（江蘇專用）2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元檢測五 機(jī)械能.docx

單元檢測五機(jī)械能考生注意：1本試卷共4頁2答卷前，考生務(wù)必用藍(lán)、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級、學(xué)號填寫在相應(yīng)位置上3本次考試時間90分鐘，滿分100分4請在密封線內(nèi)作答，保持試卷清潔完整一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題3分，共計18分每小題只有一個選項(xiàng)符合題意)1.(2017東臺市模擬)如圖1所示，輕質(zhì)彈簧左端固定，右端與質(zhì)量為m的小滑塊甲接觸(但不相連結(jié))，用一水平力推著滑塊甲緩慢壓縮彈簧，將彈簧壓縮到一定長度時，突然撤去推力，滑塊被彈簧彈出，在桌面上滑動后由桌邊水平飛出，落到地面上的a點(diǎn)，落地時速度為v.若將小滑塊甲換成質(zhì)量為2m的小滑塊乙，彈簧壓縮的長度相同，忽略兩滑塊與桌面間的摩擦力和空氣阻力，小滑塊乙落到地面時()圖1A落點(diǎn)在a的左側(cè)，落地速度小于vB落點(diǎn)在a的右側(cè)，落地速度小于vC落點(diǎn)在a的左側(cè)，落地速度大于vD落點(diǎn)在a的右側(cè)，落地速度大于v2(2018南京市三校聯(lián)考)質(zhì)量為m的物體，在距地面h高處以的加速度由靜止豎直下落到地面，下列說法正確的是()A物體的重力勢能減少mghB物體的機(jī)械能減少mghC物體的動能增加mghD重力做功mgh3(2017揚(yáng)州中學(xué)模擬)如圖2所示，質(zhì)量為m的物塊從A點(diǎn)由靜止開始下落，加速度是，下落高度H到B點(diǎn)后與一輕彈簧接觸，又下落h后到達(dá)最低點(diǎn)C，在由A運(yùn)動到C的過程中，空氣阻力恒定，則()圖2A物塊機(jī)械能守恒B物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C物塊機(jī)械能減少mg(Hh)D物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少mg(Hh)4(2018阜寧中學(xué)調(diào)研)物體放在水平地面上，在水平拉力的作用下，沿水平方向運(yùn)動，在6s內(nèi)其速度與時間關(guān)系的圖象和拉力的功率與時間關(guān)系的圖象如圖3甲、乙所示，由圖象可以求得物體的質(zhì)量為(取g10m/s2)()圖3A2kgB2.5kgC3kgD3.5kg5(2017啟東中學(xué)期中)在地面上方的A點(diǎn)以E13J的初動能水平拋出一小球，小球剛落地時的動能為E27J，落地點(diǎn)在B點(diǎn)，不計空氣阻力，則A、B兩點(diǎn)的連線與水平方向的夾角為()A30B37C45D606(2018海安中學(xué)段考)如圖4所示，重10N的滑塊在傾角為30的斜面上，從a點(diǎn)由靜止開始下滑，到b點(diǎn)開始壓縮輕彈簧，到c點(diǎn)時達(dá)到最大速度，到d點(diǎn)(圖中未畫出)開始彈回，返回b點(diǎn)離開彈簧，恰能再回到a點(diǎn)若bc0.1m，彈簧彈性勢能的最大值為8J，則下列說法正確的是()圖4A輕彈簧的勁度系數(shù)是50N/mB從d到b滑塊克服重力做功8JC滑塊的動能最大值為8JD從d點(diǎn)到c點(diǎn)彈簧的彈力對滑塊做功8J二、多項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共計24分每小題有多個選項(xiàng)符合題意全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得0分)7(2017射陽中學(xué)月考)如圖5甲所示，靜止在水平地面上的物塊A，受到水平拉力F的作用，F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖乙所示設(shè)物塊與地面間的最大靜摩擦力Ffm的大小與滑動摩擦力大小相等，則t1t3時間內(nèi)()圖5At1時刻物塊的速度為零Bt2時刻物塊的加速度最大Ct3時刻物塊的動能最大Dt1t3時間內(nèi)F對物塊先做正功后做負(fù)功8.(2017鹽城市三模)如圖6所示，光滑的斜面A靜止在光滑水平面上，將物塊B輕輕放到A上，并由靜止釋放，在B沿斜面下滑的同時，斜面A沿水平方向向右做勻加速運(yùn)動，則此過程中()圖6AB機(jī)械能守恒BB對A的壓力逐漸變小CB做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動DB對A的壓力做功與A對B的支持力做功代數(shù)和為零9(2017蘇北四市期中)如圖7所示，物塊用一不可伸長的輕繩跨過小滑輪與小球相連，與小球相連的輕繩處于水平拉直狀態(tài)小球由靜止釋放運(yùn)動到最低點(diǎn)過程中，物塊始終保持靜止，不計空氣阻力下列說法正確的有()圖7A小球剛釋放時，地面對物塊的摩擦力為零B小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，地面對物塊的支持力可能為零C上述過程中小球的機(jī)械能守恒D上述過程中小球重力的功率一直增大10.(2017南京市9月調(diào)研)如圖8所示，質(zhì)量為1kg的小球靜止在豎直放置的輕彈簧上，彈簧勁度系數(shù)k50N/m.現(xiàn)用大小為5 N、方向豎直向下的力F作用在小球上，當(dāng)小球向下運(yùn)動到最大速度時撤去F(g取10 m/s2，不計空氣阻力，已知彈簧一直處于彈性限度內(nèi))，則小球()圖8A返回到初始位置時的速度大小為1m/sB返回到初始位置時的速度大小為m/sC由最低點(diǎn)返回到初始位置過程中動能一直增加D由最低點(diǎn)返回到初始位置過程中動能先增加后減少11.(2017啟東中學(xué)期中)如圖9所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)半徑為R，圓環(huán)上套有質(zhì)量分別為m和2m的小球A、B(均可看成質(zhì)點(diǎn))，且小球A、B用一長為2R的輕質(zhì)細(xì)桿相連，在小球B從最高點(diǎn)由靜止開始沿圓環(huán)下滑至最低點(diǎn)的過程中(已知重力加速度為g，不計空氣阻力)下列說法正確的是()圖9AB球減少的機(jī)械能等于A球增加的機(jī)械能BB球減少的重力勢能等于A球增加的重力勢能CB球的最大速度為DA球克服細(xì)桿阻力所做的功為mgR12(2017徐州市考前模擬)如圖10所示，輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與小滑塊連接把滑塊放在光滑固定斜面上的A點(diǎn)，此時彈簧恰好水平將滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)B點(diǎn)到達(dá)位于O點(diǎn)正下方的C點(diǎn)當(dāng)滑塊運(yùn)動到B點(diǎn)時，彈簧恰處于原長且與斜面垂直已知彈簧原長為L，斜面傾角小于45，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g.在此過程中，()圖10A滑塊的加速度可能一直減小B滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時的速度可能最大C滑塊經(jīng)過C點(diǎn)的速度大于D滑塊在AB過程中動能的增量比BC過程小三、非選擇題(本題共6小題，共計58分)13.(6分)(2017東臺市5月模擬)某實(shí)驗(yàn)小組要探究動能定理，選取的實(shí)驗(yàn)裝置如圖11所示圖11(1)實(shí)驗(yàn)時，在沒有連接橡皮筋前，將木板的左端用小木塊墊起，使木板傾斜合適的角度，平衡摩擦力，這樣做的目的是_.(2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下使小車在一條橡皮筋的作用下由某位置靜止彈出，沿木板滑行，這時橡皮筋對小車做的功為W.再用完全相同的2條、3條橡皮筋作用于小車，每次由靜止在_(選填“相同”或“不同”)位置釋放小車，使橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W、分析打點(diǎn)計時器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度v1、v2、v3作出Wv圖象，則下列符合實(shí)際的圖象是_(填字母序號)(3)若該實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)時遺忘了平衡摩擦力，也完成了整個實(shí)驗(yàn)，那么當(dāng)小車速度最大時，橡皮筋處于_狀態(tài)(選填“伸長”或“原長”)(4)該實(shí)驗(yàn)小組將橡皮筋的兩端固定在桌子的右側(cè)邊上，小車用細(xì)線與橡皮筋的中點(diǎn)相連，開始時，橡皮筋剛好伸直，將小車向左移動距離s(已知)后由靜止釋放，測出橡皮筋到原長時小車的速度v，依次增加橡皮筋的根數(shù)，保持s不變，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，以橡皮筋對小車做功W為縱坐標(biāo)，以v2為橫坐標(biāo)，得到一條直線，根據(jù)直線與縱軸的截距與斜率，_(選填“能”或“不能”)求出小車與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)14(8分)(2017漣水中學(xué)第三次檢測)某實(shí)驗(yàn)小組用圖12甲所示裝置研究系統(tǒng)在金屬軌道上運(yùn)動過程中機(jī)械能是否守恒：將一端帶有滑輪的長金屬軌道水平放置，重物通過細(xì)繩水平牽引小車沿軌道運(yùn)動，利用打點(diǎn)計時器和紙帶記錄小車的運(yùn)動圖12(1)本實(shí)驗(yàn)中小車質(zhì)量_(填“需要”或“不需要”)遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量；(2)將小車靠近打點(diǎn)計時器，將穿好的紙帶拉直，接通電源，釋放小車圖乙是打出的一條清晰紙帶，0點(diǎn)是打下的第一個點(diǎn)，1、2、3、4、5是連續(xù)的計數(shù)點(diǎn)，0點(diǎn)和計數(shù)點(diǎn)1之間還有多個點(diǎn)(圖中未畫出)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.02s在打計數(shù)點(diǎn)4時小車的速度v_m/s(保留三位有效數(shù)字)若已知重物的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，則從點(diǎn)0到點(diǎn)4的過程中，系統(tǒng)減少的重力勢能為_ J，增加的動能為_ J(g取9.8 m/s2，數(shù)字保留兩位小數(shù))15.(10分)(2017南通市、如皋市第二次質(zhì)檢)如圖13所示，AB是傾角為53的粗糙直軌道，BCD是半徑為R的光滑圓弧軌道，AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切一個質(zhì)量為m的物體(可以看作質(zhì)點(diǎn))從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動)已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高，物體與軌道AB間的動摩擦因數(shù)為0.5，sin530.8，cos530.6.求：圖13(1)物體做往返運(yùn)動的整個過程中在AB軌道上通過的總路程s；(2)為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)D(E、O、D為同一條豎直直徑上的3個點(diǎn))，釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離L應(yīng)滿足什么條件；(3)若物體從距B點(diǎn)d3R處靜止滑下，則物體離開圓軌時離圓心O點(diǎn)的高度是多少？16(10分)(2018儀征中學(xué)學(xué)情檢測)如圖14所示，一勁度系數(shù)很大的輕彈簧一端固定在傾角為30的斜面底端，將彈簧壓縮至A點(diǎn)鎖定，然后將一質(zhì)量為m的小物塊緊靠彈簧放置，物塊與斜面間動摩擦因數(shù)，解除彈簧鎖定，物塊恰能上滑至B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)的高度差為h0，已知重力加速度為g.圖14(1)求彈簧鎖定時具有的彈性勢能Ep.(2)求物塊從A到B所用的時間t1與從B返回到A所用的時間t2之比(3)若每當(dāng)物塊離開彈簧后，就將彈簧壓縮到A點(diǎn)并鎖定，物塊返回A點(diǎn)時立刻解除鎖定設(shè)斜面最高點(diǎn)C的高度H2h0，試通過計算判斷物塊最終能否從C點(diǎn)拋出？17(12分)(2018如皋市質(zhì)量檢測一)如圖15所示，將質(zhì)量為m1kg的小物塊放在長為L1.5m的小車左端，車的上表面粗糙，物塊與車上表面間動摩擦因數(shù)0.5，直徑d1.8m的光滑半圓形軌道固定在水平面上且直徑MON豎直，車的上表面和軌道最低點(diǎn)高度相同，距地面高度h0.65m，開始車和物塊一起以10m/s的初速度在光滑水平面上向右運(yùn)動，車碰到軌道后立即停止運(yùn)動，取g10 m/s2，求：圖15(1)小物塊剛進(jìn)入半圓形軌道時對軌道的壓力；(2)小物塊落地點(diǎn)至車左端的水平距離18.(12分)(2018田家炳中學(xué)調(diào)研)如圖16所示，傳送帶A、B之間的距離為L3.2m，與水平面間夾角37，傳送帶沿順時針方向轉(zhuǎn)動，速度恒為v2m/s，在上端A點(diǎn)無初速度放置一個質(zhì)量為m1 kg、大小可視為質(zhì)點(diǎn)的金屬塊，它與傳送帶的動摩擦因數(shù)為0.5，金屬塊滑離傳送帶后，經(jīng)過彎道，沿半徑R0.4 m的光滑圓軌道做圓周運(yùn)動，剛好能通過最高點(diǎn)E，已知B、D兩點(diǎn)的豎直高度差為h0.5 m(取g10 m/s2)求：圖16(1)金屬塊經(jīng)過D點(diǎn)時的速度大?。?2)金屬塊在BCD彎道上克服摩擦力做的功答案精析1A設(shè)彈簧被壓縮至一定長度時，彈性勢能為Ep，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得Epmv02，即v0，小滑塊從桌邊飛出后做平拋運(yùn)動，故有hgt2，xv0t，解得x2，換成滑塊乙，由于質(zhì)量增大了，所以落地點(diǎn)與桌邊的水平距離減小了，即落在a點(diǎn)的左側(cè)；落地速度大小為v，因v0減小，所以落地速度變小，故A正確2C物體落地過程中，重力做功WGmgh，重力勢能減少mgh，A、D項(xiàng)錯誤；由動能定理可得EkW合mahmgh，C項(xiàng)正確；由功能關(guān)系可得EW合mghmgh，所以機(jī)械能減少了mgh，B項(xiàng)錯誤3D對于物塊來說，從A到C要克服空氣阻力做功，從B到C又將一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，因此機(jī)械能肯定減少，故A錯誤對于物塊和彈簧組成的系統(tǒng)來說，物塊減少的機(jī)械能等于克服空氣阻力所做的功和彈簧彈性勢能增加量之和，因此整個系統(tǒng)機(jī)械能減少量即為克服空氣阻力所做的功，故B錯誤由A運(yùn)動到C的過程中，物塊的動能變化為零，重力勢能減少量等于機(jī)械能的減少量，所以物塊機(jī)械能減少mg(Hh)，故C錯誤物塊從A點(diǎn)由靜止開始下落，加速度是g，根據(jù)牛頓第二定律得Ffmgmamg，所以空氣阻力所做的功Wfmg(Hh)，整個系統(tǒng)機(jī)械能減少量即為克服空氣阻力所做的功，所以物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少mg(Hh)，故D正確4B勻速運(yùn)動時拉力等于摩擦力，F(xiàn)2FfN2.5N.物體做勻加速直線運(yùn)動時，拉力為恒力，v隨時間均勻增大，所以P隨時間均勻增大F1N7.5N.F1Ffma，am/s22 m/s2可得m2.5kg.故B正確，A、C、D錯誤5A設(shè)小球的質(zhì)量為m，小球的初動能為E13J，即mv023J，所以小球的初速度為v0，小球的末動能E27J，根據(jù)E2mv27J，所以小球的末速度為v，所以小球在豎直方向上的速度大小為vy，設(shè)A、B兩點(diǎn)的連線與水平方向的夾角為，則tan，所以30.6A整個過程中，滑塊從a點(diǎn)由靜止釋放后還能回到a點(diǎn)，說明機(jī)械能守恒，即斜面是光滑的滑塊到c點(diǎn)時速度最大，所受合力為零，由平衡條件和胡克定律有：kxbcmgsin 30，解得：k50 N/m，A項(xiàng)正確；由d到b的過程中，彈簧彈性勢能一部分轉(zhuǎn)化為重力勢能，一部分轉(zhuǎn)化為動能，B項(xiàng)錯誤；滑塊由d到c點(diǎn)過程中，滑塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧彈性勢能一部分轉(zhuǎn)化為重力勢能，一部分轉(zhuǎn)化為動能，到c點(diǎn)時滑塊的動能為最大值，最大動能一定小于8J，又彈性勢能減少量小于8J，所以彈簧彈力對滑塊做功小于8J，C、D項(xiàng)錯誤7ABCt1時刻前，拉力小于最大靜摩擦力，物塊靜止不動，故A正確；物塊做加速運(yùn)動時，根據(jù)牛頓第二定律得，a，隨著拉力F的增大而增大，t2時刻，拉力F最大，則物塊的加速度最大，故B正確；t3時刻后合力反向，物塊由于慣性減速前進(jìn)，故t3時刻A的速度最大，動能最大，故C正確；t1t3時間內(nèi)速度方向沒有改變，力F方向也沒變，所以F對物塊A一直做正功，故D錯誤8CD9AC小球剛釋放時，繩子拉力為零，地面對物塊的摩擦力為零，選項(xiàng)A正確；小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，繩子向上的拉力與小球重力的合力提供向心力，繩子此時對物塊有斜向上的拉力，物塊要保持平衡，必須受到向左的摩擦力，因而物塊與地面間必須存在彈力作用，選項(xiàng)B錯誤；繩子對小球的拉力始終與小球的速度垂直，不做功，小球的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確；小球在豎直方向的速度先增加后減小，所以重力的瞬時功率先增加后減小，選項(xiàng)D錯誤10AC初始時彈簧的壓縮量x1m0.2m，小球向下運(yùn)動到最大速度時合力為零，由平衡條件得：mgFkx2，得x20.3m，則小球從開始向下運(yùn)動到速度最大的位置通過的位移xx2x10.1m，從開始到返回初始位置的過程，運(yùn)用動能定理得Fxmv2，解得，小球返回到初始位置時的速度大小為v1m/s，故A正確，B錯誤；由最低點(diǎn)返回到初始位置過程中，彈簧對小球的彈力一直大于重力，則小球做加速運(yùn)動，動能一直增加，故C正確，D錯誤11AC小球A、B與輕質(zhì)細(xì)桿組成的系統(tǒng)只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，小球B減少的機(jī)械能應(yīng)等于小球A增加的機(jī)械能，所以A正確；根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，小球B減少的重力勢能應(yīng)等于小球A增加的重力勢能與兩小球增加的動能之和，所以B錯誤；根據(jù)機(jī)械能守恒定律，系統(tǒng)減少的重力勢能為Ep減2mg2Rmg2R，系統(tǒng)增加的動能為E增mv22mv2，由Ep減E增，解得B球的最大速度為v，所以C正確；對A球由動能定理應(yīng)有：mg2RWmv2，解得：WmgR，W為正值說明細(xì)桿對球A做正功，所以D錯誤12AC13(1)保證橡皮筋拉力做的功就是合外力做的功(2)相同D(3)伸長(4)不能14(1)不需要(2)2.305.18m2.65(mM)解析(1)本實(shí)驗(yàn)中為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，兩物體的質(zhì)量均要考慮，故不需要使小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量；(2)打點(diǎn)4時的速度v2.30m/s；點(diǎn)0到點(diǎn)4過程中重力勢能的減小量Epmgh9.80.5290m5.18m；動能的增加量Ek(mM)v2(2.30)2(mM)2.65(mM)15(1)2R(2)L4.2R(3)0.6R解析(1)因?yàn)樵贏B軌道上摩擦力始終對物體做負(fù)功，所以物體最終在圓心角為2的圓弧上往復(fù)運(yùn)動對整個過程，由動能定理得：mgRcosmgcoss0，解得總路程為：s2R；(2)設(shè)物體剛好能到D點(diǎn)，由牛頓第二定律得：mgm，對全過程，由動能定理得：mgL0sinmgcosL0mgR(1cos)mvD20，解得：L0R4.2R；故L4.2R(3)設(shè)物體離開圓軌時，所在半徑與水平方向夾角為，由牛頓第二定律得：mgsinm，從釋放點(diǎn)到離開軌道的過程，由動能定理得：mg(dsinRcosRsin)mgdcosmv20解得：sin0.6，距圓心高為：hRsin0.6R.16見解析解析(1)物塊受到的滑動摩擦力Ffmgcos，A到B過程由功能關(guān)系有Ffmgh0Ep，解得Epmgh0.(2)因彈簧勁度系數(shù)很大，可認(rèn)為彈簧壓縮量較小，彈簧作用時間可忽略不計設(shè)上升、下降過程物塊加速度大小分別為a1和a2，則mgsinmgcosma1，mgsinmgcosma2，由運(yùn)動學(xué)公式得a1t12a2t22，解得.(3)足夠長時間后，上升的最大高度設(shè)為hm，則由能量關(guān)系知，來回克服阻力做功等于補(bǔ)充的彈性勢能2FfEp，解得hmh02h0，所以物塊不可能到達(dá)C點(diǎn)，即不能從C點(diǎn)拋出17(1)104.4N，方向豎直向下(2)3.4m解析(1)車停止運(yùn)動后取小物塊為研究對象，設(shè)其到達(dá)車右端時的速度為v1，由動能定理得mgLmv12mv02解得v1m/s剛進(jìn)入半圓形軌道時，設(shè)物塊受到的支持力為FN，由牛頓第二定律得FNmgm，又d2R解得FN104.4N由牛頓第三定律知小物塊對軌道的壓力FN104.4N，方向豎直向下(2)若小物塊能到達(dá)半圓形軌道最高點(diǎn)，則由機(jī)械能守恒得mv122mgRmv22解得v27m/s設(shè)小物塊恰能過最高點(diǎn)的速度為v3，則mgm解得v33m/s因v2v3，故小物塊從半圓形軌道最高點(diǎn)做平拋運(yùn)動，h2Rgt2，xv2t聯(lián)立解得x4.9m故小物塊距車左端距離為xL3.4m.18(1)2m/s(2)3J解析(1)對金屬塊在E點(diǎn)有mgm，解得vE2m/s在從D到E過程中，由動能定理得mg2RmvE2mvD2解得vD2m/s.(2)金屬塊在傳送帶上運(yùn)行時有，mgsinmgcosma1，解得a110m/s2.設(shè)經(jīng)位移x1金屬塊與傳送帶達(dá)到共同速度，則v22a1x1解得x10.2m<3.2m繼續(xù)加速過程中mgsinmgcosma2解得a22m/s2由vB2v22a2x2，x2Lx13m解得vB4m/s在從B到D過程中，由動能定理：mghWfmvD2mvB2解得Wf3J