20192020学年高中物理第八单元机械能守恒定律测试B卷含解析新人教版必修第二册

-1-第八单元机械能守恒定律测试B卷一、单选题1.如图甲所示,一滑块沿光滑的水平面向左运动,与轻弹簧接触后将弹簧压缩到最短,然后反向弹回,弹簧始终处在弹性限度以内,图乙为测得的弹簧的弹力与弹簧压缩量之间的关系图象，则弹簧的压缩量由8cm变为4cm时,弹簧所做的功以及弹性势能的改变量分別为()A.3.6J、-3.6JB.-3.6J、3.6JC.1.8J、-1.8JD.-1.8J、1.8J2.如图所示,水平抛出的物体抵达斜面上端P处时,其速度方向恰好沿着斜面向下,然后沿斜面无摩擦滑下,在下列选项所示的图象中,能正确描述物体重力的功率GP随时间t变化的图象是()A.B.C.-2-D.3.如图所示是具有更高平台的消防车,具有一定质量的伸缩臂能够在5min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400kg)上升60m到达灭火位置,此后,在登高平台上的消防员用水炮灭火,已知水炮的出水量为3m3/min，水离开炮口时的速率为20m/s,则用于()A.水炮工作的发动机输出功率为1×104WB.水炮工作的发动机输出功率为4×104WC.水炮工作的发动机输出功率为2.4×106WD.伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800w4.目前,我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为早日实现无人驾驶,某公司对某款汽车性能进行了一项测试,让质量为m的汽车沿一山坡直线行驶。测试中发现,下坡时若关掉油门,则汽车的速度保持不变;若以恒定的功率P上坡,则从静止启动做加速运动,发生位移s时速度刚好达到最大值maxv。设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小分别保持不变,下列说法正确的是()A.关掉油门后的下坡过程,汽车的机械能守恒B.关掉油门后的下坡过程,坡面对汽车的支持力做功不为零C.上坡过程中,汽车速度由max4v增至max2v,所用的时间等于2max332mvPD.上坡过程中,汽车从静止启动到刚好达到最大速度maxv,所用时间一定小于max2sv5.在大型物流货场，广泛应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面成θ角倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m＝1kg的货物放在传送带上的A处，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示，已知重力加速度210/gms＝，由v－t图可知()-3-A．A、B两点的距离为2.4mB．货物与传送带间的动摩擦因数为0.5C．货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功大小为12.8JD．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为11.2J6.如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。己知3APR,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中()A.重力做功3mgRB.机械能减少2mgRC.合外力做功mgRD.克服摩擦力做功32mgR7.某同学为了研究物体下落过程的特点,设计了如下实验：将两本书AB从高楼楼顶放手让其落下,两本书下落过程中没有翻转和分离,由于受到空气阻力的影响,其vt图像如图所示,虚线在P点与速度图线相切,已知2kgAm,2kgBm,210m/sg。由图可知()A、0~2s内AB的平均速度等于4.5m/s-4-B、2st时AB受到空气阻力等于25NC、2st时A对B的压力等于16ND.下落过程中A对B的压力不变8.如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F的作用下，由静止开始向上运动，其动能kE与距地面高度h的关系如图乙所示，已知重力加速度为g，空气阻力不计。下列说法正确的是（）A.在00~h过程中，F的大小始终为mgB.在00~h和00~2hh过程中，F做功之比为2:1C.在00~2h过程中，物体的机械能不断增加D.在002~3.5hh程中，物体的机械能不断减少9.一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度,小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中,他运动的速度v随时间t变化的图线如图所示,图中只有Oa段和cd段为直线,则根据该图象可知,蹦床的弹性势能增大的过程所对应的时间间隔为()A.仅在1t到2t的时间内B.仅在到3t的时间内C.在1t到3t的时间内D.在1t到5t的时间内10.物体在水平拉力F作用下,沿x轴由坐标原点开始运动,设拉力F随x的变化分别如图甲、乙、丙所示,其中图甲为一半圆图形,对应拉力做功分别为甲乙丙、、,则以下说法正确的是()-5-A.甲乙丙B.甲乙丙＝C.甲乙丙D.无法比较它们的大小二、实验题11.某同学利用如图所示的装置来研究机械能守恒定律,设计了如下实验,A、B是质量均为m的小物块,C是质量为M的重物。A、B间有轻质弹簧相连,A、C间有轻质细绳相连。在物块B下放置一压力传感器,重物C下放置一速度传感器,压力传感器与速度传感器相连。当压力传感器示数为零时,就触发速度传感器测定此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g。实验操作如下:①开始时,系统在外力作用下保持静止,细绳拉直但张力为零。现释放C,使其向下运动,当压力传感器示数为零时,触发速度传感器测出C的速度为v。②在实验中保持A,B质量不变,改变C的质量M,多次重复第(1)步;(1)该实验中,M和m大小关系必需满足M_________m(选填“小于”、“等于”或“大于”)(2)该实验中需要验证机械能守恒的表达式为21)2Mmv（__________________。(3)根据所测数据,还可以测得弹簧的劲度系数:根据所测数据，作出“21vMm”图线,求出图线在纵轴上的截距为b,则弹簧的劲度系数为(用题给的已知量表示)。12.某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度大小29.8m/sg.实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙-6-所示,纸带上的第一个点记为O,另选连续的3个点ABC、、进行测量,图中给出了这3个点到O点的距离Ah、Bh和Ch的值.回答下列问题(计算结果保留3位有效数字):(1)打点计时器打B点时,重物速度的大小Bv__________m/s;(2)通过分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析的依据.三、计算题13.如图所示，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，传送带逆时针传动，速度大小为v＝0.5m/s．一质量为m＝1kg的滑块（可看作质点）从传送带上端A点以速度02.5/vms＝沿传送带下滑，已知滑块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.8，传送带足够长，取210/gms＝，370.6sin，370.8cos，求：(1)滑块在A点时的加速度大小(2)经过多长时间滑块的速度和传送带的速度相等？并定性说明速度相等后滑块的运动性质(3)滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量14.如图所示，质量为2kgm的物块A(可视为质点）放在倾角为=30°的光滑斜面体上，斜面固定在水平桌面上，劲度系数为200N/mk的轻弹簧一端连接在斜面底端的固定档板C上，另一端连接在物块A上，绕过斜面顶端定滑轮的不可伸长的轻绳一端连接在物块A上，另一端吊着质量也为m的物体B,物块A与滑轮间的轻绳与斜面平行，物块A静止时刚好处在斜面的正中间。已知斜面长为2.5mL，重力加速度g取210m/s。-7-(1)若剪断轻弹簧，物块A到斜面顶端时，物块B还未落地，求物块A运动到斜面顶端要用多长时间；(2)若剪断轻绳，求物块A向下运动的最大速度。四、多选题15.物体沿直线运动的vt关系如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,则()A.从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB.从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2WC.从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD.从第3秒末到第4秒末合外力做功为﹣0.75W16.我国正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为43.010kg，设起飞过程中发动机的推力恒51.010N；弹射器有效作用长度为100m，推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度达到80m/s。已知弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则有（）A．弹射器的推力大小为61.110NB．弹射器对舰载机所做的功为81.110JC．弹射器对舰载机做功的平均功率为78.810WD．舰载机在弹射过程中的加速度大小为232/ms17.如图所示，小车A、小物块B由绕过轻质定滑轮的细线相连，小车A放在足够长的水平桌面上，B、C两小物块在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与桌-8-面平行。已知A、B、C的质量均为m。A与桌面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度为g，弹簧的弹性势能表达式为212pEkx＝，式中k是弹簧的劲度系数，Δx是弹簧的伸长量或压缩量，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时，整个系统处于静止状态，对A施加一个恒定的水平拉力F后，A向右运动至速度最大时，C恰好离开地面，则()A．小车向右运动至速度最大时，A、B、C加速度均为零B．拉力F的大小为2mgC．拉力F做的功为224.4mgkD．C恰好离开地面时A的速度为2Avkgm＝18.如图甲所示，滑块沿倾角为α的光滑固定斜面运动，某段时间内，与斜面平行的恒力作用在滑块上，滑块的机械能E随时间t变化的图线如图乙所示，其中120~tt、时刻以后的图线均平行于t轴，12tt的图线是一条倾斜线段，则下列说法正确的是()A.1t时刻，滑块运动方向一定沿斜面向下B.0t时刻，滑块运动方向一定沿斜面向上C.12~tt时间内，滑块的动能减小D.23~tt时间内，滑块的加速度为sing-9-19.已知一足够长的传送带与水平面的倾角为,以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图甲所示),以此时为t=0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系,如图乙所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向,其中两坐标大小12vv)。已知传送带的速度保持不变。(g取210m/s)则（）A.10t内，物块对传送带做负功B.物块与传送带间的动摩擦因数为,tanC.20t内，传送带对物块做功为22211122WmvmvD.系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小20.如图甲所示,用一轻质绳拴着一质量为m的小球,在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力）,小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T,小球在最高点的速度大小为v,其2Tv图象如图乙所示,则()A.轻质绳长为ambB.当地的重力加速度为amC.当2vc时,轻质绳的拉力大小为acabD.只要2vb,小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为6a-10-参考答案1.答案：C解析：F-x图线与横轴围成的面枳表示弹力做的功。110.0860J0.0430J1.8J22W,根据pWE知,弹性势能减少1.8J,C正确。2.答案：C解析：物体先做平拋运动,重力的功率2GyPmgvmgt,GPt图线为过原点的倾斜直线,斜率21kmg;设斜面倾角为θ,物体刚落到斜面上时的速度为1v,则物体落到斜面上后,2211()ssinsinsininGPmgvgtmgvmgt,仍是一直线,斜率2221sinkmgk，C正确。3.答案：B解析：水炮发动机做的功为水增加的动能与重力势能之和,伸缩臂在抬升等高平台的同时也将本身也抬高了,计算做功时,需要计算这部分功,结合根据公式wPt分析.伸缩臂将人与平台抬高60m,用时5min,同时伸缩臂也有质量,设为M,则其输出功率为(400)60()800()2800560MPWWMW,D错误;水炮工作的发动机首先将水运至60m高的平台,然后给水