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2016年黑龙江单招物理模拟试题:机械能守恒综合应用


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2016 年黑龙江单招物理模拟试题:机械能守恒综合应用
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1: 个质量不同的小铁块 A 和 B,分别从高度相同的都是光滑的斜面和圆弧斜面的顶点滑向底部,如图所示,如果 它

们的初速度为零,则下列说法正确的是( )

A、下滑过程中重力所做的功相等 B、它们到达底部时动能相等 C、它们到达底部时速率相等 D、它们在最高点时的机械能和它们到达最低点时的机械能大小各自相等

2:如图所示,质量为 m 的物块从 A 点由静止开始下落,加速度是 g/2,下落 H 到 B 点后与一轻弹簧接触,又下 落 h 后到达最低点 C,在由 A 运动到 C 的过程中,空气阻力恒定,则

A、物块机械能守恒 B、物块和弹簧组成的系统机械能守恒 C、物块机械能减少 mg(H+h)/2 D、物块和弹簧组成的系统机械能减少 mg(H+h)/2

3:有两个质量不等的物体 A、 B,静止在光滑的水平面上,它们用细线连着,之间夹着一个被压缩的弹簧。当 烧断细线,在弹簧恢复到原长的过程中( )

A、弹簧对两个物体所做的功大小相等

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B、弹簧和两个小球组成的系统机械能守恒 C、任何时刻两个物体加速度的大小都相等 D、任何时刻两个物体速度的大小都相等

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4:一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( )

A、A 球的最大速度为 B、A 球速度最大时,两小球的总重力势能最小 C、A、B 两球的最大速度之比为 2∶1 D、A 球速度最大时,两直角边与竖直方向的夹角为 45

5:如图所示,一人站在商场的自动扶梯的水平踏板上,随扶梯一起斜向上做加速运动,则下列说法中正确的是 ( )

A、人对踏板的压力大于人所受到的重力 B、人只受到重力和踏板对人的支持力两个力作用 C、踏板对人做的功等于人的机械能增加量 D、人所受合力做的功等于人的机械能的增加量

6:自动充电式电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接。骑车者用力蹬车或电动车自动滑行时,发电机

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向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来。现使车以 500J 的初动能在粗糙的水平路面上自由滑行, 第一次关闭自充电装置,其动能随位移变化关系如图线①所示;第二次启动自充电装置,其动能随位移变化关

系如图线②所示,则第二次向蓄电池所充的电能是_______________J。

7:在竖直平面内,一根光滑金属杆弯成如图所示形状,相应的曲线方程为 y=2.5 cos 式中 k=1m
-1

(单位:m) ,

。将一光滑小环套在该金属杆上,并从 x=0 处以 v 0=5m/s 的初速度沿杆向下运动,取重力加

速度 g=10m/s 。则当小环运动到 x=

2

m 时的速度大小 v=__________m/s;该小环在 x 轴方向最远能运动到

x=__________m 处。

8:如图 11 所示,是某学习小组用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带,该小组选中 N 点来验证 机械能守恒定律,且该小组对计算 N 点速度提出了以下几种方法,其中你认为正确的是( )

9:在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为 50Hz。查得当地的重力加速度为 g =9.80m/s ,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺的读数如图所示。图中 O 点 是打点计时器打出的第一个点, A、 B、 C、 D 分别是每隔一个点取出的计数点,它们到 O 点的距离如下图 所示。重物质量 m=1Kg,则重物由 O 点运动到 B 点时,求;
2

(1)重力势能减小量为 (2)动能的增加量为

J J

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(3)根据实验数据可以得出的结论是 (4)产生误差的主要原因是

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10 : 如 图 所 示 , 有 一 种 地 铁 , 车 辆 进 站 时 要 上 坡 , 出 站 时 要 下 坡 . 如 图 所 示 , 这 样 设 计 车 站 的 好 处 是 ___________________,如果站台高 3.2m,车辆达到 A 处时的速度是 36km/h,以后关闭发动机,不考虑阻力,车辆

到达 B 处时的速度是___________km/h.

11:如图所示,在光滑的水平面上放着一个质量为 M=0.39kg 的木块(可视为质点) ,在木块正上方 1m 处有一 个固定悬点 O,在悬点 O 和木块之间连接一根长度为 1m 的轻绳(轻绳不可伸长) 。有一颗质量为 m = 0.01kg 的子弹以 400m/s 的速度水平射入木块并留在其中, 随后木块开始绕 O 点在竖直平面内做圆周运动。 g 取 10m/s
2

。求:

(1)当木块刚离开水平面时的速度;

(2)当木块到达最高点时轻绳对木块的拉力多大?

12:在水平地面上,一枚炮弹以大小为 v 的初速度斜向上发射,到达最高点时速度大小变为 v/2,炮弹在最高点 爆炸成质量相等的两块,已知其中一块沿原轨道返回。若不计空气阻力,且认为炮弹爆炸前后总质量不变,求 另一块落地时的速度大小。

13:

14:如图 6-3-19 所示,半径为 R 的光滑半圆上有两个小球,质量分别为 m 和 M(M>m) ,由细绳挂着,今由静 止开始释放,当小球 m 到达半圆柱体顶端时对圆柱体的压力多大?

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15:如图 7 所示,一个光滑的弧形槽 AB 与水平粗糙轨道 BC 面相连接,另一圆形光滑轨道竖直放置与 BC 相切 于 C 点, 小球在离地面高 h=0。 45m 的 A 点沿弧形槽静止开始滑下, 进入水平轨道 BC 后, 再进入圆形轨道内。 已知小球在 BC 段动摩擦因数 =0。25, BC 长度为 L=1m,圆形轨道半径为 r=0。1m, g 取 l0m/s ,求:
2

(1)小球滑到 B 点时和 C 点时的速度大小; (2)要使小球能达到圆轨道的最高点 D 处,则小球在 A 速度至少为多少?

答案部分

1、CD
2

小铁块 A 和 B 在下滑过程中,只有重力做功,机械能守恒,由 mgH= mv 得 v= ,所以 A 和 B 到达底部 时速率相等,故 CD 均正确;由于 A 和 B 的质量不同,所以下滑过程中重力所做的功不相等,到达底部时的动能 也不相等,故 AB 错误。

2、D

试题分析:因在下落过程中,空气阻力做负功,所以物块和系统的机械能都不守恒, AB 错;由题意得

,得到

,在由 A 运动到 C 的过程中,空气阻力做功为

,即物块和弹簧组成的系统机械能减少 mg(H+h)/2,D 对;物块机械能减少就

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是其重力势能的减少为 mg(H+h) ,C 错。 考点:本题考查机械能守恒的条件,阻力做功的公式 点评:本题学生明确机械能守恒的条件,并能运用守恒条件解相关问题。

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3、B 细线烧断之后,A,B 两物体水平受力都是弹簧弹力 F,只有弹力做功,因此弹簧跟小球组成的系统机械能守恒, 弹性势能转化为小球的动能;由牛顿第二定律得 F=ma 由于物体的质量不相等,所以 A,B 的加速度不同,质量大 的加速度小;由 V=at 得,任何时刻,A B 的速度不相等;速度大的物体相同时间内位移也大,所以弹力的功就比 较多。

4、B,C,D

试题分析:A B 两球组成的系统机械能守恒,有 当杆的摆动角度为

,由数学知识可得

时,重力势能的减少量最大,此时两小球的动能最大,A 错误,BD 正确;两小球的角速度

时时刻刻都相等,所以线速度之比为杆的长度之比 2∶1,C 正确。 考点:本题考查了系统机械能守恒的应用

5、A,C

试题分析: 人有竖直向上的加速度, 处于超重状态, 则人对踏板的压力大小大于人所受到的重力大小。 故 A 正确。 人随扶梯一起斜向上加速运动的过程中,人相对于扶梯有向后运动趋势,人要受到扶梯的静摩擦力。则人受到重 力、踏板对人的支持力和静摩擦力三个力作用。故 B 错误。根据功能关系得知,除了重力以外的力对人做功等于 人的机械能的增加,即踏板对人做的功等于人的机械能增加量。故 C 正确。根据动能定理得知,人所受合力做的 功等于人的动能的增加量。故 D 错误。 故选 AC 考点:动能定理的应用;机械能守恒定律。 点评:对于受力分析,一般按重力、弹力和摩擦力的顺序进行分析。对于功能关系,要理解并掌握几对常见的对 应关系:合力做功等于动能的变化,除重力以外的力做功等于机械能的变化,等等。

6、 200J 由图线①可知

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7、



试题分析:光滑小环在沿金属杆运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒,由曲线方程可知,环在 x=0 处的 y

坐标是



时,

, 选 y=0 处 为 零 势 能 参 考 平 面 , 则 有

,解得

当环运动到最高点时,速度为零,同理有

,解得 y=0,即

,该

小环在 x 轴方向最远能运动到



考点:考查数学与物理的结合、机械能守恒 点评:本题难度较大,换在运动过程中,机械能守恒,根据曲线方程可以确定环的位置

8、CD 由于只要认为重力加速度为 g,机械能就一定守恒,那就无须验证了,故 AB 错;由于 CD 均是利用了做匀变速直 线运动的纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,故 CD 对。

9、 (1)1.91 (3 分) (2)1.88 (3 分) (3)在实验误差允许的范围内,动能的增加量等于重力势能的减少量(2 分) (4)物体在下落过程中克服摩擦阻力做功(2 分) 略

10、 充分利用机械能进行制动和起动,21.6km/h

试题分析:上坡过程中,重力做负功,动能减小,下坡过程中重力做正功,动能增加,充分利用机械能进行制动

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和起动,过程中,机械能守恒,所以又 考点:考查了机械能守恒定律 点评:关键是理解过程中汽车机械能守恒,

,解得



11、 (1)10m/s(2)20 N 答案: (1)设子弹射入木块后共同速度为 V,则 mV 0=" (M" + m) V 所以 ①



(2)设木块在最高点速度为 V 1,绳子对木块拉力为 F,由机械能守恒得 ④ 由牛顿定律得

⑤ 由④。⑤联立, 解得 F =" 20" N ⑥

12、

设炮弹的质量为 m,上升的最大高度为 h,另一块爆炸后瞬间的速度大小为 v 1,落地时的速度大小为 v;

炮弹上升过程中机械能守恒,有 在最高点,沿原轨道返回的一块的速度大小为 v/2, 方向与炮弹爆炸前的速度方向相反 1 分 爆炸中水平方向动量守恒,有 解得 ③ 1分

① 1分

② 2分

另一块下落过程中机械能守恒,有 由①③④式解得 2分

④ 1分

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13、 37°

根据机械能守恒定律得 mgL(1-cos53°)= 由于
2

mv + mgL(1-cos θ) ,

2

mv = mgL(1-cos θ) ,

所以, mgL(1-cos53°)=2 mgL(1-cos θ) , 求得 cos θ=0.8, θ=37°

14、

设 m 到达半圆柱体顶部时,二者的速率均为 v,M 与 m 组成的系统机械能守恒(如右图),由 ,解得: 设 m 到达顶部时,对 m 为研究对象,则: ,解得:

知:

15、 (1) (2)



(1)小球从 A 到 B 机械能守恒, 小球从 B 到 C,根据动能定理,

,解得: ,解得:

; 。 ,在 D 点,根据向心

(2)小球从 A 到 B 到 C 到 D,根据能量守恒, 力公式, ,联立解得: 。

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