2019-2020学年高一下学期人教版必修2物理期末复习卷 第七章 ：机械能(原卷版)

2019-2020学年高一下学期人教版必修2物理期末复习卷
第七单元 ：机械能守恒定律（原卷版）
一、选择题：（本题共8小题，每小题6分，满分48分。

在每小题给出的四个选项中，第1～5只有一项是符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

）
1．下列说法中正确的是( )
A ．汽车在光滑的水平面上运动时，驾驶员通过操作方向盘，可以使汽车转弯
B ．在某一过程中，只要物体的位移为0，任何力对该物体所做的功都为0
C ．物体的速度为0时，其加速度可能不为0
D ．静摩擦力对受力物体可以做正功，滑动摩擦力对受力物体一定做负功
2．如图所示，物块A 、B 在外力F 作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中，下列关于A 对地面的滑动摩擦力做功和B 对A 的静摩擦力做功的说法正确的是( )
A ．静摩擦力做正功，滑动摩擦力做负功
B ．静摩擦力不做功，滑动摩擦力做负功
C ．静摩擦力做正功，滑动摩擦力不做功
D ．静摩擦力做负功，滑动摩擦力做正功
3．汽车沿平直的公路以恒定功率P 从静止开始启动，经过一段时间t 达到最大速度v ，若所受阻力始终不变，则在t 这段时间内 ( )
A ．汽车牵引力恒定
B ．汽车牵引力做功为Pt
C ．汽车加速度不断增大
D ．汽车牵引力做功为12
mv 2 4．如图所示，一质量为m 的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O 点。

将小球拉至A 点，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，当小球运动到O 点正下方与A 点的竖直高度差为h 的B 点时，速度大小为v 。

已知重力加速度为g ，下列说法正确的是( )
A ．小球运动到
B 点时的动能等于mgh
B ．小球由A 点到B 点重力势能减少12
mv 2 C ．小球由A 点到B 点克服弹力做功为mgh
D ．小球到达B 点时弹簧的弹性势能为mgh －12
mv 2
5．如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m 的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。

现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L ，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L (未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中( )
A ．圆环的机械能守恒
B ．弹簧弹性势能变化了3mgL
C ．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零
D ．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
6．运动员以一定的初速度将冰壶沿水平面推出，由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化图线如图所示。

已知冰壶质量为19 kg ，g 取10 m/s 2，则以下说法正确的是( )
A．μ＝0.05 B．μ＝0.01
C．滑行时间t＝5 s D．滑行时间t＝10 s
7．如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量m＝2 kg 的物体B(可看成质点)以水平速度v0＝2 m/s 滑上原来静止的长木板A的上表面。

由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是(g取10 m/s2) ()
A．木板获得的动能为1 J B．系统损失的机械能为4 J
C．木板A的最小长度为2 m D．A、B间的动摩擦因数为0.1
8．如图是某设计师设计的游乐场滑梯轨道简化模型图，如图所示，在倾角θ＝53°的长直轨道AC上的B点轻放一小车，B点到C点的距离L0＝4 m，开始下滑到C点后进入弧形的轨道CDEF，其中CDE是半径为R＝5 m、圆心角为106°的圆弧，EF为半径R＝5 m、圆心角为53°的圆弧，已知小车的质量为60 kg，车与轨道AC间存在摩擦，动摩擦因数μ＝0.5，轨道CDEF可视为光滑轨道，不计其他阻力，g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，下列说法正确的是()
A．小车滑至C点的速度为6 m/s
B．小车到达D点时对轨道的压力为1 560 N
C．小车刚好能沿着轨道滑到F点
D．若小车从长直轨道上距C点L0＝9 m开始由静止下滑，则小车能在F点水平抛出
二、非选择题（本大题共6小题，满分52分）
9．（6分）某同学用如图所示装置做“探究动能定理”实验。

装置中装有细沙的沙桶通过细线绕过定滑轮连接在小车上，小车后端固定穿过打点计时器的纸带。

(1)实验时先不挂沙桶，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是_________________________________________________________
___________________________________________________________________。

(2)挂上装有细沙的沙桶后，通过实验得到如图8所示的纸带。

纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，在纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到O点之间的距离s OA＝16.3 cm，s OB＝25.3 cm，s OC＝36.3 cm。

实验时小车所受细线的拉力大小为0.2 N，小车质量为0.1 kg。

则通过计算可知，从O至B的运动过程中，小车所受合外力做的功W＝________J，小车动能的变化量ΔE k＝________J(结果保留至小数点后3位)。

(3)在第(2)问中若实验前已经测得未装沙时小桶的质量为5×10－3 kg，实验时该同学放入沙桶中细沙的质量为__________kg(g取10 m/s2)。

10.（6分）某同学利用如图所示的气垫导轨装置验证机械能守恒定律。

在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。

(1)实验时要调整气垫导轨使气垫导轨水平。

不挂钩码和细线，接通气源，轻推滑块，使滑块从导轨右端向
左端运动，如果滑块__________________，则表示气垫导轨已调整至水平状态。

(2)不挂钩码和细线，接通气源，滑块从导轨右端向左端运动的过程中，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。

实施下列措施能够达到实验目标的是__________。

A．调节P使轨道左端升高一些
B．调节Q使轨道右端降低一些
C．遮光条的宽度应适当大一些
D．滑块的质量增大一些
E．气源的供气量增大一些
(3)实验时，测出光电门1、2间的距离L，遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m。

由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t1、t2，则系统机械能守恒成立的表达式是_______________________________________。

11．（10分）一运动员驾驶一辆赛车在长直赛道上进行性能测试，从驶入长直赛道近似认为由静止开始以恒定功率启动，经过10 s，车速表显示的速度为54 km/h，当显示的速度为144 km/h时速度稳定下来，已知赛
车的质量为2.5 t，赛车受到的平均阻力是车重的1
20，重力加速度大小为g＝10 m/s2。

(1)10 s时赛车运动的加速度大小是多少？
(2)如果赛车在运动500 m时达到最大速度，则赛车经历多长时间达到最大速度？如果从启动开始，要追上前方2 000 m 处正在以108 km/h的速度匀速行驶的摩托车，至少需要多长时间？
12.（10分）在竖直平面内，某一游戏轨道由直轨道AB和弯曲的细管道BCD平滑连接组成，如图所示。

小滑块以某一初速度从A点滑上倾角为θ＝37°的直轨道AB，到达B点的速度大小为2 m/s，然后进入细管道BCD，从细管道出口D点水平飞出，落到水平面上的G点。

已知B点的高度h1＝1.2 m，D点的高度h2＝0.8 m，D点与G点间的水平距离L＝0.4 m，滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ＝0.25，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。

(1)求小滑块在轨道AB 上的加速度和在A 点的初速度；
(2)求小滑块从D 点飞出的速度；
(3)判断细管道BCD 的内壁是否光滑。

13．（10分）小王同学在上海迪士尼乐园体验了超刺激的游戏项目“创极速光轮”后，对“过山车”类型的轨道运动充满了研究兴趣。

为此，他利用学校实验室提供的材料，自己设计拼接了一条轨道，如图所示，ABC 为一水平轨道，BC 段长度20 cm ，斜直轨道CD 段长度15 cm ，与水平面的夹角θ＝37°，BC 段与CD 段在C 点平滑连接，竖直圆弧轨道DEF 的圆心为O 1，半径R 1＝10 cm ，圆轨道与CD 相切于D 点，E 为圆弧轨
道的最高点，半径O 1F 水平，FG 段为竖直轨道，与14
圆轨道GH 相切于G 点，圆形轨道GH 圆心为O 2，半径R 2＝4 cm ，G 、O 2、D 在同一水平线上，水平轨道HK 长度为40 cm ，HK 与CD 稍稍错开。

在AB 段有一轻质弹簧，弹簧一端固定在A 点，另一端连着一小环(可看成质点)，但不拴接，弹簧自然伸长时，小环刚好位于B 点，小环质量m ＝0.01 kg ，由于轨道材料的特殊性，小环只在轨道BC 、CD 、HK 上受到摩擦力，动摩擦因数均为μ＝0.5，弹簧弹性势能与弹簧形变量的二次方成正比。

不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度大小g ＝10 m/s 2。

在某次实验时，弹簧被压缩d 后释放，小环恰好能运动到D 点。

(1)求小环在B 点的速度大小v ；
(2)某次实验，弹簧的压缩量为2d ，求小环在E 点处对轨道的压力；
(3)小环能否停在HK 上？若能，求出弹簧压缩量的取值范围；若不能，请说明理由。

14．（10分）如图甲为一个儿童电动小汽车的轨道传送接收装置，L ＝1 m 的水平直轨道AB 与半径均为0.4 m
的竖直光滑螺旋圆轨道(O、O′为圆心，C为最高点)相切于B，B′为第2个圆与水平轨道的切点，O′D与O′B′的夹角为60°，接收装置为高度可调节的平台，EF为平台上一条直线，O′EF在同一竖直平面内，装置切面图可抽象为图乙模型。

质量为0.6 kg的电动小汽车以额定功率P＝6 W从起点A启动沿轨道运动一段时间(到达B点之前电动机停止工作)，刚好能通过C点，之后沿圆弧从B′运动至D点后抛出，沿水平方向落到平台E点，小汽车与水平直轨道AB的动摩擦因数为μ＝0.2，其余轨道均光滑，g＝10 m/s2(空气阻力不计，小汽车运动过程中可视为质点)。

乙
(1)求电动机工作时间？
(2)要保证小汽车沿水平方向到达平台E点，求平台调节高度H和EB′的水平位移x2；
(3)若抛出点D的位置可沿圆轨道调节，设O′D与O′B′的夹角为θ，要保证小汽车沿水平方向到达平台E点，写出平台的竖直高度H、平台落点到抛出点的水平位移x1、角度θ的关系方程。