新课标物理高考专题复习机械能

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专题质量评估（三）‎ 一、 选择题 ‎1、 如图‎3-1-8‎甲所示,一物块在t=0时刻,以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行,物块速度随时间变化的图象如图乙所示,t0时刻物块到达最高点,3t0时刻物块又返回底端.已知重力加速度为g,由此可以确定（ ）‎ A.物块返回底端时的速度 B.物块所受摩擦力大小 C.斜面倾角θ D.3t0时间内物块克服摩擦力所做的功 ‎2.如图1所示，水平弹簧劲度系数k=500 N/m，用一外力推物块，使弹簧压缩‎10 cm而静止.突然撤去外力F，物块被弹开，那么弹簧对物块做多少功（弹簧与物块没连接）（ ）‎ A.2.5‎‎ J B.5 J C.50 J D.25 J ‎3. 物体在拉力作用下沿粗糙斜面向上加速运动，则（ ）‎ A.物体机械能的改变量等于拉力所做的功 B.物体动能的改变量等于拉力所做的功和摩擦力所做的功的代数和 C.物体重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功 D.运动过程中由于摩擦产生的内能等于物体机械能的减少 ‎4.物块一次沿轨道1从A点由静止下滑至底端B点，另一次沿轨道2从A点由静止下滑经C点至底端B点，AC=CB，如图2所示.物块与两轨道的动摩擦因数相同,不考虑物块在C点处撞击的因素,则在物块两次整个下滑过程中（ ）‎ A.物块受到的摩擦力相同 B.沿轨道1下滑时的位移较小 C.物块滑至B点时速度大小相同 D.两种情况下损失的机械能相同 ‎5.在2008年北京奥运会上,俄罗斯著名撑杆跳运动员伊辛巴耶娃以‎5.05 m的成绩第24次打破世界记 录,图3为她比赛中的画面,下面说法中正确的是（ ）‎ A.运动员过最高点时的速度为零 B.运动员下降过程中处于失重状态 C.撑杆恢复形变时,弹性势能完全转化为动能 D.运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功 ‎6.如图4所示,两根倾斜平行放置的光滑导电轨道,轨道间接有电阻R,处于垂直轨道平面的匀强磁场中,一根放置在轨道上的金属杆ab,在平行于轨道平面向上的拉力F作用下,沿轨道匀速上滑,则在上滑的过程中（ ）‎ A.作用在杆ab上的所有力做功的代数和为零 B.拉力F和安培力做功的代数和等于杆ab机械能的增加量 C.拉力F和重力做功的代数和等于回路内能的增加量 D.拉力F所做的功等于杆ab机械能与回路内能增加量之和 ‎7.如图5所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置.连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d.根据图中的信息,下列判断正确的是( )‎ A.能判定位置“‎1”‎是小球释放的初始位置 B.能求出小球下落的加速度为 C.能求出小球在位置“‎3”‎的速度为 ‎ D.能判定小球下落过程中机械能是否守恒 ‎8.将一个质量为m的石块以初速度v0从水平地面竖直上抛,石块上升和下落过程中所受空气阻力大小恒为Ff,设石头在地面抛出处的重力势能为零,已知石块上升的最大高度为H,重力加速度为g.则以下说法中正确的是（ ）‎ ‎9.如图6所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端O点与管口A的距离为2x0，一质量为m的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点B，压缩量为x0，不计空气阻力，则下列说法错误的是（ ）‎ A.小球从接触弹簧开始，其速度一直减小 B.小球运动的最大速度大于 C.弹簧的劲度系数大于mg/x0‎ D.弹簧的最大弹性势能为3mgx0‎ ‎10.（2009·山东高考）图7为某探究活动小组设计的节能运输系统.斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为，木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程.下列选项正确的是( )‎ A.m=M B.m=‎‎2M C.木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度 D.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能 二、计算题 ‎11. 如图8甲所示，一质量为m=‎1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t=0时刻开始，物体在水平力F作用下向右运动，水平力随时间的变化规律如图乙所示.第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0，第5 s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ=0.2.（g取‎10 m/s2）求：‎ ‎（1）AB间的距离；‎ ‎（2）水平力F在5 s时间内对物块所做的功.‎ ‎12. (12分)如图9甲所示,在同一竖直平面内的两个正对着的相同半圆形光滑轨道,相隔一定的距离,虚线沿竖直方向,一小球能在其间运动,今在最高点与最低点各放一个压力传感器,测试小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来,当轨道距离变化时,测得两点压力差与距离x的图象如图乙,g取‎10 m/s2,不计空气阻力,求:‎ ‎ (1)小球的质量为多少;‎ ‎(2)若小球在最低点B的速度为‎20 m/s,为使小球能沿轨道运动,x的最大值为多少.‎ ‎13.如图10所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点.水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=‎0.8 m的圆环剪去了左上角135°的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离也是R.用质量m1=‎ ‎0.4 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点.用同种材料、质量为m2=‎0.2 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为x=6t-2t2,物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道.g=‎10 m/s2,求:‎ ‎ ‎ ‎(1)BP间的水平距离.‎ ‎(2)判断m2能否沿圆轨道到达M点.‎ ‎(3)释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功.‎ 答案及解析 一、选择题 ‎1、 【解析】选A、C.由题图乙可以直接得出物块回到斜面底端的速度为，故A正确；对物块上升、下滑阶段分别用牛顿第二定律得mgsinθ+Ff=m,mgsinθ-Ff=m，可解得sinθ=，Ff=，由此可以确定斜面倾角θ，因物块质量m未知，无法确定Ff，故B错、C正确；由动能定理，3t0时间内物块克服摩擦力所做的功W=mv20-m()2=mv20，由于质量未知，所以无法确定，故D错.‎ ‎2、 【解析】选A.弹簧的弹力是变力，不能直接用W=Flcosα进行计算.但由于弹簧的弹力遵循胡克定律，可以用胡克定律的图象表示法，弹开过程弹力逐渐减小，当恢复原长，弹力为零，根据胡克定律，可作物块的受力与位移的关系图如图，‎ 根据力—位移图象所围面积表示力在这一过程中的功，有W=×50×0.1 J=2.5 J.‎ ‎3、 【解析】选C.物体机械能的改变量等于拉力和摩擦力对物体做的总功,A错误;物体动能的改变量等于外力对物体做的总功,包括重力做的功,B错误;物体重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功,C正确;运动过程中,由于摩擦产生内能,但因拉力做正功,使物体加速上升,物体的机械能增加,故D错误.‎ ‎4、 【解析】选C、D.由Ff=μmgcosθ可知,因斜面的倾角不同,物块受到的摩擦力也不同,A错误;因始点和终点相同,因此两次滑动过程位移相同,B错误;设轨道1倾角为θ1,轨道‎2 AC段倾角为θ2,CB段倾角为θ3,由动能定理知,mgh-μmgcosθ1lAB=mv12,mgh-μmgcosθ2lAC-μmgcosθ3lCB=mv22.因lACcosθ2+lCBcosθ3=lABcosθ1,故有:v1=v2,μmgcosθ1lAB=μmgcosθ2lAC+μmgcosθ3lCB.因此C、D均正确.‎ ‎5、【解析】选B、D.运动员过最高点时仍有水平速度,A错误;运动员下降过程中加速度竖直向下,处于失重状态,B正确;撑杆恢复形变时,弹性势能有一部分转化为运动员的重力势能,C错误;运动员在上升过程中,开始阶段,杆的形变增大,运动员对杆做正功,后一阶段,杆的形变减小,运动员对杆做负功,D正确.‎ ‎6、【解析】选A、B、C、D.杆ab沿轨道匀速上滑的过程中,拉力F对杆ab做功,同时,杆ab要克服安培力F1和重力G做功,杆ab的动能增加量ΔEk=0,由动能定理可知,WF-WF1-WG=0 ①‎ 选项A正确.克服安培力F1做的功全部转化为电能E电,即拉力F做的功一部分转化为电能E电,一部分用于增加重力势能,由能量守恒WF=WF1+WG ②所以WF-WF1=WG=ΔE机，选项B正确.同理由②式得WF-WG=WF1=E电，即选项C正确.由②式知,拉力F做的功WF等于增加的电能E电和增加的重力势能之和,故选项D正确.‎ ‎7、 ‎ ‎8、 ‎ ‎9、 ‎ ‎10、【解析】选B、C.木箱和货物下滑过程中,设下滑高度为h,根据功能关系有(M+m)gh-μ(M+m)gh=E弹，木箱上滑过程中,根据功能关系有-Mgh-μMgh ‎=0-E弹代入相关数据,整理得m=‎2M,A错,B正确; 木箱和货物下滑过程中,根据牛顿第二定律有a1=g(sinθ-μcosθ),方向沿斜面向下木箱上滑过程中,根据牛顿第二定律有a2=g(sinθ+μcosθ),方向沿斜面向下,所以C对;根据能量守恒定律知,还有一部分机械能由于克服摩擦力做功转化为内能,D错.‎ 二计算题 ‎11、 【解析】（1）在3 s～5 s时间内，物块在水平恒力F作用下由B点匀加速直线运动到A点，设加速度为a，AB间的距离为x，则由牛顿第二定律得：‎ ‎（2）设整个过程中F所做功为WF，物块回到A点的速率为vA，由动能定理和运动学公式得：‎ WF-2μmgx=mv‎2A（3分）‎ v‎2A=2ax,（2分）‎ 解得：WF=2μmgx+max=24 J.（1分）‎ 答案：（1）‎4 m （2）24 J ‎12、 【解析】(1)设轨道半径为R,由机械能守恒定律:‎ 答案：(1)‎0.1 kg (2)‎‎15 m ‎13、 ‎ ‎（3）设弹簧长为AC时的弹性势能为Ep,物块与桌面间的动摩擦因数为μ,释放m1时，Ep=μm1gxCB（1分）‎ 释放m2时，Ep=μm2gxCB+m2v02（1分）‎ 且m1=‎2m2‎,Ep=m2v02=7.2 J（1分）‎ m2在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为Wf 则Ep-Wf=m2vD2（1分）‎ 可得Wf=5.6 J（1分）‎ 答案：(1)‎4.1 m (2)不能到达M点 （3）5.6 J