2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第五章 機械能章末質(zhì)量檢測.doc

第五章 機械能章末質(zhì)量檢測(五)(時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分。15題為單項選擇題，68題為多項選擇題)1.關(guān)于力對物體做功，下列說法正確的是()A.滑動摩擦力對物體一定做負功B.合外力對物體不做功，則物體速度一定不變C.作用力與反作用力的功代數(shù)和一定為零D.靜摩擦力對物體可能做正功解析滑動摩擦力的方向與物體相對運動方向相反，但與運動方向可以相同，也可以相反，還可以與運動方向垂直，故可能做負功，可能做正功，也可能不做功，故選項A錯誤；合外力對物體不做功，則物體動能不變，即速度大小一定不變，但速度方向有可能變化，如勻速圓周運動，故選項B錯誤；作用力與反作用力可能都做正功，也可能一個做正功，一個做負功，也可能一個做功，一個不做功，故作用力與反作用力的功代數(shù)和不一定為零，故選項C錯誤；靜摩擦力作用的物體間無相對滑動，但不代表沒發(fā)生位移，所以可以做正功、負功或不做功，故選項D正確。答案D2.(2017泉州模擬)如圖1所示，質(zhì)量相同的物體分別自斜面AC和BC的頂端由靜止開始下滑，物體與兩斜面間的動摩擦因數(shù)相同，物體滑至斜面底部C點時的動能分別為EkA和EkB，在滑行過程中克服摩擦力所做的功分別為WA和WB，則有()圖1A.EkAEkB，WA>WB B.EkA<EkB，WA>WBC.EkA>EkB，WAWB D.EkA>EkB，WA<WB解析設(shè)斜面的傾角為，滑動摩擦力大小為Ffmgcos ，則物體克服摩擦力所做的功為Wmgcos s，而scos CD，所以物體沿斜面AC和BC下滑克服摩擦力做功相等，物體下滑過程由動能定理得mghmgcos sEk0，在AC斜面上滑動時重力做功多，故在AC面上滑到底端的動能大于在BC面上滑到底端的動能，即EkA>EkB，故選項C正確，A、B、D錯誤。答案C3.長為L1 m、質(zhì)量為M1 kg的平板車在粗糙水平地面上以初速度v5 m/s向右運動，同時將一個質(zhì)量為m2 kg的小物塊輕輕放在平板車的最前端，物塊和平板車的平板間的動摩擦因數(shù)為0.5，由于摩擦力的作用，物塊相對平板車向后滑行距離s0.4 m后與平板車相對靜止，平板車最終因為地面摩擦而靜止，如圖2所示，物塊從放到平板車上到與平板車一起停止運動，摩擦力對物塊做的功為()圖2A.0 B.4 J C.6 J D.10 J解析將小物塊輕放到平板車上時，由于摩擦力做正功，使小物塊加速，到與平板車速度相等時變?yōu)殪o摩擦力，由于地面對平板車的阻力而使平板車和小物塊都減速，靜摩擦力對小物塊做負功，因為小物塊初速度為零，最終與平板車一起減速到零，故動能變化量為零，在整個過程中摩擦力對小物塊做的功為零，選項A正確。答案A4.一汽車以速度v0在平直路面上勻速行駛，在t0時刻汽車進入一定傾角的上坡路段，設(shè)汽車行駛過程中受到的阻力大小不變，發(fā)動機的輸出功率不變，已知汽車上坡路面足夠長。從t0時刻開始，汽車運動的vt圖象可能正確的有()解析汽車在平直路面上以速度v0勻速行駛時，設(shè)汽車受到的阻力大小為f，汽車的牽引力大小為F，t0時刻汽車上坡，加速度大小a，汽車立即減速，又牽引力F隨速度減小而增大，汽車做加速度減小的減速運動，當加速度減小為0時，汽車勻速運動，選項D正確。答案D5.物體放在水平地面上，在水平拉力的作用下，沿水平方向運動，在6 s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g10 m/s2)()圖3A.2 kg B.2.5 kg C.3 kg D.3.5 kg解析勻速運動時拉力等于摩擦力，有F2Ff N2.5 N。物體做勻加速直線運動時，拉力為恒力，v隨時間均勻增大，所以P隨t均勻增大。F1 N7.5 N。F1Ffma，a m/s22 m/s2，可得m2.5 kg。故選項B正確。答案B6.運動員以一定的初速度將冰壺沿水平面推出，由于摩擦阻力的作用，其動能隨位移變化圖線如圖4所示。已知冰壺質(zhì)量為19 kg，g取10 m/s2，則以下說法正確的是()圖4A.0.05B.0.01C.滑行時間t5 sD.滑行時間t10 s解析對冰壺由動能定理得mgx0mv，得0.01，選項A錯誤，B正確；冰壺運動時有ag0.1 m/s2，由運動學(xué)公式xat2得t10 s，選項C錯誤，D正確。答案BD7.如圖5所示，固定斜面AD上有B、C兩點，且ABBCCD，小滑塊以初動能Ek0從A點出發(fā)，沿斜面向上運動。若整個斜面AD光滑，則滑塊到達D位置速度恰好為零，而后下滑。若斜面AB部分與滑塊間有摩擦力，其余部分BD無摩擦力，則滑塊恰好滑到C位置速度為零，然后下滑，那么滑塊下滑到()圖5A.位置B時的動能為B.位置B時的動能為C.位置A時的動能為D.位置A時的動能為解析設(shè)斜面長為3x、高為3h，若斜面光滑，滑塊由底端運動到頂端過程中，mg3h0Ek0；若AB部分粗糙，其他部分光滑，滑塊由底端A滑到位置C過程中，F(xiàn)fxmg2h0Ek0，滑塊由C滑到B過程中，mghEkB，聯(lián)立得EkBEk0，滑塊由C滑到A過程中，mg2hFfxEkA，聯(lián)立得EkA，選項A、D正確。答案AD8.如圖6甲所示，將一傾角為的光滑斜面體固定在地面上，在斜面的底端固定一輕彈簧，彈簧處于原長時上端位于斜面上的B點?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m2 kg的可視為質(zhì)點的滑塊由斜面處的A點靜止釋放，最終將彈簧壓縮到最短(此時彈簧上端位于C點)。已知滑塊從釋放到將彈簧壓縮到最短的過程中，滑塊的速度時間圖象如圖乙所示。其中00.4 s內(nèi)的圖線為直線，其余部分均為曲線，且BC1.2 m。重力加速度g10 m/s2。則下列說法正確的是()圖6A.B.滑塊在壓縮彈簧的過程中機械能先增加后減小C.彈簧儲存的最大彈性勢能為16 JD.滑塊從C點返回到A點的過程中，機械能一直增大解析由題圖乙可知，滑塊在0.4 s末剛好到達B點，在00.4 s內(nèi)，滑塊做勻加速直線運動，加速度為a m/s25 m/s2，由牛頓第二定律得mgsin ma，解得sin 0.5，則，選項A正確；滑塊從B點到C點的運動過程中，除重力做功外，彈簧彈力對滑塊做負功，故滑塊的機械能一直在減少，選項B錯誤；對滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)由機械能守恒定律可得，在C點，彈簧的彈性勢能為EpmvmghBC16 J，選項C正確；滑塊從C點返回到A點的過程中，開始時彈簧的彈力對滑塊做正功，滑塊的機械能增加，當滑塊離開彈簧后，只有重力對滑塊做功，則滑塊的機械能守恒，選項D錯誤。答案AC二、非選擇題(本題共4小題，共52分)9.(8分)(2017泰州摸底調(diào)研)某活動小組利用圖7甲裝置“驗證機械能守恒定律”。鋼球自由下落過程中，先后通過光電門A、B，計時裝置測出鋼球通過A、B的時間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度。測出兩光電門間的距離為h，鋼球直徑為D，當?shù)刂亓铀俣葹間。圖7(1)用20分度的游標卡尺測量鋼球的直徑，讀數(shù)如圖乙所示，鋼球直徑為D_cm。(2)要驗證機械能守恒，只要比較_。A.D2與gh是否相等B.D2與2gh是否相等C.D2與gh是否相等D.D2與2gh是否相等(3)鋼球通過光電門的平均速度_(填“>”或“<”)鋼球球心通過光電門的瞬時速度，由此產(chǎn)生的誤差_(填“能”或“不能”)通過增加實驗次數(shù)減小。答案(1)1.020(2)D(3)<不能10.(10分)(2017鄭州模擬)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖8所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、滑塊、細沙。當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)。若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗。則：圖8(1)你認為還需要的實驗器材有_。(2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是_，實驗時首先要做的步驟是_。(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M，往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m，讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2(v1<v2)。則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為_(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)。解析(1)實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺。(2)沙和沙桶加速下滑，其對細線的拉力小于重力，設(shè)拉力為FT，根據(jù)牛頓第二定律得，對沙和沙桶，mgFTma，對滑塊FTMa，解得FT，故當mM時，有FTmg；實驗時首先要做的步驟是平衡摩擦力。(3)合力做的功為mgL，實驗探究合力做的功與動能變化的關(guān)系，所以本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為mgLM(vv)。答案(1)刻度尺、天平(2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量平衡摩擦力(3)mgLM(vv)11.(16分)如圖9所示，水平面上某點固定一輕質(zhì)彈簧，A點左側(cè)的水平面光滑，右側(cè)水平面粗糙，在A點右側(cè)5 m遠處(B點)豎直放置一半圓形光滑軌道，軌道半徑R0.4 m，連接處平滑?，F(xiàn)將一質(zhì)量m0.1 kg的小滑塊放在彈簧的右端(不拴接)，用力向左推滑塊而壓縮彈簧，使彈簧具有的彈性勢能為2 J，放手后，滑塊被向右彈出，它與A點右側(cè)水平面的動摩擦因數(shù)0.2，取g10 m/s2。圖9(1)求滑塊經(jīng)過半圓形軌道最低點B處時對軌道的壓力；(2)改變半圓形軌道的位置(左右平移)，使得被彈出的滑塊到達半圓形軌道最高點C處時對軌道的壓力大小等于滑塊的重力，問A、B之間的距離應(yīng)調(diào)整為多少？解析(1)對滑塊從釋放到經(jīng)過B點的運動過程中，由動能定理得mgxABmvmvEpmv對滑塊經(jīng)過B點時，由牛頓第二定律得FNmgm由解得FN6 N，由牛頓第三定律可知，滑塊對軌道的壓力大小為6 N，方向豎直向下。(2)對滑塊從釋放到經(jīng)過圓周軌道最高點的運動過程中，由動能定理得mgxABmg2Rmvmv對滑塊經(jīng)過C點時，由牛頓第二定律得mgFNm滑塊經(jīng)過軌道最高點C時對軌道的壓力可能豎直向下，也可能豎直向上，即軌道對滑塊可能是豎直向下的壓力，也可能是豎直向上的支持力，代入FNmg或FNmg，解得A、B之間的距離應(yīng)調(diào)整為xAB4 m或xAB6 m。答案(1)6 N方向豎直向下(2)4 m或6 m12.(18分)(2017四川大教育四市聯(lián)考)如圖10所示，平面直角坐標系xOy在豎直面內(nèi)，x軸在水平面上，拋物線狀的支架QOC(方程為yx2)固定在x軸上，其頂點在坐標原點O；半徑R2 m 的四分之一光滑圓弧軌道AB固定在拋物線狀的支架上合適的P點，其A端在y軸上，A端切線水平；傾角為45的斜面CD，其C端固定在拋物線狀的支架的C端，其D端在x軸上。一個小物塊從圓弧軌道上某一位置由靜止釋放，過A點的速度為vA2 m/s，并恰好從C點沿著斜面方向進入斜面。已知小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)0.5，不計空氣阻力，g10 m/s2。求：圖10 (1)A點的高度h；(2)小物塊在圓弧軌道上釋放點位置的縱坐標和橫坐標；(3)小物塊到達斜面底端時的速度大小。解析(1)從A到C，小物塊做平拋運動，設(shè)經(jīng)過的時間為t，C點的坐標為(xC，yC)，小物塊在C點豎直方向的速度為vy，則vyvAtan 45，vygt，|xC|vAtC點在yx2上，有yCx，hyCgt2解得vy2 m/s，t s，|xC|2 m，yC4 m，hyC1 m，h5 m(2)設(shè)小物塊在圓弧軌道上釋放點的坐標為(x，y)，過該點的半徑與豎直方向成角，小物塊質(zhì)量為m，從釋放點到A點運動過程，由動能定理得mg(RRcos )mv由幾何關(guān)系得xRsin ，yhR(1cos )解得x m，y6 m，即釋放點位置的坐標是( m，6 m)(3)設(shè)斜面長為L，小物塊在C點時的速度為vC，在D點時的速度為vD，有vAvCcos 45，yCLsin 45由動能定理得(mgsin 45mgcos 45)Lmvmv解得vD4 m/s答案(1)5 m(2)6 m m(3)4 m/s