2013高考物理一轮复习单元测试-第五章机械能及其守恒定律

1、3.2013 届高考一轮物理复习（人教版）：第五章 机械能及其守恒定律时间 90 分钟满分 100 分一、选择题（本题包括 10 小题，共 40 分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个正确选项，有的有多个正确选项，全部选对的得4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0分）1.如图所示，物体A的质量为m置于水平地面上，A的上端连一轻弹簧，原长为L,劲 度系数为k，现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，使B点上移距离为L,此时物体A也已 经离开地面，则下列论述中正确的是（ ）A. 提弹簧的力对系统做功为mgLB. 物体A的重力势能增加mgLC. 系统增加的机械能小于mgLD. 以上说法都不正确解

2、析由于将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，可知提弹簧的力是不断增大的，最后等 于A物体的重力，因此提弹簧的力对系统做功应小于mgLA 选项错误系统增加的机械能等于提弹簧的力对系统做的功，C 选项正确.由于弹簧的伸长，物体升高的高度小于L,所以 B 选项错误.答案 C2. （2012 上海金山高三期末）一木块沿粗糙斜面匀速下滑的过程中（）A. 木块的机械能守恒B. 木块的动能转化为重力势能C. 木块的重力势能转化为动能D. 木块减小的机械能转化为内能解析 木块匀速下滑，动能不变，重力势能减少，转化为内能，机械能不守恒.答案 D光滑水平地面上叠放着两个物体A和B,如图所示.水平拉力F作用在物体B上，使

3、A B两物体从静止出发一起运动经过时间t，撤去拉力F,再经过时间t，物体A B的动能 分别设为E和曰，在运动过程中A B始终保持相对静止以下有几个说法：H+压等于拉力F做的功H+压小于拉力F做的功E等于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功E大于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功其中正确的是（)A.B .C.D.解析 由于AB始终相对静止，故AB之间没有相对运动，没有摩擦生热，所以拉力F做的功全部转化为AB勺动能物体A获得的能量是在AB加速过程中静摩擦力对A所做的功，故选项A是正确的.答案 A4.将一小球竖直上抛，经过一段时间后落回原处.小球上升阶段的速度一时间图线如图所 示，设空气阻力大小恒定，则下

4、列说法中正确的是（）A. 初速度和末速度大小相等B. 上升过程中和下降过程中重力的平均功率大小相等C. 上升过程中和下降过程中机械能变化量相等D.t= 4 s 时小球落回抛出点解析 上升过程和下降过程， 空气阻力均做负功， 小球动能减小，所以末速度小于初速 度；由于空气阻力的作用，小球的加速度减小，下降过程比上升过程经历的时间长，故重力 的平均功率大小不相等； 由于上升过程和下降过程空气阻力做功相等，所以上升和下降过程 机械能变化量相等.答案 C5.质量为m的汽车在平直的公路上行驶，某时刻速度为vo,从该时刻起汽车开始加速, 经过时间t前进的距离为s，此时速度达到最大值vm，设在加速过程中发动

5、机的功率恒为B.F”vmt答案 ABD因为P=Fv,而物体匀速运动时牵引力2 2 2m坏mvomm=F所以W= F.vmt, B 项正确；根据动能定理W亿s= T ，所以w= F,s+ 2 2，D 项正确.6.电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的优点，而且它的能源利用率也很高.下 表列出了某品牌电动自行车的主要技术数据.一质量M= 70 kg的人骑此电动自行车在额定2状态下以 6 m/s 的速度行驶，（取g= 10 m/s，不计电动车自身机械损耗）则此时（）规格后轮驱动直流永磁电动机车型电动自行车额定输出功率110 W整车质量30 kg额定电压36 V最大载重120 kg额定电流3.5 AA

6、.电动机输入功率是 126 WB.电动机的输入功率是110 WC.电动车获得的牵引力是18.3 ND.电动车获得的牵引力是21 N答案 ACP=UI= 36X3.5 W = 126 W, A 项正确；电动机的额定输出功P110率P=Fv= 110 W，故电动机获得的牵引力F=v= 6N= 18.3 N，C 项正确.7.一带电小球在空中由a点运动到b点的过程中，受重力、电场力和空气阻力三个力作用，若重力势能增加3 J，机械能增加 0.5 J，电场力做功 1 J，则小球（）A. 克服重力做功为 3 JB. 电势能增加 1 JC. 克服空气阻力做功 0.5 JD. 动能减少 2.5 J答案 ACD解

7、析 克服重力做的功等于重力势能的增加量，A 正确；电场力做正功 1 J，说明电势C. F“sD. mVm/2 +F.smV/2P,汽车所受阻力恒为F则这段时间内牵引力所做的功为（A. Pt解析 由功率的2mv解析电动机的输入功率能减小 1 J，B 错；机械能增加量等于电场力和空气阻力做功之和，机械能增加0.5 J，而 电场力做功 1 J,所以空气阻力做功W=0.5 J, C 正确；根据动能定理，合力做的功等于 物体动能的增量W=WG+W+ W&=- 3 J+ ( 0.5 J) + 1 J=- 2.5 J,合力做负功，所以动 能减少 2.5 J , D 正确.&在建国 60 周年的国庆阅兵式上，

8、我国展示的自主研制的第三代战机“枭龙”弓I起了西方各国的注意，这种飞机以速度快、灵活性好、声音小等优点达到了世界的先进水平在某次军演中，质量为m的飞行员驾驶着质量为m的第三代战机“枭龙”在竖直平面内完成了一个半径为R的圆周运动的特技动作，在轨道最低点时飞行员对座椅的压力为4mg飞机爬升到轨道最高点时飞行员对座椅恰好无压力.以下关于飞机爬升阶段的说法中正确的是( )A.飞机和飞行员系统的机械能守恒b.合外力对飞机和飞行员系统做功为(m+mgRc.牵引力和摩擦力对飞机和飞行员系统做功为(m+mgRD.除重力以外的其他力对飞机和飞行员系统做功为(m+mgR解析 飞机和飞行员受重力、牵引力、空气浮力、

9、摩擦力作用，飞机和飞行员系统的机2V1械能不守恒，A 错误；在最低点对飞行员，由F-mg= mR,得vi= . 3Rg；在最高点的速度为V2=Rg除重力以外的其他力对飞机和飞行员系统做的功等于飞机和飞行员系统机械能1 1的增量E=Ea-E1= 2(m+v2+ (m+n)g2R-2(m+v1= (m+n)gR,B、C 错误，D 正确.答案 D9. (2011 海南单科)一质量为 1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从t= 0 时起，第 1秒内受到 2 N 的水平外力作用，第 2 秒内受到同方向的 1N 的外力作用.下列判断正确的是 ( )9A. 02 s 内外力的平均功率是 4 W5B. 第 2

10、 秒内外力所做的功是 4 JC. 第 2 秒末外力的瞬时功率最大4D. 第 1 秒内与第 2 秒内质点动能增加量的比值是 5解析 由题意知质点所受的水平外力即为合力，则知质点在这2 秒内的加速度分别为2 2a1= 2 m/s、a2= 1 m/s，则质点在第 1 s 末与第 2 s 末的速度分别为V1= 2 m/s、V2= 3 m/s,1 1 1每一秒内质点动能的增加量分别为Ek1= 2mV= 2 J、Ek2= 2mV-2mV= 2.5 J, D 正确.再1由动能定理可知第 2 s 内与 02 s 内外力所做功分别为W= Ek2= 2.5 J、W=?mV 0 = 4.5W W+W9J,则在 02

11、 s 内外力的平均功率P= f = 2 = 4 W,A 正确，B 错误；由动能定理知，第W41 s 内与第 2 s 内质点增加量之比等于W= 5，D 正确.由P=Fv知，第 1 s 末外力瞬时功率为p=FiVi= 2X2 W= 4 W,第 2 s 末P2=F2V2= 1X3 W= 3 W, C 错误.答案 AD10.（2011 山东理综）如图所示，将小球a从地面以初速度vo竖直上抛的同时，将另一相h同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在 2 处相遇（不计空气阻力）则（）A.两球同时落地B.相遇时两球速度大小相等C.从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量D.相遇后的任意时

12、刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等1 1解析 设两球释放后经过时间t相遇，因它们的位移大小相等，故有V0t 2gt2=gt2,得V0=gt，这表明相遇时a球的速度为零，根据竖直上抛运动的对称性可知a球从抛出至落地时间为 2t，而b球的落地时间小于 2t，选项 A、B 错误；从开始到相遇，球a的机械能守 恒，球a的动能减小量等于mgh2 ；球b的机械能守恒，球b的动能增加量等于mgh2，选 项 C 正确；相遇后的任意时刻，a、b球的速度均不等，重力大小相同，所以重力的功率不 等，选项 D 错误.答案 C二、实验题（本题包括 2 小题，共 15 分）11.（7 分）（2012 安徽皖南月考

13、）某同学在应用打点计时器做验证机械能守恒定律实验 中，获取了一根纸带如图甲所示，但测量发现0、1 两点距离远大于 2 mm 且 0、1 和 1、2间有点漏打或没有显示出来，而其他所有点都是清晰完整的，现在该同学用刻度尺分别量出2、3、4、5、6、7 六个点到 0 点的长度hi（i= 2,3，”，7），再分别计算得到 3、4、5、6四个点的速度Vi和v2（i= 3,4,5,6），已知打点计时器打点周期为T.*01234567（1）_该同学求 6 号点速度的计算式是V6=.（2）该同学将计算得到的四组（h,vf）数据在v2h坐标系中找到对应的坐标点，将四个点连接起来得到如图乙所示的直线，请你回答：

14、 接下来他是否能够判断重锤下落过程机械能 守恒？（说明理由）解析（1）根据“做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于这段时间的中S57间时刻的瞬时速度”可知，第 6 号点的速度等于 5、7 两点之间的平均速度，即V6=V57= fT h7h5=2T.（2）从 0 点到任意i点，在这个过程中，根据机械能守恒定律有1 1fmV= 2mV+mgh化简后得vf=v2+ 2gh由此可见，v2与hi的关系是一次函数，在v2hi图像上图线是一条直线，斜率为2g.因此，只要在直线上取相对较远的两点，计算出直线的斜率，再与2g进行比较，在实验误差范围内相等即可.h7h5答案（1）（2）能够.V2与hi的

15、关系是一次函数， 在v2hi图上图像为一条直线，斜率为 2g.因此，只要在直线上取相对较远的两点，计算出直线的斜率，再与2g进行比较，在实验误差范围内相等即可.12. （8 分）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 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、小木块、细砂.当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小砂桶时，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：（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砂和砂桶的总重力大小基本相等，砂和砂桶的总质量应满足的实验条件是_ ，实验

16、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往砂桶中装入适量的细砂，用天平称出此时砂和砂桶的总质量m让砂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vi与V2（vil(1 cos37)由圆周运动知识，在最低点时,F向=FT(mg qE) =m49联立以上各式，解得：FT=20mg16.答案3mg4q4920mg(13 分)如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为 2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹

17、簧投饵时，每次总将弹簧长度压缩到 端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去设质量为 管壁的作用力恰好为零.不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，改变弹簧的弹性势能.已知重力加速度为g.求：(1) 质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小vi；(2) 弹簧压缩到 0.5R时的弹性势能丘；(3)已知地面与水面相距 1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线0O在 90角的范围内2来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在3m和m之间变化，且均能落到水面持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？解析(1)质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供，则mVmg=R 由式解得V1=_ gR(2) 弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有1E)=mg1.5R+ 旳 + 2mV由式解得E)=3mg(3) 不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼饵离开管口C后做平抛运动，设经过t时间落到水面上，离0