高中物理必修二第八章《机械能守恒定律》测试卷(含答案解析)(20)

一、选择题

1．如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）

1mv2 2A．运动员踢球时对足球做功B．足球上升过程重力做功mgh D．足球上升过程克服重力做功mgh+

C．运动员踢球时对足球做功mgh+

1mv2 21mv2 22．从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球，一个竖直上抛，一个竖直下抛，另一个平抛，则它们从抛出到落地（不计空气阻力），以下说法正确的是（ ） ①运行的时间相等②重力的平均功率相等 ③落地时重力的瞬时功率相等④落地时的动能相等 A．④

B．②③

C．③④

D．②③④

3．质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图像如图所示，OA段为直线，从

t1时刻起汽车保持额定功率不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f，则（ ）

A．0t1时间内，汽车的牵引力等于mB．t1C．t1D．t1v1 t1t2时间内，汽车做匀加速运动 t2时间内，汽车的功率等于fv1

t2时间内，汽车运动的路程等于v2t2t1m22v2v1 2f4．如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、mMm的滑块、通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）

A．两滑块组成的系统机械能守恒 B．重力对M做的功等于M动能的增加量 C．轻绳对m做的功等于m势能的增加量

D．两滑块组成系统的机械能损失量等于M克服摩擦力做的功

5．一辆质量为1.5×103kg的电动汽车以额定功率在平直公路上行驶，某时刻（图中t＝3s）开始空档滑行，在地面阻力作用下匀减速到静止。其x－t图像如图所示，该车的额定功率是（ ）

A．1.5kW B．3kW C．7.5kW D．9kW

6．在倾角为30°的斜面上，某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2kg的物体沿斜面向上推了2m的距离，并使物体获得1m/s的速度，已知物体与斜面间的动摩擦因数为

3，g取10m/s2，则在这个过程中（ ） 3

A．物体机械能增加41J C．合外力对物体做功1J

B．摩擦力对物体做功20J D．物体重力势能增加40J

7．汽车在平直的公路上以额定功率行驶，行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图像如图所示。已知汽车的质量为1×103kg，汽车运动过程中所受地面的阻力恒定，空气的阻力不计。则下列说法正确的是（ ）

A．汽车受到地面的阻力大小为200N B．汽车的额定功率为8000W C．汽车加速运动的时间为16.25s D．汽车加速过程中牵引力做的功为8×105J

8．如图所示，小物块A位于光滑的斜面上，斜面被固定在的水平面上，从地面上看，小物块沿斜面下滑的过程中斜面对小物块的作用力（ ）

A．不垂直于接触面，做功为零 B．垂直于接触面，做功不为零 C．垂直于接触面，做功为零 D．不垂直于接触面，做功不为零

9．如图甲所示，质量为m=2kg、带电荷量为q=310-3C的小物块静置于绝缘水平面上，A点左侧上方存在方向水平向右的匀强电场。小物块仅在电场中运动时才受到一个水平向左F=18N的拉力作用。小物块运动的v-t图象如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）

A．小物块在3s内的位移为12m B．小物块与水平面间的动摩擦因数为0.4 C．匀强电场的电场强度为104N/C

D．物块运动过程中因摩擦而产生的内能为8J

10．如图所示，质量为2kg物体放在无人机中，无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过200s到达100m高处后悬停（g10m/s2）。则无人机上升过程中（ ）

A．物体对无人机的压力一直大于20N B．物体对无人机的压力一直等于20N

C．无人机做的功等于物体和无人机增加的机械能 D．无人机做的功大于物体和无人机增加的机械能

11．如图，在太空飞行了九天的“嫦娥三号”飞船，再次成功变轨，从100km的环月圆轨道Ⅰ，降低到近月点15km、远月点100km的椭圆轨道Ⅱ，两轨道相交于点P，如图所示。关于“嫦娥三号”飞船，以下说法不正确的是（ ）

A．在轨道Ⅰ上运动到P点的速度比在轨道Ⅱ上运动到P点的速度大 B．在轨道Ⅰ上P点的加速度比在轨道Ⅱ上运动到P点的加速度小 C．在轨道Ⅰ上的势能与动能之和比在轨道Ⅱ上的势能与动能之和大 D．在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期 12．下列说法中正确的是（ ）

A．只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功 B．力很大，位移很大，这个力所做的功可能等于0 C．机器做功越多，其功率越大

D．汽车上坡的时候，司机必须换高速挡，其目的是增大速度，得到较小的牵引力 13．如图所示，木块A、B并排且固定在水平桌面上，A的长度是L，B的长度是2L，一颗子弹沿水平方向以速度v1射入A，以速度v2穿出B，子弹可视为质点，其运动视为匀变速直线运动，则子弹穿出A时的速度为（ ）

2(v12v22)A．

32(v12v22)B． 32v12v22C． 3v122v22D．

314．如图，一轻质细杆可绕光滑固定转轴O在竖直平面内自由转动，杆的两端固定有两小球A和B。A、B两球到转轴O的距离分别为0.2m和0.1m。现将轻杆从水平位置由静止释放，重力加速度g=10m/s2，设A、B两球的质量分别为mA、mB，下列说法正确的是（ ）

A．只要满足mBmA，小球A就能通过O点正上方 B．当mA、mB满足的弹力

C．当mA、mB满足D．当mA、mB满足力

15．1925年物理学家霍曼提出了霍曼转移轨道，该轨道可消耗最小的能量来发射地球静止轨道卫星。发射时首先让卫星进入停泊轨道，在D点点火使卫星进入GTO轨道，在F点再次点火使卫星进入GEO轨道，忽略因火箭点火产生的质量变化，则下列说法正确的是（ ）

1mA1，小球A通过O点正上方时，轻杆对小球A有竖直向上4mB2mA1，小球A通过O点正上方时，轻杆对小球A无作用力 mB41mA1，轻杆到达竖直位置时，转轴O对杆有竖直向下的作用4mB2

A．卫星在停泊轨道的运行周期大于在GEO轨道的运行周期 B．卫星在停泊轨道的加速度小于在GEO轨道的加速度 C．卫星在GTO轨道上D点时速率大于在F点时的速率 D．卫星在停泊轨道的机械能大于在GEO轨道的机械能

二、填空题

16．如图，一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂在天花板上，若以天花板为参考平面，细绳的重力势能为________：现将绳的下端Q竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距l，在此过程中，细绳的重力势能__________（填“增加”或“减少”），重力势能的变化量大小为_________。（重力加速度大小为g）

13

17．质量为2kg的物体，放在动摩擦因数0.5的水平地面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做功的W和物体位移s之间的关系如图所示，则在0～1m内水平拉力F=______N，在0～3m过程中拉力的最大功率为P=______W。（g10m/s2）

18．如图所示，一电动机带动的水平传送带运行速率为3m/s，将质量为2kg的物体轻放到传送带的一端，物体随传送带运动到另一端，物体与传送带间的动摩擦因数为0.3。若传送带足够长，g取10m/s2，则整个传送过程中，电动机因传送物体而多消耗的电能为 ________J。

19．如图所示，传送带以5m/s的速度匀速运动。将质量为2kg的物体无初速度放在传送带上的A端，物体将被传送带带到B端，已知物体到达B端之前已和传送带相对静止，传送带始终匀速，在物体与传送带发生相对滑动的过程中，传送带对物体做功为______J，物块与传送带间的摩擦力对传送带做功为______J。

20．(1)公园里有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以某角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，且与竖直方向的夹角为，重力加速为g，不计钢绳的重力。则座椅转动做圆周运动的半径为______；转盘转动的角速度为_____。

(2)如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道

端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为1.5mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到的过程中，克服摩擦力所做的功为_______。

21．如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为H（H则

d），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，

(1)小球通过光电门B时的速度表达式_____； (2)多次改变高度H，重复上述实验，描点作出

1随H的变化图象如图所示，若作出的图线t2为通过坐标原点的直线，且斜率为______（表达式用已给的物理量表达），可判断小球下落过程中机械能守恒；

(3)实验中发现动能增加量Ek总是_______（填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能减少量

EP，增加下落高度后，则（EPEK）_______将（填“增加”、“减小”或“不变”）；

(4)小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用vB2gHAB，计算与B点对应的小球

的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？答：_________。 22．质量为20kg的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为4m。这块铁板相对二楼地面的重力势能为_________J，相对楼外地面的重力势能为_________J；将铁板提高1m，若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了_________J；将铁板提高1m，若以楼外地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了_________J。（重力加速度

g10m/s2）

23．将一小球从高处水平抛出，不计空气阻力。最初2s内小球动能Ek随时间t变化的图线如图所示，重力加速度为g＝10 m/s2。2秒内下落的高度_________m；2秒末小球的速度与水平方向的夹角___________。

24．A、B两物体的质量分别为m1和m2，且m12m2．若它们以相同的动能竖直向上抛出，不计空气阻力，则它们上升的最大高度之比h1:h2_________，它们上升到最高点时的重力势能之比Ep1:Ep2________．

25．质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上．已知t0时质点的速度为零．在如图所示的t1、t2、t3和t4各时刻中，质点加速度最大的时刻是__________，动能最大的时刻是______．

26．以v0的速度竖直向上抛出一物体，忽略空气阻力影响，则物体上升的最大高度

hmax________；物体的重力势能为动能的一半时，物体离抛出点的高度h1_______hmax；物体的重力势能和动能相等时，物体离抛出点的高度h2________hmax；物体的动能是势能的一半时，物体离抛出点的高度

1h3_________hmax；物体的速度减为v0时，物体离抛出点的高度

2h4_________hmax．

三、解答题

27．如图所示，质量为0.5kg的物体静止放在水平地面上，已知物体和地面间的摩擦因数为0.5，现对物体施加一斜向上的拉力F，大小为5N，方向与水平面间的夹角37，当物体运动距离为12m时，求：（g10m/s，sin370.6，cos370.8） （1）此运动过程拉力F对物体做的功为多少？

（2）当物体运动距离为12m时拉力F的瞬时功率为多少？

2

28．质量为1000kg的新能源微型轿车，其发动机的额定功率为60kW，该轿车在水平公路上行驶的最大速率为30m/s。现轿车由静止开始做加速度为2m/s2的匀加速行驶，当轿车发动机的功率达到额定功率后，保持额定功率行驶。行驶过程轿车所受阻力恒定，求： （1）轿车行驶时所受的阻力大小； （2）轿车做匀加速运动的时间；

（3）轿车开始运动1min内发动机所做的功。

29．如图所示，轻绳一端固定在O点，另一端系住质量m=1.0kg的小球（可视为质点），A点与O点位于同一水平高度。小球从A点由静止释放后在竖直平面内做圆周运动，到达O点正下方的B点时绳子突然断裂，小球从B点开始做平抛运动并落在水平面上的C点，B点与水平面的高度差h=1.8m，B，C间的水平距离s=2.4m，O、A、B、C在同一竖直面内，重力加速度g取10 m/s2，不计一切阻力。求： （1）小球由B点运动到C点的时间t； （2）小球在B点的速度大小vB；

（3）小球在A点的重力势能EpA（取地面的重力势能为零）。

30．如图所示，传送带与地面倾角θ=37°，从A到B长度为L=14m，传送带以v0=8m/s 的速率逆时针转动，在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.25，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕， 已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求∶ (1)煤块从A到B的时间。

(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成划痕的长度。 (3)系统因摩擦产生的热量。