第 1 章 功和机械能 章末综合测试卷 一、单选题 1．（2022·全国·高一课时练习）某人用 20N 的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了 5.0m，放手后， 小车又前进了 2.0m 才停下来，则在小车运动过程中，人的推力所做的功为（　　） A．100 J B．140 J C．60 J D．无法确定 2．（2022·广东·高二学业考试）在体能测试跳绳时，质量为 50kg 的某同学一分钟跳了 150 次，若他每次 跳起时，重心上升的高度约为 5cm ，则他一分钟内克服重力做功的大小约为（　　） A．2500J B．3675J C．7500J D．375000J 3．（2022·贵州贵阳·高三期末）图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置 等组成，是一种可使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次 险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙 是工人运动全过程的 v-t 图像。已知工人的质量 m=70kg， g  10 m/s 2 ，则下列说法中错误的是（　　） A．发生险情处离地面的高度为 45 m B．加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为 280 N C．整个过程中工人所受重力做功为 31500J D． t  4 s 时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为 630W 4．（2021·河南宋基信阳实验中学高三阶段练习）质量为 m 的小球，从离地面 h 高处以初速度 v0 竖直上抛， 小球上升到最高点时离抛出点距离为 H，若选取最高点为零势能面，不计空气阻力，则（　　） A．小球在抛出点（刚抛出时）的机械能为零 B．小球落回抛出点时的机械能 -mgh 1 2 C．小球落到地面时的动能为 mv0  mgh 2 D．小球落到地面时的重力势能为−mgh 5．（2021·河南·平顶山市龙河实验高级中学高二开学考试）在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员 的强项。质量为 m 的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为 F ， 那么在他减速下降高度为 h 的过程中， g 为当地的重力加速度。下列说法正确的是（　　） A．他的动能减少了 Fh C．他的机械能减少了 ( F  mg )h B．他的重力势能减少了 mgh D．他的机械能增加了 Fh 6．（2021·辽宁·高二学业考试）如图所示，质量为 m 的小球从 O 点由静止开始自由下落，经过位置 A 时， 速度大小 v1，距离水平地面高度为 h1，经过位置 B 时，速度大小为 v2，距离水平地面高度为 h2；，不计空 气阻力，取地面为零势能参考平面，下列关系式正确的是（　　） A． B． mgh1  mv22  mgh2  mv12 mgh1  mv12  mgh2  mv22 1 2 1 2 C． mgh1  mv2  mgh2  mv1 2 2 1 2 1 2 D． mgh1  mv1  mgh2  mv2 2 2 7．（2021·辽宁·高二学业考试）如图所示，木箱在与水平方向成 a 角斜向上的恒力Ｆ作用下，沿水平地 面向右运动：发生了一段位移 x，在这个过程中，力 F 所做的功为（　　） A．W=Fx B．W=Fxsina C．W=Fxcosa D．W=Fxtana 8．（2022·全国·高三专题练习）如图所示为质量为 m 的汽车在水平路面上启动过程的 v﹣t 图象，Oa 为过 原点的倾斜直线，ab 段是汽车以额定功率行驶时的加速阶段速度随时间变化的曲线，bc 段是与 ab 段相切 的水平直线。整个启动过程中阻力恒为 f，则下列说法正确的是（　　） A．0～t1 时间内汽车牵引力 F  f m v1 t1 B．0～t1 时间内汽车以恒定功率做匀加速运动 C．t1～t2 时间内汽车的平均速度为 v1  v2 2 D．t1 时刻汽车的牵引力小于 t2 时刻汽车的牵引力 二、多选题 9．（2022·河北衡水中学高三）如图所示，甲、乙传送带倾斜于水平地面放置，并以相同的恒定速率 v 逆 时针运动，两传送带粗糙程度不同，但长度、倾角均相同。将一小物体分别从两传送带顶端的 A 点无初 速释放，甲传送带上物体到达底端 B 点时恰好达到速度 v；乙传送带上物体到达传送带中部的 C 点时恰好 达到速度 v，接着以速度 v 运动到底端 B 点。则物体从 A 运动到 B 的过程中（　　） A．物体在甲传送带上运动的时间比乙大 B．物体与甲传送带之间的动摩擦因数比乙大 C．两传送带对物体做功相等 D．物体与甲传送带摩擦产生的热量比乙大 10．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，一木块静止放在光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向射入木 块，若子弹进入木块的深度为 s1，与此同时木块沿水平面移动了 s2，设子弹在木块中受到的阻力大小不变， 则在子弹进入木块的过程中（　　） A．子弹损失的动能与木块获得的动能之比为（s1+s2）：s2 B．子弹损失的动能与系统获得的内能之比为（s1+s2）：s1 C．木块获得的动能与系统获得的内能之比为 s2：s1 D．木块获得的动能与系统获得的内能之比为 s1：s2 11．（2021·湖北·高三阶段练习）如图所示，一轻弹簧放在倾角 θ=30°且足够长的光滑斜面上，下端固定 在斜面底端的挡板上，上端与放在斜面上的物块 A 连接，物块 B 与物块 A（二者质量均为 m）叠放在斜面 上并保持静止，现用大小等于 1 mg 的恒力 F 平行斜面向上拉 B，当运动距离为 L 时 B 与 A 分离。下列说 4 法正确的是（　　） A．弹簧处于原长时，B 与 A 开始分离 B．弹簧的劲度系数为 3mg 4L C．弹簧的最大压缩量为 L D．从开始运动到 B 与 A 刚分离的过程中，两物体的动能先增大后减小 12．（2021·四川内江·一模）如图,一长木板 B 放在水平面上，在 B 的左端放一小物块 A（各接触面均粗 糙）.现以恒定的水平外力 F 拉物块 A ,经过一段时间后物块 A 从长木块 B 的右端滑下在此过程中,下列说 法正确的是（　　） A．A、B 之间产生热量多少与 B 是否运动有关 B．A 对 B 的摩擦力做功的绝对值一定小于 B 对 A 的摩擦力做功的绝对值 C．A 对 B 的摩擦力做的功一定小于 B 与水平面之间摩擦产生的热量 D．外力 F 做的功等于摩擦产生的总热量与 A、B 动能的增量之和 三、实验题 13．（2022·全国·高三专题练习）某同学用如图甲所示装置“验证机械能守恒定律”时，所用交流电源的周 期为 T，得到如图乙所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点 A、B、C、D、E，测出 A 点距起点 O 的 距离为 s0 s1 ，点 A、C 间的距离为 ，点 C、E 间的距离为 （1）下列做法正确的有________ A．必须要称出重物和夹子的质量 B．图中两限位孔必须在同一竖直线上 s2 ，重物的质量为 m，已知重力加速度为 g。 C．将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器 D．实验时，先释放纸带，再接通打点计时器的电源 （2）选取 O、C 两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是________，重物增加的 动能是______________。（用上面所测物理量和已知量的符号表示） v2 （3）根据纸带算出打下各点时重物的速度 v，量出下落距离 s，则以 2 为纵坐标、s 为横坐标画出的图像 应是下列选项中的________。 A． B． C． D． 14．（2022·河北衡水中学模拟预测）DIS 是由传感器、数据采集器、计算机、实验教学软件构成的数字 化实验系统。某实验小组“用 DIS 研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示。实验时，将摆球（连同遮 光片 J）每次都从同一位置 M 下摆，传感器 K 分别固定在 A、B、C、D 采集数据，D 点为摆球通过的最 低点。在一次实验中以图象方式采集数据并分析实验结果，所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示 摆球距离 D 点的高度 h，纵轴表示摆球的重力势能 Ep、动能 Ek 或机械能 E（不计空气阻力）。 （1）图乙中的图象表示摆球重力势能 Ep 随摆球距离 D 点的高度 h 变化关系的图线是_____（选填“Ⅰ”“Ⅱ” 或“Ⅲ”）。 （2）摆球在摆动过程中，重力所做功的最大值为_____J（重力加速度取 9.8m/s2）。 （3）从图乙中的图象可以得出本实验的结论是：_____。 15．（2022·云南师大附中高三阶段练习）某实验小组利用如图甲所示装置来验证机械能守恒定律。A、B 是两个相同的小物块，用天平测得其质量均为 m，C 是内部装有砝码的托盘，其总质量为 M，A、B 间用 轻弹簧拴接，B、C 间用轻质且不可伸长的细绳相连。物块 A 静止放置在一压力传感器上，C 的正下方放 置一测速仪，该测速仪能测出 C 的速率，压力传感器与测速仪相连，对应数据可向计算机输出。整个实 验过程中弹簧均处于弹性限度内，弹簧的弹性势能只与弹簧本身及形变量有关，不计滑轮与细绳的摩擦， 当地的重力加速度为 g。 （1）开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零。现自由释放 C，当 C 向下运动到某一 位置时，压力传感器示数为零，测速仪显示的对应速率为 v，且 v 不为零。其中 M 和 m 大小关系应满足 M_________m（填“小于”“等于”或“大于”），才能实现上述过程； （2）保持 A、B 质量 m 不变，增加 C 中砝码的个数，即增大托盘和砝码的总质量 M，重复步骤（1）， 当压力传感器示数再次为零时，C 下落的高度为________（设弹簧的劲度系数为 k），与前一次相比 C 下 落的高度将_________（填“增加”“减少”或“不变”）； （3）重复上述操作，得到多组不同 M 下对应的 v。根据所测数据，为更直观地验证机械能守恒定律，作 2 出v  1 图线如图乙所示，图线在纵轴上的截距为 b，则弹簧的劲度系数 k=________（用题目中的已 M m 知量表示）。 四、解答题 16．（2021 届四川省攀枝花市高三（下）第三次统一考试理综物理试题）某过街人行天桥安装了电梯， 及大地方便了人们的出行。该天桥高度 H=5m，电梯满载上行一次用时 t=10s。电梯结构简化如图所示， 质量 M 1  1t 的轿厢（不含乘客）通过钢索跨过两个定滑轮与质量 M 2  1.5t 的配重相连；电机通过给轿厢 额外的沿钢索方向的力来控制轿厢的运行。由于上行距离较短，电梯的运动可视为先匀加速再