高考物理总复习 第五章 机械能章末质量检测-人教版高三全册物理试题.doc

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1、第五章 机械能章末质量检测(五)(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。15题为单项选择题，68题为多项选择题)1.关于力对物体做功，下列说法正确的是()A.滑动摩擦力对物体一定做负功B.合外力对物体不做功，则物体速度一定不变C.作用力与反作用力的功代数和一定为零D.静摩擦力对物体可能做正功解析滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故可能做负功，可能做正功，也可能不做功，故选项A错误；合外力对物体不做功，则物体动能不变，即速度大小一定不变，但速度方向有可能变化，如匀速圆周运动，故选项B错误；作用力

2、与反作用力可能都做正功，也可能一个做正功，一个做负功，也可能一个做功，一个不做功，故作用力与反作用力的功代数和不一定为零，故选项C错误；静摩擦力作用的物体间无相对滑动，但不代表没发生位移，所以可以做正功、负功或不做功，故选项D正确。答案D2.(2017泉州模拟)如图1所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与两斜面间的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部C点时的动能分别为EkA和EkB，在滑行过程中克服摩擦力所做的功分别为WA和WB，则有()图1A.EkAEkB，WAWB B.EkAWBC.EkAEkB，WAWB D.EkAEkB，WAEkB，故选项C正确，A、B、D错误

3、。答案C3.长为L1 m、质量为M1 kg的平板车在粗糙水平地面上以初速度v5 m/s向右运动，同时将一个质量为m2 kg的小物块轻轻放在平板车的最前端，物块和平板车的平板间的动摩擦因数为0.5，由于摩擦力的作用，物块相对平板车向后滑行距离s0.4 m后与平板车相对静止，平板车最终因为地面摩擦而静止，如图2所示，物块从放到平板车上到与平板车一起停止运动，摩擦力对物块做的功为()图2A.0 B.4 J C.6 J D.10 J解析将小物块轻放到平板车上时，由于摩擦力做正功，使小物块加速，到与平板车速度相等时变为静摩擦力，由于地面对平板车的阻力而使平板车和小物块都减速，静摩擦力对小物块做负功，因为

4、小物块初速度为零，最终与平板车一起减速到零，故动能变化量为零，在整个过程中摩擦力对小物块做的功为零，选项A正确。答案A4.一汽车以速度v0在平直路面上匀速行驶，在t0时刻汽车进入一定倾角的上坡路段，设汽车行驶过程中受到的阻力大小不变，发动机的输出功率不变，已知汽车上坡路面足够长。从t0时刻开始，汽车运动的vt图象可能正确的有()解析汽车在平直路面上以速度v0匀速行驶时，设汽车受到的阻力大小为f，汽车的牵引力大小为F，t0时刻汽车上坡，加速度大小a，汽车立即减速，又牵引力F随速度减小而增大，汽车做加速度减小的减速运动，当加速度减小为0时，汽车匀速运动，选项D正确。答案D5.物体放在水平地面上，在

5、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 kg解析匀速运动时拉力等于摩擦力，有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t均匀增大。F1 N7.5 N。F1Ffma，a m/s22 m/s2，可得m2.5 kg。故选项B正确。答案B6.运动员以一定的初速度将冰壶沿水平面推出，由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化图线如图4所示。已知冰壶质量为19 kg，g取10 m/s2

6、，则以下说法正确的是()图4A.0.05B.0.01C.滑行时间t5 sD.滑行时间t10 s解析对冰壶由动能定理得mgx0mv，得0.01，选项A错误，B正确；冰壶运动时有ag0.1 m/s2，由运动学公式xat2得t10 s，选项C错误，D正确。答案BD7.如图5所示，固定斜面AD上有B、C两点，且ABBCCD，小滑块以初动能Ek0从A点出发，沿斜面向上运动。若整个斜面AD光滑，则滑块到达D位置速度恰好为零，而后下滑。若斜面AB部分与滑块间有摩擦力，其余部分BD无摩擦力，则滑块恰好滑到C位置速度为零，然后下滑，那么滑块下滑到()图5A.位置B时的动能为B.位置B时的动能为C.位置A时的动能

7、为D.位置A时的动能为解析设斜面长为3x、高为3h，若斜面光滑，滑块由底端运动到顶端过程中，mg3h0Ek0；若AB部分粗糙，其他部分光滑，滑块由底端A滑到位置C过程中，Ffxmg2h0Ek0，滑块由C滑到B过程中，mghEkB，联立得EkBEk0，滑块由C滑到A过程中，mg2hFfxEkA，联立得EkA，选项A、D正确。答案AD8.如图6甲所示，将一倾角为的光滑斜面体固定在地面上，在斜面的底端固定一轻弹簧，弹簧处于原长时上端位于斜面上的B点。现将一质量为m2 kg的可视为质点的滑块由斜面处的A点静止释放，最终将弹簧压缩到最短(此时弹簧上端位于C点)。已知滑块从释放到将弹簧压缩到最短的过程中，

8、滑块的速度时间图象如图乙所示。其中00.4 s内的图线为直线，其余部分均为曲线，且BC1.2 m。重力加速度g10 m/s2。则下列说法正确的是()图6A.B.滑块在压缩弹簧的过程中机械能先增加后减小C.弹簧储存的最大弹性势能为16 JD.滑块从C点返回到A点的过程中，机械能一直增大解析由题图乙可知，滑块在0.4 s末刚好到达B点，在00.4 s内，滑块做匀加速直线运动，加速度为a m/s25 m/s2，由牛顿第二定律得mgsin ma，解得sin 0.5，则，选项A正确；滑块从B点到C点的运动过程中，除重力做功外，弹簧弹力对滑块做负功，故滑块的机械能一直在减少，选项B错误；对滑块和弹簧组成的

9、系统由机械能守恒定律可得，在C点，弹簧的弹性势能为EpmvmghBC16 J，选项C正确；滑块从C点返回到A点的过程中，开始时弹簧的弹力对滑块做正功，滑块的机械能增加，当滑块离开弹簧后，只有重力对滑块做功，则滑块的机械能守恒，选项D错误。答案AC二、非选择题(本题共4小题，共52分)9.(8分)(2017泰州摸底调研)某活动小组利用图7甲装置“验证机械能守恒定律”。钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h，钢球直径为D，当地重力加速度为g。图7(1)用20分度

10、的游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为D_cm。(2)要验证机械能守恒，只要比较_。A.D2与gh是否相等B.D2与2gh是否相等C.D2与gh是否相等D.D2与2gh是否相等(3)钢球通过光电门的平均速度_(填“”或“”)钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差_(填“能”或“不能”)通过增加实验次数减小。答案(1)1.020(2)D(3)不能10.(10分)(2017郑州模拟)某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图8所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、滑块、细沙。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙

11、桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验。则：图8(1)你认为还需要的实验器材有_。(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是_，实验时首先要做的步骤是_。(3)在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M，往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1v2)。则本实验最终要验证的数学表达式为_(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)。解析(1)实验要验证

12、动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺。(2)沙和沙桶加速下滑，其对细线的拉力小于重力，设拉力为FT，根据牛顿第二定律得，对沙和沙桶，mgFTma，对滑块FTMa，解得FT，故当mM时，有FTmg；实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力。(3)合力做的功为mgL，实验探究合力做的功与动能变化的关系，所以本实验最终要验证的数学表达式为mgLM(vv)。答案(1)刻度尺、天平(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力(3)mgLM(vv)11.(16分)如图9所示，水平面上某点固定一轻质弹簧，A点左侧的水平面光滑，右侧水平面粗糙，在A点右侧5 m远处(B点)竖直放置一半

13、圆形光滑轨道，轨道半径R0.4 m，连接处平滑。现将一质量m0.1 kg的小滑块放在弹簧的右端(不拴接)，用力向左推滑块而压缩弹簧，使弹簧具有的弹性势能为2 J，放手后，滑块被向右弹出，它与A点右侧水平面的动摩擦因数0.2，取g10 m/s2。图9(1)求滑块经过半圆形轨道最低点B处时对轨道的压力；(2)改变半圆形轨道的位置(左右平移)，使得被弹出的滑块到达半圆形轨道最高点C处时对轨道的压力大小等于滑块的重力，问A、B之间的距离应调整为多少？解析(1)对滑块从释放到经过B点的运动过程中，由动能定理得mgxABmvmvEpmv对滑块经过B点时，由牛顿第二定律得FNmgm由解得FN6 N，由牛顿第

14、三定律可知，滑块对轨道的压力大小为6 N，方向竖直向下。(2)对滑块从释放到经过圆周轨道最高点的运动过程中，由动能定理得mgxABmg2Rmvmv对滑块经过C点时，由牛顿第二定律得mgFNm滑块经过轨道最高点C时对轨道的压力可能竖直向下，也可能竖直向上，即轨道对滑块可能是竖直向下的压力，也可能是竖直向上的支持力，代入FNmg或FNmg，解得A、B之间的距离应调整为xAB4 m或xAB6 m。答案(1)6 N方向竖直向下(2)4 m或6 m12.(18分)(2017四川大教育四市联考)如图10所示，平面直角坐标系xOy在竖直面内，x轴在水平面上，抛物线状的支架QOC(方程为yx2)固定在x轴上，

15、其顶点在坐标原点O；半径R2 m 的四分之一光滑圆弧轨道AB固定在抛物线状的支架上合适的P点，其A端在y轴上，A端切线水平；倾角为45的斜面CD，其C端固定在抛物线状的支架的C端，其D端在x轴上。一个小物块从圆弧轨道上某一位置由静止释放，过A点的速度为vA2 m/s，并恰好从C点沿着斜面方向进入斜面。已知小物块与斜面间的动摩擦因数0.5，不计空气阻力，g10 m/s2。求：图10 (1)A点的高度h；(2)小物块在圆弧轨道上释放点位置的纵坐标和横坐标；(3)小物块到达斜面底端时的速度大小。解析(1)从A到C，小物块做平抛运动，设经过的时间为t，C点的坐标为(xC，yC)，小物块在C点竖直方向的

16、速度为vy，则vyvAtan 45，vygt，|xC|vAtC点在yx2上，有yCx，hyCgt2解得vy2 m/s，t s，|xC|2 m，yC4 m，hyC1 m，h5 m(2)设小物块在圆弧轨道上释放点的坐标为(x，y)，过该点的半径与竖直方向成角，小物块质量为m，从释放点到A点运动过程，由动能定理得mg(RRcos )mv由几何关系得xRsin ，yhR(1cos )解得x m，y6 m，即释放点位置的坐标是( m，6 m)(3)设斜面长为L，小物块在C点时的速度为vC，在D点时的速度为vD，有vAvCcos 45，yCLsin 45由动能定理得(mgsin 45mgcos 45)Lmvmv解得vD4 m/s答案(1)5 m(2)6 m m(3)4 m/s9