【精选+详解】高三物理名校试题汇编系列（第2期）专题6 机械能守恒定律.doc

2013届高三物理名校试题汇编系列（第2期）专题6 机械能守恒定律一、单项选择题1.（湖南师大附中2012届高三月考试卷七）物体在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止。以a、ek、s和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间。则以下各图象中，能正确反映这一过程的是 （ ）2（福建省南安一中2012届高三上学期期末考试物理试卷）将一只苹果（可看成质点）斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3，图中曲线为苹果在空中运行的轨迹。若不计空气阻力的影响，以下说法中正确的是（ ）321a苹果通过第1个窗户所用的时间最长b苹果通过第3个窗户的平均速度最大c苹果通过第1个窗户重力所做的功最多d苹果通过第3个窗户克服重力做功的平均功率最小2.d 解析：若不计空气阻力的影响，苹果做斜抛运动，斜抛运动可分解为水平方向上的匀速运动和竖直方向上的竖直上抛运动，苹果通过三个窗户时在竖直方向上的位移相同，而沿竖直方向上的分速度逐渐减小，所以通过第1个窗户所用的时间最短，选项a错误；苹果通过三个窗户时，沿竖直方向上的分速度逐渐减小，而水平方向的速度始终不变，所以苹果通过第1个窗户时的平均速度最大，选项b错误；苹果通过三个窗户时，沿竖直方向上升的高度相同，克服重力做的功也相等，选项c错误；苹果通过三个窗户时克服重力做功相等，但通过第3个窗户所用的时间最长，所以克服重力做功的平均功率最小，选项d正确。本题答案为d。3（北京市怀柔区2012届高三下学期适应性练习理综试题）如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力f随时间t变化的图像如图所示，则（ ）a运动过程中小球的机械能守恒 bt2时刻小球的加速度为零ct1t2这段时间内，小球的动能在逐渐减小dt2t3这段时间内，小球的动能与重力势能之和在增加4.（上海市十校2012届高三12月份联考试卷）如图所示，a为一放在竖直轻弹簧上的小球，在竖直向下恒力f的作用下，在弹簧弹性限度内，弹簧被压缩到b点，现突然撒去力f，小球将向上弹起直至速度为零，不计空气阻力，则小球在上升过程中（ ）a.小球向上做匀变速直线运动 b.当弹簧恢复到原长时小球速度恰为零c.小球机械能逐渐增大 d.小球动能先增大后减小5.（吉林省长春市2012届高三上学期第一调研测试）如图所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的m点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同。物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态。现从m点由静止释放物块，物块运动到n点时恰好静止。弹簧原长小于mm。若物块从m点运动到n点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为e，物块通过的路程为s。不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是（ ）5c 解析：物体在粗糙水平面上滑动时，q=mgs，e=e0-mgs，可见，当s较小时，q-s图象是一条经过原点的倾斜直线，e-s图象是一条与纵轴相交、斜率为负值的倾斜直线，斜率的大小k=-mg；当滑上斜面后，q=mgs0+mgcos（s-s0）=mgs0（1-cos）+mgcoss，e=e0-mgs0（1-cos）-mgcoss，可见，当s较大或者滑上斜面时，q-s图象仍是一条倾斜直线，但斜率变小，e-s图象也是一条倾斜直线，斜率的大小变为k=-mgcos；综上分析，只有选项c正确。本题答案为c。6（福建省师大附中2012届高三上学期期中考试）已知一足够长的传送带与水平面的倾角为，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为t=0时刻纪录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1v2）。已知传送带的速度保持不变。（g取10 m/s2），则（ ）a0t1内，物块对传送带做正功b物块与传送带间的动摩擦因数为，tanc0t2内，传送带对物块做功为w=d系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小6.d 解析：0t1内，物块沿斜面向下运动，其势能和动能都减小，所以其机械能减小，除重力外，其他外力对物体做负功，即物块对传送带做负功，选项a错误；根据图b可知，在t1时刻，物块的速度减为零，之后在传送带的作用下做加速运动，所以其合力方向沿斜面向上，即mgcosmgsin，tan，选项b错误；0t2内，传送带对物块做的功w加上物块重力做的功wg等于物块动能的增加量，即w+wg=，根据v-t图象的“面积”法求位移可知，wg0，所以选项c错误；在0t2内时间内，物块与传送带之间有相对滑动，系统的一部分机械能会通过“摩擦生热”转化为热量即内能，其大小q=fs相对，该过程中，物块受到的摩擦力f大小恒定，设0t1内物块的位移大小为s1，t1t2内物块的位移大小为s2，则s相对s1+s2，对0t1内和t1t2内的物块运用动能定理有：-（f-mgsin）s1=0-，（f-mgsin）s2=，所以fs1=+mgsins1，fs2=+mgsins2，所以q=fs相对f（s1+s2）=+mgsin（s1+s2）-，故选项d正确。本题答案为d。7（浙江省浙大附中2012届高三上学期期中考试试题）如图所示，一质量为m的滑块以初速度v0从固定于地面的斜面底端a开始冲上斜面，到达某一高度后返回a，斜面与滑块之间有摩擦下列各项分别表示它在斜面上运动的速度v、加速度a、重力势能ep和机械能e随时间的变化图象，可能正确的是（ ） 8（江西省宜春市2012届高三上学期期末统考理综试卷、湖南省衡阳市2012届高三12月六校联考试题）如图所示，甲、乙两种粗糙面不同的传送带，倾斜于水平地面放置，以同样恒定速率v向上运动。现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在a处，小物体在甲传送带上到达b处时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离b竖直高度为h的c处时达到传送带的速率v。已知b处离地面的高度皆为h。则在物体从a到b的过程中（ ）a两种传送带与小物体之间的动摩擦因数相同b将小物体传送到b处，两种传送带消耗的电能相等c. 两种传送带对小物体做功相等d.将小物体传送到b处，两种系统产生的热量相等9.（上海市复旦、交大、华师大附中2012届高三下学期3校联考）如图所示，质量为m的物体静放在水平光滑的平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度v0向右匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45处，在此过程中人所做的功为（ ）v0v1v2amv02/2 bmv02/2 cmv02/4 dmv0210.（江苏省苏北四星级中学2012届高三下学期联考）如图所示，长为l的小车置于光滑的水平面上，小车前端放一小物块，用大小为f的水平力将小车向右拉动一段距离s，物块刚好滑到小车的左端。物块与小车间的摩擦力为f，在此过程中 ( )a.摩擦力对小物块做的功为f s b.摩擦力对系统做的总功为0c.力f对小车做的功为f l d.小车克服摩擦力所做的功为f s10.d 解析：摩擦力对小物块做的功为f （s-l），小车克服摩擦力所做的功为f s，摩擦力对系统做的总功为-fl，力f对小车做的功为f s，只有选项d正确。11.（上海市华师大一附中等八校2012届高三下学期联合调研考试）一质量为m的铝球用细线悬挂静止在足够深的油槽中（如图甲），某时刻剪断细线，铝球开始在油槽中下沉运动，通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的图像如乙所示，已知重力加速度为g，根据上述信息，下列说法正确的是（）a铝球下沉的速度越来越大b开始释放时，铝球加速度a0 =gc铝球下沉过程所受到油的阻力f=ma0v/v0d铝球下沉过程机械能的减少等于克服油阻力所做功12.（江西省南昌市2012届高三下学期第二次模拟测试卷）甲、乙两个质量相同的物体受到竖直向上的拉力作用，从同一高度向上运动，它们的运动图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）a在0-t1时间内，甲的加速度越来越大b在t=t1时刻两物体的高度相同c在t=t1时刻甲所受拉力的瞬时功率大于乙所受拉力的瞬时功率d在t=t2时刻甲所受的拉力大于乙所受的拉力12.c 解析：v-t图象的斜率表示加速度，在0-t1时间内，甲的加速度越来越小，选项a错误；在t=t1时刻两物体的速度相同，但位移不同，高度也不同，选项b错误；在t=t1时刻，两物体的速度相同，但甲物体所受拉力大于其重力，而乙物体的拉力等于重力，甲所受拉力较大，其功率也较大，选项c正确；在t=t2时刻，两物体均做匀速直线运动，它们所受拉力均等于其重力，拉力大小相等，选项d错误。13.（吉林省长春市2012届高三第三次调研测试）有一固定轨道abcd如图所示，ab段为四分之一光滑圆弧轨道，其半径为r，bc段是水平光滑轨道，cd段是光滑斜面轨道，bc和斜面cd间用一小段光滑圆弧连接。有编号为1、2、3、4完全相同的4个小球（小球不能视为质点，其半径rr），紧挨在一起从圆轨道上某处由静止释放，经平面bc到斜面cd上，忽略一切阻力，则下列说法正确的是 （ ）a四个小球在整个运动过程中始终不分离b在圆轨道上运动时，2号球对3号球不做功c在cd斜面轨道上运动时，2号球对3号球做正功d4号球在cd斜面轨道上运动的最大高度与1号球初始位置等高14（浙江省五校2012届高三上学期第一次联考）如图所示，水平抛出的物体抵达斜面上端p处时，其速度方向恰好沿着斜面向下，然后沿斜面无摩擦滑下，在下图所示的图象中正确描述物体重力的功率随时间t变化的图象是（ ）14.c 解析：抵达p处前，物体做平抛运动，其在竖直方向上的分速度大小为vy=gt，重力的功率pg=mgvy=mg2t，可见，该过程对应的pg-t图象是一条经过原点的倾斜直线，直线的斜率k1=mg2，选项ab错误；滑上斜面后，物体做匀加速直线运动，其在竖直方向上的分运动也是匀加速直线运动，不过其加速度ay小于g，所以pg=mg（vy0+ayt）=mgvy0+mgayt=pg0+mgayt，可见，该过程对应的pg-t图象也是一条倾斜直线，直线的斜率k2=mgayk1，所以选项c正确，d错误。本题答案为c。15（安徽省省城名校2012届高三第四次联考试题）如图所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为h。已知斜面倾角为，斜面与滑块间的摩擦因数为，且mg。下列说法正确的是（ ）a小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动直到静止b小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动，直到最后做匀速运动c小球的最大加速度为d恒力f0的最大功率为26.bcd 解析：刚开始，f=0，a=，之后v增大，a=逐渐增大，当f=kv=mg时，加速度达到最大，即am=；当速度继续增大，f=kvmg时，a=不断减小，当（f-mg）=f0，即（kv-mg）=f0时，a=0，速度达到最大，所以vm=时，此后小球做匀速运动。根据以上分析，选项bc正确；pm=f0vm=，选项d正确。本题答案为bcd。27.（广东省实验中学2012届高三下学期综合测试理综）如图所示，用恒力f拉着质量为m的物体沿水平面从a移到b的过程中，下列说法正确的是（ ）a有摩擦力时比无摩擦力时f做的功多b物体加速运动时比减速运动时，f做的功多c物体无论是加速运动、减速运动还是匀速运动，力f做的功一样多d有摩擦力时与无摩擦力时f的平均功率不相等28.（江西师大附中、鹰潭一中2012届高三下学期4月联考理综）水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙，乙的斜面倾角大，甲、乙斜面长分别为s、l1，如图所示。两个完全相同的小滑块a、b可视为质点，同时由静止开始从甲、乙两个斜面的顶端释放，小滑块a一直沿斜面甲滑到底端c，而小滑块b滑到底端p后沿水平面滑行到d处（小滑块b在p点从斜面滑到水平面的速度大小不变），在水平面上滑行的距离pd=l2，且s=l1+l2。小滑块a、b与两个斜面和水平面间的动摩擦因数相同，则（ ）a滑块a到达底端c点时的动能一定比滑块b到达d点时的动能小 b两个滑块在斜面上加速下滑的过程中，到达同一高度时，动能可能相同ca、b两个滑块从斜面顶端分别运动到c、d的过程中，滑块a重力做功的平均功率小于滑块b重力做功的平均功率 da、b滑块从斜面顶端分别运动到c、d的过程中，由于克服摩擦而产生的热量一定相同三、非选择题29.（湖北省黄冈市团风中学2012年高三下学期理科综合试题）如图为某生产流水线工作原理示意图足够长的工作平台上有一小孔a，一定长度的操作板（厚度可忽略不计）静止于小孔的左侧，某时刻开始，零件（可视为质点）无初速地放上操作板的中点，同时操作板在电动机带动下向右做匀加速直线运动，直至运动到a孔的右侧（忽略小孔对操作板运动的影响），最终零件运动到a孔时速度恰好为零，并由a孔下落进入下一道工序已知零件与操作板间的动摩擦因数1=0.05，零件与与工作台间的动摩擦因数2=0.025，不计操作板与工作台间的摩擦重力加速度g=10m/s2求：（1）操作板做匀加速直线运动的加速度大小；（2）若操作板长l=2m，质量m=3kg，零件的质量m=0.5kg，则操作板从a孔左侧完全运动到右侧的过程中，电动机至少做多少功？29.解析：（1）设零件向右运动距离x时与操作板分离，此过程历经时间为t，此后零件在工作台上做匀减速运动直到a孔处速度减为零，设零件质量为m，操作板长为l，取水平向右为正方向，对零件，有：分离前：，分离后：，以后做匀减速运动的位移为：；对操作板，有：，联立以上各式解得：，代入数据得：。30.（江西省临川一中等2012届高三联考）水平面上有质量为m的长木板，一质量为m的小铁块以初速度大小v0从长木板的中点向左运动。同时，长木板在水平拉力作用下始终做速度大小为v的向右匀速运动，已知v0v，小铁块与木板、木板与水平面的动摩擦因数为。求：（1）在保证小铁块不能从长木板