机械能守恒定律单元质量检测-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.docx

2023-2024学年高一年级下册人教版必修二第八章机械能守恒定律单元质量检测（考试总分：100 分 考试时长： 75 分钟）一、 单选题 （本题共计8小题，总分32分）1.2023年12月21日21时35分，经过约7.5小时的出舱活动，神舟十七号航天员汤洪波、唐胜杰、江新林密切协同，在中国空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，完成了天和核心舱太阳翼修复试验等既定任务，安全返回问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。以下说法正确的是()A.空间站里的航天员惯性消失了B.空间站里的航天员可以用天平称量自己的体重C.地面科研人员在指挥汤洪波做维修动作时,可将他视为质点D.航天员乘坐飞船返回地面前,在减速下降过程中处于超重状态2.两质量相同的小球A、B，分别用轻绳悬在等高的O1、O2点，A球的悬线比B球的悬线长。把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，以悬点为零势能参考面，小球经过最低点时，动能分别为EkA、EkB，重力势能分别为EpA、EpB，机械能分别为EA、EB.则()A.EkA > EkB ,EpA > EpB,EA > EBB.EkA > EkB,EpA < EpB,EA > EBC.EkA > EKB,EpA < EpB,EA=EBD.EkA < EkB,EpA > EpB,EA=EB3.如果地球对地面上物体的引力与太阳对行星的引力表达方式相同，如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()A.P、Q受地球引力大小不相等B.P、Q做圆周运动的向心力大小相等C.P、Q做圆周运动的角速度大小相等D.P所受地球引力大于Q所受地球引力4.如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于是的轨道半径，下列说法中正确的是()A.A星的角速度大于B星的角速度B.A星的线速度大于B星的线速度C.A星的向心力大于B星的向心力D.A星的质量大于B星的质量5.质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的水平公路上行驶，设汽车受到的阻力大小不变，若汽车匀速行驶时的速率为v1，则当汽车速率为v2(v1 > v2)时，汽车加速度的大小是()A.Pmv2B.Pmv1C.2Pm(v1+v2)D.P(v1v2)mv1v26.质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为(重力加速度大小为g)()A.12mv02mg(s+x)B.12mv02mgxC.mgsD.mg(s+x)7.2022年北京冬奥会自由式滑雪女子空中技巧决赛在张家口云顶滑雪公园举行，中国选手徐梦桃夺得冠军。她在一次滑行中沿“助滑区”坡道保持同一姿态下滑了一段距离，重力对她做功1900J，她克服阻力做功100J。徐梦桃在此过程中()A.动能增加了1900JB.动能增加了2000JC.重力势能减小了1900JD.重力势能减小了2000J8.如图所示，弹簧下端固定，上端连接一小球静止在光滑斜面上，用一外力沿斜面向下按压小球，弹簧压缩至最大后撤去外力。小球从最低点运动到最高点的过程中(最高点时弹簧处于伸长状态，不考虑往复运动，弹簧在弹性限度内)，下列说法正确的是()A.小球的重力势能减小B.弹簧的弹性势能先减小后增大C.弹簧的弹力始终对小球做正功D.小球的加速度先增大后减小二、 多选题 （本题共计2小题，总分10分）9.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，M、N为椭圆轨道短轴的端点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时(如图所示)，以下说法正确的是()A.在三条轨道中周期从大到小的顺序是3轨道、2轨道、1轨道B.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度C.卫星在轨道2上从MPN运动所需的时间大于从NQM的时间D.三条轨道中速率最大的时刻为经过2轨道的Q点,速率最小的时刻为经过2轨道上P点10.如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB的水平距离为s。下列说法正确的是()A.重力对小车所做的功是mghB.合力对小车做的功是12mv2C.推力对小车做的功是Fs-mghD.小车克服阻力做的功是Fsmg12mv2三、 实验题 （本题共计2小题，总分14分）11.（6分）小明利用图中的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。(已知当地重力加速度为9.8m/s2)。(1)实验中应选择密度大、体积小的物体作为重物，这样选择的目的是_(单选)。A.减小空气阻力B.减小空气阻力与重力的比值(2)已知打点计时器所用的交流电频率为50Hz，实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示。把计时器打下的第一个点记做O点(重物速度记为0)，另外选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，测得A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.90cm、69.84cm、77.76cm、86.60cm。则打下B点时重物的速度为_m/s(结果保留3位有效数字)。(3)在对图中的纸带进行数据处理时，发现从O点到B点的过程中动能的增加量略大于重力势能的减少量，造成这个结果的原因可能是_(单选)。A.实验过程中存在各种阻力B.打下O点时重物的速度略大于0C.数据运算时重力加速度取10m/s2D.重物质量的测量值大于其真实值12.（8分）用如图所示装置验证机械能守恒定律，装有遮光条的滑块放置在气垫导轨上的A位置，细线绕过固定在导轨右端的定滑轮，一端与滑块连接、另一端悬吊钩码。测出遮光条的宽度d，滑块与遮光条的总质量M，A到光电门中心距离x。调节气垫导轨水平，由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t。将遮光条通过光电门的平均速度看作滑块中心到达光电门中心点时的瞬时速度。已知钩码的质量为m，当地重力加速度为g。(1)滑块从A处到达光电门中心处时，m和M组成的系统动能增加量可表示为Ek=_，系统的重力势能减少量可表示为Ep=_，在误差允许的范围内，若Ek=Ep，则可认为系统的机械能守恒。(用题中字母表示)(2)某同学实验时，保持光电门的位置不变，改变滑块的位置A，测出多组对应的x与t的数值，经过计算发现系统动能的增加量大于钩码重力势能的减少量，其原因可能是_。A.钩码质量太大B.系统受到空气阻力和绳子与滑轮之间存在摩擦力C.气垫导轨未完全调水平,左端高于右端(3)某同学在实验时，发现细绳与导轨不平行(细绳左边稍低于右边)，则该同学重力势能的测量值_真实值。(选填“大于”“小于”“等于”)四、 解答题 （本题共计3小题，总分44分）13.（12分）在月球表面，宇航员用弹簧测力计测出一个质量为m的砝码重力为F。月球可视为质量分布均匀的球体，半径为R，忽略其自转，引力常量为G，求：(1)月球的质量；(2)月球的第一宇宙速度。14.（14分）如图所示，斜面AC长L=1m，倾角=37，CD段为与斜面平滑连接的水平地面。一个质量为m=2kg的小物块从斜面顶端A由静止开始滑下，小物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为=0.5。不计空气阻力，g=10m/s2，sin37=0.6,cos37=0.8。求：(1)小物块在斜面上运动时的加速度a是多大；(2)小物块滑到斜面底端C时的速度v是多大；(3)小物块在水平地面上滑行的最远距离x。15.（18分）如图，光滑斜轨道和光滑圆轨道相连，固定在同一竖直平面内，圆轨道半径为R，一个小球(大小可忽略)，从离水平面高处由静止自由下滑，由斜轨道进入圆轨道，问：(1)若小球到圆轨道最大高度时对圆轨道压力大小恰好等于自身重力大小，那么小球开始下滑时是多大？(2)为了使小球在圆轨道内运动过程中始终不脱离圆轨道，应在什么取值范围？答案一、 单选题 （本题共计8小题，总分32分）1.D2.C3.C4.B5.D6.A7.C8.B二、 多选题 （本题共计2小题，总分10分）9.ACD10.BD三、 实验题 （本题共计2小题，总分14分）11.（6分）(1)B【解析】1 实验中应选择密度大、体积小的物体作为重物，这样选择的目的是减小空气阻力与重力的比值，减小阻力对实验的影响。故选B。(2)3.72【解析】2 打下B点时重物的速度为vB=xAC2T=77.7662.902×0.02×102m/s=3.72m/s(3)B【解析】3 A.实验过程中存在各种阻力会导致重力势能减小量大于动能增加量，故A错误； B.打下O点时重物的速度略大于0，会导致计算得到的速度偏大，动能的增加量略大于重力势能的减少量，故B正确； C.数据运算时重力加速度取10m/s2，会导致重力势能减小量偏大，故C错误； D.因为质量可以约去，所以质量测量无影响，故D错误。故选B。12.（8分）(1)(m+M)d22t2 mgx 【解析】1滑块从A处到达光电门中心处时，速度为v=dtm和M组成的系统动能增加量为Ek=12(m+M)v2=(m+M)d22t22系统的重力势能减少量可表示为Ep=mgx(2)C【解析】3某同学实验时，保持光电门的位置不变，改变滑块的位置A，测出多组对应的x与t的数值，经过计算发现系统动能的增加量大于钩码重力势能的减少量。 A.由于研究对象是系统，则钩码质量太大不会使系统动能的增加量大于钩码重力势能的减少量，故A错误； B.系统受到空气阻力和绳子与滑轮之间存在摩擦力，则钩码重力势能的减少量有一部分转化为内能，使得系统动能的增加量小于钩码重力势能的减少量，故B错误； C.气垫导轨未完全调水平，左端高于右端，则滑块的重力势能会减少，使得系统动能的增加量大于钩码重力势能的减少量，故C正确。故选C。(3)大于【解析】4某同学在实验时，发现细绳与导轨不平行(细绳左边稍低于右边)，则A到光电门中心距离x大于钩码实际下落的高度，使得重力势能的测量值大于真实值。四、 解答题 （本题共计3小题，总分44分）13.（12分）(1)M=FR2mG；【解析】月球表面F=mg若不考虑自转GMmR2=mg解得M=FR2mG(2)v=FRm【解析】根据万有引力提供向心力可得GMmR2=mv2R解得v=FRm14.（14分）(1)a=2m/s2；【解析】对小物块受力分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可得mgsinmgcos=ma解得a=2m/s2方向沿斜面向下(2)v=2m/s；【解析】从A到C的过程中，根据动能定理可知mgLsinmgcosL=12mv2解得v=2m/s(3)x=0.4m【解析】小物块在地面上最终静止，小物块在水平地面上滑行的最远距离x，则根据动能定理可得mgLsinmgcosLmgx=0解得x=0.4m15.（18分）(1) =3R；【解析】在最高点对小球由牛顿第二定律得FN+mg=mv2R又有FN=mg小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得mg(2R)=12mv2解得=3R(2) 0<R或2.5R【解析】小球不脱轨分两种情况若小球做圆周运动刚好能过轨道最高点不脱离圆轨，在最高点由牛顿第二定律得mg=mv2R小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得mg(22R)=12mv2联立解得1=2.5R故满足不掉下的条件2.5R小球刚好能运动到圆心等高处速度变为零，在圆轨道上摆动，由动能定理mg(2R)=00可得2=R故有0<R(或者hR)综上可得0<R或2.5R(hR或h2.5R)学科网（北京）股份有限公司