高考物理二轮复习 专题能力提升练（三）（A卷）动能定理和能量守恒定律-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题能力提升练(三)A卷动能定理和能量守恒定律一、选择题(本大题共7小题，每小题8分，共56分第15题只有一项符合题目要求，第67题有多项符合题目要求)1.如图，固定斜面倾角为30，质量为m的小物块自斜面底端以某一初速度沿斜面向上做匀减速运动，其加速度大小恰好等于重力加速度g的大小若物块上升的最大高度为H，则()A小物块上滑过程中机械能守恒B小物块上滑过程中动能损失了mgHC小物块上滑过程中动能损失了2mgHD小物块上滑过程中机械能损失了2mgH解析：设摩擦力的大小为Ff，根据牛顿第二定律得：mgsin30Ffmamg，得：Ff0.5mg，斜面的长度h2H，则物块克服摩擦力做功为WfFf2H0

2、.5mg2HmgH，根据功能关系可知机械能损失了mgH，机械能不守恒，故A、D错误；已知物块上滑的加速度大小为g，由动能定理得：动能损失等于物块克服合外力做功，为：EkW合F合mg2H2mgH，故C正确，B错误答案：C2.如图所示，一个小球套在固定的倾斜光滑杆上，一根轻质弹簧的一端悬挂于O点，别一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到与O点等高的位置由静止释放小球沿杆下滑，当弹簧处于竖直时，小球速度恰好为零若弹簧始终处于伸长且在弹性限度内，在小球下滑过程中，下列说法正确的是()A小球的机械能先增大后减小B弹簧的弹性势能一直增加C重力做功的功率一直增大D当弹簧与杆垂直时，小球的动

3、能最大解析：先分析小球的运动过程，由静止释放，初速度为0，受重力和弹簧弹力两个力作用，做加速运动；当弹簧与杆垂直时，还有重力沿杆方向的分力，继续加速；当过弹簧与杆垂直后的某个位置时，重力和弹簧弹力分别沿杆方向的分力大小相等、方向相反时，加速度为0，速度最大，之后做减速运动小球的机械能是动能和重力势能，弹力做功是它变化的原因，弹力先做正功后做负功，小球的机械能先增后减，故A正确，D错误弹簧的弹性势能变化由弹力做功引起的，弹力先做正功后做负功，故弹性势能先减后增，B错误重力做功的功率是重力沿杆方向的分力和速度的积，故应先增后减，C错误答案：A3.如图所示，质量为m的小球，在离地面H高处由静止释放，

4、落到地面后继续陷入泥中h深度而停止，设小球受到的空气阻力为f，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A小球落地时动能等于mgHB小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力所做的功小于刚落到地面时的动能C整个过程中小球克服阻力做的功等于mg(Hh)D小球在泥中受到的平均阻力为mg(1)解析：根据动能定理得mgHfHmv，A错误；设泥的平均阻力为f0，小球陷入泥中的过程中根据动能定理得mghf0h0mv，解得f0hmghmv，f0mg(1)，B、D错误；全过程运用动能定理知，整个过程中小球克服阻力做的功等于mg(Hh)，C正确答案：C4.如图所示，质量为m的滑块从h高处的a点沿倾斜轨道ab滑入水平轨道bc(

5、两轨道平滑连接)，滑块与倾斜轨道及水平轨道间的动摩擦因数相同滑块在a、c两点时的速度大小均为v，ab长度与bc长度相等空气阻力不计，重力加速度为g，则滑块从a到c的运动过程中()A滑块的动能始终保持不变B滑块在bc过程克服阻力做的功一定等于C滑块经b点时的速度大于D滑块经b点时的速度等于解析：由题意知，在滑块从b运动到c的过程中，由于摩擦力做负功，动能在减少，所以A错误；从a到c的运动过程中，根据动能定理有mghWf0，可得全程克服阻力做功Wfmgh，因在ab段、bc段摩擦力做功不同，故滑块在bc过程克服阻力做的功一定不等于，所以B错误；滑块对ab段轨道的正压力小于对bc段的正压力，故在ab段

6、滑块克服摩擦力做的功小于在bc段克服摩擦力做的功，即从a到b克服摩擦力做的功Wf，故C正确，D错误答案：C5.如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在固定竖直杆上，A、B通过转轴用长度为L的刚性轻杆连接，B放在水平面上并靠着竖直杆，A、B均静止由于微小的扰动，B开始沿水平面向右运动不计一切摩擦，滑块A、B视为质点已知重力加速度为g，在A下滑的过程中，下列说法中正确的是()AA、B组成的系统机械能不守恒B在A落地之前轻杆对B一直做正功CA运动到最低点时的速度为D当A的机械能最小时，B对水平面的压力大小为2mg解析：因为不计一切摩擦，所以A、B组成的系统机械能守恒，A错误；A开始下落时轻杆对B做正

7、功，B的机械能增大，A的机械能减小，当轻杆的弹力为零时，A的机械能最小，此时B对地面的压力大小为mg，然后轻杆对B做负功，B的机械能减小，A的机械能增大，B、D错误；当A运动到最低点时，B的速度为零，设A的速度为v，则根据机械能守恒定律可得：mgLmv2，v，C正确答案：C6.如图所示，一物块通过一橡皮筋与粗糙斜面顶端垂直于固定斜面的固定杆相连而静止在斜面上，橡皮筋与斜面平行且恰为原长现给物块一沿斜面向下的初速度v0，则物块从开始滑动到滑到最低点的过程中(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，橡皮筋的形变在弹性限度内)，下列说法正确的是()A物块的动能一直增加B物块运动的加速度一直增大C物块的机

8、械能一直减少D物块减少的机械能等于橡皮筋增加的弹性势能解析：由题意知物块的重力沿斜面向下的分力为mgsinfmgcos，在物块下滑过程中，橡皮筋拉力F一直增大，根据牛顿第二定律有a，选项B正确；物块受到的合外力方向沿斜面向上，与位移方向相反，根据动能定理知动能一直减少，选项A错误；滑动摩擦力和拉力F一直做负功，根据功能关系知物块的机械能一直减少，选项C正确；根据能量守恒定律，物块减少的机械能等于橡皮筋增加的弹性势能和摩擦产生的热量之和，选项D错误答案：BC7(多选)如图甲所示，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

9、，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sin370.6，cos370.8，重力加速度g10 m/s2.下列说法正确的是()A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时间内机械能的变化量大小之比为15解析：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mgsinfma1,16 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mgsinfma2，解得，f4 N，选项A正确

10、；16 s时间内， m/s5 m/s，平均功率mgsin30 W，选项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P6fv640 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E1fs1，在16 s时间内机械能的变化量大小E2fs2，由题中图象得s1110 m5 m，s2(61)10 m25 m，所以，选项D正确答案：AD二、计算题(本大题共3小题，共44分需写出规范的解题步骤)8.用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相

11、连先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，由静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x.(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_A弹簧原长B当地重力加速度C滑块(含遮光片)的质量(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将_A增大B减小C不变解析：本题考查测弹簧的弹性势能实验，意在考查学生的实验能力(1)滑块离开弹簧后做匀速直线运动，故速度大小表达式为.(2)根据机械能守恒，滑块获得的动能等于弹簧的弹性势能，即Epm()2，从表达式中可以看出，为了求出弹簧的弹性势能，还需要测量滑块

12、(含遮光片)的质量，因此C项正确(3)增大A、O之间的距离x，弹簧压缩量增大，弹簧具有的弹性势能增加，释放滑块后，滑块离开弹簧时获得的动能增加，速度增大，从B到C所用的时间t将减小，B项正确答案：(1)(2)C(3)B9如图所示，质量为m1 kg的小物块由静止轻轻放在水平匀速运动的传送带上，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E点已知半圆轨道的半径R0.9 m，D点距水平面的高度h0.75 m，取g10 m/s2，试求：

13、(1)摩擦力对小物块做的功；(2)小物块经过D点时对轨道压力的大小；(3)倾斜挡板与水平面间的夹角.解析：(1)设小物块经过C点时的速度大小v1，因为经过C时恰好能完成圆周运动，由牛顿第二定律可得mg，解得v13 m/s小物块由A到B过程中，设摩擦力对其做功W，由动能定理得Wmv4.5 J(2)设小物块经过D点时的速度为v2，对由C点到D点的过程，由动能定理得mg2Rmvmv小物块经过D点时，设轨道对它的支持力大小为FN，由牛顿第二定律得FNmg联立解得FN60 N由牛顿第三定律可知，小物块对轨道的压力大小为FNFN60 N(3)小物块离开D点做平抛运动，设经时间t打在E点，由hgt2得t s

14、设小物块打在E点时速度的水平、竖直分量分别为vx、vy，速度跟竖直方向的夹角为，则：vxv2，vygt又tan，联立解得60答案：(1)4.5 J(2)60 N(3)6010泥石流是在雨季由于暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流泥石流流动的全过程虽然只有很短时间，但由于其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大某课题小组对泥石流的威力进行了模拟研究，他们设计了如图甲所示的模型：在水平地面上放置一个质量为m4 kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力F随位移变化规律如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数为0.5，g10 m/s2.则：(1)物体在运动过程中的最大加速度为多少？(2)在距出发点多远处，物体的速度达到最大？(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少？解析：(1)当推力F最大时，加速度最大，由牛顿第二定律，得：Fmmgmam解得：am15 m/s2(2)由图象可知：F随x变化的函数方程为：F8020x(N)速度最大时，合力为0，即Fmg所以x3 m.(3)位移最大时，末速度一定为0由动能定理可得：WFmgx00由图象可知，力F做的功为WFFmxm804 J160 J.所以x08 m.答案：(1)15 m/s2(2)3 m(3)8 m