達不同擋位可獲得 不同的運行速度，從“15”逐擋速度增大,R 是倒車擋.轎車要以最 大動力上坡，變速桿應推至擋位及該車以額定功率和最高速度運行時 轎車的牽引力分別為（D ）A.“5”擋

3、,8 000 N B.“5”擋,2 000 NC.“ 1”擋,4 000 N D.“ 1” 擋,2 000 N解析：由 P=Fv 可知，要獲得大的動力應當用低速擋，即“ 1”擋；由 P=FwP解得 F= =2 000 N,選項 D 正確.3.蹦極是一項既驚險又刺激的運動，深受年輕人的喜愛.如圖所示，蹦極者從 P 點靜止跳下，到達 A 處時彈性繩剛好伸直，繼續下降到最低 點 B處，離水面還有數米距離.蹦極者在其下降的整個過程中，重力勢 能的減少量為 E、繩的彈性勢能增加量為 E2,克服空氣阻力做功為 W 則下列說法正確的是（C ）A. 蹦極者從 P 到 A 的運動過程中，機械能守恒B. 蹦極者與

4、繩組成的系統從 A 到 B 的過程中，機械能守恒C.Ei=W+AE2D. E1+ E=W解析：蹦極者從 P 到 A 的過程中，除了重力做功以外，還有空氣阻力做 功，機械能不守恒，選項 A 錯誤；從 A 到 B 的過程中，對于系統，除了重 力和彈力做功以外，有阻力做功，系統機械能不守恒，選項 B 錯誤；根 據能量守恒知，由于動能變化量為零，重力勢能的減小量等于彈性勢 能的增加量與克服阻力做功之和，即E=Wf 選項 C 正確,D 錯誤.4.放置于固定斜面上的物塊，在平行于斜面向上的拉力 F 作用下，沿 斜面向上做直線運動.拉力 F 和物塊速度 v 隨時間 t 變化的圖像如圖, 則（C ）A. 第

5、1 s 內物塊受到的合外力為 5.0 NB. 物塊的質量為 11 kgC. 第 1 s 內拉力 F 的功率逐漸增大D.前 3 s 內物塊機械能先增大后不變 解析：由v t圖像可知:0 1 s 內物塊做勻加速運動，且 a=0.5 m/s2,1 3 s 內物塊做勻速運動由 Ft 圖像及受力分析可得，Fi-(mgsin0+f)=ma,F2-(mgsin0+f)=0,聯立得 m=1 kg,故選項 A,B 錯誤;第 1 s 內速度v逐漸增大，由 P=Fv 可知 F 的功率逐漸增大，選項 C 正確；前 3 s 內除重力以外的合外力做正功，所以物塊的機械能一直增大，選項 D 錯誤.5.剎車距離是衡量汽車安全

6、性能的重要參數之一，如圖所示的圖線1,2 分別為甲、乙兩輛汽車在緊急剎車過程中的剎車距離I 與剎車前的車速 v 的關系曲線，已知緊急剎車過程中車與地面間的摩擦是滑動 摩擦.據此可知，下列說法中正確的是(B )A. 甲車的剎車距離隨剎車前的車速 v 變化快，甲車的剎車性能好B. 乙車與地面間的動摩擦因數較大，乙車的剎車性能好C. 以相同的車速開始剎車，甲車先停下來，甲車的剎車性能好D. 甲車的剎車距離隨剎車前的車速 v 變化快，甲車與地面間的動摩擦 因數較大1IT2V2解析：對剎車過程，由動能定理可知卩 mgl=mv,得 1= 宀；=結合題圖 可知甲車與地面間動摩擦因數小，乙車與地面間動摩擦因數

7、大，剎車 時的加速度 a=ug,以相同的車速開始剎車，乙車先停下來，乙車剎車 性能好,B正確.6.如圖所示,一張薄紙板放在光滑水平面上，其右端放有小木塊，小木 塊與薄紙板的接觸面粗糙，原來系統靜止.現用水平恒力 F 向右拉薄 紙板,小木塊在薄紙板上發生相對滑動，直到從薄紙板上掉下來上述 過程中有關功和能的說法正確的是（D ）A. 拉力 F 做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加量B. 摩擦力對小木塊做的功一定等于系統中由摩擦產生的熱量C. 離開薄紙板前小木塊可能先做加速運動，后做勻速運動D. 小木塊動能的增加量可能小于系統中由摩擦產生的熱量解析：由功能關系，拉力 F 做的功等于薄紙板和小木塊動能的

8、增加量 與系統產生的內能之和，選項 A 錯誤；摩擦力對小木塊做的功等于小 木塊動能的增加量，選項 B 錯誤；離開薄紙板前小木塊一直在做勻加 速運動,選項C 錯誤；對于系統，由摩擦產生的熱量 Q=F L,其中 L 為小木塊相對薄紙板運動的位移，即薄紙板的長度.對小木塊,FfL木二Ek,L木為小木塊相對地面的位移，由于 L木存在大于、等于或小于 L 三種可能，即Ek存在大于、等于或小于 Q 三種可能,選項 D 正確.7.豎直向上拋出一小球，小球在運動過程中，所受空氣阻力大小不變. 規定向上方向為正方向，小球上升到最高點所用時間為 10,下列關于 小球在空中運動過程中的加速度 a、位移 x、重力的瞬

9、時功率 P 和機 械能 E 隨時間 t 變化的圖像中，正確的是（C ）解析：由于向上方向為正，加速度方向一直向下，選項 A 錯誤；由空氣 阻力大小不變，故物體向上減速運動和向下加速運動的加速度均恒定 且向上的加速度大，故向上減速的時間小于向下加速的時間，由于小 球做勻變速運動，位移一時間圖線不是直線，選項 B 錯誤；由于空氣阻 力一直做負功，故小球的機械能一直減小，選項 D 錯誤,重力的瞬時功 率 P=mgv 選項C 正確.8.如圖所示,輕質彈簧一端固定，另一端與質量為 m 套在粗糙豎直固定桿 A 處的圓環相連，彈簧水平且處于原長.圓環從 A 處由靜止開始 下滑,經過 B 處的速度最大，到達

10、C 處的速度為零,AC=h.圓環在 C 處獲 得一豎直向上的速度 v,恰好能回到 A 處；彈簧始終在彈性限度之內，A. 下滑過程中，加速度一直減小1B. 下滑過程中，因摩擦力產生的熱量為 mvC. 從 A 處到 C 處的過程中彈簧的彈性勢能增加了 mV-mghD. 下滑經過 B 處的速度小于上滑經過 B 處的速度重力加速度為 g,則圓環（解析:由題意知圓環從 A 到 C 先加速運動，后減速運動,在 A 點時加速 度為g,到達 B 點時加速度減為零，所以圓環先做加速度逐漸減小的加 速運動再做加速度逐漸增大的減速運動,A 項錯誤；圓環從 A 到 C 過程 中彈簧增加的彈性勢能即 C 處的彈性勢能

11、EP,因摩擦力產生的熱量等 于克服摩擦力所做的功 W 由能量守恒知圓環從 A 到 C 過程有 mgh二IIIW+EP,從 C 到 A 過程有刁 mV+Ep二mgh+W 聯立得 W=mV,Ep二mgh-mV,BI項正確,C 項錯誤；圓環從 A 到 B 過程有 mgh二m +AEp1+W,圓環從 BI到 A 過程有 m +曰二mgh+W,可得VB2VB1,D 項正確.9.質量為 1 kg 的物體在水平粗糙的地面上受到一水平外力 F 作用運 動,如圖（甲）所示，外力 F 和物體克服摩擦力 f 做的功 W 與物體位移 x 的關系如圖（乙）所示，重力加速度 g 為 10 m/s2.下列分析正確的是Q3召

12、皿吃15亦伸A.物體與地面之間的動摩擦因數為 0.2B. 物體運動位移為 13 mC. 前 3 m 運動過程中物體的加速度為 3 m/s2D. x=9 m 時，物體速度為 3 m/s解析：由在 Wx 圖像中，圖線斜率表示作用力的大小，物體與地面之間的滑動摩擦力 f=2 N,由 f=1mg 可得卩=0.2,選項 A 正確；前 3 m 內,耳-f拉力 Fi=5 N,39 m 內拉力 F?=2 N,物體在前 3 m 內的加速度 ai=3m/s；選項 C 正確；由動能定理得 VF-fxmv 可得 x=9 m 時,物體的速度 為v=3. m/s,選項 D 正確；設物體運動的最大位移為 xm,由動能定理得

13、VFAfxm=0,即物體的最大位移 xm= =13.5 m,選項 B 錯誤.10. 如圖所示,物體 A 的質量為 M,圓環 B 的質量為 m,通過輕繩連在一 起,跨過光滑的定滑輪，圓環套在光滑的豎直桿上，設桿足夠長.開始 時連接圓環的繩處于水平，長度為 1,現從靜止釋放圓環.不計摩擦和 空氣的阻力，以下說法正確的是（AD ）A. 當 M=2n 時,1 越大，則小環 m 下降的最大距離 h 越大B. 當 M=2n 時,1 越大,則小環 m 下降的最大距離 h 越小C. 當 M=m 且 l 確定時，則小環 m 下降過程中速度先增大后減小到零D. 當 M=m 且 l 確定時,則小環 m 下降過程中速

14、度一直增大_4解析：由系統機械能守恒可得 mgh=Mg（ -I）,當 M=2n 時,h=,選 項 A 正確,B錯誤;當M=n時,小環在下降過程中系統的重力勢能一直 在減少,即系統的動能一直在增加，選項 D 正確,C 錯誤.11.在傾角為B的光滑斜面上放有兩個用輕彈簧相連接的物塊A,B,它們的質量分別為 m,m2（m1m）,彈簧的勁度系數為 k,C 為一固定擋板，系統處于靜止狀態，如圖所示.現開始用一恒力 F 沿斜面方向拉物塊 A使之向上運動，當物塊 B 剛要離開 C 時，物塊 A 運動的距離為 d,速度為 v.則（AD ）A. 此時物塊 A 的加速度為：，；|B. 該過程中，物塊 A 的速度逐

15、漸增大C. 此時物塊 A 所受重力做功的功率為 mgv|D. 該過程中，彈簧彈性勢能的增加量為 Fd-mgdsin0-mv2解析：系統處于靜止時，彈簧處于壓縮狀態，彈簧的壓縮量為 Xi,對物 塊A 有 mgsin0=kxi；物塊 B 剛要離開 C 時,彈簧處于伸長狀態，彈簧 的伸長量為 X2,對物塊 A 有 F-migsin0-kx2二ma,又物塊 A 運動的距離F-kd為 d=xi+X2,解得 a= 5 ,若 F=_ ,在誤差允許的范圍內，若厶Ek=E,則可認為系統的機械能守恒.（用題中字母表示）（2）在上次實驗中，某同學改變 A,B 間的距離，作出的 v2-d 圖像如圖（乙）所示，并測得

16、M=m 則重力加速度 g _m/s2.解析：（1）系統動能增加量可表示為E= （M+m）v,系統的重力勢能減少量可表示為EP=mgd-Mgdsin 30 =（m- - ）gd.MI根據機械能守恒可得（m- Jgd二（M+m）f,2v2即 g=，代入數據得 g=9.6 m/s+ m)bzM答案：(1)(m- )gd(2)9.6評分標準:每空 2 分.15.(8分)小型四旋翼無人機是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，它的質量為 2 kg,運動過程中所受空氣阻力大小恒定不變，其動力系 統能提供的最大升力為 36 N,某次飛行中，無人機從地面上由靜止開 始以最大升力豎直向上起飛,4 s 時無人機離地高

17、度為 h=48 m,今通過 操控已使無人機懸停在距離地面H=180 m 高處，由于動力設備故障，無人機突然失去升力，從靜止開始豎直墜落，(g=10 m/s2)求：(1) 無人機運動過程中所受的空氣阻力的大小.(2) 為確保無人機能安全降落到地面，必須在無人機下墜多少時間內 瞬間恢復最大升力？解析:(1)無人機從地面以最大升力豎直向上飛行時，設加速度為 a,1則有 h=：ad2.(1 分)由牛頓第二定律得 F-mg-f=ma1,(1 分)解得 f=4 N.(1 分)(2)無人機失去升力后向下做勻加速運動，直至升力恢復，設這一過程 的加速度為 a2,則有 mg-f二ma,(1 分)解得 a2=8

18、m/s .I下落高度 h1= a2(1 分)距地面的高度 h2=H-hi又安全落地，即落地速度 v=0 m/s（1 分）從最高點到落到地面的過程中，由動能定理得1mgH-fH-Fh=mV（1 分）可得 t2=5 s.（1 分）答案:（1）4 N （2）5 s16. （8 分） 如圖所示,AB,BC 為傾角不同的斜面，斜面 BC 與水平面夾角 為30 ,CD 段水平,B,C 處均以平滑小圓弧連接.一物塊從距水平面高 度為 h的 A 點由靜止沿斜面滑下，物塊在 BC 段做勻速運動，最終停在 水平面上D 點.物塊與斜面、水平面間的動摩擦因數均相同.求：（1）物塊與接觸面間的動摩擦因數；（2）A 點到

19、 D 點的水平距離.解析:（1）由物塊在 BC 段勻速運動有mgsin 30 二卩 mgcos 30 （1 分）解得卩=.（1 分）設斜面 AB 與水平面夾角為a,AB 的水平距離為 X1,BC 的水平距離為 X2,CD 的水平距離為 X3,AB 段摩擦力做功W=- 口 mgcos a x 二-口 mgx（2 分） 同理可得 BC 段摩擦力做功 W=-卩 mgx（1 分） CD 段摩擦力做功W=-匕mgx（1 分）對 AD 段,由動能定理得mgh+WV+W=0（1 分）解得 XAD=Xl+X2+X3二.h.（1 分）答案:；（2） h17. （12 分）如圖所示,豎直平面內的一半徑 R=0.5

20、0 m 的光滑圓弧槽BCD,B 點與圓心 0 等高，一水平面與圓弧槽相接于 D 點，質量 m=0.10 kg的小球從 B 點正上方 H=0.95 m 高處的 A 點自由下落，由 B 點進入圓弧 軌道，從 D 點飛出后落在水平面上的 Q 點,DQ 間的距離 x=2.4 m,球從 D 點飛出后的運動過程中相對水平面上升的最大高度 h=0.80 m,g 取 10 m/s2,不計空氣阻力，求：（1）小球經過 C 點時軌道對它的支持力大小 FN；（2）小球經過最高點 P 的速度大小 VP；D 點與圓心 O 的高度差 hOD解析:（1）設經過 C 點速度為 V1,由機械能守恒有1mg（H+R）=m （2

21、分）由牛頓第二定律有 FN-mg （2 分）代入數據解得 FN=6.8 N.（1 分）(2)設在 P 點時速度為 VP,由 P 到 Q 小球做平拋運動有1Xh= gt1 2, =vpt(2 分)代入數據解得 VP=3.0 m/s.(1 分)從 A 到 D 由機械能守恒定律，有Img(H+ht)=，m,(2 分)II從 D 到 P 有 m二mgh+m (1 分)代入數據，解得 hoD=0.30 m.(1 分)答案:(1)6.8 N (2)3.0 m/s (3)0.30 m18.(12 分)如圖所示，在水平軌道右側安放一半徑為R 的豎直圓形光滑軌道,水平軌道的 PQ 段鋪設特殊材料，調節其初始長度為 L,水平軌 道左側有一輕質彈簧左端固定，彈簧處于自然伸長狀態.小物塊 A(可 視為質點)從軌道右側以初速度 V0沖上軌道,