上海 上海市实验学校附属光明学校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)

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
（）
A．运动员踢球时对足球做功1
2
mv2B．足球上升过程重力做功mgh
C．运动员踢球时对足球做功mgh+1
2
mv2D．足球上升过程克服重力做功mgh+
1
2
mv2
2．2020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
3．如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。

其正上方A位置有一只小球。

小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零。

小球下降阶段下列说法中正确的是（）
A ．在
B 位置小球动能最大
B ．在
C 位置小球动能最小
C ．从A C →位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加
D ．从A D →位置小球动能没有发生改变
4．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．如图所示，A 、B 两球质量相等，A 球用不能伸长的轻绳系于O 点，B 球用轻质弹簧系O ′点。

O 与O ′点在同一水平面上，分别将A 、B 球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平面上，则（ ）
A ．两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等
B ．两球到达各自悬点的正下方时，B 球动能较大
C ．两球到达各自悬点的正下方时，A 、B 两球机械能相等
D ．两球到达各自悬点的正下方时，A 球机械能较大
6．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μ，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mg μ
B ．物块克服摩擦力做的功为2mgs μ
C ．弹簧的最大弹性势能为2mgs μ
D ．物块在A 点的初速度为2gs μ
7．关于功和能，下列说法不正确的是（ ）
A ．滑动摩擦力对物体可以做正功
B ．当作用力对物体做正功时，反作用力可以不做功
C ．一对互为作用力和反作用力的滑动摩擦力，做功之和一定为零
D ．只有重力做功的物体，在运动过程中机械能一定守恒
8．如图所示，质量为m 的物体置于粗糙的质量为()M m M <的斜面体上，斜面体M 置于光滑的水平面上，当物体m 以速度0v 沿斜面体M 底端冲上顶端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．物体m 受到的力的个数比斜面体M 受到的力的个数要少
B ．物体m 和斜面体M 组成的系统机械能守恒
C ．斜面体M 对物体m 的作用力不做功
D ．物体m 的机械能增大
9．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 ） 10．粗糙水平地面上物体受水平拉力作用，在0
6s 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11．某实验小组在“探究功与物体速度变化的关系”中，为了平衡小车运动过程中受到的阻力，应该采用下面所述方法中的______（填入选项前的字母代号）。

A．逐步调节木板的倾斜程度，让小车能够自由下滑
B．逐步调节木板的倾斜程度，让小车在橡皮条作用下开始运动
C．逐步调节木板的倾斜程度，给小车一初速度，让拖着纸带的小车匀速下滑
D．逐步调节木板的倾斜程度，让拖着纸带的小车自由下滑
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．
3
2
mgL
-B．3
2
mgL C．
1
2
mgL
-D．
1
2
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，t1时刻撤去拉力F，物体做匀减速直线运动，到t2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W1，平均功率为P1；物体克服摩擦阻力F f做的功为W2，平均功率为P2，则下列选项正确的是（）
A．W1=W2，F>2F f B．W1>W2，F=2F f
C．P1＜P2，F>2F f D．P1=P2，F=2F f
14．下列改变物体内能的物理过程中，属于通过热传递来改变物体内能的有（）A．用锯子锯木料，锯条温度升高B．阳光照射地面，地面温度升高
C．搓搓手就感觉手暖和些D．擦火柴时，火柴头燃烧起来
15．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54km/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
二、填空题
16．如图所示，一根轻绳左端固定在水平天花板上的M 点，依次穿过不计质量和摩擦的动滑轮和定滑轮，绳与水平方向夹角图中已标出，悬挂重物A 的重量为G ，则悬挂重物B 的重量为________，如果用外力将绳左端由M 缓慢地向左移到N 点，M 、N 间距离为3s ，则该过程中B 上升的距离为_____，外力F 做的功为_______。

17．在距离地面某高处，将小球以速度 v 0沿水平方向抛出，抛出时小球的动能与重力势能相等（以地面为参考面）。

小球在空中飞行到某一位置A 时相对抛出点的位移与水平方向的夹角为α（不计空气阻力），则小球在A 点的速度大小为___________，A 点离地面高度为___________。

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．斜面高0.6m ，倾角为30，质量为1kg 的物体由顶端滑到底端，已知动摩擦因数是0.5，210m/s g ，在这一过程中由于摩擦产生了______J 的热量。

20．如图是滑道压力测试的示意图，光滑斜面与半径为R 滑圆弧轨道, 在滑圆弧轨道弧的最低点B 处平滑相连接，某质量为m 的滑块从斜面上高h 处由静止下滑，重力加速度为g 则：
（1）滑块运动到斜面底端的B 点时的速度大小为________；
（2）滑块进入圆弧轨道的B 对轨道的压力_________。

21．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 。

22．从静止开始，沿着光滑的固定斜面下滑的物体，在开始下滑的一段时间t 内，物体获得动能E k ，在紧接着的一段时间t 内，物体动能的增量为_，在这2t 时间内，重力对物体做功的平均功率为________。

23．质量为m 的物体，沿倾角为θ的光滑斜面由静止下滑，当下滑t 时间重力势能减少量为________________。

24．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 。

25．如图所示，BOD 是半圆的水平直径，OC 为竖直半径，半圆半径为R 。

现有质量相同的A 、B 小球分别从A 、B 两点以一定的初速度水平抛出，分别击中半圆轨道上的D 点和C 点，已知B 球击中C 点时动能为E k ，不计空气阻力，则A 球击中D 点时动能为__；A 、B 小球与轨道碰撞前瞬间，重力的瞬时功率之比为__。

26．一木块沿粗糙斜面上滑时，其动能每减小 3J ，重力势能就要增加 2J ，那么该木块沿该斜面下滑时，其重力势能每减小 3J ，动能将增加_________J ；若已知木块以 6J 动能从底端出发滑上该斜面，则它返回底端时的动能是______J 。

三、解答题
27．汽车发动机的额定功率60kW P =，若其总质量为m =5000kg ，在水平路面上行驶时，所受阻力恒为3
5.010N f =⨯。

(1)若汽车启动时保持额定功率不变，求汽车所能达到的最大速度v m ；
(2)若汽车启动时保持额定功率不变，汽车加速度为2m/s2时，求速度大小v；
(3)若汽车以恒定加速度1m/s2做匀加速启动，求匀加速运动持续的时间t。

28．如图，一根内壁光滑的直角三角形玻璃管子ABC处于竖直平面内，AC边长为h，倾斜角为α = 37°，让两个质量为m的小球（可视为质点）分别从顶点A由静止开始出发，一个球沿AB滑下，到达B所用时间为t1；另一个球竖直自由下落经过C到达B，到达B的过程中所用时间为t2；在转弯C处有个极小的光滑圆弧，可确保小球转弯时无机械能损失，且转弯时间可以忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°＝0.8。

求：
(1)沿AB运动的小球到达B点时重力的功率；
(2)）t1∶t2的值。

29．光滑水平面AB与竖直面内的光滑圆形导轨在B点平滑连接，导轨半径R=0.5m，一个质量m=2kg的小球在A处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接，用手挡住小球不动，此时弹簧弹性势能E P=49J，如图所示，放手后小球向右运动脱离弹簧，沿圆形轨道向上运动，轨道最高点为C点，g取10m/s2，求：
(1)小球脱离弹簧时的速度大小；
(2)小球从弹簧弹出沿B到BC轨道，判断能否上到C点；
(3)若能上到C点，此时轨道对小球的弹力大小为多大？若不能上到C点，小球将做什么运动？
30．如图所示，质量m=0.lkg的小球（可视为质点）用长L=1.25m的轻质细线悬于O′点。

将小球向左拉起使悬线呈水平伸直状态后，无初速地释放小球，小球运动到最低点О时细线恰好被拉断，B为О点正下方地面上的点，且OB高度h=5m。

取g=10m/s2，求：
(1)细线所能承受的最大拉力；
(2)小球落地点与B点距离。