骄子之路2016届高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律阶段综合测评

1、阶段综合测评五机械能及其守恒定律(时间：90分钟满分：100分)温馨提示：1.第卷答案写在答题卡上，第卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己第卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分有的小题给出的四个选项中只有一个选项正确；有的小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选或不答得0分)1(2015届湖南省益阳市阵营中学高三月考)放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在06 s内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象分别如图甲

2、、乙所示，则物体的质量为(g取10 m/s2)()A. kgB. kgC. kgD. kg解析：根据v t图象可知物体在02 s内的加速度a3 m/s2，故在02 s内有Ffma，所以在26 s内拉力的功率PFvf610 W，故有物体所受的阻力f N，而在02 s内有Ffma，所以在t2 s时拉力的功率P(fma)v630 W，解得物体的质量m kg，故选项B正确答案：B2(2015届湖北省教学合作高三月考)如图所示，小物体A沿高为h、倾角为的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端，而相同的物体B以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛，则()A两物体落地时速率相同B从开始运动至落地过程中，重力对它们

3、做功相同C两物体落地时，重力的瞬时功率相同D从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率相同解析：两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒可知两物体落地时速率相同，故选项A正确；重力做功只与初末位置有关，物体的起点和终点一样，所以重力做的功相同，故选项B正确；两种情况下落地方向不同，根据公式PFvcos，所以瞬时功率不同，所以选项C错误；平均功率等于做功的大小与所用的时间的比值，物体重力做的功相同，但是时间不同，所以平均功率不同，所以选项D错误答案：AB3(2015届江苏省盐城中学高三月考)两木块A、B用一轻弹簧连接，静置于水平地面上，如图(a)所示现用一竖直

4、向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动，如图(b)所示从木块A开始运动到木块B将要离开地面的过程中，下述判断正确的是(设弹簧始终在弹性限度内)()A弹簧的弹性势能一直减小B力F一直增大C木块A的动能和重力势能之和一直增大D两木块A、B和轻弹簧组成的系统的机械能先增大后减小解析：在A上升过程中，弹簧从压缩到伸长，所以弹簧的弹性势能先减小后增大，故选项A错误；最初弹簧被压缩，A物体受到竖直向上的弹力等于重力，由于A物体做匀加速直线运动，对A受力分析，列出牛顿第二定律解出对应的表达式当B物体要离开地面时地面的支持力为零，弹簧对B物体向上的拉力等于B物体的重力，即弹簧对A物体向下的拉力等于

5、B的重力，再列出牛顿第二定律即可解出此所需的拉力F大小得出拉力一直增大，故选项B正确；在上升过程中由于物体A做匀加速运动，所以物体A的速度增大，高度升高，则木块A的动能和重力势能之和增大，故选项C正确；在上升过程中，除重力与弹力做功外，还有拉力做正功，所以两木块A、B和轻弹簧组成的系统的机械能一直增大，故选项D错误答案：BC4(2015届山东师大附中高三模拟)如图所示，质量为M，长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是()A此

6、时物块的动能为F(xL)B此时小车的动能为fxC这一过程中，物块和小车增加的机械能为FxfLD这一过程中，因摩擦而产生的热量为fL解析：对物块，由动能定理可知，物块的动能：Ek(Ff)(xL)，故选项A错误；对小车，由动能定理可得，小车的动能为fx，故选项B正确；由能量守恒定律可知，物块和小车增加的机械能为F(xL)fL，故选项C错误；系统产生的内能等于系统克服滑动摩擦力做功，这一过程中，小物块和小车产生的内能为fL，故选项D正确答案：BD5(2015届温州市十校联合体联考)如图所示，一小球从斜轨道的某高处由静止滑下，然后沿竖直光滑轨道的内侧运动已知圆轨道的半径为R，忽略一切摩擦阻力则下列说法

7、正确的是()A在轨道最低点、最高点，轨道对小球作用力的方向是相同的B小球的初位置比圆轨道最低点高出2R时，小球能通过圆轨道的最高点C小球的初位置比圆轨道最低点高出0.5R时，小球在运动过程中能不脱离轨道D小球的初位置只有比圆轨道最低点高出2.5R时，小球在运动过程中才能不脱离轨道解析：设小球的初位置比轨道最低点高h，从初位置到圆轨道最高点，根据动能定理有mghmv20，而要通过圆周运动最高点，速度v，代入可得h2.5R，即初位置要比圆轨道最低点高出2.5R时小球才能通过最高点，选项B错误；小球沿圆轨道内侧运动，最低点弹力向上最高点弹力向下，选项A错误；小球在运动过程中能不脱离轨道有两种办法，一

8、种是通过最高点即比最低点高出2.5R的初位置释放，另一种是小球沿圆轨道上滑的高度小于半径R，根据动能定理即hR，此时小球上滑速度减小到0后又返回，所以选项C正确，选项D错误答案：C6(2015届江西省新余一中高三二模)一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B.支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示开始时OA边处于水平位置，由静止释放，则()AA球的最大速度为2BA球速度最大时，B球的重力势能最小CA球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45DA，B两球的最大速度之比 vavb12解析：当OA与竖直方向夹角为时，由机械能守恒得mg

9、2lcos2mgl(1sin)mv2mv，且有vA2vB，联立解得vgl(sincos)gl，由数学知识可知，当45时(sincos)有最大值，且A球的最大速度vA ，所以选项A错误，选项C正确；两球的角速度相同，线速度之比vAvB2ll21，故选项D错误；A球速度最大时，B球速度也最大，系统的动能最大，则此时A、B两球的重力势能之和最小，并不是B球的重力势能最小，故选项B错误答案：C7(2015届江西省南昌市三校联考)在倾角为的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之

10、向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A沿斜面运动的距离为d，速度为v，此时()A拉力F做功等于A动能的增加量B物块B满足m2gsinkdC物块A的加速度为D弹簧弹性势能的增加量为Fdm1gdsinm1v2解析：物体A在拉力、重力、弹簧弹力作用下向上运动，根据动能定理可知，合外力做功等于物体动能的增加量，故选项A错；初始状态，弹簧处于压缩状态，对物块A分析可得压缩量x1，末状态，B刚要离开挡板，分析B可得x2，A的运动距离dx1x2.对物块B，m2gsinkx2kd，选项B错误；对物块A分析，则有Fm1gsinkx2m1a，整理得a，选项C正确；对A和弹簧组成的系统，则有Fdm1gsindE

11、pm1v2，整理得EpFdm1gsindm1v2，选项D正确答案：CD8(2015届吉林市普通高中高三月考)如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30的固定斜面，其运动的加速度为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()A重力势能增加了mghB动能损失了mghC克服摩擦力做功mghD机械能损失了mgh解析：物体上升的最大高度为h，则物体增加的重力势能为mgh，故选项A正确；物体上升过程中其加速度ag，由牛顿第二定律有mgsin30fma，解得fmg，物体上升到最高点过程中，克服合外力做功Wmghfmgh，由动能定理可知其动能损失Ekmgh，故选项B错

12、误；克服摩擦力做功Wffmgh，选项C错误；由功能关系可知，损失机械能等于克服摩擦力做功，故选项D正确答案：AD9(2015届湖北省孝感市高三月考)如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动设某时刻物块A运动的速度大小为vA，小球B运动的速度大小为vB，轻绳与杆的夹角为.则()AvAvBcosBvBvAcosC小球B减小的势能等于物块A增加的动能D当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大解析：根据运动的合成与分解，将A的速度分解为沿绳方向和垂直绳方向的两个分速度，如图所示，则有v

13、AcosvB，故选项B正确，选项A错误；由机械能守恒定律可知，小球B减少的重力势能等于小球A、B增加的动能与小球A增加的重力势能之和，故选项C错误；小球A上升到与滑轮等高的过程中，绳的拉力始终对小球做正功，其机械能增加，故选项D正确答案：BD10(2015届武汉市三十九中高三月考)如图所示，2013年2月15日，一颗陨星坠落俄罗斯中西部地区，造成数百人受伤在影响最严重的车里雅宾斯克州，爆炸造成玻璃窗破碎和人员受伤忽略陨星的质量变化，在陨星靠近地球的过程中， 下列说法正确的是()A陨星的重力势能随时间增加均匀减小B陨星与地球组成的系统机械能不守恒C陨星减少的重力势能等于陨星增加的内能D陨星的机械

14、能不断减小解析：因为陨石在下落过程中并不是做的匀速直线运动，所以下落的高度不是均匀减小的，故陨星的重力势能随时间增加不均匀减小，选项A错误；由于摩擦力的存在，系统的机械能不守恒，选项B正确；根据功能关系可得陨石减小的重力势能，转化为动能和内能，选项C错误；由于一部分能量转化为内能，所以机械能减小，选项D正确答案：BD第卷(非选择题，共60分)二、实验题(本题共2小题，共15分)11(6分)(2015届武汉市三十九中高三月考)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为U、频率为f的交流电源上，从实验打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、

15、E，测出A点与起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：(1)从起点O开始到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量Ep_，重锤动能的增加量Ek_.(2)根据题设条件，还可利用重锤下落求出当地的重力加速度_，经过计算可知，测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原因是：_.解析：(1)从起点O开始到打下C点，重锤重力势能的减少量Epmg(s0s1)，打下C点的重锤的速度vC，故重锤增加的动能Ekmv.(2)根据s2s1gT2，得g，测得重力加速度小于当地重力加速度，主要原因是纸带与限位孔之间摩擦力的作用答案：(1)mg(

16、s0s1)(2)gf2纸带与限位孔之间摩擦力(或答纸带与其它部分的阻力或摩擦阻力)的作用12(9分)(2014届江门市高考模拟考试)用如图(a)所示的仪器探究做功与速度变化的关系实验步骤如下：(1)将木板固定有打点计时器的一端垫起适当高度，消除摩擦力的影响；小车钩住一条橡皮筋，往后拉至某个位置，记录小车的位置；先_，后_，小车拖动纸带，打点计时器打下一系列点，断开电源；改用同样的橡皮筋2条、3条重复、的实验操作，每次操作一定要将小车_(2)打点计时器所接交流电的频率为50 Hz，下图所示是四次实验打出的纸带(3)根据纸带，完成尚未填入的数据.次数1234橡皮筋做的功W2W3W4Wv(m/s)1

17、.001.422.00v2(m2/s2)1.002.014.00从表中数据可得出什么样的结论？_.解析：(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再释放小车，且每次操作一定要将小车从相同的位置释放(3)根据v m/s1.73 m/sv21.7322.99.答案：(1)接通电源释放小车从相同位置释放(3)1.732.99橡皮筋做的功与速度的平方成正比三、计算题(本题共3小题，共45分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)13(12分)(2015届江西省新余一中高三二模)如图，竖直放置的斜面AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD

18、的B端相切，圆弧半径为R，圆心与A、D在同一水平面上，COB，现有一个质量为m的小物体从斜面上的A点无初速滑下，已知小物体与斜面间的动摩擦因数为.求：(1)小物体在斜面上能够通过的路程；(2)小物体通过C点时，对C点的最大压力和最小压力解析：(1)如图，小物体最终将在以过圆心的半径两侧范围内运动，由动能定理得mgRcosfs0，又fmgcos，解得：sR/.(2)小物体第一次到达最低点时对C点的压力最大：Nmmgmv2/R由动能定理得：mgRmgcosmv2/2，Rcot解得：Nmmg(32coscot)当小物体最后在BCD(D在C点左侧与B等高)圆弧上运动时，通过C点时对轨道压力最小Nnmg

19、mv2/R，mgR(1cos)mv2/2解得：Nnmg(32cos)答案：(1)(2)mg(32coscot)mg(32cos)14(15分)(2015届山东省实验中学高三月考)如图所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为R0.2 m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径)，轨道底端D点与粗糙的水平地面相切现有一辆质量为m1 kg的玩具小车以恒定的功率从E点由静止开始行驶，经过一段时间t4 s后，出现了故障，发动机自动关闭，小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道，从轨道的最高点飞出后，恰好垂直撞在固定斜面B上的C点，C点与下半圆的圆心O等高

20、已知小车与地面之间的动摩擦因数为0.1，ED之间的距离为x010 m，斜面的倾角为30.求：(g10 m/s2)(1)小车到达C点时的速度大小为多少？(2)在A点小车对轨道的压力大小是多少，方向如何？(3)小车的恒定功率是多少？解析：(1)把C点的速度分解为水平方向的vA和竖直方向的vy，有：v2g3RvC解得vC4 m/s.(2)由(1)知小车在A点的速度大小vA2 m/s因为vA，对外轨有压力，轨道对小车的作用力向下mgFNm解得FN10 N根据牛顿第三定律得，小车对轨道的压力大小FNFN10 N，方向竖直向上(3)从E到A的过程中，由动能定理：Ptmgx0mg4Rmv解得P5 W.答案：(1)4 m/s(2)10 N，方向竖直向上(3)5 W15(18分)