第六章 机械能（综合训练）（福建专用）（学生版）

第六章机械能（考试时间：75分钟试卷满分：100分）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意；选对的得4分，错选或不选的得0分)1．生活中，人们常利用传送带运送物品。如图，行李箱与水平传送带保持相对静止，一起做匀速直线运动一段距离，不计空气阻力，则在此过程中传送带（）A．对行李箱的摩擦力方向与传送方向相同B．对行李箱的摩擦力方向与传送方向相反C．对行李箱做正功D．对行李箱不做功2．福建舰是我国完全自主设计建造的弹射型航空母舰。在始终静止的福建舰上进行的电磁驱动弹射测试中，配重小车自甲板前端水平射出，落至海面上。简化模型如图所示，两辆质量相同的配重小车1和小车2先后进行弹射测试，轨迹分别为曲线1和曲线2，、为两次弹射的落水点。忽略空气阻力，配重小车可视为质点。则配重小车1和小车2（）A．落水瞬间速度大小B．在空中运动过程中速度变化量C．在空中运动过程中重力的平均功率D．落水瞬间重力的瞬时功率3．在一次海上消防救援过程中，消防船启动了多个喷水口进行灭火。喷水口所处高度和口径都相同，出水轨迹如图甲所示。其中两支喷水枪喷出水A、B轨迹在同一竖直面内且最高点高度相同，如图乙所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．水A在空中运动时间较长 B．水A在最高点的速度较小C．水落到海面时A的速度比B的速度小 D．相同时间内水枪对A做功比水枪对B做功多4.如图甲所示，在水平面上固定倾角为θ＝37°、底端带有挡板的足够长的斜面，斜面底端静止一质量为m的物块（可视为质点），从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用向上运动，拉力F随位移x变化的关系图像如图乙所示，当拉力F变为0时，物块恰好静止。重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。对于整个过程，下列说法正确的是（）A．拉力对物块做功F0x0B．物块机械能一直增加C．物块的重力势能增加了mgx0D．系统的内能增加了二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对而不全的得3分，错选或不选的得0分)5．如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从高空一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为，在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是（）

A．运动员的重力势能减少了 B．运动员的动能增加了C．运动员的机械能增加了 D．运动员的机械能减少了6．如图，水平传送带两端点A、B间距离L＝9m，传送带以的速度（始终保持不变）顺时针运转。现将一质量为m＝1kg的小煤块（可视为质点）无初速度地轻放至A点处，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取。由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕。则小煤块从A运动到B的过程中（

）A．从A运动到B的时间是5s B．在传送带划痕长度是0.5mC．摩擦力对物块做的功为-4J D．电动机多输出的能量为4J7.如图甲所示，质量为M的长木板静置在光滑水平面上，质量为m的物块（可视为质点）以初速度从左端滑上木板上表面。运动过程中，木板、物块的动能与位移的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（

）A．物块与木板的质量之比B．物块与木板间因摩擦产生的热量为7JC．物块与木板间的滑动摩擦力大小为4ND．木板的长度至少为1.8m8．如图，一固定的表面光滑斜面，倾角为30°，顶端安装一定滑轮，物块A、B用轻线连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻线后A下落、B沿斜面下滑，则（

）A．B的质量是A的质量的2倍B．两物体着地的瞬间速度相同C．从剪断轻线到落地，B的时间是A的时间2倍D．从剪断轻线到落地，两物体速度的变化量相同第Ⅱ卷(非选择题，共60分)三、填空题(本题共3小题，共9分)9．(3分)一个物块放置在粗糙的水平面上，受到的水平拉力随时间变化的关系如图所示，速度随时间变化的关系如图所示（），前秒内物块所受摩擦力的大小，秒到秒内水平拉力做功J，6秒内摩擦力做功。

10．(3分)蹦极是一项非常刺激的户外极限运动。如图所示，弹性绳满足胡克定律一端固定在高空跳台上，另一端系住跳跃者的脚腕，人从跳台上由静止开始落下，弹性绳质量不计，忽略空气阻力的影响，则人下落到最低点的过程中速度填“一直增大”或“先增大后减小”。弹性绳从绷紧到最低点过程中弹性势能（填“一直增大”或“先增大后减小”）、人的加速度（填“一直增大”或“先减小后增大”或“先增大后减小”）。11.(3分)质量为0.45kg的木块静止在光滑水平面上，一质量为0.05kg的子弹以200m/s的水平速度击中木块，并留在其中，整个木块沿子弹原方向运动，则木块最终速度的大小是m/s。若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×103N，则子弹射入木块的深度为m，子弹射入木块的过程中产生的内能为J。四、实验题(本题共2小题，共16分)12.(6分)某同学利用如图甲所示的装置测量弹簧弹力做功。在水平桌面上固定好光电门，弹簧左侧固定，右侧连接固定有遮光条的滑块，将光电门与数字计时器（图中未画出）连接，弹簧原长为x₀。实验过程如下：（1）先用游标卡尺测量滑块上遮光条宽度d，如图乙所示，则d=cm（2）用滑块压缩弹簧，遮光条到光电门距离为x（x>x0），并由静止释放，数字计时器记下遮光条通过光电所用的时间t，以此得到滑块到达光电门时的速度v的大小。（3）右移光电门的位置，再次压缩弹簧到同一位置，重复（2）的操作，得到多组x与v的值。根据这些数据作出的图像，如图丙所示。（4）已知小车质量为m，重力加速度大小为g，根据图像可得到横轴截距为a，纵轴截距为b，可求出滑块每次运动过程中弹簧对其所做的功W=；还可求出滑块与桌面之间的动摩擦因数μ=（用m、g、a、b表示）。13.(10分)实验小组利用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。水平桌面上固定一气垫导轨，把气垫导轨调节水平，在导轨上A点处有一带长方形遮光条的滑块，其总质量为M，左端用跨过轻质定滑轮的细线与质量为m的钩码相连，遮光条两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光条经过光电门时的挡光时间t，用d表示遮光条的宽度，L表示A、B两点间的距离，将遮光条通过光电门的平均速度看成滑块通过B点时的瞬时速度。重力加速度为g。完成下列问题。(1)如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=mm。(2)判断气垫导轨是否调节水平，可采用的方法是：。(3)实验时将滑块从图甲所示的A位置由静止释放，由数字计时器读出时间t=1.2×10−2s，则滑块经过B点的瞬时速度为m/s（结果保留2位有效数字）。(4)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A点运动至B点的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能的减少量为，动能的增加量为。（两空均用题目中给出的字母表示）(5)若滑块及遮光条总质量M未知，实验小组改变所挂钩码的质量m，每次均让滑块自同一点（A点）开始运动，测量相应的t值。根据测量的多组数据作出图像，如图丙所示，测得纵截距为b，则滑块的总质量M的表达式为。若在误差允许的范围内，直线的斜率k=，则验证了机械能守恒。（两空均用题目给出的字母表示）五、计算题(本题共3小题，共35分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)14．(10分)某同学用质量、可视为质点的小石片打“水”漂的轨迹示意图如图所示，小石片从距液面高处的点以初速度水平飞出后，从点与液面成角射入某种液体中，然后从点与液面成角射出液面做斜上抛运动，到达最高点时距离液面的高度。已知重力加速度，，不计空气阻力。求：(1)小石片从点飞出到再次进入液体的时间t；(2)小石片从点飞出时距液面的高度；(3)小石片从A点运动到B点过程中，该液体对小石片做的功。15．(12分)如图，水平台面右侧有一固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道BC，C点切线水平，并与固定在水平地面上的斜面体平滑连接。斜面顶端D固定一轻质弹簧。一小物块从台面右端A点滑出，恰好从B点沿切线方向进入圆弧轨道，再冲上斜面压缩弹簧，运动到斜面中点时速度恰好为0。已知A点、圆心O与顶端D共线，且离地高度均为h=1.2m，OB和OC的夹角θ=60°，斜面倾角α=37°，物块质量m=0.3kg，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，求：(1)物块从A点滑出时的速度大小v0；(2)物块到达C点时受到轨道的支持力大小N；(3)弹簧的最大弹性势能Eₚ。16．(13分)如图所示为某型号气垫船，