（通用版）高考物理一輪復(fù)習(xí) 章末沖關(guān)評價練5 機(jī)械能.doc

章末沖關(guān)評價練5 機(jī)械能(時間：50分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題每小題6分，共48分在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第16題只有一項(xiàng)符合題目要求，第710題有多項(xiàng)符合題目要求全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1(2015柳州模擬)如圖1所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，一端系在豎直放置的半徑為r的圓環(huán)頂點(diǎn)p，另一端系一質(zhì)量為m的小球，小球穿在圓環(huán)上做無摩擦的運(yùn)動設(shè)開始時小球置于a點(diǎn)，彈簧處于自然狀態(tài)，當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時速率為v，對圓環(huán)恰好沒有壓力下列分析正確的是()圖1a小球過b點(diǎn)時，彈簧的彈力為mgmb小球過b點(diǎn)時，彈簧的彈力為mgmc從a到b的過程中，小球的機(jī)械能守恒d從a到b的過程中，小球的機(jī)械能減少【解析】從a到b的過程中，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧的彈性勢能增大，小球的機(jī)械能減小；由于小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時速率為v，對圓環(huán)恰好沒有壓力，根據(jù)牛頓第二定律，f彈mgm，即f彈mgm，故只有選項(xiàng)d正確【答案】d2(2015四平調(diào)研)某汽車以額定功率在水平路面上行駛，空載時的最大速度為v1，裝滿貨物后的最大速度為v2，已知汽車空車時的質(zhì)量為m0，汽車所受的阻力跟車重成正比，則汽車后來所裝的貨物的質(zhì)量是()a.m0b.m0cm0dm0【解析】設(shè)汽車所裝貨物質(zhì)量為m，則根據(jù)pfvfv得空載時，pkm0gv1，滿載時，pk(m0m)gv2，解得mm0.【答案】a3(2015廣東六校第三次聯(lián)考)質(zhì)量為m的物體，在距地面h高處以的加速度由靜止豎直下落到地面，下列說法正確的是()a物體的重力勢能減少mghb物體的機(jī)械能減少mghc物體的動能增加mghd重力做功mgh【解析】物體落地過程中，重力做功wgmgh，重力勢能減少mgh，a、d項(xiàng)錯誤；由動能定理可知，ekw合mahmgh，c項(xiàng)正確；由功能關(guān)系可知，ew合mghmgh，所以機(jī)械能減少了mgh，b項(xiàng)錯誤【答案】c4將一質(zhì)量為m的小球套在一光滑的、與水平面夾角為(45)的固定桿上，小球與一原長為l的輕質(zhì)彈性繩相連接，彈性繩的一端固定在水平面上，將小球從離地面l高處由靜止釋放，剛釋放時，彈性繩長為l，如圖2所示小球滑到底端時速度恰好為零，則小球運(yùn)動過程中，下列說法中正確的是()圖2a小球的機(jī)械能守恒b彈性繩的彈性勢能將一直增大c小球到達(dá)底端時，彈性繩的彈性勢能為mgl(cot 1)d小球和彈性繩組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒【解析】在小球下滑過程中，小球和彈性繩的機(jī)械能守恒，則a錯誤，d正確；彈性繩的彈性勢能先不變后增大，選項(xiàng)b錯誤；由機(jī)械能守恒定律，彈性繩的彈性勢能增加了mgl，選項(xiàng)c錯誤【答案】d5如圖3所示，質(zhì)量為m的小滑塊從o點(diǎn)以初速度v0沿水平面向左運(yùn)動，小滑塊撞擊彈簧后被彈簧彈回并最終靜止于o點(diǎn)，則運(yùn)動過程中彈簧獲得的最大彈性勢能為()圖3a.mvbmvc.mvdmv【解析】設(shè)小滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為，o點(diǎn)離彈簧右端距離為l，彈簧最大壓縮量為x，小滑塊從o點(diǎn)運(yùn)動到彈簧壓縮量最大時，速度減為0，由動能定理可得mg(lx)e彈0mv，再分析從彈簧壓縮量最大到小滑塊最終靜止的過程，由動能定理可得e彈mg(lx)0，聯(lián)立可得e彈mv，故彈簧獲得的最大彈性勢能為mv.【答案】b6(2016南京模擬)如圖4所示，圓心在o點(diǎn)、半徑為r的光滑圓弧軌道abc豎直固定在水平桌面上，oc與oa的夾角為60，軌道最低點(diǎn)a與桌面相切一輕繩兩端系著質(zhì)量為m1和m2的小球(均可視為質(zhì)點(diǎn))，掛在圓弧軌道邊緣c的兩邊，開始時，m1位于c點(diǎn)，然后從靜止釋放，設(shè)輕繩足夠長，不計一切摩擦則()圖4a在m1由c下滑到a的過程中，兩球速度大小始終相等bm1在由c下滑到a的過程中重力的功率先增大后減少c若m1恰好能沿圓弧下滑到a點(diǎn)，則m12m2d若m1恰好能沿圓弧下滑到a點(diǎn)，則m13m2【解析】m1在下滑過程中速度沿繩的分量大小等于m2的速度大小，故a錯m1在c和a處時重力的功率均為零，而在c到a的過程中不等于零，由此可知應(yīng)先增大后減小，故b正確對m1和m2組成的系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律：m1gm2gr0，解得m12m2，故c對、d錯【答案】bc7(2015長春模擬)質(zhì)量分別為m1和m2的兩個物體a、b并排靜止在水平地面上，如圖5甲所示，用同方向水平拉力f1、f2分別作用于物體a和b上，作用一段時間后撤去，物體a、b各自滑行一段距離后停止物體a、b運(yùn)動的速度時間圖象分別如圖乙中圖線a、b所示，相關(guān)數(shù)據(jù)已在圖中標(biāo)出，已知m1m2，下列判斷中正確的有()圖5a物體a、b與地面的動摩擦因數(shù)一定相同b力f1一定大于力f2c力f1對物體a所做的功一定小于力f2對物體b所做的功d力f1的最大瞬時功率一定小于力f2的最大瞬時功率【解析】由題中圖線可知，在撤去外力后，兩圖線平行，說明加速度相同，物體只受摩擦力，其加速度ag，所以相同，a項(xiàng)正確；由牛頓第二定律，fmgma，得a1g，a2g，由圖線可以看出a1a2，即，由于m1m2，所以f1和f2關(guān)系不確定，b項(xiàng)錯誤；從圖線中可以看出，a圖象與橫軸所圍的面積小于b圖象與橫軸所圍的面積，即a的位移x1小于b的位移x2，而m1gm2g，所以m1gx1m2gx2，根據(jù)動能定理，fxmgx0，所以力f1對物體a所做的功f1x1一定小于力f2對物體b所做的功f2x2，c項(xiàng)正確；根據(jù)功率pfv，而f1與f2的關(guān)系不確定，所以d項(xiàng)錯誤【答案】ac8(2015黃岡模擬)如圖6所示，在勻速轉(zhuǎn)動的電動機(jī)帶動下，足夠長的水平傳送帶以恒定速率v1勻速向右運(yùn)動，一個質(zhì)量為m的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率v2(v2v1)滑上傳送帶，最后滑塊返回傳送帶的右端關(guān)于這一過程的下列判斷，正確的有()圖6a滑塊返回傳送帶右端的速率為v1b此過程中傳送帶對滑塊做功為mvmvc此過程中電動機(jī)對傳送帶做功為2mvd此過程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為m(v1v2)2【解析】因?yàn)関2v1，在摩擦阻力下，滑塊在傳送帶上向左做勻減速直線運(yùn)動，速度減小到零后向右做勻加速直線運(yùn)動速度增大到v1后隨傳送帶做速度為v1的勻速直線運(yùn)動所以滑塊返回傳送帶右端的速率為v1，a項(xiàng)正確；由動能定理可得此過程中傳送帶對滑塊做功為mvmv，b項(xiàng)正確；由能量守恒定律，此過程中電動機(jī)對傳送帶做功等于兩者相對滑動產(chǎn)生的熱量和傳送帶對滑塊做功之和，不等于2mv.c項(xiàng)錯誤；此過程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量等于兩者相對滑動的距離與摩擦力的乘積，等于m(v1v2)2，d項(xiàng)正確【答案】abd二、非選擇題(共4小題，共52分，計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)9(10分)某同學(xué)用如圖7甲所示的裝置驗(yàn)證動能定理為提高實(shí)驗(yàn)精度，該同學(xué)多次改變小滑塊下落高度h的值，測出對應(yīng)的平拋運(yùn)動水平位移x，并算出x2，進(jìn)而畫出x2h圖線如圖乙所示圖7(1)原理分析：若滑塊在下滑過程中所受阻力很小，則只要測量量滿足_，便可驗(yàn)證動能原理(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：實(shí)驗(yàn)中獲得的圖線未經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)，而是大約在(0.6h，0)處與橫軸相交，原因是_.【解析】(1)若滑塊在下滑過程中所受阻力很小，由動能定理知mghmv2，根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律知xvt，hgt2，得x2與h成正比，即只要測量量滿足x2與h成正比，便可驗(yàn)證動能定理(2)實(shí)驗(yàn)中獲得的圖線未經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)，而是大約在(0.6h，0)處與橫軸相交，原因是滑塊需要克服阻力做功【答案】(1)x2與h成正比(2)滑塊需要克服阻力做功10(12分)如圖8甲所示，一根輕質(zhì)彈簧左端固定在豎直墻面上，右端放一個可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊的質(zhì)量為m1.0 kg，當(dāng)彈簧處于原長時，小物塊靜止于o點(diǎn)現(xiàn)對小物塊施加一個外力f，使它緩慢移動，將彈簧壓縮至a點(diǎn)，壓縮量為x0.1 m，在這一過程中，所用外力f與壓縮量的關(guān)系如圖乙所示然后撤去f釋放小物塊，讓小物塊沿桌面運(yùn)動，已知o點(diǎn)至桌邊b點(diǎn)的距離為l2x，水平桌面的高為h5.0 m，計算時，可用滑動摩擦力近似等于最大靜摩擦力(g取10 m/s2)求：圖8(1)在壓縮彈簧的過程中，彈簧存貯的最大彈性勢能；(2)小物塊到達(dá)桌邊b點(diǎn)時速度的大?。?3)小物塊落地點(diǎn)與桌邊b的水平距離【解析】(1)取向左為正方向，從fx圖中可以看出，小物塊與桌面間的滑動摩擦力大小為ff1.0 n，方向?yàn)樨?fù)方向在壓縮過程中，摩擦力做功為wfffx0.1 j由圖線與x軸所圍面積可得外力f做功為wf j2.4 j所以彈簧存貯的最大彈性勢能為epmwfwf2.3 j(2)從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中，由于l2x，摩擦力做功為wfff3x0.3 j對小物塊運(yùn)用動能定理有epmwfmv解得vb2 m/s.(3)物塊從b點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動，有hgt2解得下落時間t1 s，水平距離svbt2 m.【答案】(1)2.3 j(2)2 m/s(3)2 m11(12分)如圖9所示，光滑半圓形軌道處于豎直平面內(nèi)，半圓軌道與光滑的水平地面相切于半圓的端點(diǎn)a.一質(zhì)量為m的小球在水平地面上的c點(diǎn)受水平向左的恒力f由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到a點(diǎn)時撤去恒力f，小球沿豎直半圓軌道運(yùn)動到軌道最高點(diǎn)b點(diǎn)，最后又落在水平地面上的d點(diǎn)(圖中未畫出)已知a、c間的距離為l，重力加速度為g.圖9(1)若軌道半徑為r，求小球到達(dá)圓軌道b點(diǎn)時對軌道的壓力fn；(2)為使小球能運(yùn)動到軌道最高點(diǎn)b，求軌道半徑的最大值rm；(3)軌道半徑r多大時，小球在水平地面上的落點(diǎn)d到a點(diǎn)距離最大？最大距離xm是多少？【解析】(1)設(shè)小球到b點(diǎn)速度為v，從c到b根據(jù)動能定理有fl2mgrmv2解得v據(jù)牛頓第二定律有fnmgm解得fn5mg.(2)令fn5mg0解得rm.(3)設(shè)小球平拋運(yùn)動的時間為t，由2rgt2解得t水平位移xvt當(dāng)2fl4mgr4mgr時，水平位移最大解得rd到a最大距離xm4r.【答案】見解析12(16分)如圖10甲所示，一水平放置的圓形套筒由兩個靠得很近的同心圓筒組成，一質(zhì)量m0.2 kg的小滑塊從軌道(截面圖如圖乙所示)的最低點(diǎn)a，以v09 m/s的初速度向右運(yùn)動，小滑塊第一次滑到最高點(diǎn)時速度v1 m/s，滑塊的尺寸略小于兩圓筒間距，除外筒內(nèi)壁的上半部分bcd粗糙外，其余部分均光滑，小滑塊運(yùn)動軌道的半徑r0.3 m，(g取10 m/s2)求：圖10(1)小滑塊第一次滑到最高點(diǎn)時軌道對它的彈力？(2)小滑塊從開始到第一次滑至最高點(diǎn)這段時間內(nèi)，它克服摩擦力做的功是多少？(3)從開始經(jīng)過足夠長的時間，小滑塊減少的機(jī)械能是多少？【解析】(1)設(shè)小球第一次到達(dá)最高點(diǎn)時受豎直向下的