【备考2014】山东省各地市2013高考物理 一模精选试题 机械能.doc

【含详解】2014届高考物理备考（2013年山东各地市一模精选）：力学实验（2013·烟台市一模）19如图所示，滑块以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面，到达最高点后又返回到出发点则能大致反映滑块整个运动过程中速度v、加速度a、动能Ek、重力对滑块所做的功W与时间t或位移x关系的是（取初速度方向为正方向）【答案】AD【解析】上滑时的加速度a1=gsin+gcos，下滑时的加速度a2=gsin-gcos，知a1a2，速度时间图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移，故A正确。加速度与时间轴围成的面积表示速度，由于上升和下降过程加速度方向不变，始终沿斜面向下，故B错误动能是标量，不存在负值，故C错误重力做功跟运动路径无关，大小等于-mgx，所以重力做功跟位移呈线性关系变化故D正确（2013·日照市一模）19.质量的长木板A放在光滑的水平面上，另一质量的物体B以水平速度滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化的情况如图所示，重力加速度，则下列说法正确的是A.木板获得的动能为2JB.系统损失的机械能为1JC.木板A的最小长度为1mD.A、B间的动摩擦因数为0.1【答案】CD【解析】从图可以看出，B做匀减速运动，A做匀加速运动，最后的共同速度为1m/s，由可得木板A的获得的动能为1J，选项A错误；系统损失的机械能J，选项B错误；由图象可知物体B的位移为1.5m，木板A的位移为0.5m，所以木板最小长度为1m，选项C正确；由图象可知木板A的加速度为1m/s2，根据得出动摩擦因数为0.1，选项D正确。（2013·淄博市一模）22.（16分）如图所示是一皮带传输装载机械示意图井下挖掘工将矿物无初速放置于沿图示方向运行的传送带A端，被传输到末端B处，再沿一段圆形轨道到达轨道的最高点C处，然后水平抛到货台上已知半径为的圆形轨道与传送带在B点相切，O点为半圆的圆心，BO、CO分别为圆形轨道的半径，矿物m可视为质点，传送带与水平面间的夹角，矿物与传送带间的动摩擦因数，传送带匀速运行的速度为，传送带AB点间的长度为若矿物落点D处离最高点C点的水平距离为，竖直距离为，矿物质量，不计空气阻力求：（1）矿物到达B点时的速度大小；（2）矿物到达C点时对轨道的压力大小；（3）矿物由B点到达C点的过程中，克服阻力所做的功【答案】见解析【解析】（1）假设矿物在AB段始终处于加速状态，由动能定理可得 3分代入数据得 1分由于，故假设成立，矿物B处速度为 1分（2）设矿物对轨道C处压力为F，由平抛运动知识可得 1分 1分代入数据得矿物到达C处时速度 1分由牛顿第二定律可得 2分代入数据得 1分根据牛顿第三定律可得所求压力 1分（3）矿物由B到C过程，由动能定理得 3分代入数据得即矿物由B到达C时克服阻力所做的功 1分（2013·烟台市一模）22（15分）如图所示，是一次娱乐节目中的一个游戏示意图，游戏装置中有一个光滑圆弧形轨道，高为h，半径为R，固定在水平地面上，它的左端切线沿水平方向，左端与竖直墙面间的距离为x竖直墙高为H，滑板运动员可从墙面的顶部沿水平方向飞到地面上游戏规则是让一滑块从弧形轨道的最高点由静止滑下，当它滑到轨道底端时，滑板运动员立即以某一初速度水平飞出，当滑块在水平面上停止运动时，运动员恰好落地，并将滑块捡起就算获胜，已知滑块到达底端时对轨道的压力大小为F，重力加速度为g求：（不计滑板的长度，运动员看作质点） （1）滑块的质量； （2）滑块与地面间的动摩擦因数： （3）滑板运动员要想获胜，他飞出时的初速度多大？【答案】见解析【解析】（2013·潍坊一模）14（12分）如图所示，半径为R的光滑半圆轨道ABC与倾角为=37°的粗糙斜面轨道DC相切于C，圆轨道的直径AC与斜面垂直质量为m的小球从A点左上方距A高为h的斜面上方P点以某一速度水平抛出，刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D处.已知当地的重力加速度为g，取，不计空气阻力，求： （1）小球被抛出时的速度v0； （2）小球到达半圆轨道最低点B时，对轨道的压力大小；（3）小球从C到D过程中摩擦力做的功W.【答案】见解析【解析】（1）小球到达A点时，速度与水平方向的夹角为，如图所示.则有 由几何关系得 得 （2）A、B间竖直高度 设小球到达B点时的速度为v，则从抛出点到B过程中有 在B点，有 解得 由牛顿第三定律知，小球在B点对轨道的压力大小是5.6mg (3)小球沿斜面上滑过程中摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能，有 评分标准：本题共12分，其中，式2分，式3分，其余每式1分.（2013·滨州市一模）22（15分）如图所示，四分之一圆环轨道半径为R0.2m，竖直固定放置在水平地面上，B点为顶点，恰好在圆心O的正上方。一质量为1kg的小球在外力的作用下从最低点A由静止运动到B点，此时撤去外力，小球落地点距O点0.4m，此过程中外力做功为6J。（圆环轨道横截面半径忽略不计，小球可视为质点，g=10ms2）试求： （1）小球到达B点时的速度大小； （2）小球在B点时对轨道的压力的大小和方向； （3）小球从A到B过程中，因为摩擦产生的热量Q。【答案】见解析【解析】（2013济南市一模）22（15分）利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处。如图所示，已知传送轨道平面与水平方向成37°角，倾角也是37°的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接，弹簧下端固定在斜面底端，工件与皮带间的动摩擦因数=025。皮带传动装置顺时针匀速转动的速度v=4m/s，两轮轴心相距L=5m，B、C分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑。现将质量m=lkg的工件放在弹簧上，用力将弹簧压缩至A点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到皮带上的B点时速度v0=8m/s，AB间的距离s=lm。工件可视为质点，g取l0ms2。 （sin37°=06，cos37°=08）求：（1）弹簧的最大弹性势能（2）工件沿传送带上滑的时间（3）若传送装置顺时针匀速转动的速度v可在v>4m/s的范围内调节，试推导工件滑动到C点时的速度vc随速度v变化的关系式【答案】见解析【解析】（2013聊城市一模） 22（15分）如图所示，固定的粗糙弧形轨道下端B点水平，上端A与B点的高度差为,倾斜传送带与水平方向的夹角为，传送带的上端C点到B点的高度差为（传送带传动轮的大小可忽略不计）。一质量为m=1kg的滑块（可看作质点）从轨道的A点由静止滑下，然后从B点水平抛出，恰好以平行于传动带的速度落到C点，传送带逆时针转动，速度大小为v=18m/s，滑块与传送带间的动摩擦因数为，且传送带足够长，滑块运动过程中空气阻力忽略不计，()。试求： (1)滑块运动至C点时的速度的大小； (2)滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功（3） 滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量【答案】见解析【解析】（2013·日照市一模）22.（15分）如图所示，从A点以的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，经圆孤轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量M=4kg,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m，R=0.75m，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数。求：（1）小物块运动至B点时的速度大小和方向；（2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力；（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？【答案】见解析【解析】物块做平抛运动：Hh =gt2 （2分）设到达C点时竖直分速度为vy：vygt（1分）=5m/s（1分）方向与水平面的夹角为：tan vy / v03/4，即 =37° （1分）从A至C点，由动能定理得mgH =（2分）设C点受到的支持力为FN，则有FNmg = （1分）由上式可得v2=m/s FN = 47.3 N （1分）根据牛顿第三定律可知，物块m对圆弧轨道C点的压力大小为47.3N（1分）由题意可知小物块m对长木板的摩擦力f = 1mg =5N （1分）长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力f = 2(M+m)g=10N （1分）因f <f ，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动（1分）小物块在长木板上做匀减速运动，至长木板右端时速度刚好为0则长木板长度至少为l=2.8m （2分）10