第八章机械能守恒定律单元测试 卷基础过关 2021-2022学年高一物理必修第二册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第八章机械能守恒定律单元测试 卷基础过关 2021-2022学年高一物理必修第二册（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 737.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-13 23:55:52 | ||
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文档简介
第八章《机械能守恒定律》单元测试卷 基础过关
一、单选题（本大题共7小题）
1．如图所示，轻绳绕过光滑定滑轮系着箱子，在轻绳的另一端O施加适当的拉力F，恰好使箱子在水平地面上向右做匀速运动，则（ ）
A．O点速率不变
B．拉力F逐渐减小
C．箱子受到地面的支持力大小不变
D．拉力F的功率一直减小
2．“人工智能”已进入千家万户，用无人机运送货物成为现实。如图所示是无人机送货时的情景，下列情况中无人机对货物做正功的是（ ）
A．无人机吊着货物悬停在空中 B．无人机吊着货物竖直加速下降
C．无人机吊着货物竖直加速上升 D．无人机吊着货物竖直匀速下降
3．如图所示，在倾角37°的斜面底端固定一轻弹簧，当弹簧处于原长时，其上端自然伸长点位置处，一滑块（可看作质点）从斜面上与Q点相距一定距离的P点由静止开始下滑，知自Q点到斜面底端部分光滑，自Q点沿斜面向上部分，滑块与斜面间的动摩擦因数μ，不计空气阻力和滑块与弹簧碰撞时机械能损失，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，则以法正确的是（ ）
A．滑块沿斜面向下运动过程中先做匀加速运动后做匀减速运动
B．滑块接触弹簧后向下的运动过程中，滑块的机械能守恒
C．滑块从开始到动能达到最大值的过程中，滑块机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
D．整个过程中因摩擦产生的总热量等于滑块由P点到Q点减少的重力势能
4．如图甲所示，质量为m的小火箭由静止开始加速上升，加速度a与速度倒数的关系图像如图乙所示，火箭的速度为v1时对应的加速度为a1，不计空气阻力和燃料燃烧时的质量损失，重力加速度为g，下列说法不正确的是（ ）
A．火箭以恒定的功率启动
B．火箭的功率为
C．关系图像的斜率为
D．关系图像横轴的截距为
5．篮球场上，某同学在练习投篮，篮球在空中划过一条漂亮的弧线落入篮筐，篮球的运动轨迹如图中虚线所示。不计空气阻力，从篮球离开手到落入篮管的过程中，则下列说法正确的是（ ）
A．篮球先处于超重状态后处于失重状态 B．篮球的机械能先减小后增大
C．篮球重力的功率不断增大 D．篮球的动能先减小后增加
6．如图所示，OO′为竖直固定转轴，足够长的光滑轻杆用铰链固定于转轴上的O点，杆与竖直方向的夹角为θ。轻质弹簧套在杆上，下端固定于O点，上端系住小球A（A套在杆上），弹簧原长为l，重力加速度为g。现使杆随转轴OO′转动，角速度ω从零开始缓慢增大，下列说法正确的是（ ）
A．杆对小球的弹力不变
B．弹簧对小球的弹力增大
C．当ω＝时，弹簧对小球的弹力大小恰好为零
D．小球的转动平面缓慢升高，小球的机械能守恒
7．如图所示，质量为m的圆环套在足够长光滑竖直杆上，质量为M=2.5m的木块放在倾角为30°的足够长光滑固定斜面上，圆环与木块用轻质细线通过光滑定滑轮连接，图中滑轮与木块间的细线与斜面平行，滑轮与a位置等高且水平距离L=3m，现让圆环从a位置由静止释放运动到b位置。已知a、b两位置的高度差为H=4m，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是（ ）
A．刚释放圆环的瞬间，轻绳上的张力大小为
B．当圆环到达b位置时，圆环与木块的速度大小之比为4：5
C．圆环在从a运动到b的过程中减少的重力势能等于木块增加的机械能
D．当圆环到达b位置时，其速度大小为m/s
二、多选题（本大题共5小题）
8．“高空抛物”一直被称为悬在城市头顶上的痛，尤其是人为的高空抛物，更给公共安全带来极大的危害性。最高人民法院发布《关于依法妥善审理高空抛物、坠物案件的意见》，对于故意高空抛物的，根据具体情形进行处罚。若从七楼阳台约20m高处，将一质量为1kg的花盆水平推出，不计空气阻力，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A．第1s内重力的平均功率为50W
B．整个过程中重力的平均功率为200W
C．落到地面上时，重力的瞬时功率为200W
D．落到地面上时，重力的瞬时功率为100W
9．如图所示，长度为的轻杆上端连着一质量为的小球A（可视为质点），杆的下端用铰链固接于水平地面上的点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的质量为。今有微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而A与B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为（，），重力加速度为。则下列说法正确的是（ ）
A．A、B质量之比为27：25
B．A与B刚脱离接触的瞬间，A、B速率之比为3：5
C．A落地时速率为
D．A与B刚脱离接触的瞬间，B的速率为
10．人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。某次打夯过程简化为以下模型∶两人同时通过绳子对重物各施加一个大小为 320 N，方向与竖直方向成37°的恒力作用，使重物离开水平地面40cm后即停止施力，最后重物自由下落把地面砸深4cm。已知重物的质量为40kg，取重力加速度g=9.8 m/s2， sin37°=0.6， cos37°=0.8。忽略空气阻力，则（ ）
A．重物刚落地时的速度为3.2 m/s B．重物刚落地时的速度为2.8 m/s
C．地面对重物的平均阻力为4312N D．地面对重物的平均阻力为5512N
11．“复兴号”动车组的总质量为m，在平直的轨道上行驶。该动车组有4节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，动车组所受的阻力与其速率成正比（f =kv）。动车组能达到的最大速度为vm。 若动车组从静止开始运动，则下列正确的是（ ）
A．若动车组匀加速启动，则牵引力逐渐增大
B．若动力车输出功率恒定，则动车组做匀加速运动
C．若动力车输出功率变为，则动车组的最大速度为
D．若动力车输出功率变为，则动车组的最大速度为
12．如图所示，一质量为2kg的可视为质点的小球用一根长为0.8m的不可伸长的轻质细绳悬挂于O点，O点距地面的高度为1.25m。现将小球从与O点等高的位置A点释放，释放时细绳处于拉直状态，当小球运动到最低点B时，细绳恰好被拉断，经过一段时间后小球落在地面上的C点，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．小球运动到B点时速度大小为4m/s B．小球从B点运动到C点的水平距离为0.8m
C．小球在C点时重力的功率为100W D．绳子能承受的最大拉力大小为60N
三、解答题（本大题共7小题）
13．在某次足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，球员踢出的球从球门右上角擦着横梁进入球门，如图所示。球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量为m。重力加速度为g，不计空气阻力，以水平地面为重力势能参考平面，求：
（1）足球从地面到进入球门过程重力所做的功WG；
（2）踢出过程中球员对足球做的功；
（3）足球被踢出时的速度大小。
14．如图所示，高h=1.6m、倾角为θ=30°斜面固定在水平面上。一质量为m=1kg、长度L=2m薄木板B置于斜面顶端，恰能保持静止，木板下端连有一原长为0.2m的轻弹簧。有一质量M=3kg的小物块A，从斜面左侧离水平面的高度H=1.8m某位置水平抛出，沿平行于斜面方向落到木板上并向下滑行，同时木板沿斜面下滑，木板滑到斜面底端碰到挡板时立刻停下，运动过程中物块A最终恰好能脱离弹簧。已知A、B间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）小物块A刚滑上木板B时速度的大小；
（2） 斜面与木板B间的动摩擦因数μ0及木板B到达斜面底端时小物块A相对木板B的位移；
（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
15．如图（a），轨道ABC固定于竖直平面内，其中AB段水平，BC段足够长且与水平方向夹角α=30°，两轨道间平滑连接，一质量m=1kg的小物块静置于B端。现对小物块施加一平行于斜面的拉力F=12N，当物块沿BC向上运动2m时撤去F。取AB所在水平面为零势能面，物块沿BC向上运动2m的过程中，其机械能E随位移大小x的变化情况如图（b）所示，g取10m/s2，物块与轨道间的动摩擦因数处处相等，且最大静摩擦力与同等压力下的滑动摩擦力大小相等。求：
（1）撤去拉力瞬间，物块的速度大小v；
（2）物块与轨道之间的动摩擦因数；
（3）若从小物块开始运动的时刻计时，请在图（c）画出0~3s的过程中，小物块的机械能E随时间t的变化关系图线（仅要求正确画出图线）。
16．一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的3倍。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度是h，A球静止于地面，如图所示。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g。释放B球，求：
（1）当B球刚落地时，A球的速度大小；
（2）A球能达到的最大高度（滑轮足够高）；
（3）从释放B球到A球上升到最高点的过程中，A、B系统的机械能是否守恒？说明理由。
17．如图所示，质量均为m完全相同的两个弹性环A，B用不可伸长的、长为L的轻绳连接，分别套在光滑水平细杆OM和足够长光滑竖直细杆ON上，杆OM与杆ON在O点用一小段圆弧平滑相连，A环通过O点时速率不变。现将轻绳拉至水平位置伸直，B环位于O点，并同时由静止释放两环。
（1）若B环下降高度h（）时，B环加速度恰好为零，求此时绳中拉力大小；
（2）求A环从开始运动到O点的速度大小；
（3）求A环和B环第一次碰撞前瞬间A、B两环速度的大小。
18．一转动装置如图所示，两根轻杆OA和AB与一小球以及一轻质套筒通过铰链连接，两轻杆长度均为L，球的质量为m，O端固定在竖直的轻质转轴上，套在转轴上的轻质弹簧连接在O与套筒之间，原长为L，弹簧劲度系数为，转动该装置并缓慢增大转速，套筒缓慢上升。弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）平衡时弹簧的长度；
（2）AB杆中弹力为0时，装置转动的角速度ω0；
（3）弹簧从小球平衡至缩短为原长的一半的过程中，外界对转动装置所做的功W。
19．如图所示，AB是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R。一个质量为m的物体（可以看作质点）从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动。已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ。求：
（1）物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；
（2）最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．D
4．C
5．D
6．C
7．D
8．AC
9．AC
10．AD
11．AC
12．AD
13．（1）；（2）；（3）
14．（1）4m/s；（2），；（3）
15．（1）2m/s；（2）；（3）
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）；（3），
18．（1）；（2）；（3）
19．（1）；（2），方向竖直向下
答案第1页，共2页
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一、单选题（本大题共7小题）
1．如图所示，轻绳绕过光滑定滑轮系着箱子，在轻绳的另一端O施加适当的拉力F，恰好使箱子在水平地面上向右做匀速运动，则（ ）
A．O点速率不变
B．拉力F逐渐减小
C．箱子受到地面的支持力大小不变
D．拉力F的功率一直减小
2．“人工智能”已进入千家万户，用无人机运送货物成为现实。如图所示是无人机送货时的情景，下列情况中无人机对货物做正功的是（ ）
A．无人机吊着货物悬停在空中 B．无人机吊着货物竖直加速下降
C．无人机吊着货物竖直加速上升 D．无人机吊着货物竖直匀速下降
3．如图所示，在倾角37°的斜面底端固定一轻弹簧，当弹簧处于原长时，其上端自然伸长点位置处，一滑块（可看作质点）从斜面上与Q点相距一定距离的P点由静止开始下滑，知自Q点到斜面底端部分光滑，自Q点沿斜面向上部分，滑块与斜面间的动摩擦因数μ，不计空气阻力和滑块与弹簧碰撞时机械能损失，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，则以法正确的是（ ）
A．滑块沿斜面向下运动过程中先做匀加速运动后做匀减速运动
B．滑块接触弹簧后向下的运动过程中，滑块的机械能守恒
C．滑块从开始到动能达到最大值的过程中，滑块机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
D．整个过程中因摩擦产生的总热量等于滑块由P点到Q点减少的重力势能
4．如图甲所示，质量为m的小火箭由静止开始加速上升，加速度a与速度倒数的关系图像如图乙所示，火箭的速度为v1时对应的加速度为a1，不计空气阻力和燃料燃烧时的质量损失，重力加速度为g，下列说法不正确的是（ ）
A．火箭以恒定的功率启动
B．火箭的功率为
C．关系图像的斜率为
D．关系图像横轴的截距为
5．篮球场上，某同学在练习投篮，篮球在空中划过一条漂亮的弧线落入篮筐，篮球的运动轨迹如图中虚线所示。不计空气阻力，从篮球离开手到落入篮管的过程中，则下列说法正确的是（ ）
A．篮球先处于超重状态后处于失重状态 B．篮球的机械能先减小后增大
C．篮球重力的功率不断增大 D．篮球的动能先减小后增加
6．如图所示，OO′为竖直固定转轴，足够长的光滑轻杆用铰链固定于转轴上的O点，杆与竖直方向的夹角为θ。轻质弹簧套在杆上，下端固定于O点，上端系住小球A（A套在杆上），弹簧原长为l，重力加速度为g。现使杆随转轴OO′转动，角速度ω从零开始缓慢增大，下列说法正确的是（ ）
A．杆对小球的弹力不变
B．弹簧对小球的弹力增大
C．当ω＝时，弹簧对小球的弹力大小恰好为零
D．小球的转动平面缓慢升高，小球的机械能守恒
7．如图所示，质量为m的圆环套在足够长光滑竖直杆上，质量为M=2.5m的木块放在倾角为30°的足够长光滑固定斜面上，圆环与木块用轻质细线通过光滑定滑轮连接，图中滑轮与木块间的细线与斜面平行，滑轮与a位置等高且水平距离L=3m，现让圆环从a位置由静止释放运动到b位置。已知a、b两位置的高度差为H=4m，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是（ ）
A．刚释放圆环的瞬间，轻绳上的张力大小为
B．当圆环到达b位置时，圆环与木块的速度大小之比为4：5
C．圆环在从a运动到b的过程中减少的重力势能等于木块增加的机械能
D．当圆环到达b位置时，其速度大小为m/s
二、多选题（本大题共5小题）
8．“高空抛物”一直被称为悬在城市头顶上的痛，尤其是人为的高空抛物，更给公共安全带来极大的危害性。最高人民法院发布《关于依法妥善审理高空抛物、坠物案件的意见》，对于故意高空抛物的，根据具体情形进行处罚。若从七楼阳台约20m高处，将一质量为1kg的花盆水平推出，不计空气阻力，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A．第1s内重力的平均功率为50W
B．整个过程中重力的平均功率为200W
C．落到地面上时，重力的瞬时功率为200W
D．落到地面上时，重力的瞬时功率为100W
9．如图所示，长度为的轻杆上端连着一质量为的小球A（可视为质点），杆的下端用铰链固接于水平地面上的点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的质量为。今有微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而A与B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为（，），重力加速度为。则下列说法正确的是（ ）
A．A、B质量之比为27：25
B．A与B刚脱离接触的瞬间，A、B速率之比为3：5
C．A落地时速率为
D．A与B刚脱离接触的瞬间，B的速率为
10．人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。某次打夯过程简化为以下模型∶两人同时通过绳子对重物各施加一个大小为 320 N，方向与竖直方向成37°的恒力作用，使重物离开水平地面40cm后即停止施力，最后重物自由下落把地面砸深4cm。已知重物的质量为40kg，取重力加速度g=9.8 m/s2， sin37°=0.6， cos37°=0.8。忽略空气阻力，则（ ）
A．重物刚落地时的速度为3.2 m/s B．重物刚落地时的速度为2.8 m/s
C．地面对重物的平均阻力为4312N D．地面对重物的平均阻力为5512N
11．“复兴号”动车组的总质量为m，在平直的轨道上行驶。该动车组有4节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，动车组所受的阻力与其速率成正比（f =kv）。动车组能达到的最大速度为vm。 若动车组从静止开始运动，则下列正确的是（ ）
A．若动车组匀加速启动，则牵引力逐渐增大
B．若动力车输出功率恒定，则动车组做匀加速运动
C．若动力车输出功率变为，则动车组的最大速度为
D．若动力车输出功率变为，则动车组的最大速度为
12．如图所示，一质量为2kg的可视为质点的小球用一根长为0.8m的不可伸长的轻质细绳悬挂于O点，O点距地面的高度为1.25m。现将小球从与O点等高的位置A点释放，释放时细绳处于拉直状态，当小球运动到最低点B时，细绳恰好被拉断，经过一段时间后小球落在地面上的C点，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．小球运动到B点时速度大小为4m/s B．小球从B点运动到C点的水平距离为0.8m
C．小球在C点时重力的功率为100W D．绳子能承受的最大拉力大小为60N
三、解答题（本大题共7小题）
13．在某次足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，球员踢出的球从球门右上角擦着横梁进入球门，如图所示。球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量为m。重力加速度为g，不计空气阻力，以水平地面为重力势能参考平面，求：
（1）足球从地面到进入球门过程重力所做的功WG；
（2）踢出过程中球员对足球做的功；
（3）足球被踢出时的速度大小。
14．如图所示，高h=1.6m、倾角为θ=30°斜面固定在水平面上。一质量为m=1kg、长度L=2m薄木板B置于斜面顶端，恰能保持静止，木板下端连有一原长为0.2m的轻弹簧。有一质量M=3kg的小物块A，从斜面左侧离水平面的高度H=1.8m某位置水平抛出，沿平行于斜面方向落到木板上并向下滑行，同时木板沿斜面下滑，木板滑到斜面底端碰到挡板时立刻停下，运动过程中物块A最终恰好能脱离弹簧。已知A、B间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）小物块A刚滑上木板B时速度的大小；
（2） 斜面与木板B间的动摩擦因数μ0及木板B到达斜面底端时小物块A相对木板B的位移；
（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
15．如图（a），轨道ABC固定于竖直平面内，其中AB段水平，BC段足够长且与水平方向夹角α=30°，两轨道间平滑连接，一质量m=1kg的小物块静置于B端。现对小物块施加一平行于斜面的拉力F=12N，当物块沿BC向上运动2m时撤去F。取AB所在水平面为零势能面，物块沿BC向上运动2m的过程中，其机械能E随位移大小x的变化情况如图（b）所示，g取10m/s2，物块与轨道间的动摩擦因数处处相等，且最大静摩擦力与同等压力下的滑动摩擦力大小相等。求：
（1）撤去拉力瞬间，物块的速度大小v；
（2）物块与轨道之间的动摩擦因数；
（3）若从小物块开始运动的时刻计时，请在图（c）画出0~3s的过程中，小物块的机械能E随时间t的变化关系图线（仅要求正确画出图线）。
16．一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的3倍。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度是h，A球静止于地面，如图所示。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g。释放B球，求：
（1）当B球刚落地时，A球的速度大小；
（2）A球能达到的最大高度（滑轮足够高）；
（3）从释放B球到A球上升到最高点的过程中，A、B系统的机械能是否守恒？说明理由。
17．如图所示，质量均为m完全相同的两个弹性环A，B用不可伸长的、长为L的轻绳连接，分别套在光滑水平细杆OM和足够长光滑竖直细杆ON上，杆OM与杆ON在O点用一小段圆弧平滑相连，A环通过O点时速率不变。现将轻绳拉至水平位置伸直，B环位于O点，并同时由静止释放两环。
（1）若B环下降高度h（）时，B环加速度恰好为零，求此时绳中拉力大小；
（2）求A环从开始运动到O点的速度大小；
（3）求A环和B环第一次碰撞前瞬间A、B两环速度的大小。
18．一转动装置如图所示，两根轻杆OA和AB与一小球以及一轻质套筒通过铰链连接，两轻杆长度均为L，球的质量为m，O端固定在竖直的轻质转轴上，套在转轴上的轻质弹簧连接在O与套筒之间，原长为L，弹簧劲度系数为，转动该装置并缓慢增大转速，套筒缓慢上升。弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）平衡时弹簧的长度；
（2）AB杆中弹力为0时，装置转动的角速度ω0；
（3）弹簧从小球平衡至缩短为原长的一半的过程中，外界对转动装置所做的功W。
19．如图所示，AB是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R。一个质量为m的物体（可以看作质点）从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动。已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ。求：
（1）物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；
（2）最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力。
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参考答案：
1．D
2．C
3．D
4．C
5．D
6．C
7．D
8．AC
9．AC
10．AD
11．AC
12．AD
13．（1）；（2）；（3）
14．（1）4m/s；（2），；（3）
15．（1）2m/s；（2）；（3）
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）；（3），
18．（1）；（2）；（3）
19．（1）；（2），方向竖直向下
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