2013版物理高考专题强化测评精练精析 江苏专用 ：专题3动能定理和能量守恒定律A Word版含答案

专题强化测评（三）a卷动能定理和能量守恒定律45分钟100分一、单项选择题（本题共5小题，每小题6分，共计30分每小题只有一个选项符合题意）1如图所示，一个质量为m的物体可视为质点，由斜面底端的a点以某一初速度冲上倾角为30的固定斜面做匀减速直线运动，减速的加速度大小为g，物体沿斜面上升的最大高度为h，在此过程中a重力势能增加了2mghb机械能损失了mghc动能损失了mghd系统生热mgh1222012杭州模拟如图所示，a、b、c三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动，a由静止释放，b的初速度方向沿斜面向下，大小为v0，c的初速度方向沿斜面水平，大小也为v0下列说法中正确的是aa和c将同时滑到斜面底端b滑到斜面底端时，b的机械能减少最多c滑到斜面底端时，b的动能最大d滑到斜面底端时，c的重力势能减少最多3如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧直立于地面上，上面放一个质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接现将小球向下压到某位置后由静止释放，若小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力和电场力对小球做功的大小分别为w1和w2，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中a带电小球电势能增加w2b弹簧弹性势能最大值为w1mv2c弹簧弹性势能减少量为w2w1d带电小球和弹簧组成的系统机械能增加w24如图所示，质量m10kg和m20kg的两物块，叠放在光滑水平面上，其中物块m通过处于水平方向的轻弹簧与竖直墙壁相连，初始时刻，弹簧处于原长状态，弹簧的劲度系数k250n/m现用水平力f作用在物块m上，使其缓慢地向墙壁移动，当移动40cm时，两物块间开始相对滑动，在相对滑动前的过程中，下列说法中正确的是am受到的摩擦力保持不变b物块m受到的摩擦力对物块m不做功c推力做的功等于弹簧增加的弹性势能d开始相对滑动时，推力f的大小等于200n5质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为01的水平面上，在水平拉力f的作用下，由静止开始运动，拉力做的功w和物体发生的位移s之间的关系如图所示，g10m/s2下列说法中正确的是a此物体在ab段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15wb此物体在ab段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6wc此物体在ab段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6wd此物体在ab段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15w二、多项选择题（本题共4小题，每小题8分，共计32分，每小题有多个选项符合题意）6汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，t1s末关闭发动机，做匀减速直线运动，t2s末静止，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aww1w2bw1w2cpp1dp1p27如图所示，小球沿水平面通过o点进入半径为r的半圆弧轨道后恰能通过最高点p，然后落回水平面，不计一切阻力，下列说法正确的是a小球落地点离o点的水平距离为rb小球落地时的动能为mgr52c小球运动到半圆弧最高点p时向心力恰好为零d若将半圆弧轨道上的1/4圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比p点高05r82012聊城模拟如图所示，重10n的滑块在倾角为30的斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度，到d点图中未画出开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点若bc01m，弹簧弹性势能的最大值为8j，g取10m/s2则a轻弹簧的劲度系数是50n/mb从d到a滑块克服重力做功8jc滑块动能的最大值为8jd从d到c弹簧的弹力做功8j9（2012宿迁模拟）如图，两质量均为m的小球，通过长为l的不可伸长轻绳水平相连，从h高处自由下落，下落过程中绳处于水平伸直状态，若下落时绳中点碰到水平放置的光滑钉子o，重力加速度为g，则a小球从开始下落到刚到达最低点的过程中机械能守恒b从轻绳与钉子相碰到小球刚到达最低点过程，重力的功率先减小后增大c小球刚到达最低点时速度大小为2ghld小球刚到达最低点时绳中张力为3mg4m三、计算题（本题共3小题，共38分,需写出规范的解题步骤）10（2012锦州模拟）（12分）如图所示，有一足够长的斜面，倾角37，一小物块质量为m，从斜面顶端a处由静止下滑，到b处后，受一与物体重力大小相等的水平向右的恒力作用，开始减速，到c点减速到0（c点未画出）若ab225m，物块与斜面间动摩擦因数05，sin3706，cos3708，g10m/s2求（1）物体到达b点的速度多大（2）bc距离多大（3）物块由a到c的过程中克服摩擦力做的功是多少112012潍坊模拟12分如图所示，水平轨道上轻弹簧左端固定，弹簧处于自然状态时，其右端位于p点现用一质量m01kg的小物块可视为质点将弹簧压缩后释放，小物块经过p点时的速度v018m/s，经过水平轨道右端q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的光滑圆轨道，最后小物块经轨道最低点a抛出后落到b点，若小物块与水平轨道间的动摩擦因数015，rl1m，a到b的竖直高度h125m，取g10m/s21求小物块到达q点时的速度大小保留根号；2判断小物块经过q点后能否沿圆周轨道运动；3求小物块水平抛出的位移大小12（2012镇江模拟）（14分）如图甲所示，水平天花板下悬挂一光滑的轻质的定滑轮，跨过定滑轮的质量不计的绳（绳能承受的拉力足够大）两端分别连接物块a和b，a的质量为m0，b的质量m是可以变化的，当b的质量改变时，可以得到a加速度变化的图线如图乙所示，不计空气阻力和所有的摩擦，a加速度向上为正（1）求图乙中a1、a2和m1的大小（2）根据牛顿定律和运动学规律，证明在a和b未着地或未与滑轮接触时，ab系统机械能守恒（3）若m008kg,m12kg，ab开始都在离水平地面h05m处，由静止释放a、b，且b着地后不反弹，求a上升离水平地面的最大高度（g取10m/s2）答案解析1【解析】选b对斜面上物体受力分析，根据牛顿定律得，mgsin30f阻mamg，则f阻mg，由斜面底端冲上斜面最高点的12过程中，物体克服重力做了mgh的功，重力势能增加了mgh，克服阻力做了mgh的功，机械能损失了mgh，机械能的损失是以系统内能的形式散失的，选项b正确；而选项a、d均错，合外力做的总功负功等于2mgh，物体动能减少了2mgh，选项c错误2【解析】选c物体重力势能的减少量等于物体重力做的功，三个相同的滑块从同一高度滑到斜面底端，重力所做的功相等，三者重力势能的减少量相同，选项d错误；三者所受到的滑动摩擦力大小相等，但三者通过的路径不同，c通过的路程最大，摩擦力做功最多，物体c减少的机械能最多，选项b错误；对于物体a和c，在斜面方向的运动，位移相等，c受到的摩擦力是其滑动摩擦力的一个分力，总小于其滑动摩擦力，物体c在沿斜面方向的加速度大于物体a在该方向上的加速度，因此，物体c将先滑到斜面底端，选项a错误；对于物体a和b，合外力做的功相同，动能变化量相等，物体b的末动能大于物体a的末动能，对于物体b和c，重力做的正功相等，但物体c的摩擦力做的负功多，二者的初动能相等，则物体b的末动能大于物体c的末动能，选项c正确3【解析】选d电场力对小球做了w2的正功，根据功能关系可知，小球的电势能减少了w2，选项a错误；对于小球在上述过程中，有w2w弹w1mv2，根据功能关系可知，弹簧弹性势能最大值为选项b错误，选项c也错误；根据功能关系知，选项d21mv，正确4【解析】选c当两物体间开始相对滑动时，物体m受力平衡，即摩擦力等于弹簧的弹力，此时弹簧形变量为40cm，则有ff弹kx250n/m04m100n，因为m一直缓慢地运动，处于平衡状态，此时f100n，选项d错误；对于m和m组成的系统，动能变化量等于零，推力f做的功数值上等于弹簧弹力做的负功，根据功能关系知，推力f做的功等于弹簧弹性势能的增加量，选项c正确；在相对运动之前，二者均处于平衡状态，弹簧弹力与摩擦力平衡，因此，m受到的摩擦力大小变化，选项a错误；物体m在摩擦力作用下发生了位移，摩擦力对m做了正功，选项b错误5【解析】选d前3m位移内的拉力为根据牛顿第二定wf5ns，律可得加速度末速度为v3m/s，后6m位2fga15/s，2a移内拉力等于2n，所以此物体在ab段做匀速直线运动，整个过程中，拉力最大值为5n，与之对应的最大速度为3m/s，最大功率等于pfvm15w6【解析】选a、b、d整个过程动能变化量为零，所以合外力做功为零a项正确；摩擦力大小相等，0t1时间内的位移为s1，t1t2时间内的位移s2，因2asv12，则所以b项正确；2211vssa，0t1时间内是加速，故牵引力大于摩擦力，所以pp1，c项错；因两段平均速度相等，所以摩擦力的平均功率相等，d项正确7【解析】选b、d小球沿水平面通过o点进入半径为r的半圆弧轨道后恰能通过最高点p的过程中，小球的机械能守恒，取o点所在水平面为零重力势能面，到p点时的速度为vp，则有在p点根据牛顿第二定律得，可知，220p1mvgra，2pvmg,r选项c错误；从p点水平抛出到落地的过程中，机p05，械能守恒，选项b正确；该过程中，2rgt2，xvpt，则x2r，选项1a错误；若将半圆弧轨道上的1/4圆弧截去，其他条件不变，小球到达最高点时的速度等于零，则有选项d正确205mvghr2，8【解析】选a、b滑块从a点由静止开始下滑，最后又恰好能回到a点，滑块的机械能守恒，说明斜面是光滑的，滑块到达c点时达到最大速度，此时滑块受力平衡，即mgsin30kxbc，解得k50n/m，选项a正确；对于滑块从a到d的过程中，据动能定理得wgw弹0，根据功能关系可知，弹簧的弹性势能等于滑块克服弹簧弹力做的功，w弹8j，因此从a到d滑块重力做了8j的功，那么从d到a滑块克服重力做功8j，则选项b正确；滑块从d至b，弹簧弹力做功8j，很显然选项d错误；对滑块由机械能守恒定律得滑块动能的最大值小于8j，选项c错误2pacpc1emv弹，9【解析】选a、d因小球下落的整个过程中，只有小球重力做功，故小球的机械能守恒，a正确；由mghmv2可得，小球刚到达l1最低点时的速度大小为,c错误；由ftmg可得，小球g2h2vml刚到达最低点时绳的张力ft，d正确；当小球到达最低4mgh3l点时，小球的速度沿水平方向，此时小球重力的功率为零，故b错误10【解析】1在ab段fn1mgcos371分ff1fn1mgcos371分由a到b，设s1ab225m,根据动能定理mgs1sin37ff1s1mv201分物体到达b点速度v3m/s1分2fn2mgcos37fsin371分ff2fn2mgcos37fsin371分由到，设bcs2,根据动能定理mgs2sin37ff2s2fs2cos370mv221分或由到mgs1s2sin37ff2s2ff1s1fs2cos370fmgbc间距离s205m1分（3）由a到c克服摩擦力做功为wfmgcos37s1（mgcos37fsin37）s2125j3分答案13m/s205m（3）125j11【解析】1小物块在水平轨道上由p运动到q的过程中，根据动能定理得22q01gvl2分vqm/s1分3212若小物块经过q点后恰好能做竖直面内的圆周运动，根据牛顿第二定律得2vmgr，2分vqm/s1分g10因为vqvq，因此物块经过q点后能沿圆周轨道运动3物块到达a点时速度大小为va，在光滑竖直圆轨道的运动过程中机械能守恒，则2mgr22q1m，2分解得va19m/s1分从a点抛出后，做平抛运动，h125mgt21分1sxvat1分代入数值解得sx0519m95m1分答案12见解析395m321m/s12【解析】（1）mgfmafm0gm0a得a1分0gm当m时a1g1分当m0时a2g1分当a0时mm1m0（1分）（2）设a开