当前位置:首页 >> 高中教育 >>

【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题5——机械能及其守恒定律


阶段示范性金考卷(五)
本卷测试内容:机械能及其守恒定律 本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共 110 分。测试时间 90 分钟。 第Ⅰ卷 (选择题,共 50 分)

一、选择题(本题共 10 小题,每小题 5 分,共 50 分。在每小题 给出的四个选项中,第 2、4、5、8 小题,只有一个选项正确;第 1、 3、6、7、9、10

小题,有多个选项正确,全部选对的得 5 分,选对 但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。)

1. [2015· 长春模拟]如图所示,小球 m 用一条不可伸长的轻质细线 拴住后悬于 O 点,小球置于一个斜面不光滑的斜劈 M 上,用水平力 F 向左推动斜劈 M 在光滑水平桌面上由位置甲向左缓慢移动到位置 乙,在此过程中,正确的说法是( )

A. M、m 间的摩擦力对 m 不做功 B. M、m 间的摩擦力对 m 做负功 C. F 对 M 所做的功与 m 对 M 所做的功的绝对值相等 D. M、m 间的弹力对 m 做正功 解析:小球在向左摆动过程中,M 对 m 的摩擦力方向与小球 m 的位移方向间夹角小于 90° ,故摩擦力对 m 做正功,选项 A、B 均错 误;因 M 缓慢向左运动,地面对 M 的支持力和 M 的重力不做功, 一定有 F 对 M 所做的功与 m 对 M 所做的功的绝对值相等,选项 C

正确;M 对 m 的弹力方向与 m 位移方向夹角小于 90° ,故对 m 做正 功,选项 D 正确。 答案:CD 2. [2015· 聊城模拟]质量为 m 的汽车, 启动后发动机以额定功率 P 沿水平道路行驶,经过一段时间后以速度 v 匀速行驶。若行驶中受 v 到的摩擦阻力大小不变,则在加速过程中车速为 时,汽车的加速度 3 为( ) 3P A. mv P C. mv 2P B. mv D. 0

解析:由题意可知汽车的最大速度为 v,设阻力为 Ff,则有 P= v v Ffv,当车速为 时,P=F· ,再根据牛顿第二定律 F-Ff=ma 可得 3 3 F-Ff 2P a= m =mv,故本题选 B。 答案:B

3. [2014· 太原高三调研 ]如图所示,一直角斜面固定在水平地面 上,右边斜面倾角为 60° ,左边斜面倾角为 30° ,A、B 两物体分别系 于一根跨过定滑轮的轻绳两端, 置于两斜面上, 且位于同高度处于静 止状态。将两物体看成质点,不计一切摩擦和滑轮质量,剪断轻绳, 让两物体从静止开始沿斜面滑下,下列判断正确的是(以地面为参考 平面)( )

A. 到达斜面底端时两物体速率相等 B. 到达斜面底端时两物体机械能相等 C. 到达斜面底端时两物体重力的功率相等 D. 两物体沿斜面下滑的时间相等 解析: 根据机械能守恒定律, 两物体减少的重力势能转化为动能 1 mgh= mv2,到达斜面底端的速率 v= 2gh,只与高度有关,而两物 2 体高度一样,到达斜面底端的速率相等,则 A 正确;两物体在光滑 斜面上能够静止,轻绳张力处处相等,则有 mAgsin60° =mBgsin30° , 得 3mA=mB,两物体质量不相等,高度一样,那么两物体机械能不 相等,则 B 错;两物体到达斜面底端时重力做功功率分别为 PA= mAgvsin60° ,PB=mBgvsin30° ,则有 PA=PB,则 C 正确;两物体匀 加速下滑, 1 h = gsinθ· t2,两物体高度相同而斜面倾斜角不同,下 sinθ 2

滑的时间就不相等,则 D 错误。 答案:AC

4. [2015· 大连模拟]如图所示,一长为 L 的均匀铁链对称地挂在 一轻质小滑轮上, 由于某一微小的扰动使得铁链向一侧滑动, 则铁链 完全离开滑轮时的速度大小为( A. C. 2gL gL 2 ) B. D. gL 1 gL 2

解析: 铁链向一侧滑动的过程受重力和滑轮弹力的作用, 弹力始终与对 应各节链条的运动方向垂直, 故只有重力做功。 设铁链刚好完全离开 1 滑轮时的速度为 v,由机械能守恒定律有: mv2+ΔEp=0 2 其中铁链重力势能的变化量相当于滑离时下半部分的重力势能 1 L 减去滑动前左半部分的重力势能,如图所示,即:ΔEp=- mg· , 2 2 解得 v= gL ,故 C 正确。 2

答案:C 5. [2015· 池州模拟]物体在恒定阻力作用下, 以某初速度在水平面 上沿直线滑行直到停止。以 a、Ek、x 和 t 分别表示物体运动的加速 度大小、动能、位移的大小和运动的时间。则以下各图象中,能正确 反映这一过程的是( )

解析:物体在恒定阻力作用下运动,其加速度随时间不变,随位 移不变,选项 A、B 错误;由动能定理,-Ffx=Ek-Ek0,解得 Ek

=Ek0-Ffx,选项 C 正确,D 错误。 答案:C

6. [2014· 浙江五校高三联考]如图所示,半径 r=0.5 m 的光滑圆 轨道被竖直固定在水平地面上,圆轨道最低处有一小球(小球的半径 比 r 小很多)。现给小球一个水平向右的初速度 v0,要使小球不脱离 轨道运动,v0 应满足 ( A. v0≥0 C. v0≥5 m/s ) B. v0≥2 5 m/s D. v0≤ 10 m/s

解析:小球不脱离圆轨道的条件有以下两种情形: (1)能通过最 高点:上升到最高点的临界条件是 v≥ gr,在从最低点运动到最高 1 1 2 点的过程中,根据机械能守恒定律 mv2 0= mv +2mgr,由以上两式 2 2 解得:v0≥ 5gr=5 m/s;(2)上升的高度 h≤r:从最低点到最高点的 1 过程中,根据机械能守恒定律 mv2 =mgh,由以上两式得:v0≤ 2gr 2 0 = 10 m/s。正确选项为 C、D。 答案:CD 7. [2015· 黄山模拟]长木板 A 放在光滑的水平面上,质量为 m=2 kg 的另一物体 B 以水平速度 v0=2 m/s 滑上原来静止的长木板 A 的 表面,由于 A、B 间存在摩擦,之后 A、B 速度随时间变化情况如图 所示,则下列说法正确的是( )

A. 木板获得的动能为 2 J B. 系统损失的机械能为 2 J C. 木板 A 的最小长度为 1 m D. A、B 间的动摩擦因数为 0.1 解析:由 v-t 图可知,木板和物体共速前的加速度大小均为 a =1 m/s2,它们所受的合外力均为摩擦力,Ff=μmg,所以木板质量 1 1 2 M=m=2 kg,木板获得的动能 Ek1= Mv2 1= ×2×1 J=1 J,故 A 2 2 1 2 1 错;系统机械能损失 ΔE= mv0 - (M+m)v2 1=2 J,故 B 对;木板的 2 2 1 最小长度可由 v-t 图面积求得,L= ×2×1 m=1 m,故 C 对;由 2 a=μg=1 m/s2 得 μ=0.1, 故 D 对。 答案:BCD 8. [2014· 苏州模拟]在如图所示的物理过程示意图中, 甲图中一端 固定有小球的轻杆从右偏上 30° 角释放后绕光滑支点摆动;乙图为末 端固定有小球的轻质直角架,释放后绕通过直角顶点的固定轴 O 无 摩擦转动;丙图为置于光滑水平面上的 A、B 两小车,B 静止,A 获 得一向右的初速度后向右运动, 某时刻连接两车的细绳绷紧, 然后带 动 B 车运动;丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车,把 用细绳悬挂的小球从图示位置释放, 小球开始摆动。 关于这几个物理 过程(空气阻力忽略不计),下列判断中正确的是( )

A. 甲图中小球机械能守恒 B. 乙图中小球 A 的机械能守恒 C. 丙图中两车组成的系统机械能守恒 D. 丁图中小球的机械能守恒 解析: (甲)图过程中轻杆对小球不做功, 小球的机械能守恒; (乙) 图过程中 A、 B 两球通过杆相互影响(例如开始时 A 球带动 B 球转动), 轻杆对 A 的弹力不沿杆的方向,会对小球做功,所以每个小球的机 械能不守恒,但把两个小球作为一个系统时机械能守恒;(丙)图中绳 子绷紧的过程虽然只有弹力作为内力做功,但弹力突变有内能转化, 机械能不守恒;(丁)图过程中细绳也会拉动小车运动,取地面为参考 系, 小球的轨迹不是圆弧, 细绳会对小球做功, 小球的机械能不守恒, 把小球和小车当做一个系统,机械能才守恒。故选项 A 正确。 答案:A

9. [2015· 郑州质检]如图所示, 表面粗糙的固定斜面顶端安装一个定 滑轮,小物块 A、B 用轻绳连接并跨过定滑轮(不计滑轮的质量和摩 擦)。初始时刻,手扶物块 B 使 A、B 处于静止状态。松手后 A 下落、

B 沿斜面上滑,则从松手到物块 A 着地前的瞬间(

)

A. 物块 A 减少的机械能等于物块 B 增加的机械能 B. 轻绳对物块 B 做的功等于物块 B 的机械能增量 C. 轻绳对物块 A 做的功等于物块 A 的机械能变化量 D. 摩擦力对物块 B 做的功等于系统机械能的变化量 解析:因为斜面的摩擦力对 B 做负功,所以物块 A、B 组成的系 统的机械能不守恒,选项 A 错误;重力以外的力做的功等于机械能 的增量, 轻绳和斜面对物块做的功等于物块 B 机械能的增量, 选项 B 错误;除重力以外,只有轻绳对物块 A 做功,所以轻绳对物块 A 做 的功等于物块 A 机械能的变化量,选项 C 正确;以 A、B 作为一个 系统,绳子的拉力(内力)和重力做的功不会影响系统的机械能,故斜 面摩擦力对物块 B 做的功等于系统机械能的变化量,选项 D 正确。 答案:CD 10. 如图所示, 水平传送带在电动机的带动下始终以速度 v 匀速 运动。某时刻在传送带上 A 点处轻轻放上一个质量为 m 的小物体, 经时间 t 小物体的速度与传送带相同,相对传送带的位移大小为 x, A 点未到右端,在这段时间内( )

A. 小物体相对地面的位移大小为 x B. 传送带上的 A 点对地的位移大小为 x C. 由于物体与传送带相互作用产生的热能为 mv2 D. 由于物体与传送带相互作用电动机要多做的功为 mv2 解析:在这段时间内,物体从静止做匀加速直线运动,其相对地

1 面的位移为 x1= vt,传送带(或传送带上的 A 点)相对地面的位移为 2 1 x2=vt,物体相对传送带的位移大小 x=x2-x1= vt,显然 x1=x,x2 2 =2x,所以选项 A 正确,B 错误;物体与传送带间的滑动摩擦力做 功,将系统的部分机械能转化为系统的内能,摩擦生热 Q=Ffx,对 1 1 物体运用动能定理有 Ffx1= mv2,又 x1=x,所以 Q=Ffx= mv2, 2 2 选项 C 错误;在这段时间内,电动机要多做功以克服滑动摩擦力做 功,W=Ffx2=2Ffx=mv2,选项 D 正确。 答案:AD 第Ⅱ卷 (非选择题,共 60 分)

二、实验题(本题共 2 小题,共 20 分)

11. (8 分)如图所示,两个质量分别为 m1 和 m2 的物块 A 和 B,分别 系在一条跨过定滑轮的软绳两端(m1>m2),1、2 是两个光电门。用此 装置验证机械能守恒定律。 (1)实验中除了获取物块 B 通过两光电门时的速度 v1、v2 外,还 需要测量物理量________。 (2)用已知量和测量量写出验证机械能守恒的表达式________。 解析:A、B 运动过程中,若系统的机械能守恒,则有 m1gh-

1 2 m2gh= (m1+m2)(v2 2-v1),所以除了知道物体 B 通过两光电门时的 2 速度 v1、v2 外,还需要测的物理量有:m1 和 m2,两光电门之间的距 离 h。 答案:(1)A、B 两物块的质量 m1 和 m2,两光电门之间的距离 h 1 2 (2)(m1-m2)gh= (m1+m2)(v2 -v2 1) 2 12. (12 分)[2014· 成都高新区月考]某实验小组利用拉力传感器和 速度传感器探究“动能定理”。如图(甲),他们将拉力传感器固定在 小车上, 用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连, 用拉力 传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距 50.0 cm 的 A、 B 两点各安装—个速度传感器,记录小车通过 A、B 时的速度大小。 小车中可以放置砝码。

(甲 ) (1)实验主要步骤如下: ①测量出小车和拉力传感器的总质量 M′;把细线的一端固定 在拉力传感器上, 另一端通过定滑轮与钩码相连; 正确连接所需电路。 ②将小车停在 C 点,释放小车,小车在细线拉动下运动,记录 细线拉力及小车通过 A、B 时的速度。 ③在小车中增加砝码,或________,重复②的操作。

(2)下表是他们测得的一组数据,其中 M 是 M′与小车中砝码质
2 量之和,|v2 - v2 1|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计

算出动能变化量 ΔE,F 是拉力传感器受到的拉力,W 是 F 在 A、B 间所做的功。表格中的 ΔE3=________J,W3=________ J。(结果保 留三位有效数字) 次数 1 2 3 4 5 M/kg 0.500 0.500 0.500 1.000 1.000
2 |v2 2-v1|/

(m/s) 1.65 2.40 2.40 2.84

2

ΔE/J 0.190 0.413 ΔE3 1.20 1.42

F/N 0.400 0.840 1.220 2.420 2.860

W/J 0.200 0.420 W3 1.21 1.43

0.760

(3)根据上表,我们在图(乙)中的方格纸上作出 ΔE-W 图线如图 所 示 , 它 说 明 了 ___________________________________________ ___________________________________________________________ __________________________________________。

(乙 ) 解析:(1)改变对小车的拉力,就要改变钩码数量; 1 2 (2)ΔE3= M|v2 -v2 1|=0.600 J, 2 W3=FL=1.220×0.5 J=0.610 J;

(3)由图线可知,拉力 (合力 )所做的功近似等于物体动能的改变 量。 答案:(1)减少砝码 (2)0.600 0.610 (3)拉力(合力)所做的功

近似等于物体动能的改变量 三、计算题(本题共 4 小题,共 40 分) 13. (8 分)[2015· 湖南常德高三阶段检测]如图所示,质量 m=1 kg 的滑块(可看成质点),被压缩的弹簧弹出后在粗糙的水平桌面上滑行 一段距离 x=0.4 m 后从桌面抛出,落在水平地面上。落点到桌边的 水平距离 s=1.2 m,桌面距地面的高度 h=0.8 m。滑块与桌面间的 动摩擦因数 μ=0.2.(取 g=10 m/s2,空气阻力不计)求:

(1)滑块落地时速度的大小; (2)弹簧弹力对滑块所做的功。 1 解析:(1)滑块抛出后竖直方向自由落体 h= gt2 2 解得 t= 2h g

滑块落地时竖直方向速度 vy=gt=4 m/s s 滑块抛出后水平方向匀速运动 v0= t =3 m/s
2 所以落地速度 v= v2 0+vy =5 m/s

1 2 (2)根据动能定理 W 弹-μmg· x= mv0 2

1 解得 W 弹=μmg· x+ mv2 =5.3 J 2 0 答案:(1)5 m/s (2)5.3 J

14. (8 分) [2015· 晋中模拟]从地面上以初速度 v0=10 m/s 竖直向上抛出

一质量为 m=0.2 kg 的球, 若运动过程中受到的空气阻力与其速率成 正比关系,球运动的速度随时间变化规律如图所示,t1 时刻到达最高 点,再落回地面,落地时速率为 v1=2 m/s,且落地前球已经做匀速 运动。(g=10 m/s2)求: (1)球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功; (2)球抛出瞬间的加速度大小。 解析:(1)全程应用动能定理: 1 1 2 -WFf= mv2 1- mv0 2 2 代入数据,解得:WFf=9.6 J。 (2)设空气阻力大小与速率的关系为:Ff=kv。 则抛出时:mg+kv0=ma 落地时匀速:kv1=mg v0 联立解得:a=g(1+ )=60 m/s2。 v1 答案:(1)9.6 J (2)60 m/s2

15. (12 分)如图所示,由于街道上的圆形污水井盖破损,临时更 换了一个稍大于井口的红色圆形平板塑料盖。 为了测试因塑料盖意外 移动致使盖上的物块滑落入污水井中的可能性,有人做了一个实验: 将一个可视为质点、质量为 m 的硬橡胶块置于塑料盖的圆心处,给 塑料盖一个沿径向的水平向右的初速度 v0,实验的结果是硬橡胶块 恰好与塑料盖分离。设硬橡胶块与塑料盖间的动摩擦因数为 μ,塑料 盖的质量为 2m、半径为 R,假设塑料盖与地面之间的摩擦可忽略, 且不计塑料盖的厚度。 (1)求硬橡胶块与塑料盖刚好分离时的速度大小; (2) 通过计算说明实验中的硬橡胶块是落入井内还是落在地面 上。 解析: (1)设硬橡胶块与塑料盖恰好分离时, 两者的共同速度为 v, 从开始滑动到分离经历时间为 t,在此期间硬橡胶块与塑料盖的加速 度大小分别为 a1、a2,由牛顿第二定律得: μmg=ma1① μmg=2ma2② v=a1t=v0-a2t③ 2 由以上各式得 v= v0。④ 3 (2)设硬橡胶块与塑料盖恰好分离时,硬橡胶块移动的位移为 x,

1 取硬橡胶块分析,应用动能定理得 μmgx= mv2⑤ 2 1 1 2 由系统能量关系可得 μmgR= (2m)v0 - (m+2m)v2⑥ 2 2 2 由④⑤⑥式可得 x= R⑦ 3 因 x<R,故硬橡胶块将落入污水井内。 2 答案:(1) v0 3 (2)落入污水井内

16. (12 分)[2014· 浙江嘉兴基础测试]如图甲所示,竖直平面内的 光滑轨道由倾斜直轨道 AB 和圆轨道 BCD 组成,AB 和 BCD 相切于 B 点,CD 连线是圆轨道竖直方向的直径(C、D 为圆轨道的最低点和 最高点), 且∠BOC=θ=37° 。 可视为质点的小滑块从轨道 AB 上高 H 处的某点由静止滑下,用力传感器测出滑块经过圆轨道最高点 D 时 对轨道的压力为 F,并得到如图乙所示的压力 F 与高度 H 的关系图 象。求:(取 sin37° =0.6,cos37° =0.8) (1)滑块的质量和圆轨道的半径; (2)通过计算判断是否存在某个 H 值,使得滑块经过最高点 D 后 能直接落到直轨道 AB 上与圆心等高的点。

解析:(1)滑块由 A 到 D 的过程中

1 2 1 mg(H-2R)= mvD (或 mgh= mv2 ) 2 2 D 由牛顿第三定律得滑块在 D 点所受轨道支持力与滑块对轨道的
2 vD 压力等大反向,记为 F,则 F+mg=m R

2mg 解得 F= R H-5mg 结合图象可得 m=0.1 kg R=0.2 m (注:若选取特殊点求得半径的给 2 分,再求得质量的给 2 分) (2)存在满足条件的 H 值。 设滑块在 D 点的速度为 v 时,恰能落到直轨道上与圆心等高处 1 竖直方向 R= gt2 水平方向 x=vt 2 由几何关系得 x= 解得 v= 5 3 5 R = R sinθ 3

gR 5 = m/s 2 3

物体恰好能过 D 点的速度大小 v0= gR= 2 m/s 因为 v>v0,所以存在满足条件的 H 值。 答案:(1)0.1 kg 0.2 m (2)存在


相关文章:
【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题5——机械能及其守恒定律
【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题5——机械能及其守恒定律_高中教育_教育专区。阶段示范性金考卷(五) 本卷测试内容:机械能及其...
【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题13——选修3-5
【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题13——选修3...且碰撞时无机械能损失,若 B 的右端距墙壁 x=4 m,要使 A 最终不 脱离 B...
【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题6——静电场
【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题6——静电场...物块 Q 的机械能一直增大 解析:由 F 库-mgsinθ=ma 可知,物块沿斜面的加...
2016高考物理新一轮总复习阶段示范性测试5机械能及其守恒定律(含解析)
2016高考物理新一轮总复习阶段示范性测试5机械能及其守恒定律(含解析)_高考_高中教育_教育专区。阶段示范性金考卷() 本卷测试内容:机械能及其守恒定律 本试卷分...
【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题11——选修3-3
【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题11——选修3...物体做机械运动时的动能与物体分子做 热运动时的动能不同,显然,选项 D 错误。...
【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题10——交变电流 传感器
【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题10——交变电流 传感器_高中教育_教育专区。阶段示范性金考卷(十) 本卷测试内容:交变电流 ...
【金版教程】2016高考物理新一轮总复习 阶段示范性测试12(选修3-4)(含解析)
【金版教程】2016高考物理新一轮总复习 阶段示范性测试12(选修3-4)(含解析)_理化生_高中教育_教育专区。阶段示范性金考卷(十二) 本卷测试内容:选修 3-4 本...
【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题9——电磁感应
【金版教程 金考卷】2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试:专题9——电磁...考虑到滑动过程中导体 棒的机械能不断转化为电能, 所以滑动到同一位臵时, 下滑...
【金版教程】2016高考物理新一轮总复习 阶段示范性测试2 相互作用(含解析)
【金版教程】2016高考物理新一轮总复习 阶段示范性测试2 相互作用(含解析)_理化生_高中教育_教育专区。阶段示范性金考卷(二) 本卷测试内容:相互作用 本试卷分...
更多相关标签: