高中物理必修二第八章《机械能守恒定律》检测(包含答案解析)(19)

一、选择题

1．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 2f2．如图所示，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 2mg，重力加速度大小为 g。质点自 P 滑到 Q 的过程中，克服摩擦力所做的功为（ ）

A．

1mgR 2B．0

C．mgR

13D．

1mgR 43．2020年11月28日，嫦娥五号在距月面约200公里的A处成功实施变轨进入环月椭圆轨道Ⅰ。绕月三圈后进行第二次近月变轨，进入环月圆轨道Ⅱ，如图所示，则嫦娥五号（ ）

A．在轨道Ⅰ的运行周期小于在轨道Ⅱ的运行周期 B．在轨道Ⅱ上的速度小于月球的第一宇宙速度 C．在轨道Ⅰ上A点的加速度小于轨道Ⅱ上B点的加速度 D．在轨道Ⅱ上B点的机械能大于轨道Ⅰ上C点的机械能

4．地面上物体在变力F作用下由静止开始竖直向上运动，力F随高度x的变化关系如图所示，物体能上升的最大高度为h，h＜H，重力加速度为g。上升过程中物体加速度的最大值为（ ）

A．

hg HhB．

hg

2HhC．

2hg HhD．

hg Hh5．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

6．质量为m的跳水运动员，从高出水面h的跳台上以某速度斜向上跳起，跳起高度离跳台为H，最后以速度v进入水中，不计空气阻力，则运动员起跳时所做的功为（ ） A．mgH

B．mgh

C．

12mvmgh 2D．

12mvmgh 27．抛出的铅球在空中运动轨迹如图所示，A、B为轨迹上等高的两点，铅球可视为质点，空气阻力不计。用v、E、Ek、P分别表示铅球的速率、机械能、动能和重力瞬时功率的大小，用t表示铅球在空中从A抛出后的运动时间，则下列图像中正确的是（ ）

A． B． C．

D．

8．“和谐号”动车组是在引进、消化和吸收国外动车组技术平台的基础上，由中国自主研发制造的世界上运营速度最高的动车组列车之一。如果列车受到的阻力与其运行速度的二次方成正比，当速度由原来的200 km/h提高到现在的300km/h后，机车发动机的功率要变为原来的（ ）

A．1.5倍

B．（1.5）2倍

C．（1.5）3倍

D．（1.5）4倍

9．一轻弹簧上端固定，下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为4m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为（重力加速度为g，不计空气阻力）（ ） A．2gh B．3gh 2C．6gh D．4gh 310．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为零势能面，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取

g10m/s2。由图中数据可得（ ）

A．物体的质量为2kg

B．h0时，物体的速率为20m/s C．h2m时，物体的动能Ek40J D．从地面到h4m，物体的动能减少18J

11．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

1mA1，小球A通过O点正上方时，轻杆对小球A有竖直向上B．当mA、mB满足4mB2的弹力

mA1，小球A通过O点正上方时，轻杆对小球A无作用力 C．当mA、mB满足

mB4D．当mA、mB满足力

12．从地面竖直向上抛出一物体，忽略空气阻力，物体上升的最大高度为H。若以地面为

1mA1，轻杆到达竖直位置时，转轴O对杆有竖直向下的作用4mB21，再次以相同速度上抛，则上升过程中物体动能和势20能相等的位置距离地面的高度为（ ）

势能零面，空气阻力等于重力的

A．

9H 20B．

11H 20C．

21H 41D．

20H 4113．为轿车中的手动变速杆，若保持发动机输出功率不变，将变速杆推至不同挡位，可获得不同的运行速度，从“1”~“5”挡速度增大，R是倒车挡。某型号轿车发动机的额定功率为

96kW，在水平路面上行驶的最大速度可达288km/h。假设该轿车在水平路面上行驶时所受阻力恒定，则该轿车（ ）

A．以最大牵引力爬坡，变速杆应推至“5”挡 B．该车在水平路面上行驶时受所阻力大小为800N

C．以额定功率在水平路面上以最大速度行驶时，其牵引力为1200N D．以km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的输出功率为96kW

14．如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内沿顺时针做匀速圆周运动。座舱地板始终保持水平，若把物块放在座舱地板，已知物块始终不相对地板运动。下列描述正确的是（ ）

A．物块随座舱自12点方位转向3点方位的过程中机械能守恒 B．物块随座舱自9点方位转向12点方位的过程中机械能增加 C．物块随座舱自12点方位转向3点方位的过程中所受摩擦力不变 D．物块随座舱自6点方位转向9点方位的过程中所受合力不变

15．如图所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，P、Q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点P，则下列说法中正确的是（ ）

A．轨道对小球做正功，轨道对小球的压力FP＞FQ

B．轨道对小球不做功，小球的向心加速度aP＞aQ C．轨道对小球做正功，小球的线速度vP＜vQ D．轨道对小球不做功，小球的角速度ωP<ωQ

二、填空题

16．如图所示，两个小球A、B质量之比为2：1，分别用细线悬在等高的O1、O2点。A、B两球的悬线长之比为2：1，现把两球的悬线拉至水平后无初速释放，设释放时球所在的水平面为重力零势能面，阻力不计，则经过最低点时，A球的机械能与B球的机械能大小关系：EA_______EB（填＞、=或＜），两球受到的绳子拉力之比FA:FB________，两球的向心加速度之比aA:aB______。

17．质量为m的汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机的功率为P，司机为合理进入限速区，减小了油门，使汽车功率立即减小为0.5P并保持该功率继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从司机减小油门开始，汽车的速度v与时间t的关系如图所示，则在0~t1时间内，汽车的牵引力大小________（填“增大”、“减小”或“不变”），该过程中汽车行驶的位移为________。

18．水平地面上有一车厢以恒定速度v0向右运动，车厢内的单摆开始时在外力的作用下相对车厢静止，摆线与竖直方向的夹角为0，其方位如图所示，设摆线长为l，摆球的质量为m，撤去外力后，摆球从初始位置开始运动到第一次到达最低点位置时，相对地面参考系水平向右的速度是________；在地面参考系中，此过程摆线张力对摆球在水平方向上做的功为________。

19．我国“玉兔号”月球车利用太阳能电池产生的电能进行驱动。月球车总质量为140 kg，所安装的太阳能电池的电动势为45 V，内阻为10Ω，正常工作时电池的输出功率为45.0 W。月球车在某次正常工作时，从静止出发沿直线行驶，经过5.0s后速度达到最大为0.50 m/s。假设此过程中月球车所受阻力恒定，电池输出功率的80%转化为用于牵引月球车前进的机械功率。在此运动过程中，月球车所受阻力大小为___N，前进的距离约为___m。 20．如图所示，光滑半圆形轨道BC竖直固定在水平地面AB上，AB与半圆轨道在B处相切，BC为直径。小物块（可视为质点）以某一速度从A向B运动，经过半圆轨道最高点C时与轨道恰好无弹力，并从C点水平飞出后刚好落到A点。已知物块与地面AB之间的动摩擦因数μ=0.25，半圆轨道半径为R，重力加速度为g，则物块从A点出发时的速度大小为_____。

21．如图，一直角斜面体固定在水平地面上，两侧斜面倾角分别为α=60º，β=30º。A、B两个物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端，置于斜面上，两物体重心位于同一高度并保持静止。不计所有的摩擦，滑轮两边的轻绳都平行于斜面。若剪断轻绳，两物体从静止开始沿斜面下滑，则它们加速度大小之比为____，着地瞬间机械能之比为_____。

22．如图所示，甲、乙两个小球分别被两根细绳悬于等高的悬点，绳长L甲2L乙，现将细绳拉至水平后由静止释放小球，则甲、乙两球通过最低点时角速度大小之比为____，向心加速度大小之比为______。

23．从地面竖直上抛一物体，质量m=0.5kg，上抛初速度v0=10m/s，物体上升的最大高度H=4m，设物体在整个运动过程中所受的空气阻力大小不变，以地面为重力势能零点，重力

加速度g取10m/s2．可得空气阻力f=__N，在整个运动过程中物体离地面高度h=__m处，其动能与重力势能相等．

24．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．

25．用水平恒力F拉某物体在光滑水平面上由静止开始运动时间t，做功为W；今用2F力拉它由静止开始运动时间2t，做功为________W；若用力为F，且F与水平面成60°角，拉物体由静止开始运动时间t，则做功为__________W．

26．某实验小组器材有：光电门、数字计时器、刻度尺、游标卡尺和有遮光条的小物块。用如图所示的实验装置测量小物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ。曲面AB固定在水平面上，其与水平面相切于B点，P为接有数字计时器的光电门，实验时将带有遮光条的小物块m从曲面AB上某点自由释放，小物块通过光电门P后停在水平面上的C点。已知当地重力加速度为g。为了测量动摩擦因数，用游标卡尺测出较窄遮光条宽度d和数字计时器测量的遮光时间t，还需要测量的物理量及其符号是______，动摩擦因数μ= ______(利用测量的量表示)。

三、解答题

27．如图所示，一长L0.45m不可伸长的轻绳上端悬挂于M点，下端系一质量

m2.0kg的小球，CDE是一竖直固定的圆弧形轨道，半径R0.50m，OC与竖直方

向的夹角60，现将小球拉到A点（保持绳绷直且水平）由静止释放，当它经过B点

时绳恰好被拉断，小球平抛后，从圆弧轨道的C点沿切线方向进入轨道，刚好能到达圆弧轨道的最高点E，重力加速度g取10m/s2，求： （1）小球到B点时的速度大小： （2）轻绳所受的最大拉力大小：

（3）小球在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功。

28．“风火轮”玩具车深受青少年的喜爱，设备主要有轨道、弹射器、赛车等部分组成，图1为某次轨道赛车的轨道图，图2为某兴趣小组设计的轨道模型图。质量为m=60g的赛车（可看成质点）从O处用弹射器弹出，可历经ABCDP后，从P点沿切线飞出，进入轨道MN，其中BC、AK的长度可调。其中OA是水平直轨道，BC处于同一竖直平面内， AB、CDP分别是竖直平面内

13、的光滑圆弧轨道， 轨道半径R=15cm，D、P分别为轨道最高44和最低点，倾斜轨道MN=10cm，与水平面成37°。某次游戏中，通过调节AK、BC间的距离，赛车从弹射区射出后，沿轨道运动到P点，飞出后恰能无碰撞沿轨道MN行驶，测得此时PA=22.5cm。已知赛车与直轨道的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力和连接处的能量损失。 sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2。求 （1）赛车刚离开P点时的速度vP和AK的距离； （2）赛车在经过圆弧轨道最低点A时，对轨道的压力； （3）赛车停下的位置到N点的距离。

29．如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，其中ABC为光滑半圆形轨道，半径为R，CD为水平粗糙轨道，小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2.一质量为m的小滑块（可视为质点）从D点获得某一初动能，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A，CD间距为5R。已知重力加速度为g。求： (1)小滑块到达A点的速度vA； (2)小滑块在D点获得的初动能Ek

30．如图所示是滑板运动的轨道，AB和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长为7m的

水平轨道。一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑。经BC轨道后冲上CD轨道。到Q点时速度减为零。h11.0m，h20.8m，不计圆弧轨道上的摩擦及空气阻力，g取10m/s2。求：

(1)运动员第一次经过B点、C点时的速度大小；

(2)试判断运动员能否再次经过B点，且运动员最后停在BC轨道上距C点多远处。