1、人教（2019版）必修二第八章 机械能守恒定律单元测试卷(时间：90分钟满分：100分)一、单选题(本题共8小题，每小题4分，共32分)1下列运动情形或过程中，可看作为满足机械能守恒的是（）A树叶从枝头飘落B热气球缓缓升空C汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程D.在大气层外沿椭圆轨道运行的人造地球卫星2一滑块从固定粗糙斜面无初速滑下，在下滑的过程中（）A重力做的功等于重力势能的减少B重力做的功小于重力势能的减少C滑块的动能增加，重力势能减少，机械能增加D滑块的动能增加，重力势能减少，机械能不变3如图所示，质量为 m 的物体，以初速度 v0 从光滑斜面的底端开始沿斜面向上运动，以斜面底端为零势
2、能面，高度为 h 时，物体的机械能为（ ）AmghBC D4一质量为2 kg的物体静止在水平桌面上，在水平拉力F的作用下，沿水平方向运动2 s后撤去外力，其vt图像如图所示，下列说法正确的是()A在02 s内，合外力做的功为4 J B在02 s内，合外力做的功为8 JC在06 s内，摩擦力做的功为8 J D在06 s内，摩擦力做的功为4 J5滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中( )A所受合外力始终为零B所受摩擦力大小不变C合外力做功一定为零D机械
3、能始终保持不变6一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处.物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x的关系图线正确的是（ ）7如图是利用太阳能驱动的小车，若小车保持牵引力恒定，在平直的水泥路上从静止开始运动，经过时间t前进距离x，电动机的功率达到额定功率P，速度达到v。小车的质量为m，所受阻力恒为f，那么这段时间内（）A小车做加速度逐渐减小的加速运动B小车能达到的最大速度为vC电动机对小车所做的功为D电动机对小车所做的功为Pt8如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图
4、乙所示。取g10 m/s2。则()A物体的质量m1.0 kgB物体与水平面间的动摩擦因数0.20C第2 s内物体克服摩擦力做的功W2.0 JD前2 s内推力F做功的平均功率2.0 W二、多选题(本题共4小题，每小题4分，共16分) 9一个人稳站在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速运动，如图所示，则 （ ）A人对踏板的压力大小等于人受到的重力大小B人只受到重力和踏板的支持力作用C人受到的力的合力对人所做的功等于人的重力势能和动能的增加量D踏板对人做的功等于人的机械能的增加量10一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离，如图所受。假定空气阻力可忽略，运动
5、员可视为质点，下列说法正确的是（）A运动员到达最低点前重力势能始终减小B蹦极过程中，重力势能改变与重力势能零点的选取有关C蹦极绳张紧后下落过程中，弹性力做正功，弹性势能增加D蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒11如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态.小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止.物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度.在上述过程中()A.弹簧的最大弹力为mgB.物块克服摩擦力做的功为2mgsC.弹簧的最大弹性势能为mgsD.物块在A点的初速度为12如图所示，有一光滑轨
6、道ABC，AB部分为半径为R的1/4圆弧，BC部分水平，质量均为m的小球a、b固定在竖直轻杆的两端，轻杆长为R，小球可视为质点，开始时a球处于图弧上端A点，由静止开始释放小球和轻杆，使其沿光滑弧面下滑。下列说法正确的是（ ） Aa球下滑过程中机械能保持不变Bb球下滑过程中机械能保持不变Ca、b球滑到水平轨道上时速度大小均D从释放a、b球到a、b球都滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为三、非选择题 (本题共5小题，共52分)13（8分）某同学用如图甲所示装置“验证机械能守恒定律”时，所用交流电源的频率为50 Hz，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
7、点距起点O的距离为s019.00 cm，点A、C间的距离为s18.36 cm，点C、E间的距离为s29.88 cm，g取9.8 m/s2，测得重物的质量为m1 kg。(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，先放开纸带，再接通打点计时器的电源E.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置(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_J，打下C点时重物的速度大小是_m/s.(结果均保留三位有效数字)(3)根据纸带算出打下各点时重物的
8、速度v，量出下落距离s，则以为纵坐标、s为横坐标画出的图像应是下列选项中的_。14（9分）某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律，绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。（1）用精密仪器测量挡光片的挡光宽度为d。将挡光片固定在物块b上，再用天平测量物块a、b的质量分别为ma、mb。（2）按照图所示安装器材，测量光电门和挡光片的高度差为h，再将物块b由静止释放，b竖直上升，测得挡光片通过光电门的时间为t。请回答下列问题：（1）物块b经过光电门的速度 ；（2）为验证系统的机械能守恒，该同学需要验证的表达式为 (用已测量的物理量的符号表示)；（3）该同学为了减小误差，通过调整物块b释放
9、的位置来改变h，测出对应的通过光电门的时间t，得到若干组(h、t)后，在坐标纸上描点，拟合直线，则他描绘的是 图像。Ah-t B C D.h-t16（10分）地铁车站的轨道往往建得高些如图所示，列车从A到O的进站过程中，在平直轨道的A处关闭发动机，“冲”到站台的O处停下来进站上坡过程中，列车的一部分动能转化为重力势能列车开启发动机从O到B的出站过程中，重力势能可转化为列车的动能被再次利用，从而达到节约能源的目的设坡高为h，列车的质量为m，经过A、B时的速度大小均为v0，不计空气阻力，重力加速度为g（1）求列车经过A时的动能Ek； （2）求列车进站过程中损失的机械能E；（3）通过计算求与没有坡的
10、情形相比，列车从A到B的过程中牵引力少做的功W（假设在没能坡和有坡的两种情形下，列车出站过程克服摩擦力所做的功相等）hOAB16（10分） 如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角30，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一柔软的细绳跨过定滑轮，两端分别与物块A和B连接，A的质量为4m，B的质量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升，物块A与斜面间无摩擦，若A沿斜面下滑s距离后，细线突然断了。求：（1）细线断的瞬间B的速度；（2）物块B上升的最大高度H。17(15分)某校科技兴趣小组设计了如图4所示的赛车轨道，轨道由水平直轨道AB、圆轨道BCD(B点与D点在同一水平面
11、上但不重合)、水平直轨道DE、圆弧轨道EP和管道式圆弧轨道PF组成，整个轨道处在同一竖直面内，AB段粗糙，其他轨道均光滑，EO2和FO3均沿竖直方向，且EO2FO3R2.已知R10.5 m，R21.2 m，60.一遥控电动赛车(可视为质点)质量m1 kg，其电动机额定输出功率P10 W，静止放在A点.通电后，赛车开始向B点运动，t05 s后关闭电源，赛车继续运动，到达B点时速度vB5 m/s.g10 m/s2，求：(1)赛车运动到C点时的速度大小及其对轨道的压力大小；(2)赛车在AB段克服阻力所做的功；(3)要使赛车沿轨道运动到达F点水平飞出，且对管道F处的上壁无压力，赛车的通电时间应满足的条
12、件.(假定赛车关闭电源时仍处于AB轨道上.管道上下壁间距比小车自身高度略大)人教（2019版）必修二第八章 机械能守恒定律单元测试卷参考答案1.【答案】D【解析】物体在只有重力或弹力做功的情况下，动能和势能相互进行转化，机械能的总量保持不变，树叶飘下，空气阻力做负功，机械能不守恒；热气球缓慢上升，空气浮力做正功，机械能不守恒；汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程中阻力做负功，机械能不守恒；在大气层外，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒，故只有D正确。2【答案】A【解析】滑块下滑过程中，重力做正功，摩擦力做负功。根据重力做功和重力势能变化关系可知，重力做的功等于重力势
13、能的减少。故A正确；B错误；根据机械能守恒条件可知，滑块的动能增加，重力势能减少，机械能减少。故C错误；D错误。故选A。3【答案】B【解析】物体上滑时只有重力做功，机械能守恒，则在高h处的机械能等于在底端时的机械能，大小为，故选B。4【答案】A 【解析】 根据图像不难得出加速阶段的a1=1m/s2；减速阶段a2=0.5m/s2；对0-2s，由动能定理可得合外力做功等于1/2mv2=4J，所以A正确5【答案】C【解析】运动员从A点滑到B点的过程中速率不变，则运动员做匀速圆周运动。A错：运动员做匀速圆周运动，合外力指向圆心。B错：如图所示，运动员受到的沿圆弧切线方向的合力为零，即Ffmgsin ，
14、下滑过程中减小，sin 变小，故摩擦力Ff变小。C对：由动能定理知，匀速下滑动能不变，合外力做功为零。D错：运动员下滑过程中动能不变，重力势能减小，机械能减小。6【答案】C 【解析】向上滑动的过程中，根据动能定理：0Ek0(mg+FF)x，同理，下滑过程，由动能定理可得：Ek0(mgFF)x，故C正确；A、B、D错误。7【答案】C【解析】小车保持牵引力恒定，在平直的水泥路上从静止开始运动，经过时间t前进距离x，根据牛顿第二定律 ，小车做匀变速运动，故A错误；B达到额定功率后，速度v不断变大，根据P=F牵引v可知，牵引力不断减小，当牵引力与阻力相等时，加速度为零，速度最大故B错误；根据动能定理所
15、以电动机对小车所做的功为，故C正确；因为牵引力恒定，故 ，小车加速，功率一直增大，所以电动机对小车所做的功小于Pt，故D错误。故选C。8【答案】C 【解析】由图可知，01 s内物体静止，12 s做a1 m/s2的匀加速运动，23 s做匀速运动，由Ffma得m0.5 kg，0.4，故A、B错误；第2 s内的位移x1 m，故Wffx2 J，C正确，前2 s内F做的功WFFx3 J，故1.5 W，选项D错误。9【答案】D【解析】人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得ax=acos，方向水平向右，ay=asin，方向竖直向上；水平方向受静摩擦力作用f=ma=macos，水平向右竖直方向受重力
16、和支持力FN-mg=masin，所以FNmg故AB错误；根据动能定理可知：合外力对人做的功等于人动能的增加量，故C错误；除重力以外的力对物体做的功，等于物体机械能的变化量，所以踏板对人做的功等于人的机械能增加量，故D正确。10【答案】AD【解析】运动员到达最低点前，重力对运动员一直做正功，运动员的重力势能始终减小，故A正确；重力势能的改变与重力做功有关，取决于初末位置的高度差，与重力势能零点的选取无关，故B错误；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力方向向上，运动员的位移向下，弹性力对运动员做负功，弹性势能增加，故C错误；以运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，故D正
17、确；。11【答案】BC【解析】小物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后小物块先向右加速运动再减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力mg， A错误；物块从开始运动至最后回到A点过程，路程为2s，可得物块克服摩擦力做功为2mgs， B正确；物块从最左侧运动至A点过程，由能量守恒定律可知Epmmgs， C正确；设物块在A点的初速度为v0，整个过程应用动能定理有2mgs0mv02，解得v02， D错误。12【答案】CD【解析】对于单个小球来说，杆的弹力做功，小球机械能不守恒，A、B错误；C两个小球组成系统只有重力做功，所以系统的机械能守恒，故有，解得，选项C正确；a球在滑落过程中，杆对小球做功，
18、重力对小球做功，故根据动能定理可得，联立，解得，故D正确。13【答案】(1)B；(2)2.68，2.28；(3)C【解析】(2)重物减少的重力势能为：Epmghmg(s0s1)1 kg9.8 m/s2(19.008.36)102 m2.68 JvC m/s2.28 m/s(3) 在验证机械能守恒定律的实验中，有：mgsmv2，则有：gs，g是常数，所以图线为过原点的倾斜直线，图线的斜率等于g，即重力加速度，故选C。14【答案】(1). ； （3分）(2) ； （3分） (3). C 。（3分）【解析】(1)根据挡光物体的宽度和挡光时间，运用公式计算出很短时间内平均速度来表示物块b经过光电门的瞬
19、时速度；（2）验证物块a、b的系统机械能守恒，系统的重力势能减少量等于系统的动能的增加量，即该同学需要验证的表达式为；（2）根据（2）小问可得，则他描绘的是图像，故C正确。15【答案】(1)；（2）； （3） 。 【解析】（1）列车经过A时的速度为v0,则动能； （2）由功能关系可知，列车进站过程中损失的机械能； （3）没有坡的情形下，列车牵引力做功： 有坡的情况下牵引力的功： 则列车从A到B的过程中牵引力少做的功 16【答案】(1) ； (2)1.2s.。【解析】细线刚断时A、B的速度大小相等，设为v，则A、B组成的系统机械能守恒，有 整理后解得 （2）细线断后，木块B做竖直上抛，根据物块B
20、满足机械能守恒有2 整理后解得h=0.2s 综合以上解得 H=s+h=1.2s 17【答案】(1) m/s，0；(2)37.5 J；(3)5 st5.55 s。【解析】(1)从BC过程根据动能定理：mg2R1mvC2mvB2 解得：vC m/s在C点根据牛顿第二定律：mgFNm 解得：FN0 根据牛顿第三定律得FNFN0(2)AB过程，设赛车克服阻力所做的功为Wf根据动能定理：Pt0WfmvB2 解得：Wf37.5 J(3)若t05 s时关闭电源，BF过程：mg2R2(1cos )mvF2mvB2 解得：vF1 m/s可知，在恰好能过C点的临界情况下，赛车到达F点时速度为1 m/s而要使赛车在F点对管道上壁无压力并从F点水平飞出，在F点的速度应满足0vF2 m/s综合上述可得1 m/svF2 m/sAF过程：PtWfmg2R2(1cos )mvF2 解得：5 st5.55 s
