2017届高三人教版必修二物理总复习机械能守恒定律单元测试卷

一、选择题

1. 难度：困难

汽车以额定功率在水平路面上行驶，空载时的最大速度为v₁，装满货物后的最大速度是v₂．已知汽车空车的质量是m₀，汽车所受的阻力与车重成正比，则汽车后来所装货物的质量是（   ）

A．        B．

C．        D．

2. 难度：中等

如图所示，A、B两物体相距x＝11 m，物体A以v_A＝4 m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时的速度v_B＝10 m/s，只在摩擦力作用下向右做匀减速运动，加速度大小为a＝2 m/s²，那么物体A追上物体B所用的时间为(　　)

A. 7 s    B. 8 s    C. 9 s    D. 10 s

3. 难度：中等

如图，不计空气阻力，从O点水平抛出的小球抵达光滑斜面上端P处时，速度方向恰好沿着斜面方向，然后紧贴斜面做匀加速直线运动。下列说法正确的是（   ）

A．小球在斜面上运动的加速度大小比平抛运动时的大

B．小球在斜面运动的过程中地面对斜面的支持力大于小球和斜面的总重

C．撤去斜面，小球仍从O点以相同速度水平抛出，落地速率将变大

D．撤去斜面，小球仍从O点以相同速度水平抛出，落地时间将减小

4. 难度：中等

科学日益进步，人们经过长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”．“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m₁：m₂=2：3，下列说法中正确的是（ ）

A. m₁、m₂做圆周运动的线速度之比为2:3    B. m₁、m₂做圆周运动的角速度之比为3:2

C. m₁做圆周运动的半径为2L/5    D. m2做圆周运动的半径为2L/5

5. 难度：中等

如图所示，表面粗糙的斜面体固定在水平地面上。一物体在沿斜面向上且平行斜面的力F₁作用下，沿斜面向上做速度为v₁的匀速运动，F₁的功率为P₀。若该物体在沿斜面斜向上的且与斜面夹角为的力F₂（如图）作用下，在同一斜面上做沿斜面向上的速度为v₂的匀速运动，F₂的功率也为P₀，则下列说法中正确的是

A. F₂大于于F₁

B. 在相同的时间内，物体增加的机械能相同

C. v₁一定小于v₂

D. v₁可能小于v₂

6. 难度：中等

一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数(1/v)图象如图所示．若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，不能求出的物理量是（     ）

A. 汽车的功率

B. 汽车行驶的最大速度

C. 汽车所受到阻力

D. 汽车运动到最大速度所需的时间

7. 难度：中等

如图所示，长为L=1m的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m=1kg的小物块，现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α=30⁰时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v=2m/s，则在整个过程中(   )

A. 木板对物块做功为2J    B. 摩擦力对小物块做功为5J

C. 支持力对小物块做功为0    D. 滑动摩擦力对小物块做功为1J

8. 难度：中等

如图所示，一个小球（视为质点）从H=12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R=4m的竖直圆环，且圆环动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时的速度为零，则h之值可能为（g=10m/s²，所有高度均相对B点而言）(  )

A. 12m    B. 10m    C. 8.5m    D. 7m

二、不定项选择题

9. 难度：中等

在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为3m和2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一沿斜面方向的恒力拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚离开C时，A的速度为v，加速度方向沿斜面向上、大小为a，则(　　)

A. B刚离开C时，恒力对A做功的功率为

B. 从静止到B刚离开C的过程中，重力对A做的功为

C. 从静止到B刚离开C的过程中，A发生的位移为

D. 当A的速度达到最大时，B的加速度大小为

10. 难度：中等

如图所示，长为2L的轻杆上端固定一质量为m的小球，下端用光滑铰链连接于地面上的O点，杆可绕O点在竖直平面内自由转动，定滑轮固定于地面上方L处，到O点的水平距离为，电动机由跨过定滑轮且不可伸长的绳子与杆的中点相连，启动电动机，杆从虚线位置绕O点逆时针倒向地面，假设从到的过程中，杆做匀速转动(设杆与水平的夹角为α)，已知重力加速度为g，则在此过程中（　　）

A. 在前一半路程电动机对杆做的功比在后一半路程少

B. 电动机的输出功率先增大后减小

C. 杆对小球的作用力最大时，绳子对杆的拉力大小为4mg

D. 时绳子对杆的拉力大小为mg

三、选择题

11. 难度：中等

如图所示为汽车的加速度和车速倒数1/v的关系图像．若汽车质量为2×10³kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30 m/s，则（ ）

A. 汽车所受阻力为2×10³N

B. 汽车在车速为15m/s时，功率为6×10⁴W

C. 汽车匀加速的加速度为3m/s²

D. 汽车匀加速所需时间为5s

四、不定项选择题

12. 难度：中等

如图所示，固定于竖直面内的粗糙斜杆，与水平方向夹角为30°，质量为m的小球套在杆上，在大小不变的拉力F作用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端．已知小球与斜杆之间的动摩擦因数为μ＝，关于拉力F的大小和F的做功情况，下列说法正确的是（    ）

A. 当α＝30°时，拉力F最小    B. 当α＝60°时，拉力F做功最小

C. 当α＝30°时，拉力F最小    D. 当α＝60°时，拉力F做功最小

五、实验题

13. 难度：简单

同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0．05 s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9．8 m/s²，小球质量m＝0．2 kg，结果保留三位有效数字）：

时刻	t2	t3	t4	t5
速度（m/s）	5．59	5．08	4．58

（1）由频闪照片上的数据计算t₅时刻小球的速度v₅＝________m/s．

（2）从t₂到t₅时间内，重力势能增量ΔE_p＝________J，动能减少量ΔE_k＝________J．

在误差允许的范围内，若ΔE_p与ΔE_k近似相等，从而验证了机械能守恒定律。

14. 难度：中等

某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图甲所示．实验主要步骤如下：

①实验时，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，不断调整使木板倾斜合适的角度，轻推小车，使小车匀速下滑，这样做的目的是______________________________；

②使小车在一条橡皮筋的作用下由某位置静止弹出沿木板滑行，橡皮筋对小车做功为W；再用完全相同的2条、3条……橡皮筋同时作用于小车，每次均由静止在__________（填“相同”或“不同”）位置释放小车，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W、……

③分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3、……，作出W-v图象，则下列符合实际的图象是__________（填字母序号）

六、简答题

15. 难度：中等

有一条沿顺时针方向匀速传送的传送带，恒定速度v＝4 m/s，传送带与水平面的夹角θ＝37°，现将质量m=1kg的小物块轻放在其底端（小物块可视作质点），与此同时，给小物块沿传送带方向向上的恒力F＝8N，经过一段时间，小物块上到了离地面高为＝2．4 m的平台上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0．5，（g取10 m/s²， sin37°＝0．6，cos37°＝0．8）．问：

（1）物块从传送带底端运动到平台上所用的时间？

（2）若在物块与传送带达到相同速度时，立即撤去恒力F，计算小物块还需经过多少时间离开传送带以及离开时的速度？

16. 难度：简单

2011年7月11日23时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功将“天链一号02星”送入太空．火箭飞行约26分钟后，西安卫星测控中心传来的数据表明，星箭分离，卫星成功进入地球同步转移轨道．“天链一号02星”是我国第二颗地球同步轨道数据中继卫星，又称跟踪和数据中继卫星，由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院为主研制．中继卫星被誉为“卫星的卫星”，是航天器太空运行的数据“中转站”，用于转发地球站对中低轨道航天器的跟踪测控信号和中继航天器发回地面的信息的地球静止通信卫星．（）

（1）已知地球半径R=6400kM，地球表面的重力加速度g=10m/s²，地球自转周期T=24h，请你估算“天链一号02星”的轨道半径为多少？（结果保留一位有效数字）

（2）某次有一个赤道地面基站发送一个无线电波信号，需要位于赤道地面基站正上方的“天链一号02星”把该信号转发到同轨道的一个航天器，如果航天器与“天链一号02星”处于同轨道最远可通信距离的情况下，航天器接收到赤道地面基站的无线电波信号的时间是多少？已知地球半径为R，地球同步卫星轨道半径为r，无线电波的传播速度为光速c．

17. 难度：困难

如图所示，一质量为m=1kg的小球从A点沿光滑斜面轨道由静止滑下，不计通过B点时的能量损失，然后依次滑入两个相同的圆形轨道内侧，其轨道半径R=10cm，小球恰能通过第二个圆形轨道的最高点，小球离开圆形轨道后可继续向E点运动，E点右侧有一壕沟，E、F两点的竖直高度d=0.8m，水平距离x=1.2m，水平轨道CD长为L₁=1m，DE长为L₂=3m。轨道除CD和DE部分粗糙外，其余均光滑，小球与CD和DE间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s²。求：

⑴小球通过第二个圆形轨道的最高点时的速度；

⑵小球通过第一个圆轨道最高点时对轨道的压力；

⑶若小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球从A点释放时的高度的范围是多少？

18. 难度：困难

如图所示，一个质量为M长为L的圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m的弹性小球，M＝4 m，球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为4 mg。管从下端离地面距离为H处自由落下，运动过程中，管始终保持竖直，每次落地后向上弹起的速度与落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为g。求：

(1)管第一次落地弹起时管和球的加速度；

(2)管第一次落地弹起后，若球没有从管中滑出，则球与管达到相同速度时，管的下端距地面的高度；

(3)管第二次弹起后球不致滑落，L应满足什么条件。