高考物理复习 专题06 机械能守恒定律培优押题预测卷A卷-人教版高三全册物理试题.doc

专题06 机械能守恒定律培优押题预测卷A卷一、选择题（在每小题给出的4个选项中，第1-8题只有一个选项正确，第9-12题有多个选项正确）1右图是在玩“跳跳鼠”的儿童，该玩具弹簧上端连接脚踏板，下端连接跳杆，儿童在脚踏板上用力向下压缩弹簧，然后弹簧将人向上弹起，最终弹簧将跳杆带离地面，下列说法正确的是（ ）A 从人被弹簧弹起到弹簧第一次恢复原长，人一直向上加速运动B 无论下压弹簧的压缩量多大，弹簧都能将跳杆带离地面C 人用力向下压缩弹簧至最低点的过程中，人和“跳跳鼠”组成的系统机械能增加D 人用力向下压缩弹簧至最低点的过程中，人和“跳跳鼠”组成的系统机械能守恒【答案】C C、D项：人用力向下压缩弹簧至最低点的过程中，人的体能转化为系统的机械能，所以人和“跳跳鼠”组成的系统机械能增加，故C正确，D错误。故应选C。2如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g。下列说法正确的是( )A 小车重力所做的功是mghB 合外力对小车做的功是Fx-mghC 推力对小车做的功是mmghD 阻力对小车做的功是mmghFx【答案】D 3如图甲所示，光滑水平地面上放着一质量为m的物体，在02t0时间内，物体受到与水平方向成角斜向右上方的拉力作用，由静止开始沿地面运动；在2t03t0的时间内物体受到水平拉力作用，拉F的大小与时间的关系如图乙所示。已知sin37°06，cos37°08，下列说法正确的是（ ）A 在02t0时间内，物体的位移大小为B 在t0时，拉力的功率为C 在2t03t0时间内，拉力所做的功为D 在03t0时间内，拉力的平均功率为【答案】D【解析】02t0时间内的加速度为：，物体的位移大小为：，故A错误；在t0时，拉力的功率为：，故B错误；在2t03t0时间内，物体的加速度为：，在2t03t0时间内的位移为：，所以拉力所做的功为：，故C错误；在02t0时间内拉力做的功为：，在03t0时间内做的总功为：，所以在03t0时间内，拉力的平均功率为：，故D正确。所以D正确，ABC错误。4质量为的物体由静止开始下落，由于空气阻力影响物体下落的加速度为，在物体下落高度为的过程中，下列说法正确的是A 物体的动能增加了 B 物体的机械能减少了C 物体克服阻力所做的功为 D 物体的重力势能减少了【答案】A 5如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面，斜面上放有两个质量均为m的可视为质点的小物体甲和乙，两小物体之间用一根长为L的轻杆相连，乙离斜面底端的高度为h.甲和乙从静止开始下滑，不计物体与水平面碰撞时的机械能损失，且水平面光滑.在甲、乙从开始下滑到甲进入水平面的过程中( )A 当甲、乙均在斜面上运动时，乙受三个力作用B 甲进入水平面的速度大小为C 全过程中甲的机械能减小了D 全过程中轻杆对乙做负功【答案】C【解析】若以甲与乙组成的系统为研究的对象，可知系统受到重力与斜面的支持力，所以加速度的大小为gsin；以乙为研究的对象，设乙与杆之间的作用力为F，则：mgsin-F=ma=mgsin，可知，乙与杆之间的作用力为0，所以乙只受到重力和支持力的作用。故A错误。以甲、乙组成的系统为研究对象，系统机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh+mg（h+Lsin）=×2mv2，解得两球的速度：，选项B错误。以甲球为研究对象，由动能定理得：mg（h+Lsin）+W=mv2，解得：W=-mgLsin全过程中甲球的机械能减小了mgLsin ，全过程中轻杆对乙球做功mgLsin 故C正确，D错误。故选C.6一个小球从高处由静止开始落下，从释放小球开始计时，规定竖直向上为正方向，落地点为重力势能零点。小球在接触地面前、后的动能保持不变，且忽略小球与地面发生碰撞的时间以及小球运动过程中受到的空气阻力，图分别是小球在运动过程中的位移x,速度,动能和重力势能随时间t变化的图象，其中正确的是( )A B C D 【答案】B【解析】位移，所以开始下落过程中位移随时间应该是抛物线，A错误；速度v=gt，与地面发生碰撞反弹速度与落地速度大小相等，方向相反，B正确；重力势能，H小球开始时离地面的高度，为抛物线，C错误；小球自由落下，在与地面发生碰撞的瞬间，反弹速度与落地速度大小相等。若从释放时开始计时，动能，所以开始下落过程中动能随时间应该是抛物线，D错误7一个轻质弹簧，固定于天花板的 O 点处，原长为 L，如图，一个质量为 m 的物块从 A 点竖直向上 抛出，以速度 v 与弹簧在 B 点相接触，然后向上压缩弹簧，到 C 点时物块速度为零，在此过程中无机械能 损失，则下列说法正确的是（ ）A 由 B 到 C 的过程中，物块的速度一直减小B 由 B 到 C 的过程中，物块的加速度先增加后减小C 由 A 到 C 的过程中，物块重力势能的变化量与克服弹力做的功一定相等D 由 A 到 C 的过程中，弹簧弹力对物体的冲量与物体所受重力的冲量大小相等【答案】A D错误；故选A.8一倾角为=30°,高度为h=1m的斜面AB与水平面BC在B点平滑相连.一质量m=2kg的滑块从斜面顶端A处由静止开始下滑,经过B点后,最终停在C点.已知滑块与接触面的动摩擦因数均为=,不计滑块在B点的能量损失.则( )A 滑块到达B处的速度为2m/sB 滑块从A滑至B所用的时间为sC BC间距为mD 滑块从B到C的过程中,克服摩擦力所做的功为20J【答案】C做的功：，D错误9如图，四分之三圆弧形轨道的圆心为O、半径为R，其AC部分粗糙，CD部分光滑，B为最低点，D为最高点。现在A点正上方高为2.5R的P点处由静止释放一质量为m的滑块(可视为质点)，滑块从A点处沿切线方向进入圆弧轨道，恰好可以到达D点。已知滑块与AC部分轨道间的动摩擦因数处处相等，重力加速度为g，则下列说法中正确的是A 小球从D点飞出后恰好又落到A点B 经过AC部分轨道克服摩擦力做的功为0.5mgRC 经过AC部分轨道克服摩擦力做的功为mgRD 滑块经过AB部分轨道克服摩擦力做的功大于0.5mgR【答案】CD【解析】小球恰好过D点，根据牛顿第二定律：，解得：，小球从D点飞出后做平抛运动，则有：，水平方向：，联立可得：，故A错误；从P到D根据动能定理得：，解得：，故B错误，C正确；滑块从A到C过程中，AB段的压力大于BC段的压力，根据滑动摩擦力公式：，可知AB段的摩擦力力大于BC段的摩擦力，所以滑块经过AB部分轨道克服摩擦力做的功大于BC段摩擦力做的功，所以滑块经过AB部分轨道克服摩擦力做的功大于0.5mgR，故D正确。所以CD正确，AB错误。 10把质量为02kg的小球放在竖立的弹簧上，并把球向下按至A位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）。已知B、A的高度差为01m，C、B的高度差为02m，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，g10ms2。则下列说法正确的是A 小球在A位置时弹簧的弹性势能等于小球在C位置的重力势能B 小球到达B位置时，速度达到最大值2msC 小球到达B位置时，小球机械能最大D 若将弹簧上端与小球焊接在一起，小球将不能到达BC的中点【答案】CD D、根据题意，若将弹簧上端与小球焊接在一起，BC中点处的弹性势能与A处的弹性势能相等，根据能量守恒，从A向上运动到最高点的过程中重力势能增加，所以弹性势能必定要减小，即运动不到BC点的中点，故D对；综上所述本题答案是：CD11如图所示，一质量为m的小球以初动能Ek0从地面竖直向上抛出，已知运动过程中受到恒定阻力fkmg作用(k为常数且满足0<k<1)图中两条直线分别表示小球在上升过程中动能和重力势能与其上升高度之间的关系(以地面为零势能面)，h0表示上升的最大高度则由图可知，下列结论正确的是()A E1是最大势能，且E1B 上升的最大高度h0C 落地时的动能EkD 在h1处，小球的动能和势能相等，且h1【答案】ABD【解析】AB：小球上升过程，根据动能定理可得：，又，则上升的最大高度，最大势能为。故AB两项正确。D：上升过程中，h1高度时重力势能和动能相等，由动能定理得：，又，解得。故D项正确。C：小球下落过程，由动能定理得：，解得落地时的动能。故C项错误。12在一水平向右匀速运动的传送带的左端A点，每隔相同的时间T，轻放上一个相同的工件已知工件与传送带间动摩擦因数为，工件质量为m.经测量，发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为L.已知重力加速度为g，下列判断正确的有( )A 传送带的速度大小为B 工件在传送带上加速时间为C 每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为D 传送带因传送一个工件而多消耗的能量为【答案】AD定律得，工件的加速度为g，根据v=v0+at，解得，故B错误；工件与传送带相对滑动的路程为，则摩擦产生的热量为：，故C错误；根据能量守恒得，传送带因传送一个工件多消耗的能量，在时间t内，传送工件的个数，则多消耗的能量，故D正确。所以AD正确，BC错误。二、实验题 13利用如图装置进行验证机械能守恒定律的实验，（1）实验中若改用电火花计时器，工作电压是交流_v（2）需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落的高度，某同学对实验得到的纸带设计了以下几种测量的方案，正确的是（_）A由刻度尺测出物体下落的高度，用打点间隔算出下落时间，通过计算出瞬时速度B由刻度尺测出物体下落的高度，通过计算出瞬时速度C由刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度D根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度，并通过计算得出高度（3）在实验中，有几个注意的事项，下列正确的是（_）A为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，应该与纸带在同一竖直线上B可以选用质量很大的物体，先用手托住，等计时器通电之后再释放C实验结果如果正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减少量D只有选第1、2两点之间的间隔约等于2mm的纸带才代表第1 点的速度为0【答案】220CAD（3）为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，使它在同一竖直线上，A正确；应选择质量大，体积小的重锤，减小实验的误差，B错误；因为存在阻力作用，知动能的增加量略小于重力势能的减小量，C错误；根据知，只有选第1、第2两打点间隔约2mm的纸带才代表打第1点时的速度为零，D正确14在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个点(相邻两点之间还有一个点未画出)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，当地的重力加速度为9.8 m/s2，A、B、C三点到O点的距离如图所示。那么：(1)纸带的_(填“左”或“右”)端与重物相连；(2)根据图上所得的数据，应取图中O点到_点来验证机械能守恒定律；(3)从O点到第(2)题中所取的点，重物重力势能的减少量Ep_J，动能增加量Ek_J(结果取三位有效数字)【答案】左;B;1.91;1.88;【解析】（1）从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0所以纸带的左端应与重物相连（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律，因为B点的瞬时速度比较方便测量（3）重力势能减小量Ep=mgh=1.0×9.8×0.195 J1.91J利用匀变速直线运动的推论有： EkB=mvB2=×1×1.9421.88 J在误差允许范围内，重物的机械能守恒 三、计算题：（写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15将一轻质弹簧竖直固定在水平地面上处于原长状态，让一质量m20g的小球从弹簧上端由静止释放，小球最大下落高度h15cm，将该弹簧固定在如图所示的轨道左侧竖直墙壁上，轨道中部有一半径R01m的竖直圆轨道，不同轨道的连接处均为平滑连接，小滑块可以从圆轨道最低点的一侧进入圆轨道，绕圆轨道一周后从最低点向另一侧运动。轨道上弹簧右侧的M点到圆轨道左侧N点的距离xMN06m的范国内有摩擦，而其他部分均光滑。让另一质量m10g的小滑块从轨道右侧高h2（未知）处由静止释放，小滑块恰好能通过圆轨道最高点C，且第一次恰好能把弹簧压缩5cm，现让该小滑块从轨道右侧高h304m处由静止释放，已知重力加速度g10ms2，求（1）小滑块下落的高度h2；（2）小滑块停止时的位置到N点的距离【答案】(1)0.25m（2）0.4m【解析】（1）小滑块恰好能过C点，根据牛顿第二定律可得：由机械能守恒定律可得：解得：（2）弹簧竖直放置，被压缩h1=5cm时的弹性势能.由动能定理可知，从小滑块第一次滑至第一次把弹簧压缩到最短时有：，其中解得：当小滑块从h3=0.4m处下滑后，第二次通过N点时的动能为： 16如图，倾角的光滑的斜面底端固定一块垂直于斜面的挡板。将长木板A静置于斜面上，A上放置一小物块B，初始时A下端与挡板相距。已知在A停止运动之前B始终没有脱离A且不会与挡板碰撞，A和B的质量均为，它们之间的动摩擦因数，A或B挡板每次碰撞损失的动能均为，忽略碰撞时间，重力加速度大小，求：（1）A第一次与挡板碰前瞬间的速度大小v；（2）A第一次与挡板碰撞到第二次与挡板碰撞的时间间隔t；（3）B相对于A滑动的可能最短时间t。【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）B和A一起沿斜面向下运动，由机械能守恒定律有2mgLsin (2m)v2由式得     v2 m/s（2）第一次碰后，对B有mgsin=mgcos故B匀速下滑          对A有mgsin+mgcos=ma1得A的加速度a110 m/s2，方向始终沿斜面向下，A将做类竖直上抛运动   设A第1次反弹的速度大小为v1，由动能定理有 mv2mv12Et 由式得ts由（11）（12）式得B沿A向上做匀减速运动的时间 t2（13）当B速度为0时，因mgsin=mgcosfm，B将静止在A上            （14）当A停止运动时，B恰好匀速滑至挡板处，B相对A运动的时间t最短，故t=t+t2=17如图所示，水平传送带沿顺时针方向传动，质量为 m1kg 的小物块由静止轻轻放上传送带，从 A 点随传送带运动到水平部分的最右端 B 点，经半圆轨道 C 点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道，恰能做圆周运动C 点在 B 点的正上方，D 点为轨道的最低点小物块离开 D 点后，做平抛运动，恰好垂直于倾斜挡板打在挡板跟水平面相交的点已知 D 点距水平面的高度 h0.75m，倾斜挡板与水平面间的夹角 =600，物块与传送带间动摩擦因数为 0.3，取 g10m/s2，试求：（1）小物块经过 D 点时的速度大小；（2）传送带 A、B 间的最小距离 L【答案】（1）（2）【解析】（1）物块离开D点后平抛到恰好垂直到板上E点，则：h=gt2 vy=gt解得vy=m/s；由 解得vD= 加速位移： 则Lmin=1.5m18如图所示轻弹簧一端固定在水平面上的竖直挡板上,处于原长时另一端位于水平面上B点处,B点左侧光滑,右侧粗糙。水平面的右侧C点处有一足够长的斜面与水平面平滑连接,斜面倾角为37°,斜面上有一半径为R=1m的光滑半圆轨道与斜面切于D点,半圆轨道的最高点为E,G为半圆轨道的另一端点,=2.5m,A、B、C、D、E、G均在同一竖直面内。使质量为m=0.5kg的小物块P挤压弹簧右端至A点,然后由静止释放P,P到达B点时立即受到斜向右上方,与水平方向的夹角为37°,大小为F=5N的恒力,一直保持F对物块P的作用,结果P通过半圆轨道的最高点E时的速度为。已知P与水平面斜面间的动摩擦因数均为=0.5,g取.sin37°=0.6,(1)P运动到E点时对轨道的压力大小;(2)弹簧的最大弹性势能;(3)若其它条件不变,增大B、C间的距离使P过G点后恰好能垂直落在斜面上,求P在斜面上的落点距D点的距离。【答案】（1） (2) (3) 【解析】(1) P在半圆轨道的最高点E，设轨道对P的压力为，由牛顿运动定律得： 解得：由牛顿第三定律得，P运动到E点时对轨道的压力FN =3N (2)P从D点到E点，由动能定理得： 解得：m/s P从C点到D点，由牛顿运动定律得： 解得，说明P从C点到D点匀速运动，故 由能的转化和守恒得： 解得：J P垂直落在斜面上，运动时间满足： 平行于斜面方向上：联立解得：m/s 平行于斜面方向上：m P在斜面上的落地距D的距离m。