浙江2018届高三物理一轮复习第5章机械能章末检测.docx

第5章 机械能(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共13小题，每小题5分，共65分每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1(2016余姚学考模拟)关于弹性势能，下列说法中正确的是()A当弹簧变长时弹性势能一定增大B当弹簧变短时弹性势能一定减小C在拉伸长度相同时，k越大的弹簧的弹性势能越大D弹簧在拉伸时弹性势能一定大于压缩时的弹性势能C弹簧弹性势能的大小除了跟劲度系数k有关外，还跟它的形变量有关如果弹簧原来处在压缩状态，当它变短时，它的弹性势能增大，当它变长时，它的弹性势能应先减小，在原长处它的弹性势能最小，所以A、B、D都不对故选C.2如图1所示为跳伞爱好者表演高楼跳伞的情形，他们从楼顶跳下后，在距地面一定高度处打开伞包，最终安全着陆，则跳伞者()图1A机械能一直减小B机械能一直增大C动能一直减小D重力势能一直增大A由于跳伞者所受的拉力和空气阻力对跳伞者做负功，由功能关系知，跳伞者的机械能一直减小，A正确，B错误；动能先增大后减小，C项错；重力一直做正功，重力势能一直减小，D项错3.如图2所示，质量为m的物体在恒力F的作用下以一定的初速度竖直向上运动，物体的加速度方向向下，空气阻力不计，则物体的机械能() 图2【导学号：81370224】A一定增加B一定减少C一定不变D可能增加，也可能减少A因为物体向上运动，恒力F做正功，物体的机械能一定增加，故A正确，B、C、D错误4.如图3所示，A、B两物块叠放在一起，用细绳将A连接在墙上，用力F拉着B向右移动用F拉、FAB，FBA分别表示细绳的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力，则下列说法中正确的是()图3AF做正功，FAB做负功，FBA做正功，F拉不做功BF和FBA做正功，F拉和FAB不做功CF做正功，FAB做负功，FBA和F拉不做功DF做正功，其他力都不做功C由WFlcos 和题意知，力F的作用点的位移不为零，且与F方向相同，故F做正功；细绳的拉力F拉的作用点的位移为零，故F拉不做功；FAB的作用点的位移不为零，且与FAB方向相反，故FAB做负功；FBA的作用点的位移为零，故FBA不做功所以选项C正确5.(2015浙江1月学考)如图4所示，在某次马戏表演中，一根轻质细绳穿过轻质定滑轮，一端系有重物一只猴子在驯兽师的引导下，跳起抓住空中细绳的另一端，猴子抓住细绳的同时即向上爬行，由此带动重物加速上升，并使猴子保持离地高度不变从猴子抓住细绳开始计时到某一时刻所经时间记为t，时间t内猴子对外所做功记为W.以为纵坐标，t为横坐标，作t图象，该图象是下图中的()图4ABCDB对猴子分析，猴子保持离地高度不变，说明猴子相对地面静止，所受静摩擦力等于重力，即Ffmg，设重物加速度为a，则WFfhmgat2 ，推得mgat，可知B项正确6.如图5所示，同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑，该物体与斜面间的动摩擦因数相同在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB，则() 图5【导学号：81370225】AWAWBBWAWBCWAWBD无法确定B设斜面AD、斜面BD与水平面CD所成夹角分别为、，根据功的公式，得WAmgcos lADmglCD，WBmg coslBDmglCD，所以选B.7一质量为5 000 kg的汽车，以额定功率由静止启动，它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍，发动机额定功率为50 kW，则汽车在此路面上行驶的最大速度为()A5 m/s B7 m/s C8 m/s D10 m/sD当汽车以额定功率行驶时，做加速度减小的加速运动，当加速度减到零时，速度最大，此时牵引力等于阻力，即FFfkmg0.15 00010N5 000 N；此时的最大速度为vm m/s10 m/s，选项D正确8从空中同一位置，将三个相同的小球以相同的速率分别平抛、竖直上抛、竖直下抛，不计空气阻力，从抛出到落至水平地面的过程中()A三球在空中运行的时间相同B三球落地时重力的瞬时功率相同C三球落地时的速度相同D三球落地时的动能相同D竖直上抛运动，先上升后下降，平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，竖直下抛运动在竖直方向上有向下的初速度，知竖直下抛运动的时间最短，竖直上抛运动的时间最长，故A错误；根据动能定理知，mghmv2mv，知三球落地时的动能相同，所以速度大小相同，由于速度方向不同，则速度不同因为重力做功的瞬时功率Pmgvcos 知，竖直上抛和竖直下抛重力的瞬时功率相等，与平抛运动重力的瞬时功率不同，故B、C错误，D正确9.一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为()图6A.mgRB.mgRC.mgRD.mgRD在半圆底部，由牛顿第二定律，1.5mgmg ，解得v20.5gR.由功能关系可得此过程中铁块损失的机械能为EmgRmv20.75mgR，选项D正确10.在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球约以1 m/s的速度撞击篮筐，如图7所示已知篮球质量约为0.6 kg，篮筐离地高度约为3 m，忽略篮球受到的空气阻力，则该同学罚球时对篮球做的功大约为() 图7【导学号：81370226】A1 JB8 J C50 JD100 JB该同学将篮球投出时的高度约为1.8 m，同学从开始投出篮球到撞击篮筐的过程中，由动能定理得Wmg(h2h1)mv2，解得 Wmg(h2h1)mv20.6 kg10 m/s2(3 m1.8 m)0.6 kg(1 m/s)27.5 J，选项B正确，选项A、C、D错误112015年7月18日，极具观赏性的世界悬崖跳水赛在葡萄牙亚速尔群岛成功举办选手们从悬崖上一跃而下，惊险刺激的场景令观众大呼过瘾一选手从距离水面高为20 m的悬崖上跳下，选手受到的空气阻力跟速度成正比，则下列说法正确的是()A选手在空中做匀加速运动B选手从开始跳下到入水的时间等于2秒C选手在空中下落过程合力做正功D选手在空中下落过程机械能增大C选手在下落过程中受到重力和空气阻力，做向下的加速运动，空气阻力跟速度成正比，则阻力逐渐增大，合力逐渐减小，加速度减小，选手做非匀加速运动，A错误；如果选手做自由落体运动，其下落时间t s2 s，因为空气阻力作用，其下落的加速度小于自由落体加速度，所以下落的时间大于2 s，B错误；开始下落时，速度小，阻力也小，合力向下，所以合力做正功，C正确；因为空气阻力做负功，机械能减小，D错误 12.(加试要求)如图8所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上其正上方A位置有一只小球小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零，在小球下降阶段中，下列说法正确的是()图8A在B位置小球动能最大B从AC位置小球重力势能的减少量等于小球动能的增加量C从AD位置小球动能先增大后减小D从BD位置小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量C小球达到B点后，由于重力仍大于弹力，所以继续向下加速，直到C点，速度达到最大，动能最大，故A错误；从AC位置小球重力势能的减少量等于小球动能与弹簧的弹性势能增加量之和，故B错误；从AD位置过程中，小球达到B点后，由于重力仍大于弹力，所以继续加速，直到C点，速度达到最大，所以小球动能先增大后减小，故C正确；从BD位置的过程中小球动能的减少量小于弹簧弹性势能增加量，故D错误13.(加试要求)如图9所示，质量相等的甲、乙两小球从一光滑直角斜面的顶端同时由静止释放，甲小球沿斜面下滑经过a点，乙小球竖直下落经过b点，a、b两点在同一水平面上，不计空气阻力，下列说法中正确的是() 图9【导学号：81370227】A甲小球在a点的速率等于乙小球在b点的速率B甲小球到达a点的时间等于乙小球到达b点的时间C甲小球在a点的机械能小于乙小球在b点的机械能D甲小球在a点时重力的功率等于乙小球在b点时重力的功率A斜面光滑，甲、乙的运动过程中只有重力做功，所以甲、乙的机械能都守恒，由于甲、乙的初速度都是零，高度也相同，所以到达同一水平面时，它们的动能相同，由于它们运动的方向不一样，所以只是速度的大小相同，故A正确，C错误；甲由光滑斜面加速下滑，乙自由下落，甲下滑的加速度小于g，下滑位移大于高度h，所以下滑时间大于乙自由下落时间，故B错误；到达同一水平面时两物体的速率相同，重力也相同，但甲小球重力与速度有夹角，乙小球重力与速度方向相同，所以两球到达同一水平面时乙小球重力的瞬时功率大于甲小球重力的瞬时功率，故D错误二、非选择题(本题共4小题，共35分)14(5分)(2017温岭模拟)某实验小组用如图10所示的实验装置和实验器材做“探究做功与物体速度变化的关系”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力图10(1)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有_(2)如图11为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究“功与速度变化的关系”已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g.图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m.请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来_图11【解析】(1)本题的实验原理是验证砂桶和砂重力做的功等于小车动能的增加量，所以要测砂和砂桶的总质量、小车的质量，还要测纸带上各点的距离来求速度，所以所需的器材还应有天平和刻度尺(2)在A点的速度为v1，在B点：v2所以动能变化量EkMvMv而砂和砂桶的总重力做的功为：WGmgx要探究功与速度变化的关系的表达式为：mgx.【答案】(1)刻度尺、天平(2)mgx15(7分)(2017浙江名校协作体联考)某同学利用图12甲中器材来做验证机械能守恒实验，图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带，现要取A、B两点来验证实验，已知打点计时器每隔0.02 s打一个点图12请回答下列问题：(1)可以判断，连接重物的夹子应夹在纸带的_端(选填“左”或“右”)；(2)若x24.80 cm，则在纸带上打下记数点B时的速度vB_ m/s.(计算结果保留三位有效数字)(3)若x1数据也已测出，则实验还需测出的物理量为_(4)若分析实验结果发现重物下落过程中减少的重力势能始终略大于其增加的动能，则可能的原因是：_【解析】(1)从纸带上可以发现从左到右，相邻的计数点的距离越来越大，也就是说明速度越来越大与重物相连接的纸带先打出点，速度较小，所以实验时纸带的左端通过夹子和重物相连接(2)若x24.80 cm，则根据中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B点的速度大小得在纸带上打下记数点B点时的速度vB m/s1.20 m/s.(3)若x1数据也已测出，则实验还需测出的物理量为A、B之间的距离或hAB.(4)若分析实验结果发现重物下落过程中减少的重力势能始终略大于其增加的动能，则可能的原因是：克服摩擦阻力做功【答案】(1)左(2)1.20(3)AB之间的距离或hAB(4)克服摩擦阻力做功16(11分)如图13所示，一质量为2103 kg的小汽车从倾斜路面上以20 m/s的速度经A点驶入泥泞的水平路面，行驶200 m路程后到达B点，速度降为5 m/s，此后速度保持恒定，已知整个过程中汽车发动机的输出功率恒为40 kW，泥泞路面上行驶汽车受到的阻力恒定求：图13(1)在泥泞路面上行驶时，汽车受到的阻力；(2)速度为10 m/s时，汽车的加速度；(3)汽车在AB段上的运动时间. 【导学号：81370228】【解析】(1)速度降为5 m/s后速度保持恒定，所以做匀速运动F阻FPFvB联立两式得F阻8103 N.(2)速度为10 m/s时，牵引力F103 N4103 Na2 m/s2，负号表示方向向左，汽车做减速运动(3)由动能定理，分析A至B的运动得mvmvPtF阻xAB解得t30.6 s.【答案】(1)8103 N(2)2 m/s2，方向向左(3)30.6 s17.(12分)(加试要求)如图14所示图14半径R0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角30，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上质量m0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v02 m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，C、D两点间的水平距离L1.2 m，小物块与水平面间的动摩擦因数0.5，g取10 m/s2.求：(