2011年高考物理 機械能總復習質量評估（5）（教師解析版） 新人教版

1、章末質量檢測(五)機械能(時間:90分鐘滿分:100分)第卷選擇題一、選擇題(本題包括10小題，共40分.每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1.(2010河北保定高三第一學期末調研，19)水平傳送帶在外力的作用下始終以速度v勻速運動，某時刻放上一個小物體，質量為m，初速度大小也是v,但方向與傳送帶的運動方向相反，已知小物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,最后小物體的速度與傳送帶相同.在小物體與傳送帶間有相對運動的過程中，滑動摩擦力對小物體做的功為W，摩擦生成的熱為Q，則下面的判斷中正確的是()A.W=0，Q=0B.

2、W0，Q=0C.W0，Q0D.W=0,Q0解析:以傳送帶傳送速度v方向為正方向，小物體以v的初速度放到傳送帶上到后來速度變?yōu)楹蛡魉蛶嗤瑸関的過程中，根據動能定理可知:因小物體的初末動能相等，故合外力做功為0，重力和支持力均未做功，故摩擦力做功W=0，但小物體和傳送帶在此過程中發(fā)生了相對運動，故熱量Q0，選項D正確.答案:D2.如圖5-1所示,在兩個質量分別為m和2m的小球a和b之間,用一根長為L的輕桿連接,兩小球可繞穿過輕桿中心O的水平軸無摩擦轉動.現(xiàn)讓輕桿處于水平位置,然后無初速釋放,重球b向下,輕球a向上,產生轉動,在桿轉至豎直的過程中()圖5-1A.b球的重力勢能減少,動能增加B.a球

3、的重力勢能增加,動能減少C.a球和b球的總機械能守恒D.a球和b球的總機械能不守恒解析:兩球組成的系統(tǒng),在運動中除動能和勢能外沒有其他形式的能轉化(增加或減少),所以系統(tǒng)的機械能守恒.答案:AC3.如圖5-2所示,在北戴河旅游景點之一的南戴河滑沙場有兩個坡度不同的滑道AB和AB(均可看做斜面).甲、乙兩名旅游者分別乘兩個完全相同的滑沙橇從A點由靜止開始沿AB和AB滑下，最后都停在水平沙面BC上.設滑沙橇和沙面間的動摩擦因數(shù)處處相同，斜面與水平面連接處均可認為是圓滑的，滑沙者保持一定姿勢在滑沙橇上不動.則下列說法中正確的是()圖5-2A.甲在B點的速率一定大于乙在B點的速率B.甲在B點的動能一定

4、大于乙在B點的動能C.甲滑行的總路程一定等于乙滑行的總路程D.甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移解析:設坡高為h，斜坡的傾角為，水平滑行位移為s,據動能定理:即v2=2gh2gh·cot,顯然越大，cot越小，v越大，A正確.對于全過程:而恰好為全部滑行的水平位移，所以D正確.答案:AD4.兩質量相同的小球A、B分別用輕繩懸在等高的O1、O2點,A球的懸繩比B球的懸繩長,把兩球的懸繩均拉到水平位置無初速釋放,則小球經最低點時(取懸繩水平時所在的平面為零勢能面),如圖5-3所示.則()圖5-3A.A球的速度大于B球的速度B.A、B兩小球對繩的拉力相同C.A球的機械能大于B

5、球的機械能D.A球的機械能等于B球的機械能解析:小球由水平位置無初速釋放至經過最低點的過程中,機械能守恒,得由此可知小球經過最低點時的速度由于lalb,所以A球的速度大于B球的速度,A選項正確.設小球對繩的拉力為T,則由向心力公式得將代入,得到T=3mg,由于兩小球質量相同,所以A、B兩小球對繩的拉力相同,B選項正確.兩小球在最低點的機械能都等于釋放時的機械能,即都為零,所以C錯,D對.答案:ABD5.(2010安徽皖南八校二聯(lián)，19)汽車從靜止開始沿平直公路做勻加速運動，所受阻力始終不變，在此過程中，下列說法正確的是()A.汽車發(fā)動機的輸出功率保持不變B.汽車發(fā)動機的輸出功率逐漸增大C.在任

6、意兩相等的位移內，汽車的動能變化相等D.在任意兩相等的位移內，汽車的速度變化相等解析:對汽車由牛頓第二定律可得可知a、f不變時，v增大，P增大，故A錯，B正確；汽車做勻加速運動時，汽車受到的合外力F合不變.由F合·s=Ek知C正確；由v=at,汽車勻加速運動時，經相同的位移所需的時間不一樣，故汽車的速度變化也不相等，D錯誤.答案:BC6.動能相等質量不等的兩個物體A、B，mAmB,A、B均在動摩擦因數(shù)相同的水平地面上滑行，滑行距離分別為sA、sB后停下，則()A.sAsBB.B滑行時間短C.sAsBD.它們克服摩擦力做功一樣多解析:根據動能定理:對A:magsA=0Ek對B:mBgs

7、B=0Ek因為mAmB，所以sAsB,C正確.克服摩擦力的功都等于Ek,D正確.A、B的加速度大小相同，由,sAsB可得tBtA,B錯誤.故選擇CD.答案:CD7.內壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R，固定在豎直平面內，一根長度為2R的輕桿，一端固定有質量為m的小球甲，另一端固定有質量為2m的小球乙，將兩小球放入凹槽內，小球乙位于凹槽的最低點，如圖5-4所示，由靜止釋放后(圖5-4A.下滑過程中甲球減少的機械能總是等于乙球增加的機械能B.下滑過程中甲球減少的重力勢能總是等于乙球增加的重力勢能C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點D.桿從右向左滑回時，乙球一定能回到凹槽的最低點解析:甲、乙組成的系統(tǒng)機械能守恒，

8、A正確，B錯誤.若甲沿凹槽下滑到凹槽最低點，乙則到達與圓心等高處，由于乙的質量大，這樣違背機械能守恒，C錯誤.從右向左滑時，由系統(tǒng)機械能守恒，乙球一定能回到原來的位置，即槽的最低點，D正確.答案:AD8.一質量為m的物體以速度v在豎直平面內做半徑為R的勻速圓周運動，假設t=0時刻物體在軌跡最低點且重力勢能為零，那么，下列說法正確的是()A.物體運動的過程中，重力勢能隨時間的變化關系為B.物體運動的過程中，動能隨時間的變化關系為C.物體運動的過程中，機械能守恒，且機械能為D.物體運動的過程中，機械能隨時間的變化關系為解析:設自t=0時刻開始小球轉過的角度為,據幾何關系有 A正確.由于做勻速圓周運

9、動，動能不隨時間變化，B錯.小球在運動過程中動能不變，重力勢能變化，所以機械能不守恒，機械能隨時間的變化關系為C錯誤，D正確.答案:AD9.一質量不計的直角形支架兩端分別連接質量為m和2m的小球A和B.支架的兩直角邊長度分別為2l和l，支架可繞固定軸O在豎直平面內無摩擦轉動，如圖5-5所示.開始時OA邊處于水平位置，由靜止釋放，則()圖5-5A.A球的最大速度為B.A球速度最大時，兩小球的總重力勢能最小C.A球速度最大時，兩直角邊與豎直方向的夾角為45°D.A、B兩球的最大速度之比為21解析:兩小球的總重力勢能最小時，二者的動能最大，且轉動過程中A球和B球的速度大小之比始終為21，故

10、選項B、D正確.當OA邊與豎直方向的夾角為時，由機械能守恒定律得可得由數(shù)學知識知，當45°時有最大值故選項A錯，C對.答案:BCD10.將一物體從地面豎直上拋，物體上拋運動過程中所受的空氣阻力大小與速率成正比，設物體在地面時的重力勢能為零，則物體從拋出到落回原地的過程中，物體的機械能E與物體距地面高度h的關系，如圖5-6所示描述正確的是(H為物體豎直上拋的最大高度)()圖5-6解析:由功能關系，損失的機械能E=fh知即為E-h圖象的斜率的絕對值，由于f與v成正比，而h越大，v越小，即圖象的斜率的絕對值越小，故選項D正確.答案:D二、填空實驗題(每小題10分，共20分)11.(2010

11、屆安徽皖南八校高三第二次聯(lián)考，22(1)某興趣小組為探知一遙控電動小車的額定功率，進行了如下實驗:用天平測出電動小車的質量為0.4 kg;將電動小車、紙帶和打點計時器按要求安裝好;接通打點計時器(其打點周期為0.02 s)使電動小車以額定功率加速運動，達到最大速度一段時間后關閉小車電源，待小車靜止時再關閉打點計時器(設在整個過程中小車所受的阻力恒定).在上述過程中，打點計時器在紙帶上所打的點跡如圖5-7甲、乙所示，圖中O點是打點計時器打的第一個點.甲乙圖5-7請你分析紙帶數(shù)據，回答下列問題:(1)該電動小車運動的最大速度_ m/s;(2)該電動小車運動的過程中所受的阻力為_ N；(3)該電動小

12、車的額定功率為_ W.答案:(1)1.50(2)1.60(3)2.4012.如圖5-8所示，兩個質量各為m1和m2的小物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，已知m1m2.現(xiàn)要利用此裝置驗證機械能守恒定律.圖5-8(1)若選定物塊A從靜止開始下落的過程進行測量，則需要測量的物理量有_.(在橫線上填入選項前的編號)物塊的質量m1、m2;物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間；物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時間；繩子的長度.(2)為提高實驗結果的準確程度，某小組同學對此實驗提出以下建議:繩的質量要輕；在“輕質繩”的前提下，繩子越長越好；盡量保證物塊只沿豎直方向運動，不要搖晃；兩個物塊

13、的質量之差要盡可能小.以上建議中確實對提高準確程度有作用的是_.(在橫線上填入選項前的編號)(3)寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結果準確程度有益的建議:_.解析:(1)本實驗需要驗證系統(tǒng)重力勢能的減少量Ep=(m1m2)gh與系統(tǒng)動能的增加量是否相等，而所以即因此，選或.(2)本實驗驗證的是A、B系統(tǒng)的機械能守恒，忽略了繩的能量，所以，繩的質量要輕，對；在“輕質繩”的前提下，為盡可能減少實驗誤差，繩子應盡可能長些，但并不是越長越好，錯；本題所求的速度是豎直方向的速度，所以對；為減小物體運動過程中摩擦阻力的影響，兩物塊的質量之差要盡可能大些，錯，故選.(3)見答案答案(1)或(2)(3)例如:

14、“對同一高度進行多次測量取平均值”；“選取受力后相對伸長盡量小的繩”；等等.三、計算題(本題包括4小題，共40分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13.(8分)如圖5-9是蕩秋千的示意圖.最初人直立站在踏板上(A點所示)，繩與豎直方向成角，人的重心到懸點O的距離為L1；從A點向最低點B運動過程中，人由直立狀態(tài)自然下蹲，在B點人的重心到懸點O的距離為L2；在最低點處，人突然由下蹲狀態(tài)變成直立狀態(tài)(人的重心到懸點O的距離恢復為L1)且保持該狀態(tài)到最高點C.設人的質量為m，踏板和繩的質量不計，空氣阻力不計，求:圖

15、5-9(1)人剛到最低點B還處于下蹲狀態(tài)時，兩根繩中的總拉力F為多大？(2)人到達左端最高點C時，繩與豎直方向的夾角為多大？(用反三角函數(shù)表示)解析:(1)AB得(2)人在B處突然由下蹲變?yōu)橹绷?，體能轉化為機械能的量為mg(L2L1)由C、A兩點高度差為L2L1，故 L1cos=L1cos(L2L1)得答案:(1)(2)14.(10分)如圖5-10所示,一玩溜冰的小孩(可視作質點)質量為m=30 kg，他在左側平臺上滑行一段距離后平拋，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點進入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑，A、B為圓弧兩端點，其連線水平.已知圓弧半徑為R=1.0 m，對應圓心角為=106°，

16、平臺與AB連線的高度差為h=0.8 m.(計算中取g=10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6)求:圖5-10(1)小孩平拋的初速度；(2)小孩運動到圓弧軌道最低點O時對軌道的壓力.解析: (1)由于小孩無碰撞進入圓弧軌道，即小孩落到A點時速度方向沿A點切線方向，則又由得而vy=gt=4 m/s聯(lián)立以上各式得v0=3 m/s.(2)設小孩在最低點的速度為v，由機械能守恒，有在最低點，據牛頓第二定律，有代入數(shù)據解得FN=1 290 N由牛頓第三定律知小孩對軌道的壓力為1 290 N.答案:(1)3 m/s(2)1 290 N15.(10分)一個水平方向足夠長

17、的傳送帶以恒定的速度3 m/s沿順時針方向轉動，傳送帶右端固定著一個光滑曲面，并且與曲面相切，如圖5-11所示.小物塊從曲面上高為h的P點由靜止滑下，滑到傳送帶上繼續(xù)向左運動，物塊沒有從左邊滑離傳送帶.已知傳送帶與物體之間的動摩擦因數(shù)=0.2，不計物塊滑過曲面與傳送帶交接處的能量損失，g取10 m/s2.圖5-11(1)若h1=1.25 m，求物塊返回曲面時上升的最大高度；(2)若h1=0.2 m，求物塊返回曲面時上升的最大高度.解析:物塊從光滑曲面下滑的過程中機械能守恒.滑上傳送帶后先向左做勻減速直線運動，然后向右做勻加速直線運動，當物塊的速度與傳送帶的速度相等后，又做勻速直線運動,最后滑上

18、曲面，機械能守恒.(1)設物塊滑到下端的速度為v1，由動能定理得解得v1=5 m/s3 m/s所以物塊先減速到速度為零后，又返回去加速運動，當兩者的速度相同時，以共同的速度v=3 m/s一起勻速，直到滑上曲面.由動能定理得物塊上升的高度(2)設物塊滑到下端的速度為v2，由動能定理得解得v2=2 m/s3 m/s所以物塊先減速到速度為零后，又返回去加速運動，又返回曲面時，速度仍為v2=2 m/s，然后滑上曲面，物塊上升的高度答案:(1)0.45 m(2)0.2 m16.(12分)如圖5-12所示，半徑R=0.8 m的光滑絕緣軌道固定于豎直平面內，加上某一方向的勻強電場時，帶電小球沿軌道內側做圓周運動，小球動能最大的位置在A點，圓心O與A點的連線與豎直線成一角度，在A點小球對軌道的壓力F=120 N，若小球的最大動能比最小動能多32 J，且小球能夠到達軌道上任意一點，不計空氣阻力，試求:圖5-12(1)小球的最小動能是多少？(2)若小球在動能最小位置時突然撤去軌道，并保持其他量都不變，則小球經0.4 s時間后，其動能與在A點時的動能相等，則小球的質量為多少？(3)若=60°，取圓軌道的最低點重力勢能為零，并利用(2)中所求小球的質量，在軌道未撤去的情況下，試求小球的最大機械能是多少.