（新课标）高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律综合能力测试.doc

机械能及其守恒定律时间：60分钟分值：100分一、单项选择题(每小题6分，共30分)1如图所示，三个固定的斜面，底边长度都相等，斜面倾角分别为30、45、60，斜面的表面情况都一样完全相同的物体(可视为质点)a、b、c分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中()a.物体a克服摩擦力做的功最多b物体b克服摩擦力做的功最多c物体c克服摩擦力做的功最多d三个物体克服摩擦力做的功一样多解析：因为三个固定斜面的表面情况一样，a、b、c又是完全相同的三个物体，因此a、b、c与斜面之间的动摩擦因数相同可设为，由功的定义：wfffsmgscosmgd，三个固定斜面底边长度d都相等，所以摩擦力对三个物体做的功相等，都为mgd.答案：d2(2016广东六校联考)如图所示，在竖直平面内有一“v”形槽，其底部bc是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽相切，相切处b、c位于同一水平面上一小物体从右侧斜槽上距bc平面高度为2h的a处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽，最高能到达距bc所在水平面高度为h的d处，接着小物体再向下滑回，若不考虑空气阻力，则()a小物体恰好滑回到b处时速度为零b小物体尚未滑回到b处时速度已变为零c小物体能滑回到b处之上，但最高点要比d处低d小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点解析：小物体从a处运动到d处的过程中，克服摩擦力所做的功为wf1mgh，小物体从d处开始运动的过程，因为速度较小，小物体对圆弧槽的压力较小，所以克服摩擦力所做的功wf2mgh，所以小物体能滑回到b处之上，但最高点要比d处低，c正确，a、b错误；因为小物体与圆弧槽间的动摩擦因数未知，所以小物体可能停在圆弧槽上的任何地方，d错误答案：c3在地面上将一小球竖直向上抛出，上升一定高度后再落回原处，若不计阻力，以向上为正方向，则下述图象能正确反映位移时间，速度时间、加速度时间、重力势能高度(取小球在抛出点的重力势能为零)的是()解析：小球竖直向上抛出，不计阻力，以向上为正方向，可得ag，可知选项c正确；位移时间关系式为xv0tgt2，可知选项a错误；速度时间关系式为vv0gt，可知选项b错误；重力势能高度关系式为epmgh，可知选项d错误答案：c4(2016合肥质检)如图所示，水平传送带保持2 m/s的速度运动，一质量为1 kg的物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，现将该物体无初速度地放到传送带上的a点，然后运动到了距a点2 m的b点，则传送带对该物体做的功为()a0.5 j b2 jc2.5 j d4 j解析：由题意知，物体的加速度ag2 m/s2.物体在传送带上匀加速运动的位移x1 m，又因为xab2 m，所以物体先做匀加速运动后做匀速运动，由动能定理知传送带对物体做功wmv22 j，b正确答案：b5用长度为l的细绳悬挂一个质量为m的小球，将小球移至和悬点等高的位置使绳自然伸直放手后小球在竖直平面内做圆周运动，小球在最低点的势能取作零，则小球运动过程中第一次动能和势能相等时重力的瞬时功率为()amg b.mgc.mg d.mg解析：设第一次小球动能与势能相等时的速度大小为v，此时小球下降的高度为，由机械能守恒定律得mglmv2ep，epmv2，解得v，此时v与水平方向夹角为60，故pmgvsin60mg，c正确答案：c二、多项选择题(每小题8分，共24分)6.在空中某一位置，以大小为v0的速度水平抛出一质量为m的物体，经时间t物体下落一段距离后，其速度大小仍为v0，但方向与初速度相反，如图所示，则下列说法中正确的是()a风力对物体做功为零 b风力对物体做负功c物体机械能减少mg2t2 d物体的动能变化为mv解析：由题意知物体的动能不变，d错误；物体下落高度hgt2，重力做功wgmghmg2t2，由动能定理知物体克服风力做的功与重力做功相同，故a错，b正确；根据功能关系知，物体机械能减少量等于克服风力做的功mg2t2，c正确答案：bc7.如图所示轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成的，一个小滑块从距轨道最低点b为h高度的a处由静止开始运动，滑块质量为m，不计一切摩擦则()a若滑块能通过圆轨道最高点d，h的最小值为2.5rb若h2r，当滑块到达与圆心等高的c点时，对轨道的压力为3mgc若h2r，滑块会从c、d之间的某个位置离开圆轨道做斜抛运动d若要使滑块能返回到a点，则hr解析：要使滑块能通过最高点d，则应满足mgm，可得v，即若在最高点d时滑块的速度小于，滑块无法达到最高点；若滑块速度大于等于，则可以通过最高点做平抛运动由机械能守恒定律可知，mg(h2r)mv2，解得h2.5r，a正确；若h2r，由a至c过程由机械能守恒可得mg(2rr)mv，在c点，由牛顿第二定律有fnm，解得fn2mg，由牛顿第三定律可知b错误；h2r时小滑块不能通过d点，将在c、d中间某一位置离开圆轨道做斜上抛运动，故c正确；由机械能守恒可知d正确答案：acd8.如图所示，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图斜面与水平轨道oa平滑连接，oa长度为6r.现将六个小球由静止同时释放，小球离开a点后均做平抛运动，不计一切摩擦则在各小球运动过程中，下列说法正确的是()a球1的机械能守恒 b球6在oa段机械能增大c球6的水平射程最小 d六个球落地点各不相同解析：当所有球都在斜面上运动时机械能守恒，当有球在水平面上运动时，后面球要对前面的球做功，前面的小球机械能不守恒，选项a错误；球6在oa段由于球5的推力对其做正功，其机械能增大，选项b正确；由于球6离开a点的速度最小，所以其水平射程最小，选项c正确；当1、2、3小球均在oa段时，三球的速度相同，故从a点抛出后，三球落地点也相同，选项d错误答案：bc三、非选择题(共46分)9.(9分)用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律图乙给出的是实验中获取的一条纸带；0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示已知m150 g、m2150 g，则(g取9.8 m/s2，所有结果均保留三位有效数字)(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5_m/s；(2)在打点05过程中系统动能的增量ek_j，系统势能的减少量ep_j，由此得出的结论是_；(3)若某同学作出v2h图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度g_m/s2.解析：(1)v5 m/s2.40 m/s.(2)在打点05过程中系统动能的增量ek(m1m2)v00.576 j.系统势能的减少量epm2gh05m1gh050.588 j.由此可见，在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒(3)由(m1m2)v2(m2m1)gh得v2h，即图中图线的斜率k.由图可得g2 m/s29.70 m/s2.答案：(1)2.40(2)0.5760.588在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒(3)9.7010.(10分)如图所示，光滑水平面ab与竖直面内的半圆形导轨在b点相切，半圆形导轨的半径为r.一个质量为m的物体将弹簧压缩至a点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当物体经过b点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后物体向上运动恰能到达最高点c.不计空气阻力，试求：(1)物体在a点时弹簧的弹性势能；(2)物体从b点运动至c点的过程中产生的内能解析：(1)设物体在b点时的速度为vb，受到的弹力为fnb，则有fnbmgm其中fnb8mg物体从a点运动到b点的过程中，由能量守恒定律可知epmv解得epmgr.(2)设物体在c点时的速度为vc，由牛顿第二定律得mgm物体从b点运动到c点的过程中，由能量守恒定律得qmv解得qmgr.答案：(1)mgr(2)mgr11(12分)如图所示，有一个可视为质点的质量为m1 kg的小物块从光滑平台上的a点以v02 m/s的初速度水平抛出，到达c点时，小物块恰好沿c点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑到紧靠轨道末端d点的质量m3 kg的长木板上已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数0.3，圆弧轨道的半径为r0.4 m，c点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角60，不计空气阻力，g取10 m/s2.(1)求小物块到达圆弧轨道末端d点时对轨道的压力(2)要使小物块不滑出长木板，木板的长度l至少为多大？解析：(1)小物块在c点时的速度为vc小物块从c到d的过程中，由动能定理得mgr(1cos60)mvmv解得vd2 m/s小物块在d点时，由牛顿第二定律得fnmgm解得fn60 n由牛顿第三定律得fnfn60 n，方向竖直向下(2)设小物块刚滑到木板左端时恰与木板达到共同速度v，小物块在木板上滑行的过程中，小物块与长木板的加速度大小分别为a1ga2则有vvda1ta2t对小物块和木板组成的系统，由能量守恒定律得mglmv(mm)v2解得l2.5 m.答案：(1)60 n，方向竖直向下(2)2.5 m12(15分)如图甲所示为竖直放置的离心轨道，其中圆轨道的半径r0.10 m，在轨道的最低点a和最高点b各安装了一个压力传感器(图中未画出)，小球(可视为质点)从斜轨道的不同高度由静止释放，可测出小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力fa和fb.g取10 m/s2.(1)若不计小球所受的阻力，且小球恰能过b点，求小球通过a点时速度va的大小(2)若不计小球所受的阻力，小球每次都能通过b点，fb随fa变化的图线如图乙中的a所示，求小球的质量m.(3)若小球所受的阻力不可忽略，fb随fa变化的图线如图乙中的b所示，当fb6.0 n时，求小球从a运动到b的过程中损失的机械能解析：(1)设小球通过b时的速度为vb，小球恰能通过b点，根据牛顿第二定律有mgm根据机械能守恒定律有mvmvmg2r联立解得va m/s.(2)根据第(1)问及图线a可知，当小球通过a点时的速度va m/s时，小球对轨道的压力fa16 n设小球通过a点时轨道对小球的支持力为fa2.根据牛