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第4章 机械能和能源

章末检测试卷(第四章) (时间：90分钟 满分：100分)

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分.1～7题为单项选择题，8～12题为多项选择题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选和不选的得0分)

1.如图1所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法．如果受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是( )

图1

A．摩擦力对轮胎做了负功 B．重力对轮胎做了正功 C．拉力对轮胎不做功 D．支持力对轮胎做了正功 答案 A

【考点】对功的理解及是否做功的判断 【题点】力是否做功的判断

2.如图2所示，运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程．将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是( )

图2

A．阻力对系统始终做负功 B．系统受到的合力始终向下 C．重力做功使系统的重力势能增加 D．任意相等的时间内重力做的功相等 答案 A

解析 无论系统在什么运动情况下，阻力一定做负功，A正确；加速下降时，合力向下，减速下降时，合力向上，B错误；系统下降，重力做正功，所以重力势能减少，C错误；由于系统做变速运动，系统在相等时间内

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下落的高度可能不同，所以重力做功可能不同，D错误． 【考点】重力做功与重力势能变化的关系 【题点】定性分析重力做功与重力势能变化的关系

3.如图3所示，同一物体分别自斜面AC和BC顶端由静止开始下滑，物体与两斜面的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部C点时的动能分别为EA和EB，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为WA和WB，则( )

图3

A．EA＞EB WA＝WB C．EA＞EB WA＞WB 答案 A

解析 设斜面倾角为θ，底边长为b，则Wf＝μmgcos θ·＝μmgb，即摩擦力做功相同；再由动能定

cos θ理知，物体沿斜面AC下滑时的初始重力势能大，则EA＞EB，A正确． 【考点】应用动能定理进行有关的计算 【题点】应用动能定理求速度或动能

4.汽车的发动机的额定输出功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的摩擦阻力大小恒定．汽车在水平路面上由静止开始运动，直到车速达到最大速度vm，汽车发动机的输出功率P随时间变化的图像如图4所示．若在0～

B．EA＝EB WA＞WB D．EA＜EB WA＞WB

bt1时间内，汽车发动机的牵引力是恒定的，则汽车受到的合力F合随时间变化的图像可能是下图中的( )

图4

答案 D

解析 0～t1时间内牵引力是恒定的，故合力也是恒定的；输出功率在增大，当达到额定功率后，速度逐渐增大，牵引力逐渐减小，一直到等于摩擦力，故合力也一直减小直到等于零，故选D. 【考点】机车启动问题分析 【题点】机车启动图像分析

5.如图5所示是半径为r的竖直光滑圆形轨道，将一玩具小车放到与轨道圆心O处于同一水平面的A点，并给小车一竖直向下的初速度，使小车沿轨道内侧做圆周运动，重力加速度为g.要使小车不脱离轨道，则在A处使小车获得竖直向下的最小初速度应为( )

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图5

A.7gr C.3gr 答案 C

B.5gr D.2gr

v2

解析 小车恰好不脱离轨道的条件是在最高点满足mg＝m.小车沿轨道内侧做圆周运动的过程中，只有重力做

r1212

功，机械能守恒．设小车在A处获得的最小初速度为vA，由机械能守恒定律得mvA＝mgr＋mv，解得vA＝3gr，

22故选项C正确．

【考点】单个物体机械能守恒定律的应用 【题点】机械能守恒定律在圆周运动中的应用

6.质量m＝4 kg的物体以50 J的初动能在粗糙程度相同的水平面上滑行，其动能与位移的关系图像如图6所示，则下列判断正确的是( )

图6

A．物体所受滑动摩擦力的大小为5 N B．物体5 s末的动能是25 J

C．物体前5 m克服摩擦力做功比后5 m多 D．物体在水平面上的滑行时间为22 s 答案 A

解析 由题图可知，物体初动能为50 J，滑行10 m时的动能为零，根据动能定理－fl＝0－Ek，所以f＝5 N，12v022

A正确．由Ek＝mv0得物体初速度v0＝5 m/s，由v0＝2al得加速度大小a＝1.25 m/s，滑行时间t＝＝4 s,5

2as末动能为零，B、D错误．物体前5 m和后5 m克服摩擦力做功一样多，C错误． 【考点】动能定理的综合应用问题 【题点】动能定理的综合应用问题

7．如图7甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内)，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则( )