新人教版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)

一、选择题
1．2020年12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆。

如图所示是嫦娥五号探测器到达月面之前的两个轨道，轨道Ⅰ为环月圆轨道，轨道Ⅱ是椭圆轨道，其中B为近月点，A为远月点。

下列说法正确的是（）
A．嫦娥五号探测器在轨道Ⅱ上A点的速度大于在B点的速度
B．嫦娥五号探测器在轨道Ⅱ运动的周期大于在轨道Ⅰ运动的周期
C．嫦娥五号探测器从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，机械能增加
D．嫦娥五号探测器在轨道Ⅰ上运动到A点时的加速度等于在轨道Ⅱ上运动到A点时的加速度
2．两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力F1对物体做功为4J。

力F2对物体做功为3J，则力F1与F2的合力对物体做功为（）A．0 B．5J C．7J D．25J
3．如图为嘉兴七一广场音乐喷泉喷出水柱的场景。

喷泉喷出的最高水柱约50m，喷管的直径约为10cm，已知水的密度ρ=1×103kg/m3.据此估计喷管喷水的电动机的输出功率约为（）
A．6.5×104W B．1.3×105W C．2.6×105W D．5.2×105W
4．小球在距地面h高处，以初速度v0沿水平方向抛出一个物体，若忽略空气阻力，它运动的轨迹如图所示，那么下面说法错误的是（）
A．物体在c点的动能比在a点时大
B．若选抛出点为零势点，物体在a点的重力势能比在c点时小
C．物体在a、b、c三点的机械能相等
D．物体在a点时重力的瞬时功率比c点时小
5．如图甲，倾角为θ的传送带始终以恒定速率v2逆时针运行，t=0时初速度大小为v1
（v1>v2）的小物块从传送带的底端滑上传送带，其速度随时间变化的v﹣t图像如图乙，则（）
A．0~t3时间内，小物块所受到的摩擦力始终不变
B．小物块与传送带间的动摩擦因数满足μ＜tanθ
C．t2时刻，小物块离传送带底端的距离达到最大
D．小物块返回传送带底端时的速率大于v1
6．桌面的高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，假设以桌面为参考面，则小球落到地面前瞬间的机械能为（）
A．0 B．mgh C．mgH D．mg（H＋h）7．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 h
-
B．
2
hg
H h
-
C．
2hg
H h
-
D．
hg
H h
+
8．在圆轨道上运动的质量为m 的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R ，地面重力加速度为g ，则（ ）
A ．卫星运动的周期为g R 2π4
B ．卫星运动的加速度为12g
C ．卫星的动能为1
8mgR D ．卫星运动的速度为2gR 9．粗糙水平地面上物体受水平拉力作用，在06s 内其速度与时间图像和该拉力功率与
时间图像如图所示，则（ ）
A ．滑动摩擦力的大小为5N
B ．06s 内拉力做功为100J
C ．06s 内物体的位移大小为20m
D ．06s 内与02s 内合力做功相等 10．按压式圆珠笔内装有一根小弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出来。

如图所示，使笔的尾部朝下，将笔在桌面上竖直向下按到最低点，使小帽缩进，然后放手，笔将竖直向上弹起至一定的高度。

忽略摩擦和空气阻力，则笔从最低点运动至最高点的过程中（ ）
A ．笔的动能一直增大
B ．笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和一直减小
C ．弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能增加量
D ．笔、弹簧和地球组成的系统机械能守恒
11．质量为m 的物体，从静止开始以a =
2g 的加速度竖直向下加速，下落高度为h 时，下列说法中正确的是（ ）
A ．物体的动能增加了mgh
B ．物体的重力势能增加了mgh
C 22mg gh
D 2mg gh 12．水平桌面上有一光滑小孔，两个质量均为m 的小物块A 、B 用不可伸长的轻绳连接，A 在桌面上做匀速圆周运动，B 静止于空中。

现由于桌面微小阻力的影响，使得A 与小孔间距离缓慢地从2L 减小为L ，在此过程中，桌面对A 所做的功为（ ）
A ．32mgL -
B ．32mgL
C ．12mgL -
D ．12
mgL 13．用水平力F 拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t 1时刻撤去拉力F ，物体做匀减速直线运动，到t 2时刻停止，其速度－时间图像如图所示，且α>β，若拉力F 做的功为W 1，平均功率为P 1；物体克服摩擦阻力F f 做的功为W 2，平均功率为P 2，则下列选项正确的是（ ）
A ．W 1=W 2，F >2F f
B ．W 1>W 2，F =2F f
C ．P 1＜P 2，F >2F f
D ．P 1=P 2，F =2F f
14．疫情防控期间，某同学在家对着竖直墙壁练习打乒乓球.某次斜向上发球，球垂直在墙上后反弹落地，落地点正好在发球点正下方，球在空中运动的轨迹如图，不计空气阻力，关于球离开球拍到第一次落地的过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．球在空中上升和下降过程时间相等
B ．球落地时的速率一定比抛出时大
C ．球落地时和抛出时的动能可能相等
D ．球撞击墙壁过程可能没有机械能损失
15．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/s 2，设A 、B 两球的质量分别为A m 、B m ，下列说法正确的是（ ）
A ．只要满足
B A m m >，小球A 就能通过O 点正上方
B ．当A m 、B m 满足A B 1142m m <<，小球A 通过O 点正上方时，轻杆对小球A 有竖直向上的弹力
C ．当A m 、B m 满足
A B 14m m <，小球A 通过O 点正上方时，轻杆对小球A 无作用力 D ．当A m 、B m 满足
A B 1142
m m <<，轻杆到达竖直位置时，转轴O 对杆有竖直向下的作用力 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1O 、2O 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：A E _______B E （填＞、=或＜），两球受到的绳子拉力之比A B :F F =________，两球的向心加速度之比A B :a a =______。

17．质量为m 的汽车在平直公路上以速度0v 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10~t 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________。

18．一定质量的物体， 机械能不变时， 物体___________受力。

（填“一定不”或“可能”） 19．某同学在原地进行单手运球训练中发现，让篮球从静止开始下落并自由反弹，弹起的最大高度比原来低20cm 。

为了让球每次都能弹回到原来的高度，当球回到最高点时，向下拍打一次球，每分钟拍打100次，篮球质量为600g 。

取重力加速度大小为10 m/s 2。

不计空气阻力和拍球瞬间的能量损失，则该同学每次拍打小球需做功为___J ，拍打小球的平均功率为___W 。

20．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/s 2，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 。

21．利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。

(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是____。

A ．交流电源
B ．刻度尺
C ．天平（含砝码）
(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。

在纸带上选取三个连续打出的点A 、B 、C ，测得它们到起始点O 的距离分别为A h 、B h 、c h 。

已知当地重力加速度为g ，打点计时器打点的周期为T 。

设重物的质量为m 。

从打O 点到打B 点的过程中，重物的重力势能变化量p E ∆=________，动能变化量k E ∆=_______。

(3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______。

A ．利用公式v gt =计算重物速度 B ．利用公式2v gh =计算重物速度
C ．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D ．没有采用多次实验取平均值的方法
(4)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒∶在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O 的距离h ，计算对应计数点的重物速度v ，描绘v 2-h 图像，并做如下判断∶若图像是一条过原点且斜率为______（用题中字母表示）的直线，则重物下落过程中机械能守恒。

22．质量为1 kg 的物体从高处自由下落，经过4秒钟，（g = 10 m/s 2）则物体在4秒内重力对物体做功的平均功率为________W ，在4秒末重力做功的瞬时功率为________W 。

23．如图所示，处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触，另一端与置于光滑地面上的物体接触，现在物体上施加一水平推力F ，使物体缓慢压缩弹簧，当推力大小为20N 时，弹簧被压缩5厘米，弹簧的弹力做功_________J ，以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零，则弹簧的弹性势能为_________J 。

24．一质量为m 的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g 。

这个物体沿斜面上升的最大高度为H ，则在这个过程中，物体的重力势能增加了_______，摩擦力对物体做功为________，物体的动能损失了_________。

25．如图，光滑斜面固定在地面上，底端有小物块P ，在沿斜面向上的拉力F 的作用下由静止开始沿斜面向上运动，经过时间t ，拉力做功30J ，此时将F 反向，又经过2t 时间物块P 回到出发点，设地面为重力势能零势能面，则物块回到地面时的机械能为__J ，当物块动能为8J 时，重力势能为__J 。

26．电动机通过一绳子吊起质量为8kg 的物体，绳的拉力不能超过120N ，电动机的功率不能超过1200W ，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90m(已知此物体在被吊高90m 时已达到最大速度并匀速上升)，则最大速度的大小为_________；所需时间为
___________．(g =10m/s 2)
三、解答题
27．如图所示，为车站使用的水平传送带模型，传送带的水平部分长度L =8m ，传送带的皮带轮的半径均为R =0.2m ，传送带的上部距地面的高度为h =0.45m ，现传送一质量m =10kg 的旅行包，已知旅行包与皮带间的动摩擦因数μ=0.6，皮带轮与皮带之间始终不打滑，g 取10m/s 2。

讨论下列问题：
（1）若传送带静止，旅行包（可视为质点）以v0=10m/s的初速度水平地滑上传送带。

旅行包滑到B点时，若人没有及时取下旅行包，旅行包将从B端滑落，则包的落地点距B端的水平距离为多少？
（2）若旅行包在A端无初速释放，皮带轮以ω1=40rad/s的角速度顺时针匀速转动，则旅行包落地点距B端的水平距离又为多少？旅行包从A到B过程中系统产生多少内能？（3）若旅行包无初速地释放，设皮带轮ω≥10rad/s角速度顺时针匀速转动时，画出旅行包
，只需画出图落地点距B端的水平距离s随皮带轮的角速度ω变化的图象。

（取6 2.5
像，不要求写出计算过程）
28．如图所示，一物体质量m=2kg，在倾角θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离l AB=4m。

当物体到达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量
l BC=0.2m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点与A点的距离
l AD=3m。

挡板及弹簧质量不计，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；
(2)弹簧的最大弹性势能E pm。

29．有一款游戏按如下方案设计：在竖直平面内，质量m=10g的小滑块（可视为质点）被轻质弹簧弹出后，沿倾角为37°的斜面上滑到P点，然后在空中运动一段时间后恰好从与P 点等高的A点沿切线方向进入圆弧轨道，如图所示。

已知P、A两点的距离x＝ 0.6m，粗糙圆弧轨道的半径R＝0.4m，圆弧对应的圆心角为74°，A、B等高，小滑块沿圆弧轨道由A向B运动，经过圆弧轨道最低点时，安装在圆弧轨道最低点C的力传感器的示数为
0.269N。

不计空气阻力，取g＝10m/s2：
(1)求小滑块从P运动到A的时间t和小滑块在P点时的速度大小v；
(2)试判断小滑块能否运动到B点。

（要求写出分析过程）
30．如图所示，位于竖直平面上的1
4
圆弧光滑轨道，半径为R，OB沿竖直方向，上端A距
地面高度为H，质量为m的小球从A点由静止释放，最后落在水平地面上C点处，不计空气阻力，求：
(1)小球运动到轨道上的B点时，对轨道的压力多大？
(2)小球落地点C与B点水平距离s是多少？。