2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 機(jī)械能及其守恒定律階段考查測試一、選擇題(本大題共8小題，每小題6分，共48分)圖51 1.光滑水平面上固定著一個螺旋形光滑水平軌道，俯視如圖51所示一個小球以一定速度沿軌道切線方向從A處進(jìn)入，沿著軌道運(yùn)動到O處，在此過程中()A軌道對小球不做功，小球的角速度不斷增大B軌道對小球不做功，小球的線速度不斷增大C軌道對小球做正功，小球的角速度不斷增大D軌道對小球做正功，小球的線速度不斷增大解析：小球所受軌道的彈力總垂直于小球所在位置軌道的切線方向，即總垂直于小球的速度方向，因此軌道對小球不做功，小球的線速度大小不變，隨著軌道半徑減小其角速度增大，A正確答案：A圖52 2.xx福建卷如圖52，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦)初始時刻，A、B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊()A速率的變化量不同B機(jī)械能的變化量不同C重力勢能的變化量相同D重力做功的平均功率相同解析：由題意根據(jù)力的平衡有mAgmBgsin，所以mAmBsin.根據(jù)機(jī)械能守恒定律mghmv2，得v，所以兩物塊落地速率相等，選項(xiàng)A錯；因?yàn)閮晌飰K的機(jī)械能守恒，所以兩物塊的機(jī)械能變化量都為零，選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，重力勢能的變化為EpWGmgh，選項(xiàng)C錯誤；因?yàn)锳、B兩物塊都做勻變速運(yùn)動，所以A重力的平均功率為AmAg，B的平均功率BmBgcos，因?yàn)閙AmBsin，所以AB，選項(xiàng)D正確答案：D圖53 3.(多選題)帶電荷量為q、質(zhì)量為m的滑塊，沿固定的斜面勻速下滑，現(xiàn)加上一豎直向上的勻強(qiáng)電場(如圖53所示)，電場強(qiáng)度為E，且qEmg，對物體在斜面上的運(yùn)動，以下說法正確的是()A滑塊將沿斜面減速下滑B滑塊仍沿斜面勻速下滑C加電場后，重力勢能和電勢能之和不變D加電場后，重力勢能和電勢能之和減小解析：沒加電場時，滑塊勻速下滑，有：mgsinmgcos，加上電場后，因(mgEq)sin(mgEq)cos，故滑塊仍勻速下滑，B正確加電場后，因重力做正功比電場力做負(fù)功多，所以重力勢能減少得多，電勢能增加得少，重力勢能和電勢能之和減小，C錯誤，D正確答案：BD4xx撫順市六校聯(lián)考物體在變力F作用下沿水平方向做直線運(yùn)動，物體質(zhì)量m10 kg，F(xiàn)隨坐標(biāo)x的變化情況如圖54所示若物體在坐標(biāo)原點(diǎn)處由靜止出發(fā)，不計(jì)一切摩擦借鑒教科書中學(xué)習(xí)直線運(yùn)動時由vt圖象求位移的方法，結(jié)合其他所學(xué)知識，根據(jù)圖示的Fx圖象，可求出物體運(yùn)動到x16 m處，速度大小為()圖54A3 m/sB4 m/sC2 m/s D. m/s解析：Fx圖線與x軸所夾面積表示功，再結(jié)合動能定理Wmv2解得v2 m/s.答案：C圖555(多選題)xx云南省昆明一中月考如圖55所示，穿在水平直桿上質(zhì)量為m的小球開始時靜止現(xiàn)對小球沿桿方向施加恒力F0，垂直于桿方向施加豎直向上的力F，且F的大小始終與小球的速度成正比，即Fkv(圖中未標(biāo)出)已知小球與桿間的動摩擦因數(shù)為，已知小球運(yùn)動過程中未從桿上脫落，且F0>mg.下列說法正確的是()A小球先做加速度減小的加速運(yùn)動，后做加速度增大的減速運(yùn)動直到靜止B小球先做加速度增大的加速運(yùn)動，后做加速度減小的加速運(yùn)動，直到最后做勻速運(yùn)動C小球的最大加速度為D恒力F0的最大功率為解析：剛開始，F(xiàn)0，a，之后v增大，a逐漸增大，當(dāng)Fkvmg時，加速度達(dá)到最大，即am；當(dāng)速度繼續(xù)增大，F(xiàn)kvmg時，a不斷減小，當(dāng)(Fmg)F0，即(kvmg)F0時，a0，速度達(dá)到最大，所以vm時，此后小球做勻速運(yùn)動根據(jù)以上分析，選項(xiàng)B、C正確；PmF0vm，選項(xiàng)D正確答案：BCD圖566如圖56所示，一個質(zhì)量為m的物體靜止放在光滑水平面上，在互成60角的大小相等的兩個水平恒力作用下，經(jīng)過一段時間，物體獲得的速度為v，在兩個力的方向上的速度分量分別為v1、v2，那么在這段時間內(nèi)，其中一個力做的功為()A.mv2 B.mv2 C.mv2 D.mv2解析：在合力F的方向上，由動能定理得，WFsmv2，某個分力的功為W1F1scos30scos30Fsmv2，故B正確答案：B圖577如圖57所示，質(zhì)量為m1、m2的兩物體，靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的人站在m1上用恒力F拉繩子，經(jīng)過一段時間后，兩物體的速度大小分別為 v1和v2，位移分別為x1和x2，則這段時間內(nèi)此人所做的功的大小等于()AFx2BF(x1x2)C.m2v(mm1)vD.m2v解析：根據(jù)能量守恒可知，人通過做功消耗的化學(xué)能將全部轉(zhuǎn)化為物體m1和m2的動能以及人的動能，所以人做的功等于F(x1x2)m2v(mm1)v，即B、C兩選項(xiàng)正確答案：BC圖588xx黑龍江省哈師大附中期中考試如圖58所示為汽車在水平路面上啟動過程中的速度圖象，Oa為過原點(diǎn)的傾斜直線，ab段表示以額定功率行駛時的加速階段，bc段是與ab段相切的水平直線，則下述說法正確的是()A0t1時間內(nèi)汽車做勻加速運(yùn)動且功率恒定Bt1t2時間內(nèi)汽車牽引力做功為mvmvCt1t2時間內(nèi)的平均速度為(v1v2)D在全過程中t1時刻的牽引力及其功率都是最大值，t2t3時間內(nèi)牽引力最小解析：0t1時間內(nèi)汽車做勻加速運(yùn)動，牽引力F大小恒定，但汽車的速度v逐漸增大，所以其功率逐漸增大，選項(xiàng)A錯誤；在t1t2時間內(nèi)，牽引力做正功，摩擦力做負(fù)功，合外力做功之和等于動能的改變量，所以選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)“面積”法求位移，在t1t2時間內(nèi)汽車的位移s(v1v2)(t2t1)，所以平均速度>(v1v2)，選項(xiàng)C錯誤；在全過程中t1時刻的斜率最大，加速度a1也最大，根據(jù)F1fma1可知，此時牽引力F1最大，此時刻的功率P1也是在0t1時間內(nèi)最大的，在t1時刻之后，汽車的功率保持P1不變，所以P1是整個過程中的最大值，在t2t3時間內(nèi)牽引力等于摩擦力，牽引力最小，所以選項(xiàng)D正確答案：D第卷非選擇題，共52分二、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題，共15分)圖599(7分)光電計(jì)時器是物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的一種精密計(jì)時儀器，它由光電門和計(jì)時器兩部分組成，光電門的一臂的內(nèi)側(cè)附有發(fā)光裝置(發(fā)射激光的裝置是激光二極管，發(fā)出的光束很細(xì))，如圖59中的A和A，另一臂的內(nèi)側(cè)附有接收激光的裝置，如圖59中的B和B，當(dāng)物體在它們之間通過時，二極管發(fā)出的激光被物體擋住，接收裝置不能接收到激光信號，同時計(jì)時器就開始計(jì)時，直到擋光結(jié)束，光電計(jì)時器停止計(jì)時，故此裝置能精確地記錄物體通過光電門所用的時間現(xiàn)有一小球從兩光電門的正上方開始自由下落，若要用這套裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，則要測量的物理量有_(每個物理量均用文字和字母表示，如高度H)；驗(yàn)證機(jī)械能守恒的關(guān)系式為_解析：本實(shí)驗(yàn)是圍繞機(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證設(shè)計(jì)的，關(guān)鍵是速度的測定，本題改打點(diǎn)計(jì)時器測量速度為光電門測量由于本裝置可記錄小球通過光電門的時間t，則將小球的直徑D除以t，即可求出小球經(jīng)過光電門的速度，若再測出兩光電門間相距的高度H，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，故需要測量的物理量有：小球直徑D，兩光電門間的豎直高度H，小球通過上下兩光電門的時間t1、t2，則小球通過上、下兩光電門處的速度分別為、.則驗(yàn)證機(jī)械能守恒的關(guān)系式為：m2m2mgH，化簡得：2gH.答案：小球直徑D、兩光電門間的豎直高度H及小球通過兩光電門的時間t1、t22gH圖51010(8分)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲“探究小車動能變化與合外力對它做功的關(guān)系”，在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一套如圖510所示的裝置，圖中A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時器，C為彈簧測力計(jì)，P為小桶(內(nèi)有砂子)，M是一端帶有定滑輪的足夠長的水平放置的木板(1)要順利完成該實(shí)驗(yàn)，除圖中實(shí)驗(yàn)儀器和低壓交變電源(含導(dǎo)線)外，還需要的兩個實(shí)驗(yàn)儀器是_、_.(2)小組中一位成員在完成該實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大，請你幫助該同學(xué)設(shè)計(jì)一種能夠測出系統(tǒng)摩擦力大小的方法解析：(1)利用刻度尺測出紙帶上點(diǎn)之間的距離，然后計(jì)算速度利用天平測小車的質(zhì)量(2)當(dāng)小車做勻速直線運(yùn)動時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于繩子上的拉力，又由平衡條件可知，繩子上的拉力等于小車受到的阻力答案：(1)刻度尺天平(2)調(diào)整小桶內(nèi)砂子的質(zhì)量，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打了間隔均勻的點(diǎn)跡時，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)即為系統(tǒng)摩擦力的大小(只要原理正確、方法得當(dāng)、結(jié)論正確，均正確)三、計(jì)算題(本大題共2小題，共37分)11(17分)xx四川省成都七中月考如圖511所示為一傳送裝置，其中AB段粗糙，AB段長為L0.2 m，動摩擦因數(shù)0.6，BC、DEN段均可視為光滑，且BC的始、末端均水平，具有h0.1 m的高度差，DEN是半徑為r0.4 m的半圓形軌道，其直徑DN沿豎直方向，C位于DN豎直線上，CD間的距離恰能讓小球自由通過在左端豎直墻上固定有一輕質(zhì)彈簧，現(xiàn)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，小球質(zhì)量m0.2 kg，壓縮輕質(zhì)彈簧至A點(diǎn)后由靜止釋放(小球和彈簧不粘連)，小球剛好能沿DEN軌道滑下求：圖511(1)小球到達(dá)N點(diǎn)時速度的大??；(2)壓縮的彈簧所具有的彈性勢能解析：(1)“小球剛好能沿OEN軌道滑下”，在圓周最高點(diǎn)D必點(diǎn)必有：mgm.從D點(diǎn)到N點(diǎn)，由機(jī)械能守恒得：mvmg2rmv0.聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：vD2 m/s，vN2 m/s.(2)彈簧推開小球過程中，彈簧對小球所做的功W等于彈簧所具有的彈性勢能Ep，根據(jù)動能定理得WmgLmghmv0.代入數(shù)據(jù)得W0.44 J.即壓縮的彈簧所具有的彈性勢能為0.44 J.答案：(1)2 m/s(2)0.44 J12(20分)如圖512所示的木板由傾斜部分和水平部分組成，兩部分之間由一段圓弧面相連接在木板的中間有位于豎直面內(nèi)的光滑圓槽軌道，斜面的傾角為.現(xiàn)有10個質(zhì)量均為m、半徑均為r的均勻剛性球，在施加于1號球的水平外力F的作用下均靜止，力F與圓槽在同一豎直面內(nèi)，此時1號球球心距它在水平槽運(yùn)動時的球心高度差為h.現(xiàn)撤去力F使小球開始運(yùn)動，直到所有小球均運(yùn)動到水平槽內(nèi)重力加速度為g.求：圖512(1)水平外力F的大??；(2)1號球剛運(yùn)動到水平槽時的速度；(3)整個運(yùn)動過程中，2號球?qū)?號球所做的功解析：(1)以10個小球整體為研究對象，由力的平衡條件可得tan得F10 mgtan.(2)以1號球?yàn)檠芯繉ο螅鶕?jù)機(jī)械能守恒定律可得mghmv2解得v.(3)撤去水平外力F后，以10個小球整體為研究對象，利用機(jī)械能守恒定律可得：10 mg10 mv解得v1以1號球?yàn)檠芯繉ο?，由動能定理得mghWmv得W9mgrsin.答案：(1)10mgtan(2)(3)9mgrsin