1、单元质量评估(五)机械能一、选择题(15题为单项选择题，68题为多项选择题)1韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J韩晓鹏在此过程中()A动能增加了1 900 JB动能增加了2 000 JC重力势能减小了1 900 JD重力势能减小了2 000 J2.一线城市道路越来越拥挤，因此自行车越来越受城市人们的喜爱，如图，当你骑自行车以较大的速度冲上斜坡时，假如你没有蹬车，受阻力作用，则在这个过程中，下面关于你和自行车的有关说法正确的是()A机械能增加B克服阻力做的功等于机
2、械能的减少量C减少的动能等于增加的重力势能D因为要克服阻力做功，故克服重力做的功小于克服阻力做的功3如图所示为厦门某炮台的一门大炮假设炮弹水平射出，以海平面为重力势能零点，炮弹射出时的动能恰好为重力势能的3倍，不计空气阻力，则炮弹落到海平面时速度方向与海平面的夹角为()A30 B45C60 D754用起重机将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，其v t图象如图所示，下列说法正确的是 ()A在0t1时间内，起重机拉力逐渐变大B在t1t2时间内，起重机拉力的功率保持不变C在t1t2时间内，货物的机械能保持不变D在t2t3时间内，起重机拉力对货物做负功52021北京模拟如图
3、所示，高速公路上汽车定速巡航(即保持汽车的速率不变)通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化下列说法正确的是()A在ab段汽车的输出功率逐渐减小B汽车在ab段的输出功率比bc段的大C在cd段汽车的输出功率逐渐减小D汽车在cd段的输出功率比bc段的大6如图甲所示，一物块从足够长的固定粗糙斜面底端以某一速度冲上斜面从初始位置起，物块动能Ek随位移x的变化关系如图乙所示已知物块质量为2 kg，斜面倾角为37，sin 370.6，cos 370.8，取重力加速度g10 m/s2.下列说法正确的是()A物块上升的最大高
4、度为5 mB物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C整个上滑过程物块机械能减少了100 JD整个上滑过程物块重力势能增加了60 J7质量m1 kg的物体静止放在粗糙水平地面上，现对物体施加一个随位移变化的水平外力F时物体在水平面上运动已知物体与地面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等若Fx图象如图所示且45 m内物体匀速运动x7 m时撤去外力，g取10 m/s2，则下列有关描述正确的是()A物体与地面间的动摩擦因数为0.3Bx3 m时物体的速度最大C撤去外力时物体的速度为 m/sD撤去外力后物体还能在水平面上滑行3 s8如图物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为2m、m，开
5、始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上，放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是()A物体A下落过程中，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒B弹簧的劲度系数为C物体A着地时的加速度大小为D物体A着地时弹簧的弹性势能为mghmv2二、非选择题9用图1所示装置做“探究功与速度变化的关系”实验(1)若将木板水平放置，小车在橡皮筋作用下加速，当小车刚好达到最大速度时，下列说法正确的是_(填写选项前的字母标号).A橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态C小车恰好过
6、两个铁钉的连线D小车已过两个铁钉的连线(2)若将木板带有打点计时器的一端适当垫高，利用小车沿斜面的重力分量消除掉阻力的影响，再进行正确的实验操作，获得实验所需的纸带在图2两条纸带中，最符合实验事实的是_(填写纸带下方的字母标号).(3)若将一根橡皮筋对小车做的功记为W0，两条、三条.同样的橡皮筋并在一起拉伸同样的长度对小车做的功记为2W0、3W0，计算出小车对应的最大速度v，取v2v20，横坐标以W0为单位，绘出v2W图线，理论上是过原点的一条直线但某次实验得到的图线却不过原点，如图3所示，造成这一偏差的原因是：在垫高木板带有打点计时器一端时，木板的倾斜角度_(选填“偏大”或“偏小”)1020
7、22泰安模拟如图甲所示，一根轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为m0.4 kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点现对小物块施加一个外力F，使它缓慢移动，将弹簧压缩至A点，压缩量为x0.1 m，在这一过程中，所用外力F与压缩量的关系如图乙所示然后撤去F释放小物块，让小物块沿桌面运动，设小物块与桌面的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小物块离开水平面做平抛运动，下落高度h0.8 m时恰好垂直击中倾角为37的斜面上的C点，sin 370.6，g取10 m/s2.求：(1)小物块到达桌边B点时速度的大小；(2)在压缩弹簧的过程中，弹簧具有的最大弹性势能；(3)O点至桌
8、边B点的距离L.11如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内、外壁光滑且半径r0.2 m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k100 N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐一个质量为1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在曲面AB上，现从距BC的高度为h0.6 m处由静止释放小滑块，它与BC间的动摩擦因数0.5，小滑块进入管口C端时，它与上管壁有大小为FN2.5mg的相互作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中小滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep0.5 J，不计空气阻力，取重力加速度g10 m/s2.求：(1)小滑块在C处受到
9、的向心力大小；(2)在压缩弹簧过程中小滑块的最大动能Ekm；(3)小滑块最终停止的位置单元质量评估（五）机械能1解析：由动能定理可知，Ek1 900 J100 J1 800 J，故A、B均错重力势能的减少量等于重力做的功，故C正确，D错误答案：C2解析：A项，骑自行车以较大的速度冲上斜坡时，受阻力作用，部分的机械能转化为内能，所以机械能减小，故A不正确；B项，由于你没有蹬车，受阻力作用，所以除重力外，只有阻力做功，人与自行车克服阻力做的功等于机械能的减少量，故B正确；C项，由于阻力做负功，所以减少的动能大于增加的重力势能，故C错误；D项，克服重力做功，与克服阻力做功的大小无法比较，故D错误故选
10、B.答案：B3解析：设抛出时炮弹的初速度为v0，高度为h，炮弹落地时的速度大小为v，方向与水平方向的夹角为.根据机械能守恒定律得mvmghmv2，据题有mv3mgh，联立解得vv0，则cos ，可得30，选项A正确答案：A4解析：在0t1时间内，货物加速上升，加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律，有Fmgma，得Fm（ga），得拉力逐渐减小，选项A错误；在t1t2时间内，货物匀速上升，故拉力等于重力，起重机拉力的功率PFv保持不变，选项B正确；在t1t2时间内，货物匀速上升，动能不变，重力势能增加，故机械能总量增加，选项C错误；在t2t3时间内，货物减速上升，拉力向上，位移向上，故拉力依然做正功，
11、选项D错误答案：B5解析：汽车的输出功率等于牵引力的功率PFv，汽车的速率不变，在ab段的牵引力大小不变，故汽车在ab段的输出功率不变，A错误；同理，选项C错误；经分析可知，汽车在ab段受到的牵引力比bc段的大，又两段的速率相等，由PFv可知汽车在ab段的输出功率比bc段的大，B正确；汽车在cd段的牵引力比bc段的小，同理可知，选项D错误答案：B6解析：由图乙分析可知，图象与x轴的交点的横坐标为5，则x的最大值为5 m，物块上升的最大高度为hx sin 373 m，选项A错误；由动能定理：Ek100 Jmghmg cos 37x，解得0.5，选项B正确；摩擦力做功使机械能减少，整个上滑过程物块
12、机械能减少了Emgcos 37x40 J，选项C错误；整个上滑过程物块重力势能增加了Epmgh60 J，选项D正确答案：BD7解析：45 m内物体匀速运动，则有Ffmg，得0.3，选项A正确；只要Ffmg，物体就在加速，所以x在04 m内物体一直加速，x4 m时物体的速度最大，选项B错误；根据图象与x轴所围的面积表示外力F做的功，可得07 m内外力做功为W J22 J设撤去外力时物体的速度为v，根据动能定理得Wfxmv20，其中x7 m，解得v m/s，选项C正确；撤去外力后物体的加速度大小为ag3 m/s2，物体还能滑行时间t s，选项D错误答案：AC8解析：由题可知，物体A下落过程中，物体
13、B一直静止不动，对于物体A和弹簧组成的系统，只有重力和弹簧弹力做功，则物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，故A正确；物体A与地面即将接触时，物体B对地面恰好无压力，则此时弹簧的弹力为Tmg，开始时弹簧处于原长，由胡克定律知：Tkh，联立解得弹簧的劲度系数为k，故B错误；物体A着地时，弹簧的弹力为Tmg，则细绳对A的拉力也等于mg，对A，根据牛顿第二定律得2mgmg2ma，解得a，故C正确；物体A与弹簧组成的系统机械能守恒，有：2mghEp2mv2，解得Ep2mghmv2，故D错误答案：AC9解析：（1）木板水平，没有平衡摩擦力，小车受到的合力等于橡皮筋的拉力与摩擦力的合力，当小车所受合力为0时速
14、度最大，此时橡皮筋仍然有拉力，橡皮筋仍然是伸长的，此时小车没有到达两铁钉连线处，故A、C、D三项错误，B项正确；（2）平衡摩擦力，释放小车后，小车先做加速度减小的加速运动，后做匀速直线运动，由图示纸带可知，纸带A先做匀加速直线运动后做匀速直线运动，纸带B先做加速度减小的加速运动后做匀速直线运动，与事实相符的是纸带B.（3）由动能定理可知，合力做功等于物体动能的变化量，由图示图象可知，图象在纵轴上有截距，这说明小车动能的增量大于橡皮筋拉力做功，这可能是由于平衡摩擦力时木板倾角过大，小车受到的合力大于橡皮筋拉力造成的答案：（1）B（2）B（3）偏大10解析：（1）物块由B到C做平抛运动hgt2物块
15、在C点垂直击中斜面有tan 37v03.0 m/s（2）由题图知滑动摩擦力f1.0 N推力做的功WF J1.00.1 J2.4 J压缩过程中由功能关系得WFfxEp0Ep2.3 J（3）物块从A到B的过程中，由功能关系得Epf（xL）mvL0.4 m答案：（1）3.0 m/s（2）2.3 J（3）0.4 m11解析：（1）由题意知小滑块进入管口C端时，它受到圆管外壁大小为2.5mg、方向竖直向下的压力，故小滑块在C点受到的向心力大小为F向2.5mgmg35 N（2）在压缩弹簧过程中，小滑块速度最大时，所受合力为零设此时小滑块离D端的距离为x0，则有kx0mg，解得x00.1 m，在C点，F向m，解得v7 m2/s2.小滑块从C点运动到速度最大位置的过程中，由机械能守恒定律得mg（rx0）mvEkmEp，代入数据解得Ekm6 J.（3）小滑块从A点运动到C点过程，由动能定理得mghmgsmv，代入数据解得B、C间的距离s0.5 m，小滑块与弹簧作用后返回C处动能不变，小滑块的动能最终消耗在与BC水平面相互作用的过程中，设之后小滑块在BC上的运动路程为s，由动能定理有mgs0mv，代入数据解得s0.7 m，故最终小滑块在距离B点（0.70.5）m0.2 m处停下答案：（1）35 N（2）6 J（3）距B点0.2 m处