高考物理一轮复习精选提分综合练单元检测五机械能.doc

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1、1 / 17【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选提分综合练单元检精选高考物理一轮复习精选提分综合练单元检测五机械能测五机械能考生注意：1.本试卷共 4 页.2.答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.3.本次考试时间 90 分钟，满分 100 分.4.请在密封线内作答，保持试卷清洁完整.一、单项选择题(本题共 8 小题，每小题 4 分，共 32 分.在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确，选对得 4 分，选错得 0 分)1.如图 1 所示，质量相同的甲、乙两个小物块，甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为 R，圆

2、弧底端切线水平，乙从高为 R 的光滑斜面顶端由静止滑下.下列判断正确的是( )图 1A.两物块到达底端时速度相同B.两物块到达底端时动能相同C.两物块运动到底端的过程中重力做功的瞬时功率在增大D.两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率大于乙物块重力做功的瞬时功率2.质量为 m 的物体，在距地面 h 高处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法正确的是( )2 / 17B.物体的机械能减少 mghA.物体的重力势能减少 mgh D.重力做功 mghC.物体的动能增加 mgh 3.如图 2 所示，质量为 m 的物块从 A 点由静止开始下落，加速度是，下落高度 H 到 B 点后与一轻弹簧接触，又

3、下落 h 后到达最低点 C，在由 A 运动到 C 的过程中，空气阻力恒定，则( )图 2A.物块机械能守恒B.物块和弹簧组成的系统机械能守恒C.物块机械能减少 mg(Hh)D.物块和弹簧组成的系统机械能减少 mg(Hh)4.物体放在水平地面上，在水平拉力的作用下，沿水平方向运动，在6 s 内其速度与时间关系的图象和拉力的功率与时间关系的图象如图3 甲、乙所示，由图象可以求得物体的质量为(取 g10 m/s2)( )图 3A.2 kg B.2.5 kg C.3 kg D.3.5 kg5.如图 4 所示，轻杆 AB 长 l，两端各连接一个小球(可视为质点)，两小球质量关系为 mAmBm，轻杆绕距

4、B 端处的 O 轴在竖直平面内顺时针自由转动.当轻杆转至水平位置时，A 球速度为 ，则在以后的运动过程中( )图 4A.A 球机械能守恒B.当 B 球运动至最低点时，球 A 对杆作用力等于 0C.当 B 球运动到最高点时，杆对 B 球作用力等于 0D.A 球从图示位置运动到最低点的过程中，杆对 A 球做功等于 06.如图 5 所示，一物体以初速度 v0 冲向光滑斜面 AB，并能沿斜面升3 / 17高 h，不计空气阻力，下列说法中正确的是( )图 5A.若把斜面从 C 点锯断，由机械能守恒定律可知，物体冲出 C 点后仍能升高 hB.若把斜面弯成圆弧形 AB，物体仍能沿 AB升高 hC.不论是把斜

5、面从 C 点锯断或把斜面弯成圆弧形，物体都不能升高h，因为机械能不守恒D.无论是把斜面从 C 点锯断或把斜面弯成圆弧形，物体都不能升高h，但机械能守恒7.(2015新课标全国17)如图 6 所示，一半径为 R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径 POQ 水平.一质量为 m 的质点自 P 点上方高度 R 处由静止开始下落，恰好从 P 点进入轨道.质点滑到轨道最低点 N 时，对轨道的压力为 4mg，g 为重力加速度的大小.用 W 表示质点从 P 点运动到 N 点的过程中克服摩擦力所做的功.则( )图 6A.WmgR，质点恰好可以到达 Q 点B.WmgR，质点不能到达 Q 点C.WmgR

6、，质点到达 Q 点后，继续上升一段距离D.WmgR，质点到达 Q 点后，继续上升一段距离8.如图 7 所示，重 10 N 的滑块在倾角为 30的斜面上，从 a 点由静止开始下滑，到 b 点开始压缩轻弹簧，到 c 点时达到最大速度，到 d点(图中未画出)开始弹回，返回 b 点离开弹簧，恰能再回到 a 点.若bc0.1 m，弹簧弹性势能的最大值为 8 J，则下列说法正确的是( )图 7A.轻弹簧的劲度系数是 50 N/m4 / 17B.从 d 到 b 滑块克服重力做功 8 JC.滑块的动能最大值为 8 JD.从 d 点到 c 点弹簧的弹力对滑块做功 8 J二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题

7、5 分，共 20 分.在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分)9.(2017广东华南三校联考)正在粗糙水平面上滑动的物块，从 t1时刻到 t2 时刻受到恒定的水平推力 F 的作用，在这段时间内物块做直线运动，已知物块在 t1 时刻的速度与 t2 时刻的速度大小相等，则在此过程中( )B.物块的位移可能为零 A.物块可能做匀速直线运动 D.F 一定对物块做正功 C.合外力对物块做功一定为零 10.(2017河南三市二模)如图 8 所示，电梯质量为 M，电梯地板上放置一个质量为 m 的物块，轻质钢索拉动电梯由静止开始竖直向

8、上做匀加速直线运动，当上升高度为 H 时，速度达到 v.不计空气阻力，重力加速度为 g，在这个过程中( )图 8A.物块所受支持力与钢索拉力之比为 mMB.地板对物块的支持力做的功等于 mv2mgHC.物块克服重力做功的平均功率等于 mgvD.电梯及物块构成的系统机械能增加量等于(Mm)v211.质量为 m1、m2 的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为 m 的人站在 m1 上用恒力 F 拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为 v1 和 v2，位移分别为 x1 和 x2，如图 9 所示.则这段时间内此人所做的功的大小等于( )5 / 17图 9B.F(x1x2)A.Fx2 D.m2v2

9、2C.m2v22(mm1)v12 12.(2018湖北协作体联考)如图 10 甲所示，质量 m1 kg 的物块(可视为质点)以 v010 m/s 的初速度从倾角 37的固定粗糙长斜面上的 P 点沿斜面向上运动到最高点后，又沿原路返回，其速率随时间变化的图象如图乙所示.不计空气阻力，取 sin 370.6，cos 370.8，重力加速度 g10 m/s2.下列说法正确的是( )图 10A.物块所受的重力与摩擦力之比为 52B.在 16 s 时间内物块所受重力的平均功率为 50 WC.在 t6 s 时物块克服摩擦力做功的功率为 20 WD.在 01 s 时间内机械能的变化量与在 16 s 时间内机

10、械能的变化量大小之比为 15三、非选择题(本题共 6 小题，共 48 分)13.(4 分)某同学利用如图 11 所示的装置探究功与速度变化的关系.图 11A.小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿光滑水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为 M1；B.在钉子上分别套上 2 条、3 条、4 条同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤 A，小物块落点分别记为M2、M3、M4；C.测量相关数据，进行数据处理.(1)为求出小物块从桌面抛出时的动能，需要测量下列物理量中的_(填正确答案标号，g 已知)6 / 17A.小物块的质量 m B.橡皮筋的原长 xC.橡皮筋的伸长量 x D.桌面到地

11、面的高度 hE.小物块抛出点到落地点的水平距离 L(2)将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为 W1、W2、W3、，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为 L1、L2、L3、.若功与速度的平方成正比，则应以 W 为纵坐标，_为横坐标作图，才能得到一条直线.(3)由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于_(选填“偶然误差”或“系统误差”).14.(8 分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图12 所示.图 12(1)实验步骤：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于 1 m，将导轨调至水平.用游标卡尺测量挡光条的宽度 l9.30 mm.由导轨标尺读出两光电门中心之间

12、的距离 x_ cm.将滑块移至光电门 1 左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门 2.从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门 1 和光电门 2 所用的时间 t1 和 t2.用天平称出滑块和挡光条的总质量 M，再称出托盘和砝码的总质量m.(2)用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式.7 / 17滑块通过光电门 1 和光电门 2 时瞬时速度分别为 v1_和v2_.当滑块通过光电门 1 和光电门 2 时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为 Ek1_和 Ek2_.在滑块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中，系统势能的减少Ep_

13、(重力加速度为 g).(3)如果 Ep_，则可认为验证了机械能守恒定律.15.(8 分)已知半径为 r 的小球在空气中下落时受到的粘滞阻力 Ff 满足如下规律：Ff6vr，公式中 为空气与小球间的粘滞系数.一同学欲使用传感器通过实验测定粘滞系数，他将一个半径为 r0、质量为 m 的小球从空中某位置由静止释放，测得小球速度为 v0 时，加速度大小为 a0，若忽略空气浮力，已知当地重力加速度为 g，求：(1)粘滞系数 ；(2)若测得小球下落 h 高度时达到最大速度，求此过程中小球损失的机械能.16.(8 分)如图 13 所示，一劲度系数很大的轻弹簧一端固定在倾角为30的斜面底端，将弹簧压缩至 A

14、点锁定，然后将一质量为 m 的小物块紧靠弹簧放置，物块与斜面间动摩擦因数 ，解除弹簧锁定，物块恰能上滑至 B 点，A、B 两点的高度差为 h0，已知重力加速度为 g.图 13(1)求弹簧锁定时具有的弹性势能 Ep.(2)求物块从 A 到 B 所用的时间 t1 与从 B 返回到 A 所用的时间 t2 之比.(3)若每当物块离开弹簧后，就将弹簧压缩到 A 点并锁定，物块返回8 / 17A 点时立刻解除锁定.设斜面最高点 C 的高度 H2h0，试通过计算判断物块最终能否从 C 点抛出？9 / 1717.(10 分)(2018河北邢台月考)如图 14 所示，将质量为 m1 kg的小物块放在长为 L1.

15、5 m 的小车左端，车的上表面粗糙，物块与车上表面间动摩擦因数 0.5，直径 d1.8 m 的光滑半圆形轨道固定在水平面上且直径 MON 竖直，车的上表面和轨道最低点高度相同，距地面高度 h0.65 m，开始车和物块一起以 10 m/s 的初速度在光滑水平面上向右运动，车碰到轨道后立即停止运动，取 g10 m/s2，求：图 14(1)小物块刚进入半圆形轨道时对轨道的压力；(2)小物块落地点至车左端的水平距离.18.(10 分)如图 15 所示，传送带 A、B 之间的距离为 L3.2 m，与水平面间夹角 37，传送带沿顺时针方向转动，速度恒为 v2 m/s，在上端 A 点无初速度放置一个质量为

16、m1 kg、大小可视为质点的金属块，它与传送带的动摩擦因数为 0.5，金属块滑离传送带后，经过弯道，沿半径 R0.4 m 的光滑圆轨道做圆周运动，刚好能通过最高点 E，已知 B、D 两点的竖直高度差为 h0.5 m(取 g10 m/s2).求：图 15(1)金属块经过 D 点时的速度大小；(2)金属块在 BCD 弯道上克服摩擦力做的功.答案精析答案精析1.B 根据动能定理得 mgRmv2，知两物块到达底端的动能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同，故 A 错误，B 正确；两物块到达底端的速度大小相等，甲所受重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，10 / 17则甲所受重力做功的功率先增大后减小，故

17、在底端时乙所受重力做功的瞬时功率大于甲所受重力做功的瞬时功率，故 C、D 错误.2.C 物体落地过程中，重力做功 WGmgh，重力势能减少mgh，A、D 项错误；由动能定理可得 EkW 合mahmgh，C 项正确；由功能关系可得 EW 合mghmgh，所以机械能减少了mgh，B 项错误.3.D 对于物块来说，从 A 到 C 要克服空气阻力做功，从 B 到 C 又将一部分机械能转化为弹簧的弹性势能，因此机械能肯定减少，故 A 错误.对于物块和弹簧组成的系统来说，物块减少的机械能等于克服空气阻力所做的功和弹簧弹性势能增加量之和，因此整个系统机械能减少量即为克服空气阻力所做的功，故 B 错误.由 A

18、 运动到 C 的过程中，物块的动能变化为零，重力势能减少量等于机械能的减少量，所以物块机械能减少 mg(Hh)，故 C 错误.物块从 A 点由静止开始下落，加速度是 g，根据牛顿第二定律得 Ffmgmamg，所以空气阻力所做的功 Wfmg(Hh)，整个系统机械能减少量即为克服空气阻力所做的功，所以物块、弹簧和地球组成的系统机械能减少 mg(Hh)，故 D 正确.4.B 匀速运动时拉力等于摩擦力，F2Ff N2.5 N.物体做匀加速直线运动时，拉力为恒力，v 随时间均匀增大，所以 P随时间均匀增大.F1 N7.5 N.F1Ffma，a m/s22 m/s2可得 m2.5 kg.故 B 正确，A、

19、C、D 错误.11 / 175.B 由题意可知 A、B 系统机械能守恒，A 球机械能不守恒，选项A 错误；由于轻杆转动过程中，A 球重力势能变化量总是与 B 球重力势能变化量相等，所以 A、B 两球均做匀速圆周运动，当 A 球运动至最高点时，B 球运动至最低点，由于 F 向mmg，知轻杆此时对球A 作用力等于 0，选项 B 正确；当 B 球运动到最高点时，向心力 F 向2mmgmBg，故杆对 B 球的作用力为支持力，选项 C 错误；A 球从图示位置运动到最低点的过程中，对 A 由动能定理知，动能不变，重力做正功，故杆的弹力做等量的负功，选项 D 错误.6.D 若把斜面从 C 点锯断，物体冲过

20、C 点后做斜抛运动，由于除重力外没有其他外力作用，物体机械能守恒，同时斜抛运动最高点速度不为零，故不能到达 h 高处，选项 A 错误；若把斜面弯成圆弧形AB，如果能到达圆弧最高点，即升高 h，由于合力充当向心力，速度不为零，故会得到机械能增加，矛盾，选项 B 错误；无论是把斜面从 C 点锯断或把斜面弯成圆弧形，物体都不能升高 h，但机械能守恒，选项 C 错误，D 正确.7.C 根据动能定理得 P 点动能 EkPmgR，经过 N 点时，由牛顿第二定律、牛顿第三定律和向心力公式可得 4mgmgm，所以 N 点动能为 EkN，从 P 点到 N 点根据动能定理可得 mgRWmgR，即克服摩擦力做功 W

21、.质点运动过程，半径方向的合力提供向心力，即FNmgcos mam，根据左右对称，在同一高度处，由于摩擦力做功导致在右边圆形轨道中的速度变小，轨道弹力变小，滑动摩擦力FfFN 变小，所以摩擦力做功变小，那么从 N 到 Q，根据动能定理，Q 点动能 EkQmgRWmgRW，由于 W，所以 Q 点速度仍然没有减小到 0，会继续向上运动一段距离，C 正确.8.A 整个过程中，滑块从 a 点由静止释放后还能回到 a 点，说明机12 / 17械能守恒，即斜面是光滑的.滑块到 c 点时速度最大，所受合力为零，由平衡条件和胡克定律有：kxbcmgsin 30，解得：k50 N/m，A 项正确；由 d 到 b

22、 的过程中，弹簧弹性势能一部分转化为重力势能，一部分转化为动能，B 项错误；滑块由 d 到 c 点过程中，滑块与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧弹性势能一部分转化为重力势能，一部分转化为动能，到 c 点时滑块的动能为最大值，最大动能一定小于 8 J，又弹性势能减少量小于 8 J，所以弹簧弹力对滑块做功小于 8 J，C、D 项错误.9.ACD 物块做直线运动，合外力与速度共线，由于初、末速度大小相等，则物块可能做匀速直线运动，也可能做匀变速直线运动，A 正确.当物块做匀变速直线运动时，其速度应先减小为零，然后反向增大，则力 F 与初速度方向相反，由牛顿第二定律可知，减速时加速度大小 a1，反向加速

23、时加速度大小 a2，结合速度位移关系式v2v022ax 分析可知，减速时位移大小小于反向加速时位移大小，则 B 错误.因初、末速度相等，则合外力做功为零，由动能定理有WFWf0，因摩擦力做负功，则推力 F 一定对物块做正功，C、D 正确.10.BC 钢索拉力 FT(Mm)(ga)，物块所受支持力 FNm(ga)，所以，A 项错误.对物块 m，由动能定理有 W 支持mgHmv2，得 W支持mv2mgH，B 项正确.因物块做初速度为零的匀加速直线运动，则其平均速度，物块克服重力做功的平均功率 PGmgmgv，C 项正确.电梯及物块构成的系统机械能增加量等于(Mm)gH(Mm)v2，D 项错误.11

24、.BC 根据功的定义 WFx，而 x 应为拉过的绳子长度，也就是两个物体运动的位移之和，因此 B 正确，A 错误；根据动能定理，拉力13 / 17做的功等于两个物体和人增加的动能之和，即 Wm2v22(mm1)v12，因此 C 正确，D 错误.12.AD 01 s 时间内，由题中图象得加速度大小a1 m/s210 m/s2，根据牛顿第二定律有 mgsin Ffma1，16 s 时间内，由题中图象得加速度大小 a2 m/s22 m/s2，根据牛顿第二定律有 mgsin Ffma2，解得 Ff4 N，选项 A 正确；16 s 时间内， m/s5 m/s，重力做功的平均功率mgsin 30 W，选项

25、 B 错误；由题中图象知 t6 s 时物块的速率v610 m/s，物块克服摩擦力做功的功率 P6Ffv640 W，选项 C错误；根据功能关系，在 01 s 时间内机械能的变化量大小E1Ffs1，在 16 s 时间内机械能的变化量大小 E2Ffs2，由题中图象得 s1110 m5 m，s2(61)10 m25 m，所以，选项 D 正确.13.(1)ADE (2)L2 (3)系统误差解析 (1)小物块离开桌面后做平抛运动，根据桌面到地面的高度hgt2，可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离 Lv0t，可计算出小物块离开桌面时的速度，根据动能的表达式 Ekmv02，还需要知道小

26、物块的质量，A、D、E 正确，B、C错误；(2)根据 hgt2 和 Lv0t，可得 v02，因为功与速度的平方成正比，所以功与 L2 成正比，故应以 W 为纵坐标、L2 为横坐标作图，才能得到一条直线；(3)一般来说，由于多次测量揭示出的实验误差称为偶然误差，不能从多次测量揭示出的实验误差称为系统误差.由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于14 / 17系统误差.14.(1)60.00(59.9660.04) (2) (Mm)()2(Mm)()2 mgx (3)Ek2Ek11 2解析 由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x80.30 cm20.30 cm60.00 cm.由于

27、挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度看做瞬时速度，挡光条的宽度 l 可用游标卡尺测量，挡光时间 t 可从数字计时器读出，因此，滑块通过光电门的瞬时速度为，则通过光电门 1时瞬时速度为，通过光电门 2 时瞬时速度为.由于质量事先已用天平测出，由公式 Ekmv2，可得：滑块通过光电门 1 时系统动能 Ek1(Mm)()2，滑块通过光电门 2 时系统动能Ek2(Mm)()2.末动能减初动能可得动能的增加量.两光电门中心之间的距离 x 即砝码和托盘下落的高度，系统势能的减小量 Epmgx，最后对比 Ek2Ek1 与 Ep 数值大小，在误差允许的范围内相等，就验证了机械能守恒定律.15.(

28、1) (2)mgh解析 (1)对小球下落过程受力分析，由牛顿第二定律得mgFf0ma0Ff06v0r0得 (2)小球达到最大速度时，有mgFfm0Ffm6vmr0得 vmgv0 ga015 / 17小球下落过程中，由动能定理得 mghEmvm20Emgh.16.见解析解析 (1)物块受到的滑动摩擦力 Ffmgcos ，A 到 B 过程由功能关系有Ffmgh0Ep，解得 Epmgh0.(2)因弹簧劲度系数很大，可认为弹簧压缩量较小，弹簧作用时间可忽略不计.设上升、下降过程物块加速度大小分别为 a1 和 a2，则mgsin mgcos ma1，mgsin mgcos ma2，由运动学公式得 a1t

29、12a2t22，解得.(3)足够长时间后，上升的最大高度设为 hm，则由能量关系知，来回克服阻力做功等于补充的弹性势能2FfEp，解得 hmh02h0，所以物块不可能到达 C 点，即不能从 C 点抛出.17.(1)104.4 N，方向竖直向下 (2)3.4 m解析 (1)车停止运动后取小物块为研究对象，设其到达车右端时的速度为 v1，由动能定理得mgLmv12mv02解得 v1 m/s刚进入半圆形轨道时，设物块受到的支持力为 FN，由牛顿第二定律得 FNmgmv12 R又 d2R解得 FN104.4 N16 / 17由牛顿第三定律知小物块对轨道的压力FN104.4 N，方向竖直向下.(2)若小

30、物块能到达半圆形轨道最高点，则由机械能守恒得 mv122mgRmv22解得 v27 m/s设小物块恰能过最高点的速度为 v3，则 mgmv32 R解得 v33 m/s因 v2v3，故小物块从半圆形轨道最高点做平抛运动，h2Rgt2，xv2t联立解得 x4.9 m故小物块距车左端为 xL3.4 m.18.(1)2 m/s (2)3 J解析 (1)对金属块在 E 点有mgm，解得 vE2 m/s在从 D 到 E 过程中，由动能定理得mg2RmvE2mvD2解得 vD2 m/s.(2)金属块在传送带上运行时有，mgsin mgcos ma1，解得 a110 m/s2.设经位移 x1 金属块与传送带达到共同速度，则v22a1x1解得 x10.2 m3.2 m继续加速过程中 mgsin mgcos ma217 / 17解得 a22 m/s2由 vB2v22a2x2，x2Lx13 m解得 vB4 m/s在从 B 到 D 过程中，由动能定理：mghWfmvD2mvB2解得 Wf3 J.