骄子之路高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律阶段综合测评.doc

阶段综合测评五机械能及其守恒定律(时间：90分钟满分：100分)温馨提示：1.第卷答案写在答题卡上，第卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己第卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分有的小题给出的四个选项中只有一个选项正确；有的小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选或不答得0分)1(2015届湖南省益阳市阵营中学高三月考)放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在06 s内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象分别如图甲、乙所示，则物体的质量为(g取10 m/s2)()a. kgb. kgc. kgd. kg解析：根据v t图象可知物体在02 s内的加速度a3 m/s2，故在02 s内有ffma，所以在26 s内拉力的功率pfvf610 w，故有物体所受的阻力f n，而在02 s内有ffma，所以在t2 s时拉力的功率p(fma)v630 w，解得物体的质量m kg，故选项b正确答案：b2(2015届湖北省教学合作高三月考)如图所示，小物体a沿高为h、倾角为的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端，而相同的物体b以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛，则()a两物体落地时速率相同b从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同c两物体落地时，重力的瞬时功率相同d从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率相同解析：两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒可知两物体落地时速率相同，故选项a正确；重力做功只与初末位置有关，物体的起点和终点一样，所以重力做的功相同，故选项b正确；两种情况下落地方向不同，根据公式pfvcos，所以瞬时功率不同，所以选项c错误；平均功率等于做功的大小与所用的时间的比值，物体重力做的功相同，但是时间不同，所以平均功率不同，所以选项d错误答案：ab3(2015届江苏省盐城中学高三月考)两木块a、b用一轻弹簧连接，静置于水平地面上，如图(a)所示现用一竖直向上的力f拉动木块a，使木块a向上做匀加速直线运动，如图(b)所示从木块a开始运动到木块b将要离开地面的过程中，下述判断正确的是(设弹簧始终在弹性限度内)()a弹簧的弹性势能一直减小b力f一直增大c木块a的动能和重力势能之和一直增大d两木块a、b和轻弹簧组成的系统的机械能先增大后减小解析：在a上升过程中，弹簧从压缩到伸长，所以弹簧的弹性势能先减小后增大，故选项a错误；最初弹簧被压缩，a物体受到竖直向上的弹力等于重力，由于a物体做匀加速直线运动，对a受力分析，列出牛顿第二定律解出对应的表达式当b物体要离开地面时地面的支持力为零，弹簧对b物体向上的拉力等于b物体的重力，即弹簧对a物体向下的拉力等于b的重力，再列出牛顿第二定律即可解出此所需的拉力f大小得出拉力一直增大，故选项b正确；在上升过程中由于物体a做匀加速运动，所以物体a的速度增大，高度升高，则木块a的动能和重力势能之和增大，故选项c正确；在上升过程中，除重力与弹力做功外，还有拉力做正功，所以两木块a、b和轻弹簧组成的系统的机械能一直增大，故选项d错误答案：bc4(2015届山东师大附中高三模拟)如图所示，质量为m，长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力f作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是()a此时物块的动能为f(xl)b此时小车的动能为fxc这一过程中，物块和小车增加的机械能为fxfld这一过程中，因摩擦而产生的热量为fl解析：对物块，由动能定理可知，物块的动能：ek(ff)(xl)，故选项a错误；对小车，由动能定理可得，小车的动能为fx，故选项b正确；由能量守恒定律可知，物块和小车增加的机械能为f(xl)fl，故选项c错误；系统产生的内能等于系统克服滑动摩擦力做功，这一过程中，小物块和小车产生的内能为fl，故选项d正确答案：bd5(2015届温州市十校联合体联考)如图所示，一小球从斜轨道的某高处由静止滑下，然后沿竖直光滑轨道的内侧运动已知圆轨道的半径为r，忽略一切摩擦阻力则下列说法正确的是()a在轨道最低点、最高点，轨道对小球作用力的方向是相同的b小球的初位置比圆轨道最低点高出2r时，小球能通过圆轨道的最高点c小球的初位置比圆轨道最低点高出0.5r时，小球在运动过程中能不脱离轨道d小球的初位置只有比圆轨道最低点高出2.5r时，小球在运动过程中才能不脱离轨道解析：设小球的初位置比轨道最低点高h，从初位置到圆轨道最高点，根据动能定理有mghmv20，而要通过圆周运动最高点，速度v，代入可得h2.5r，即初位置要比圆轨道最低点高出2.5r时小球才能通过最高点，选项b错误；小球沿圆轨道内侧运动，最低点弹力向上最高点弹力向下，选项a错误；小球在运动过程中能不脱离轨道有两种办法，一种是通过最高点即比最低点高出2.5r的初位置释放，另一种是小球沿圆轨道上滑的高度小于半径r，根据动能定理即hr，此时小球上滑速度减小到0后又返回，所以选项c正确，选项d错误答案：c6(2015届江西省新余一中高三二模)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()aa球的最大速度为2ba球速度最大时，b球的重力势能最小ca球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45da，b两球的最大速度之比 vavb12解析：当oa与竖直方向夹角为时，由机械能守恒得mg2lcos2mgl(1sin)mv2mv，且有va2vb，联立解得vgl(sincos)gl，由数学知识可知，当45时(sincos)有最大值，且a球的最大速度va ，所以选项a错误，选项c正确；两球的角速度相同，线速度之比vavb2ll21，故选项d错误；a球速度最大时，b球速度也最大，系统的动能最大，则此时a、b两球的重力势能之和最小，并不是b球的重力势能最小，故选项b错误答案：c7(2015届江西省南昌市三校联考)在倾角为的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块a、b，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，c为一固定挡板，系统处于静止状态现用一平行于斜面向上的恒力f拉物块a使之向上运动，当物块b刚要离开挡板c时，物块a沿斜面运动的距离为d，速度为v，此时()a拉力f做功等于a动能的增加量b物块b满足m2gsinkdc物块a的加速度为d弹簧弹性势能的增加量为fdm1gdsinm1v2解析：物体a在拉力、重力、弹簧弹力作用下向上运动，根据动能定理可知，合外力做功等于物体动能的增加量，故选项a错；初始状态，弹簧处于压缩状态，对物块a分析可得压缩量x1，末状态，b刚要离开挡板，分析b可得x2，a的运动距离dx1x2.对物块b，m2gsinkx2kd，选项b错误；对物块a分析，则有fm1gsinkx2m1a，整理得a，选项c正确；对a和弹簧组成的系统，则有fdm1gsindepm1v2，整理得epfdm1gsindm1v2，选项d正确答案：cd8(2015届吉林市普通高中高三月考)如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从a点冲上倾角为30的固定斜面，其运动的加速度为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()a重力势能增加了mghb动能损失了mghc克服摩擦力做功mghd机械能损失了mgh解析：物体上升的最大高度为h，则物体增加的重力势能为mgh，故选项a正确；物体上升过程中其加速度ag，由牛顿第二定律有mgsin30fma，解得fmg，物体上升到最高点过程中，克服合外力做功wmghfmgh，由动能定理可知其动能损失ekmgh，故选项b错误；克服摩擦力做功wffmgh，选项c错误；由功能关系可知，损失机械能等于克服摩擦力做功，故选项d正确答案：ad9(2015届湖北省孝感市高三月考)如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮o与小球b连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块a连接，杆两端固定且足够长，物块a由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动设某时刻物块a运动的速度大小为va，小球b运动的速度大小为vb，轻绳与杆的夹角为.则()avavbcosbvbvacosc小球b减小的势能等于物块a增加的动能d当物块a上升到与滑轮等高时，它的机械能最大解析：根据运动的合成与分解，将a的速度分解为沿绳方向和垂直绳方向的两个分速度，如图所示，则有vacosvb，故选项b正确，选项a错误；由机械能守恒定律可知，小球b减少的重力势能等于小球a、b增加的动能与小球a增加的重力势能之和，故选项c错误；小球a上升到与滑轮等高的过程中，绳的拉力始终对小球做正功，其机械能增加，故选项d正确答案：bd10(2015届武汉市三十九中高三月考)如图所示，2013年2月15日，一颗陨星坠落俄罗斯中西部地区，造成数百人受伤在影响最严重的车里雅宾斯克州，爆炸造成玻璃窗破碎和人员受伤忽略陨星的质量变化，在陨星靠近地球的过程中， 下列说法正确的是()a陨星的重力势能随时间增加均匀减小b陨星与地球组成的系统机械能不守恒c陨星减少的重力势能等于陨星增加的内能d陨星的机械能不断减小解析：因为陨石在下落过程中并不是做的匀速直线运动，所以下落的高度不是均匀减小的，故陨星的重力势能随时间增加不均匀减小，选项a错误；由于摩擦力的存在，系统的机械能不守恒，选项b正确；根据功能关系可得陨石减小的重力势能，转化为动能和内能，选项c错误；由于一部分能量转化为内能，所以机械能减小，选项d正确答案：bd第卷(非选择题，共60分)二、实验题(本题共2小题，共15分)11(6分)(2015届武汉市三十九中高三月考)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为u、频率为f的交流电源上，从实验打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点a、b、c、d、e，测出a点与起始点o的距离为s0，点a、c间的距离为s1，点c、e间的距离为s2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：(1)从起点o开始到打下c点的过程中，重锤重力势能的减少量ep_，重锤动能的增加量ek_.(2)根据题设条件，还可利用重锤下落求出当地的重力加速度_，经过计算可知，测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原因是：_.解析：(1)从起点o开始到打下c点，重锤重力势能的减少量epmg(s0s1)，打下c点的重锤的速度vc，故重锤增加的动能ekmv.(2)根据s2s1gt2，得g，测得重力加速度小于当地重力加速度，主要原因是纸带与限位孔之间摩擦力的作用答案：(1)mg(s0s1)(2)gf2纸带与限位孔之间摩擦力(或答纸带与其它部分的阻力或摩擦阻力)的作用12(9分)(2014届江门市高考模拟考试)用如图(a)所示的仪器探究做功与速度变化的关系实验步骤如下：(1)将木板固定有打点计时器的一端垫起适当高度，消除摩擦力的影响；小车钩住一条橡皮筋，往后拉至某个位置，记录小车的位置；先_，后_，小车拖动纸带，打点计时器打下一系列点，断开电源；改用同样的橡皮筋2条、3条重复、的实验操作，每次操作一定要将小车_(2)打点计时器所接交流电的频率为50 hz，下图所示是四次实验打出的纸带(3)根据纸带，完成尚未填入的数据.次数1234橡皮筋做的功w2w3w4wv(m/s)1.001.422.00v2(m2/s2)1.002.014.00从表中数据可得出什么样的结论？_.解析：(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再释放小车，且每次操作一定要将小车从相同的位置释放(3)根据v m/s1.73 m/sv21.7322.99.答案：(1)接通电源释放小车从相同位置释放(3)1.732.99橡皮筋做的功与速度的平方成正比三、计算题(本题共3小题，共45分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)13(12分)(2015届江西省新余一中高三二模)如图，竖直放置的斜面ab的下端与光滑的圆弧轨道bcd的b端相切，圆弧半径为r，圆心与a、d在同一水平面上，cob，现有一个质量为m的小物体从斜面上的a点无初速滑下，已知小物体与斜面间的动摩擦因数为.求：(1)小物体在斜面上能够通过的路程；(2)小物体通过c点时，对c点的最大压力和最小压力解析：(1)如图，小物体最终将在以过圆心的半径两侧范围内运动，由动能定理得mgrcosfs0，又fmgcos，解得：sr/.(2)小物体第一次到达最低点时对c点的压力最大：nmmgmv2/r由动能定理得：mgrmgcosmv2/2，rcot解得：nmmg(32coscot)当小物体最后在bcd(d在c点左侧与b等高)圆弧上运动时，通过c点时对轨道压力最小nnmgmv2/r，mgr(1cos)mv2/2解得：nnmg(32cos)答案：(1)(2)mg(32coscot)mg(32cos)14(15分)(2015届山东省实验中学高三月考)如图所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的“s”形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为r0.2 m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径)，轨道底端d点与粗糙的水平地面相切现有一辆质量为m1 kg的玩具小车以恒定的功率从e点由静止开始行驶，经过一段时间t4 s后，出现了故障，发动机自动关闭，小车在水平地面继续运动并进入“s”形轨道，从轨道的最高点飞出后，恰好垂直撞在固定斜面b上的c点，c点与下半圆的圆心o等高已知小车与地面之间的动摩擦因数为0.1，ed之间的距离为x010 m，斜面的倾角为30.求：(g10 m/s2)(1)小车到达c点时的速度大小为多少？(2)在a点小车对轨道的压力大小是多少，方向如何？(3)小车的恒定功率是多少？解析：(1)把c点的速度分解为水平方向的va和竖直方向的vy，有：v2g3rvc解得vc4 m/s.(2)由(1)知小车在a点的速度大小va2 m/s因为va，对外轨有压力，轨道对小车的作用力向下mgfnm解得fn10 n根据牛顿第三定律得，小车对轨道的压力大小fnfn10 n，方向竖直向上(3)从e到a的过程中，由动能定理：ptmgx0mg4rmv解得p5 w.答案：(1)4 m/s(2)10 n，方向竖直向上(3)5 w15(18分)(2