2011高考物理 机械能总复习质量评估详解详析 新人教版

用心 爱心 专心 1 2011 高考物理总复习质量评估详解详析高考物理总复习质量评估详解详析 交流电交流电 电磁场电磁场 电磁波 教电磁波 教 师解析版 师解析版 时间 90 分钟 满分 100 分 第第 卷卷 选择题选择题 一 一 选择题选择题 本题包括 10 小题 共 40 分 每小题给出的四个选项中 有的只有一个选项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 4 分 选对但不全的得 2 分 有选错的得 0 分 1 2010 河北保定高三第一学期末调研 河北保定高三第一学期末调研 19 水平传送带在外力的作用下始终以速度 v 匀速运 动 某时刻放上一个小物体 质量为 m 初速度大小也是 v 但方向与传送带的运动方向相反 已知小物体与传送带间的动摩擦因数为 最后小物体的速度与传送带相同 在小物体与传送带 间有相对运动的过程中 滑动摩擦力对小物体做的功为 W 摩擦生成的热为 Q 则下面的判 断中正确的是 A W 0 Q 0B W 0 Q 0C W 0 Q 0D W 0 Q 0 解析解析 以传送带传送速度 v 方向为正方向 小物体以 v 的初速度放到传送带上到后来速度变 为和传送带相同为 v 的过程中 根据动能定理可知 因小物体的初末动能相等 故合外力做功 为 0 重力和支持力均未做功 故摩擦力做功 W 0 但小物体和传送带在此过程中发生了相 对运动 故热量 Q 0 选项 D 正确 答案答案 D 2 如图 5 1 所示 在两个质量分别为 m 和 2m 的小球 a 和 b 之间 用一根长为 L 的轻杆连接 两小 球可绕穿过轻杆中心 O 的水平轴无摩擦转动 现让轻杆处于水平位置 然后无初速释放 重球 b 向下 轻球 a 向上 产生转动 在杆转至竖直的过程中 图 5 1 A b 球的重力势能减少 动能增加 B a 球的重力势能增加 动能减少高考资源网 C a 球和 b 球的总机械能守恒 D a 球和 b 球的总机械能不守恒 解析解析 两球组成的系统 在运动中除动能和势能外没有其他形式的能转化 增加或减少 所以系 统的机械能守恒 答案答案 AC 3 如图 5 2 所示 在北戴河旅游景点之一的南戴河滑沙场有两个坡度不同的滑道 AB 和 AB 均 可看做斜面 甲 乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙橇从 A 点由静止开始沿 AB 和 AB 滑下 最后都停在水平沙面 BC 上 设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同 斜面与水平面 连接处均可认为是圆滑的 滑沙者保持一定姿势在滑沙橇上不动 则下列说法中正确的是 图5 2 A 甲在 B 点的速率一定大于乙在 B 点的速率 用心 爱心 专心 2 B 甲在 B 点的动能一定大于乙在 B 点的动能 C 甲滑行的总路程一定等于乙滑行的总路程 D 甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移 解析解析 设坡高为 h 斜坡的倾角为 水平滑行位移为 s 据动能定理 0 2 1 sin cos 2 mv h mgmgh 即 v2 2gh 2 gh cot 显然 越大 cot 越 小 v 越大 A 正确 对于全过程 0 sin cos mgs h mgmgh sin cos h sh 而 sh sin cos 恰好为全部滑行的水平位移 所以 D 正确 答案答案 AD 4 两质量相同的小球 A B 分别用轻绳悬在等高的 O1 O2点 A 球的悬绳比 B 球的悬绳长 把两 球的悬绳均拉到水平位置无初速释放 则小球经最低点时 取悬绳水平时所在的平面为零势能 面 如图 5 3 所示 则 图 5 3 A A 球的速度大于 B 球的速度 B A B 两小球对绳的拉力相同 C A 球的机械能大于 B 球的机械能 D A 球的机械能等于 B 球的机械能 解析解析 小球由水平位置无初速释放至经过最低点的过程中 机械能守恒 得 2 1 2 mvmgl 由此可 知小球经过最低点时的速度 2glv 由于 la lb 所以 A 球的速度大于 B 球的速度 A 选项正 确 设小球对绳的拉力为 T 则由向心力公式得 2 l mv mgt 将glv2 代入 得到 T 3mg 由 于两小球质量相同 所以 A B 两小球对绳的拉力相同 B 选项正确 两小球在最低点的机械能都 等于释放时的机械能 即都为零 所以 C 错 D 对 答案答案 ABD 5 2010 安徽皖南八校安徽皖南八校二联 二联 19 汽车从静止开始沿平直公路做匀加速运动 所受阻力始终不 变 在此过程中 下列说法正确的是 A 汽车发动机的输出功率保持不变 B 汽车发动机的输出功率逐渐增大 C 在任意两相等的位移内 汽车的动能变化相等 D 在任意两相等的位移内 汽车的速度变化相等 解析解析 对汽车由牛顿第二定律可得 maf v P 可知 a f 不变时 v 增大 P 增大 故 A 错 B 正确 汽车做匀加速运动时 汽车受到的合外力 F合不变 由 F合 s Ek知 C 正确 由 v at 汽车匀加速运动时 经相同的位移所需的时间不一样 故汽车的速度变化也不相等 D 错误 用心 爱心 专心 3 答案答案 BC 6 动能相等质量不等的两个物体A B mA mB A B 均在动摩擦因数相同的水平地面上滑行 滑行距离分别为 sA sB后停下 则 A sA sBB B 滑行时间短 C sA sBD 它们克服摩擦力做功一样多 解析解析 根据动能定理 对 A magsA 0 Ek 对 B mBgsB 0 Ek 因为 mA mB 所以 sA sB C 正确 克服摩擦力的功都等于 Ek D 正确 A B 的加速度大小相同 由 2 2 1 ats sA sB可得 tB tA B 错误 故选择 CD 答案答案 CD 7 内壁光滑的环形凹槽半径为 R 固定在竖直平面内 一根长度为 2R 的轻杆 一端固定有质 量为 m 的小球甲 另一端固定有质量为 2m 的小球乙 将两小球放入凹槽内 小球乙位于凹 槽的最低点 如图 5 4 所示 由静止释放后 图 5 4 A 下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能 B 下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能 C 甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点 D 杆从右向左滑回时 乙球一定能回到凹槽的最低点 解析解析 甲 乙组成的系统机械能守恒 A 正确 B 错误 若甲沿凹槽下滑到凹槽最低点 乙则到 达与圆心等高处 由于乙的质量大 这样违背机械能守恒 C 错误 从右向左滑时 由系统机 械能守恒 乙球一定能回到原来的位置 即槽的最低点 D 正确 答案答案 AD 8 一质量为 m 的物体以速度 v 在竖直平面内做半径为 R 的匀速圆周运动 假设 t 0 时刻物体 在轨迹最低点且重力势能为零 那么 下列说法正确的是 A 物体运动的过程中 重力势能随时间的变化关系为 cos1 t R v mgREp B 物体运动的过程中 动能随时间的变化关系为 cos1 2 1 2 t R v mgRmvEk C 物体运动的过程中 机械能守恒 且机械能为 2 2 1 mvE D 物体运动的过程中 机械能随时间的变化关系为 cos1 2 1 2 t R v mgRmvE 解析解析 设自 t 0 时刻开始小球转过的角度为 据几何关系有 R vt cos1 t R v mgRmghEp A 正确 由于做匀速圆周运动 动能不随时间变化 用心 爱心 专心 4 2 1 2 mvEk B 错 小球在运动过程中动能不变 重力势能变化 所以机械能不守恒 机械能 随时间的变化关系为 cos1 2 1 2 t R v mgRmvE C 错误 D 正确 答案答案 AD 9 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 5 5 所示 开始时 OA 边处 于水平位置 由静止释放 则 图 5 5 A A 球的最大速度为gl2 B A 球速度最大时 两小球的总重力势能最小 C A 球速度最大时 两直角边与竖直方向的夹角为 45 D A B 两球的最大速度之比为 2 1 解析解析 两小球的总重力势能最小时 二者的动能最大 且转动过程中 A 球和 B 球的速度大小 之比始终为 2 1 故选项 B D 正确 当 OA 边与竖直方向的夹角为 时 由机械能守恒定律 得 22 2 2 1 2 1 sin1 2cos2 BA mvmvlmglmg 可得 1cos sin 3 8 2 glvA由 数学知识知 当 45 时有最大值 12 3 8 gl 故选项 A 错 C 对 答案答案 BCD 10 将一物体从地面竖直上抛 物体上抛运动过程中所受的空气阻力大小与速率成正比 设 物体在地面时的重力势能为零 则物体从抛出到落回原地的过程中 物体的机械能 E 与物体 距地面高度 h 的关系 如图 5 6 所示描述正确的是 H 为物体竖直上抛的最大高度 图 5 6 解析解析 由功能关系 损失的机械能 E f h 知 h E f 即为 E h 图象的斜率的绝对值 由于 f 与 v 成正比 而 h 越大 v 越小 即图象的斜率的绝对值越小 故选项 D 正确 答案答案 D 二 填空实验题二 填空实验题 每小题 10 分 共 20 分 11 2010 届安徽皖南八校高三第二次联考 届安徽皖南八校高三第二次联考 22 1 某兴趣小组为探知一遥控电动小车的额定功 率 进行了如下实验 用心 爱心 专心 5 用天平测出电动小车的质量为 0 4 kg 将电动小车 纸带和打点计时器按要求安装好 接通打点计时器 其打点周期为 0 02 s 使电动小车以额定功率加速运动 达到最大速度一段时间后关闭小车电源 待小车静止时 再关闭打点计时器 设在整个过程中小车所受的阻力恒定 在上述过程中 打点计时器在纸带上所打的点迹如图 5 7 甲 乙所示 图中 O 点是打点计时 器打的第一个点 甲 乙 图 5 7 请你分析纸带数据 回答下列问题 1 该电动小车运动的最大速度 m s 2 该电动小车运动的过程中所受的阻力为 N 3 该电动小车的额定功率为 W 答案答案 1 1 50 2 1 60 3 2 40 12 如图 5 8 所示 两个质量各为 m1和 m2的小物块 A 和 B 分别系在一条跨过定滑轮的软绳 两端 已知 m1 m2 现要利用此装置验证机械能守恒定律 图 5 8 1 若选定物块 A 从静止开始下落的过程进行测量 则需要测量的物理量有 在横线 上填入选项前的编号 物块的质量 m1 m2 物块 A 下落的距离及下落这段距离所用的时间 物块 B 上升的距离及上升这段距离所用的时间 绳子的长度 2 为提高实验结果的准确程度 某小组同学对此实验提出以下建议 绳的质量要轻 在 轻质绳 的前提下 绳子越长越好 尽量保证物块只沿竖直方向运动 不要摇晃 两个物块的质量之差要尽可能小 以上建议中确实对提高准确程度有作用的是 在横线上填入选项前的编号 3 写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议 解析解析 1 本实验需要验证系统重力势能的减少量 Ep m1 m2 gh 与系统动能的增加量 用心 爱心 专心 6 2 21 2 1 vmmEk 是否相等 而 2 t v h 所以 2 t h v 即 2 2 2 21 21 t hmm ghmm 因此 选 或 2 本实验验证的是 A B 系统的机械能守恒 忽略了绳的能量 所以 绳的质量要轻 对 在 轻质绳 的前提下 为尽可能减少实验误差 绳子应尽可能长些 但并不是越长越好 错 本题所求的速度是竖直方向的速度 所以 对 为减小物体运动过程中摩擦阻力的影响 两物块的质量之差要尽可能大些 错 故选 3 见答案 答案答案 1 或 2 3 例如 对同一高度进行多次测量取平均值 选取受力后相对伸长尽量小的绳 等等 三 计算题三 计算题 本题包括 4 小题 共 40 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 13 8 分 如图 5 9 是荡秋千的示意图 最初人直立站在踏板上 A 点所示 绳与竖直方向成 角 人的重心到悬点 O 的距离为 L1 从 A 点向最低点 B 运动过程中 人由直立状态自然下蹲 在 B 点人的重心到悬点 O 的距离为 L2 在最低点处 人突然由下蹲状态变成直立状态 人的 重心到悬点 O 的距离恢复为 L1 且保持该状态到最高点 C 设人的质量为 m 踏板和绳的质量 不计 空气阻力不计 求 图 5 9 1 人刚到最低点 B 还处于下蹲状态时 两根绳中的总拉力 F 为多大 2 人到达左端最高点 C 时 绳与竖直方向的夹角为多大 用反三角函数表示 解析解析 1 A B 2 12 2 1 cos B mvLLmg 2 2 L mv mgF B 得 cos2 3 2 1 L L mgF w 2 人在 B 处突然由下蹲变为直立 体能转化为机械能的量为 mg L2 L1 由 C A 两点高度差为 L2 L1 故 L1cos L1cos L2 L1 得 cos1arccos 1 2 L L 答案答案 1 cos2 3 2 1 L L mg 2 cos1arccos 1 2 L L 用心 爱心 专心 7 14 10 分 如图 5 10 所示 一玩溜冰的小孩 可视作质点 质量为 m 30 kg 他在左侧平台上滑行 一段距离后平抛 恰能无碰撞地沿圆弧切线从 A 点进入光滑竖直圆弧轨道 并沿轨道下滑 A B 为圆弧两端点 其连线水平 已知圆弧半径为 R 1 0 m 对应圆心角为 106 平台与 AB 连线的高度差为 h 0 8 m 计算中取 g 10 m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 高考资源网 图 5 10 1 小孩平抛的初速度 2 小孩运动到圆弧轨道最低点 O 时对轨道的压力 解析解析 1 由于小孩无碰撞进入圆弧轨道 即小孩落到 A 点时速度方向沿 A 点切线方向 则 53tan 0 v gt v v x y 又由 2 2 1 gth 得s4 0 2 g h t 而 vy gt 4 m s 联立以上各式得 v0 3 m s 2 设小孩在最低点的速度为 v 由机械能守恒 有 53cos1 2 1 2 1 2 0 2 Rhmgmvmv 在最低点 据牛顿第二定律 有 R v mmgFN 2 高考资源网 代入数据解得 FN 1 290 N 由牛顿第三定律知小孩对轨道的压力为 1 290 N 答案答案 1 3 m s 2 1 290 N 15 10 分 一个水平方向足够长的传送带以恒定的速度 3 m s 沿顺时针方向转动 传送带右端 固定着一个光滑曲面 并且与曲面相切 如图 5 11 所示 小物块从曲面上高为 h 的 P 点由静 止滑下 滑到传送带上继续向左运动 物块没有从左边滑离传送带 已知传送带与物体之间的 动摩擦因数 0 2 不计物块滑过曲面与传送带交接处的能量损失 g 取 10 m s2 图 5 11 1 若 h1 1 25 m 求物块返回曲面时上升的最大高度 2 若 h1 0 2 m 求物块返回曲面时上升的最大高度 解析解析 物块从光滑曲面下滑的过程中机械能守恒 滑上传送带后先向左做匀减速直线运动 然 后向右做匀加速直线运动 当物块的速度与传送带的速度相等后 又做匀速直线运动 最后滑 上曲面 机械能守恒 1 设物块滑到下端的速度为 v1 由动能定理得 2 1 2 11 mvmgh 用心 爱心 专心 8 解得 v1 5 m s 3 m s 所以物块先减速到速度为零后 又返回去加速运动 当两者的速度相同时 以共同的速度 v 3 m s 一起匀速 直到滑上曲面 由动能定理得物块上升的高度 m45 0 2 2 g v H 2 设物块滑到下端的速度为 v2 由动能定理得 2 1 2 22 mvmgh 解得 v2 2 m s 3 m s 所以物块先减速到速度为零后 又返回去加速运动 又返回曲面时 速度仍为 v2 2 m s 然 后滑上曲面 物块上升的高度m 2 0 2 2 2