【志鸿优化设计】（广东专用）高考物理第一轮复习 第五章功和能 机械能及其守恒定律单元检测.doc

单元检测五功和能机械能及其守恒定律（时间：60分钟满分：100分）一、单项选择题（共4小题，每题4分，共16分）1如图所示，电梯与水平地面成角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升。若以fn表示水平梯板对人的支持力，g为人受到的重力，f为电梯对人的静摩擦力，则下列结论正确的是（）a加速过程中f0，f、fn、g都做功b加速过程中f0，fn不做功c加速过程中f0，fn、g都做功d匀速过程中f0，fn、g都不做功2（2011桂林调研）两个物体a、b的质量分别为m1和m2，并排静止在水平地面上，用同向水平拉力f1、f2分别作用于物体a和b上，分别作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止下来，两物体运动的速度时间图象分别如图中图线a、b所示，已知拉力f1、f2分别撤去后，物体做减速运动过程的速度时间图线彼此平行（相关数据已在图中标出），由图中信息可以得出（）a若f1f2，则m1m2b若m1m2，则力f1对物体a所做的功较多c若m1m2，则整个过程中摩擦力对b物体做的功较大d若m1m2，则整个过程中摩擦力对a和b物体做的功一样多3小明和小强在操场上一起踢足球，足球质量为m。如图所示，小明将足球以速度v从地面上的a点踢起，当足球到达离地面高度为h的b点位置时，取b点所在水平面为零势能参考面，不计空气阻力。则下列说法中正确的是（）a小明对足球做的功等于mv2mghb小明对足球做的功等于mghc足球在a点的机械能为mv2d足球在b点的动能为mv2mgh4如图所示，物体沿30的固定斜面以g（g为本地的重力加速度大小）的加速度匀减速上升，则在此过程中，物体的机械能是（）a不变的 b减小的c增加的 d不能判断二、双项选择题（共5小题，每题6分，共30分）5关于机械能是否守恒，下列叙述中正确的是（）a做匀速直线运动物体的机械能一定守恒b做匀变速运动物体的机械能可能守恒c外力对物体做功为零时，机械能一定守恒d只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒6（2011课标全国理综改编）一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能（）a一直减小b先逐渐减小至零，再逐渐增大c先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小d先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大7物体沿直线运动的vt关系如图所示，已知在第1 s内合外力对物体做的功为w，则（）a从第1 s末到第3 s末合外力做功为4wb从第3 s末到第5 s末合外力做功为wc从第5 s末到第7 s末合外力做功为wd从第3 s末到第4 s末合外力做功为0.75w8一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球的速度最大时，两小球的总重力势能最小ca球的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45da、b两球的最大速度之比vavb319汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，t1时刻关闭发动机，做匀减速直线运动，t2时刻静止，其vt图象如图所示，图中，若汽车牵引力做功为w，平均功率为p；汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为w1和w2，平均功率分别为p1和p2，则下列结论正确的是（）aww1w2 bw1w2cpp1 dp1p2三、实验题（共18分）10某实验小组采用如图甲所示的装置来探究“功与速度变化的关系”。实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面。实验的部分步骤如下：a将一块一头带有定滑轮的长木板固定放在桌面上，在长木板的另一端固定打点计时器。b把纸带穿过打点计时器的限位孔，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码。c把小车拉到靠近打点计时器的位置，接通电源，从静止开始释放小车，得到一条纸带。d关闭电源，通过分析小车位移与速度的变化关系来研究外力对小车所做的功与速度变化的关系。甲乙丙如图乙所示是实验中得到的一条纸带，点o为纸带上的起始点，a、b、c是纸带的三个计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，利用刻度尺测得a、b、c到o的距离如图所示，已知所用交变电源的频率为50 hz，问：（1）打b点时刻，小车的瞬时速度v_ m/s。（结果保留两位有效数字）（2）本实验中，若钩码下落高度为h1时外力对小车所做的功为w0，则当钩码下落h2时，外力对小车所做的功为_。（用h1、h2、w0表示）（3）实验中，该小组同学画出小车位移x与速度v的关系图象如图丙所示。根据该图形状，某同学对w与v的关系作出的猜想，肯定不正确的是（）awv bwv2cw dwv3四、计算题（共2小题，每题18分，共36分）11如图所示，倾斜轨道ab与有缺口的圆轨道bcd相切于b，轨道与地面相切于c点，圆轨道半径r1 m，两轨道在同一竖直平面内，d是圆轨道的最高点，把一个质量为m2 kg的小球从斜轨道上某处由静止释放，它下滑到c点进入圆轨道。（1）若轨道光滑，想要使它恰好通过d点，求a点离地的高度；（2）若轨道粗糙，将小球放到3.5 m高处，也使它恰好通过d点，求该过程中小球克服阻力做的功。12如图所示，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。d点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道mnp，其形状为半径r0.8 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为r，p点到桌面右侧边缘的水平距离为2r。用质量m10.4 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m20.2 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x6t2t2，物块从d点飞离桌面后恰好由p点沿切线落入圆轨道。取g10 m/s2，求：（1）bd间的水平距离；（2）判断m2能否沿圆轨道到达m点；（3）m2释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功。参考答案1a2d3d解析：研究踢球的过程，由动能定理可得wmv2，选项a、b错误；足球被踢出后机械能守恒，足球在a点的机械能为mv2mgh，选项c错误；由机械能守恒定律可以判断，足球在b点的动能也为mv2mgh，选项d正确。4a解析：由物体上升的加速度为g，可知物体只受重力和支持力，支持力不做功，只有重力做功，所以物体的机械能守恒，a选项正确。5bd6bd7bd解析：根据动能定理知，合力对物体做的功等于物体动能的增量，所以第1秒末到第3秒末合外力做功为零，第3秒末到第5秒末合外力做功为w，第5秒末到第7秒末合外力做功为w。设第1秒末的速度为v，则第4秒末的速度为，第3秒末到第4秒末合外力做功wm2mv20.75w，故选项b、d正确。8bc解析：由机械能守恒可知，两球总重力势能最小时，动能最大，根据题意知两球的角速度相同，线速度之比为vavb（2l）（l）21，故选项b对、d错。当oa与竖直方向的夹角为时，由机械能守恒定律得：mg2lcos 2mgl（1sin ）2mvmv可得：vgl（sin cos ）gl由数学知识知，当45时，sin cos 有最大值，故选项c是正确的，选项a是错误的。9ad解析：整个过程动能变化量为零，根据动能定理知，合力的功为零，选项a正确；汽车运动过程受到的摩擦力大小相等，由图象知第一段位移较大，选项b错误；第一段运动是加速运动，牵引力大于摩擦力，所以pp1，选项c错误；加速阶段和减速阶段平均速度相等，所以克服摩擦力做功的平均功率相等，选项d正确。10答案：（1）0.40（2）w0（3）ac解析：（1）b点的瞬时速度等于ac段的平均速度；（2）由wfh可知，w与h成正比，所以当钩码下落h2时，外力对小车所做的功为w0；（3）由动能定理可知，外力对小车所做的功等于物体动能的增量，由xv图象可以判断选项a、c错误。11答案：（1）2.5 m（2）20 j解析：（1）设小球经过d点时的速度为v，根据牛顿第二定律，有mg解得v设a点的高度为h，根据机械能守恒mg（h2r）mv2解得h2.5r2.5 m（2）设阻力做功为wf，小球从a到d的过程，由动能定理有mg（h2r）wfmv2解得wfmg（h2.5r）20 j.则小球克服阻力做功20 j。12答案：（1）2.5 m（2）不能（3）5.6 j解析：（1）设物块由d点以vd做平抛运动，落到p点时其竖直分速度为vytan 45得vd4 m/s物块m2过b点后的初速度v06 m/s，加速度a4 m/s2，bd间位移为sbd2.5 m。（2）若物块m2能沿轨道到达m点，其速度为v