2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機械能及其守恒定律階段綜合測評溫馨提示：1.第卷答案寫在答題卡上，第卷書寫在試卷上；交卷前請核對班級、姓名、考號.2.本場考試時間為90分鐘，注意把握好答題時間.3.認真審題，仔細作答，永遠不要以粗心為借口原諒自己一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分有的小題給出的四個選項中只有一個選項正確；有的小題給出的四個選項中有多個選項正確，全部選對得4分，選對但不全得2分，有錯選或不答得0分)1(xx湖南省益陽市陣營中學(xué)高三月考)放在水平地面上的物體受到水平拉力的作用，在06 s內(nèi)其速度與時間圖象和拉力的功率與時間圖象分別如圖甲、乙所示，則物體的質(zhì)量為(g取10 m/s2)()A. kgB. kgC. kgD. kg解析：根據(jù)v t圖象可知物體在02 s內(nèi)的加速度a3 m/s2，故在02 s內(nèi)有Ffma，所以在26 s內(nèi)拉力的功率PFvf610 W，故有物體所受的阻力f N，而在02 s內(nèi)有Ffma，所以在t2 s時拉力的功率P(fma)v630 W，解得物體的質(zhì)量m kg，故選項B正確答案：B2(xx湖北省教學(xué)合作高三月考)如圖所示，小物體A沿高為h、傾角為的光滑斜面以初速度v0從頂端滑到底端，而相同的物體B以同樣大小的初速度從同等高度豎直上拋，則()A兩物體落地時速率相同B從開始運動至落地過程中，重力對它們做功相同C兩物體落地時，重力的瞬時功率相同D從開始運動至落地過程中，重力對它們做功的平均功率相同解析：兩個小球在運動的過程中都是只有重力做功，機械能守恒，所以根據(jù)機械能守恒可知兩物體落地時速率相同，故選項A正確；重力做功只與初末位置有關(guān)，物體的起點和終點一樣，所以重力做的功相同，故選項B正確；兩種情況下落地方向不同，根據(jù)公式PFvcos，所以瞬時功率不同，所以選項C錯誤；平均功率等于做功的大小與所用的時間的比值，物體重力做的功相同，但是時間不同，所以平均功率不同，所以選項D錯誤答案：AB3(xx江蘇省鹽城中學(xué)高三月考)兩木塊A、B用一輕彈簧連接，靜置于水平地面上，如圖(a)所示現(xiàn)用一豎直向上的力F拉動木塊A，使木塊A向上做勻加速直線運動，如圖(b)所示從木塊A開始運動到木塊B將要離開地面的過程中，下述判斷正確的是(設(shè)彈簧始終在彈性限度內(nèi))()A彈簧的彈性勢能一直減小B力F一直增大C木塊A的動能和重力勢能之和一直增大D兩木塊A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng)的機械能先增大后減小解析：在A上升過程中，彈簧從壓縮到伸長，所以彈簧的彈性勢能先減小后增大，故選項A錯誤；最初彈簧被壓縮，A物體受到豎直向上的彈力等于重力，由于A物體做勻加速直線運動，對A受力分析，列出牛頓第二定律解出對應(yīng)的表達式當B物體要離開地面時地面的支持力為零，彈簧對B物體向上的拉力等于B物體的重力，即彈簧對A物體向下的拉力等于B的重力，再列出牛頓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，故選項B正確；在上升過程中由于物體A做勻加速運動，所以物體A的速度增大，高度升高，則木塊A的動能和重力勢能之和增大，故選項C正確；在上升過程中，除重力與彈力做功外，還有拉力做正功，所以兩木塊A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng)的機械能一直增大，故選項D錯誤答案：BC4(xx山東師大附中高三模擬)如圖所示，質(zhì)量為M，長度為L的小車靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊，放在小車的最左端，現(xiàn)用一水平力F作用在小物塊上，小物塊與小車之間的摩擦力為f，經(jīng)過一段時間小車運動的位移為x，小物塊剛好滑到小車的右端，則下列說法中正確的是()A此時物塊的動能為F(xL)B此時小車的動能為fxC這一過程中，物塊和小車增加的機械能為FxfLD這一過程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為fL解析：對物塊，由動能定理可知，物塊的動能：Ek(Ff)(xL)，故選項A錯誤；對小車，由動能定理可得，小車的動能為fx，故選項B正確；由能量守恒定律可知，物塊和小車增加的機械能為F(xL)fL，故選項C錯誤；系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)克服滑動摩擦力做功，這一過程中，小物塊和小車產(chǎn)生的內(nèi)能為fL，故選項D正確答案：BD5(xx溫州市十校聯(lián)合體聯(lián)考)如圖所示，一小球從斜軌道的某高處由靜止滑下，然后沿豎直光滑軌道的內(nèi)側(cè)運動已知圓軌道的半徑為R，忽略一切摩擦阻力則下列說法正確的是()A在軌道最低點、最高點，軌道對小球作用力的方向是相同的B小球的初位置比圓軌道最低點高出2R時，小球能通過圓軌道的最高點C小球的初位置比圓軌道最低點高出0.5R時，小球在運動過程中能不脫離軌道D小球的初位置只有比圓軌道最低點高出2.5R時，小球在運動過程中才能不脫離軌道解析：設(shè)小球的初位置比軌道最低點高h，從初位置到圓軌道最高點，根據(jù)動能定理有mghmv20，而要通過圓周運動最高點，速度v，代入可得h2.5R，即初位置要比圓軌道最低點高出2.5R時小球才能通過最高點，選項B錯誤；小球沿圓軌道內(nèi)側(cè)運動，最低點彈力向上最高點彈力向下，選項A錯誤；小球在運動過程中能不脫離軌道有兩種辦法，一種是通過最高點即比最低點高出2.5R的初位置釋放，另一種是小球沿圓軌道上滑的高度小于半徑R，根據(jù)動能定理即hR，此時小球上滑速度減小到0后又返回，所以選項C正確，選項D錯誤答案：C6(xx江西省新余一中高三二模)一質(zhì)量不計的直角形支架兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的小球A和B.支架的兩直角邊長度分別為2l和l，支架可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動，如圖所示開始時OA邊處于水平位置，由靜止釋放，則()AA球的最大速度為2BA球速度最大時，B球的重力勢能最小CA球速度最大時，兩直角邊與豎直方向的夾角為45DA，B兩球的最大速度之比 vavb12解析：當OA與豎直方向夾角為時，由機械能守恒得mg2lcos2mgl(1sin)mv2mv，且有vA2vB，聯(lián)立解得vgl(sincos)gl，由數(shù)學(xué)知識可知，當45時(sincos)有最大值，且A球的最大速度vA ，所以選項A錯誤，選項C正確；兩球的角速度相同，線速度之比vAvB2ll21，故選項D錯誤；A球速度最大時，B球速度也最大，系統(tǒng)的動能最大，則此時A、B兩球的重力勢能之和最小，并不是B球的重力勢能最小，故選項B錯誤答案：C7(xx江西省南昌市三校聯(lián)考)在傾角為的固定光滑斜面上有兩個用輕彈簧相連接的物塊A、B，它們的質(zhì)量分別為m1、m2，彈簧勁度系數(shù)為k，C為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)現(xiàn)用一平行于斜面向上的恒力F拉物塊A使之向上運動，當物塊B剛要離開擋板C時，物塊A沿斜面運動的距離為d，速度為v，此時()A拉力F做功等于A動能的增加量B物塊B滿足m2gsinkdC物塊A的加速度為D彈簧彈性勢能的增加量為Fdm1gdsinm1v2解析：物體A在拉力、重力、彈簧彈力作用下向上運動，根據(jù)動能定理可知，合外力做功等于物體動能的增加量，故選項A錯；初始狀態(tài)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，對物塊A分析可得壓縮量x1，末狀態(tài)，B剛要離開擋板，分析B可得x2，A的運動距離dx1x2.對物塊B，m2gsinkx2kd，選項B錯誤；對物塊A分析，則有Fm1gsinkx2m1a，整理得a，選項C正確；對A和彈簧組成的系統(tǒng)，則有Fdm1gsindEpm1v2，整理得EpFdm1gsindm1v2，選項D正確答案：CD8(xx吉林市普通高中高三月考)如圖所示，質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點)以某一速度從A點沖上傾角為30的固定斜面，其運動的加速度為g，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個過程中物體()A重力勢能增加了mghB動能損失了mghC克服摩擦力做功mghD機械能損失了mgh解析：物體上升的最大高度為h，則物體增加的重力勢能為mgh，故選項A正確；物體上升過程中其加速度ag，由牛頓第二定律有mgsin30fma，解得fmg，物體上升到最高點過程中，克服合外力做功Wmghfmgh，由動能定理可知其動能損失Ekmgh，故選項B錯誤；克服摩擦力做功Wffmgh，選項C錯誤；由功能關(guān)系可知，損失機械能等于克服摩擦力做功，故選項D正確答案：AD9(xx湖北省孝感市高三月考)如圖所示，一輕繩通過無摩擦的小定滑輪O與小球B連接，另一端與套在光滑豎直桿上的小物塊A連接，桿兩端固定且足夠長，物塊A由靜止從圖示位置釋放后，先沿桿向上運動設(shè)某時刻物塊A運動的速度大小為vA，小球B運動的速度大小為vB，輕繩與桿的夾角為.則()AvAvBcosBvBvAcosC小球B減小的勢能等于物塊A增加的動能D當物塊A上升到與滑輪等高時，它的機械能最大解析：根據(jù)運動的合成與分解，將A的速度分解為沿繩方向和垂直繩方向的兩個分速度，如圖所示，則有vAcosvB，故選項B正確，選項A錯誤；由機械能守恒定律可知，小球B減少的重力勢能等于小球A、B增加的動能與小球A增加的重力勢能之和，故選項C錯誤；小球A上升到與滑輪等高的過程中，繩的拉力始終對小球做正功，其機械能增加，故選項D正確答案：BD10(xx武漢市三十九中高三月考)如圖所示，2013年2月15日，一顆隕星墜落俄羅斯中西部地區(qū)，造成數(shù)百人受傷在影響最嚴重的車里雅賓斯克州，爆炸造成玻璃窗破碎和人員受傷忽略隕星的質(zhì)量變化，在隕星靠近地球的過程中， 下列說法正確的是()A隕星的重力勢能隨時間增加均勻減小B隕星與地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒C隕星減少的重力勢能等于隕星增加的內(nèi)能D隕星的機械能不斷減小解析：因為隕石在下落過程中并不是做的勻速直線運動，所以下落的高度不是均勻減小的，故隕星的重力勢能隨時間增加不均勻減小，選項A錯誤；由于摩擦力的存在，系統(tǒng)的機械能不守恒，選項B正確；根據(jù)功能關(guān)系可得隕石減小的重力勢能，轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能，選項C錯誤；由于一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機械能減小，選項D正確答案：BD第卷(非選擇題，共60分)二、實驗題(本題共2小題，共15分)11(6分)(xx武漢市三十九中高三月考)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器接在電壓為U、頻率為f的交流電源上，從實驗打出的幾條紙帶中選出一條理想紙帶，如圖所示，選取紙帶上打出的連續(xù)5個點A、B、C、D、E，測出A點與起始點O的距離為s0，點A、C間的距離為s1，點C、E間的距離為s2，已知重錘的質(zhì)量為m，當?shù)氐闹亓铀俣葹間，則：(1)從起點O開始到打下C點的過程中，重錘重力勢能的減少量Ep_，重錘動能的增加量Ek_.(2)根據(jù)題設(shè)條件，還可利用重錘下落求出當?shù)氐闹亓铀俣萠，經(jīng)過計算可知，測量值比當?shù)刂亓铀俣鹊恼鎸嵵狄。渲饕蚴牵篲.解析：(1)從起點O開始到打下C點，重錘重力勢能的減少量Epmg(s0s1)，打下C點的重錘的速度vC，故重錘增加的動能Ekmv.(2)根據(jù)s2s1gT2，得g，測得重力加速度小于當?shù)刂亓铀俣?，主要原因是紙帶與限位孔之間摩擦力的作用答案：(1)mg(s0s1)(2)gf2紙帶與限位孔之間摩擦力(或答紙帶與其它部分的阻力或摩擦阻力)的作用12(9分)(xx江門市高考模擬考試)用如圖(a)所示的儀器探究做功與速度變化的關(guān)系實驗步驟如下：(1)將木板固定有打點計時器的一端墊起適當高度，消除摩擦力的影響；小車鉤住一條橡皮筋，往后拉至某個位置，記錄小車的位置；先_，后_，小車拖動紙帶，打點計時器打下一系列點，斷開電源；改用同樣的橡皮筋2條、3條重復(fù)、的實驗操作，每次操作一定要將小車_(2)打點計時器所接交流電的頻率為50 Hz，下圖所示是四次實驗打出的紙帶(3)根據(jù)紙帶，完成尚未填入的數(shù)據(jù).次數(shù)1234橡皮筋做的功W2W3W4Wv(m/s)1.001.422.00v2(m2/s2)1.002.014.00從表中數(shù)據(jù)可得出什么樣的結(jié)論？_.解析：(1)實驗時應(yīng)先接通打點計時器的電源，再釋放小車，且每次操作一定要將小車從相同的位置釋放(3)根據(jù)v m/s1.73 m/sv21.7322.99.答案：(1)接通電源釋放小車從相同位置釋放(3)1.732.99橡皮筋做的功與速度的平方成正比三、計算題(本題共3小題，共45分，解答時寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確數(shù)值和單位)13(12分)(xx江西省新余一中高三二模)如圖，豎直放置的斜面AB的下端與光滑的圓弧軌道BCD的B端相切，圓弧半徑為R，圓心與A、D在同一水平面上，COB，現(xiàn)有一個質(zhì)量為m的小物體從斜面上的A點無初速滑下，已知小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為.求：(1)小物體在斜面上能夠通過的路程；(2)小物體通過C點時，對C點的最大壓力和最小壓力解析：(1)如圖，小物體最終將在以過圓心的半徑兩側(cè)范圍內(nèi)運動，由動能定理得mgRcosfs0，又fmgcos，解得：sR/.(2)小物體第一次到達最低點時對C點的壓力最大：Nmmgmv2/R由動能定理得：mgRmgcosmv2/2，Rcot解得：Nmmg(32coscot)當小物體最后在BCD(D在C點左側(cè)與B等高)圓弧上運動時，通過C點時對軌道壓力最小Nnmgmv2/R，mgR(1cos)mv2/2解得：Nnmg(32cos)答案：(1)(2)mg(32coscot)mg(32cos)14(15分)(xx山東省實驗中學(xué)高三月考)如圖所示，用內(nèi)壁光滑的薄壁細管彎成的“S”形軌道固定于豎直平面內(nèi)，其彎曲部分是由兩個半徑均為R0.2 m的半圓平滑對接而成(圓的半徑遠大于細管內(nèi)徑)，軌道底端D點與粗糙的水平地面相切現(xiàn)有一輛質(zhì)量為m1 kg的玩具小車以恒定的功率從E點由靜止開始行駛，經(jīng)過一段時間t4 s后，出現(xiàn)了故障，發(fā)動機自動關(guān)閉，小車在水平地面繼續(xù)運動并進入“S”形軌道，從軌道的最高點飛出后，恰好垂直撞在固定斜面B上的C點，C點與下半圓的圓心O等高已知小車與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.1，ED之間的距離為x010 m，斜面的傾角為30.求：(g10 m/s2)(1)小車到達C點時的速度大小為多少？(2)在A點小車對軌道的壓力大小是多少，方向如何？(3)小車的恒定功率是多少？解析：(1)把C點的速度分解為水平方向的vA和豎直方向的vy，有：v2g3RvC解得vC4 m/s.(2)由(1)知小車在A點的速度大小vA2 m/s因為vA，對外軌有壓力，軌道對小車的作用力向下mgFNm解得FN10 N根據(jù)牛頓第三定律得，小車對軌道的壓力大小FNFN10 N，方向豎直向上(3)從E到A的過程中，由動能定理：Ptmgx0mg4Rmv解得P5 W.答案：(1)4 m/s(2)10 N，方向豎直向上(3)5 W15(18分)(xx溫州市十校聯(lián)合體聯(lián)考)如左圖是在阿毛同學(xué)的漫畫中出現(xiàn)的裝置，描述了一個“吃貨”用來做“糖炒栗子”的“萌”事兒：將板栗在地面小平臺上以一定的初速度經(jīng)兩個四分之一圓弧銜接而成的軌道，從最高點P飛出進入炒鍋內(nèi)，利用來回運動使其均勻受熱我們用質(zhì)量為m的小滑塊代替栗子，借這套裝置來研究一些物理問題設(shè)大小兩個四分之一圓弧半徑為2R和R，小平臺和圓弧均光滑將過鍋底的縱截面看作是兩個斜面AB、CD和一段光滑圓弧BC組成，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25，且不隨溫度變化兩斜面傾角均為37，ABCD2R，A、D等高，D端固定一小擋板，碰撞不損失機械能滑塊的運動始終在包括鍋底最低點的豎直平面內(nèi)，重力加速度為g.(1)如果滑塊恰好能經(jīng)P點飛出，為了使滑塊恰好沿AB斜面進入鍋內(nèi)，應(yīng)調(diào)節(jié)鍋底支架高度使斜面的A、D點離地高為多少？(2)接(1)問，試通過計算用文字描述滑塊的運動過程；(3)給滑塊不同的初速度，求其通過最高點P和小圓弧最低點Q時受壓力之差的最小值解析：(1)在P點mg，得vP到達A點時速度方向要沿著AB，vyvPtan所以AD離地高度為h3RR(2)進入A點滑塊的速度為v假設(shè)經(jīng)過一個來回能夠回到A點，設(shè)回來時動能為Ek，Ekmv2mgcos8R0所以滑塊不會滑到A而飛出，最終在BC間來回滑動(3)設(shè)初速度、最高點速度分別為v1，v2由牛頓第二定律，在Q點F1mg，在P點F2mg所以F1F22mg由機械能守恒mvmvmg3R，得vv6gR為定值帶入v2的最小值得壓力差的最小值為9mg.答案：(1)R(2)見解析(3)9mg