2017届高三物理一轮复习 第五章 机械能测试卷

机械能一、选择题(40分)其中，1-4题只有一个选项是正确答案，5-10题多个选项是正确答案1.(2015江苏联考)质量为2103 kg，发动机额定功率为80 kW的汽车在直道上行驶的汽车受到的阻力大小为4103 N时，以下判断有误()a .汽车的最大动能是4105 Jb .汽车以加速度2 m/s2均匀加速起动，起动后第2秒结束时发动机的实际输出为32 kWc .汽车以加速度2 m/s2进行初速0的均匀加速运动中，达到最大速度时克服摩擦力而工作的是4105 Jd .汽车以额定功率起动时，汽车速度为5 m/s时，其加速度为6 m/s2汽车达到最大速度时，加速度为0，牵引力与阻力相等，汽车功率P=Fv=Ffv，因此以最大速度v=20 m/s，对应动能为4105 J，a项判断为正确的汽车以加速度2 m/s2的均匀加速起动，牵引力F=Ff ma=8103 N，因此， 与2 s终端对应实际电力为P=Fat=32 kW，能够维持均匀加速运动的最长时间为t=5 s，对应的摩擦力克服功能为WFf=Ffx=Ffat2=105 J，b项判断为正确，c项判断为错误，汽车维持额定电力起动时，-Ff=ma，其加速度为a=6 m/s2，d答案c检查设置目的电力的计算和表现，特别是机车牵引力的电力表现2.(2016江西省宜春)从图中弧形轨道上的a点开始滑动，轨道不平滑，因此只能滑到b点。 从b点回来后，只能滑到c点。 由于a、b的高度差为h1、b、c的高度差为h2，因此以下关系正确()A.h1h2B.h1h2、a的选择是正确的答案a目的考察设定能量的转换和保存3.(2015大庆实验中学三型)如图甲所示，质量m=1 kg的单块(可视为质点)以v0=10 m/s的初速从粗斜面上的p点沿斜面上升到达最高点后，沿原路返回，其速度随时间变化的图像如图乙所示，斜面被固定而且无视空气阻力，用g=10 m/s2 .以下的说法是正确的()a .物体承受的重力与摩擦力之比为3:2从t=1 s到t=6 s间物体受到重力的平均功率为50 Wt=6 s时物体克服摩擦力工作的功率为20 Wd .从t=0到t=1 s的时间中的机械能的变化量的大小与从t=1 s到t=6 s的时间中的机械能的变化量的大小之比是15分析a项，将斜面的倾斜度设为，用速度时间图像的倾斜度表示加速度，得到上滑过程： a1=m/s2=-10 m/s2下降过程： a2=m/s2=2 m/s2根据牛顿第二定律，a1=a2=读取并求解数据： sin=， 因此，a项错误的b项表示由速度-时间图像和坐标轴包围的面积的位移，如果得到1-6 s内的位移x=510 m=25 m，则在从t=1 s到t=6 s的时间内物体块受到的重力的平均功率P=W=30 W，因此b项错误的c项， 由于摩擦力f=mg=10 N=4 N、t=6 s时物体克服摩擦力成功的功率P=fv=410 W=40 W，因此c项错误的d项是从t=0到t=1 s的时间中的机械能的变化量的大小E1=fx1、从t=1 s到t=6 s的时间中的机械能答案d命题立意本问题的目的是调查电力、平均电力和瞬时电力、均匀变速直线运动的图像4.(2015烟台高考测试)质量m的铁块以初速v1在粗斜面上滑行，过一会儿返回出发点，在整个过程中铁块的速度随时间变化的图像如图所示，如下说法正确()a .铁块滑动的过程处于过重状态b .铁块滑动过程和滑动过程的加速度方向相反c .铁块的滑动过程和滑动过程满足v1t1=v2(t2-t1)d .铁块滑动过程中损失的机械能为mv12分析a、b项时，滑动过程缓慢滑动，加速度方向沿斜面下降，滑动过程缓慢下降，加速度方向沿斜面下降，因此滑动过程和滑动过程的加速度方向相同，物体均处于失重状态，因此a、b项为错误的c项，速度时间图像和坐标轴包围的面积表示位移， 由图可知，滑动的位移为v1t1，滑动的位移为v2(t2-t1)，经过时间后返回到出发点，v1t1=v2(t2-t1)，因此，c项正确的d项通过能量保存得知滑动损失的机能为e=ek1- mgh=mv12-v 1答案c命题立意正题旨在调查功能关系、牛顿的第二定律5.(2015福建厦门)如图所示，轻弹簧的下端固定在水平面上。 在它正上方的a位置有一个小球。 小球从静止落下，在b位置与弹簧的上端接触，在c位置小球受到的弹力大小等于重力，在d位置小球的速度减小到零。 在小球下降阶段下一个说法是正确的()在a.b的位置球的动能最大b .在c位置球的动能最大从c.ac位置开始的小球重力势的减少大于小球动能的增加从d.ad位置开始的小球重力势的减少等于弹簧弹性势的增加分析小球动能增加用外力测量，AC小球受力一直向下，对小球做正功，增加动能，c点动能最大，a选择错误，b选择正确的AC位置过程，除小球重力功外，弹簧对小球做负功由于小球重力势的减少等于小球动能的增加和弹性势的增加，从AC位置起小球重力势的减少大于小球动能的增加，c选项由于正确的能量转化和保存，从AD位置起小球重力势的减少是弹簧弹性势的减少答案BCD设置目的：了解有弹性和重力时的机械能保存6.(2015扬州高三测试)某物体从斜面下端冲入足够长的斜面后，返回斜面下端，物体初动能为e，返回斜面下端的速度为v，克服摩擦力成功为E/2，物体以2E的初动能冲入斜面时，有()a .返回斜面最下方时的速度大小为vB .返回斜面最下方时的动能为ec .返回斜面下端时的动能与d .物体克服摩擦力往复相同从问题的意义可知，第2次的初始动能是第1次的2倍，第2次的滑动加速度相同，从v2=2ax得到x2=2x1时，Wf2=2Wf1.全过程用动能定理： wf2=2e-e ，Wf1=E-，第2次返回基端时的动能e=e答案AB命题立意本问题旨在探讨动能定理的应用7.(2015济南一型)如图所示，绝缘粗斜面体固定在水平地面上，斜面所在的空间中存在与斜面平行的上方向的一样强的电场e，轻弹簧的一端固定在斜面的前端，另一端与无质量的绝缘薄板连接。 带正电的小滑块从斜面上的p点静止释放后，可沿斜面向上移动，将弹簧压缩回到r点(未图示)。a .在滑块从p点向r点运动的过程中，其机械能的增加等于电场力和弹簧力的功之和b .在滑块从p点移动到r点过程中，电势的减少量大于重力势与弹簧弹性势的增加量之和c .滑块返回到达的最低位置在p点之上d .滑块最终停止时，克服摩擦力的工作等于电势的减少量与重力电势的增加量之差由问题可知，小滑块从斜面上的p点静止释放后，沿斜面向上移动，小滑块最初受到的合力的方向向上，首先说明小滑块受到重力、电场力、斜面的支承力和摩擦力的作用的小滑块开始压缩弹簧后， 受弹簧弹力作用，小滑块向上运动过程中，斜面支撑力不起作用，电场起作用，重力起作用，摩擦力起作用，弹簧弹力起作用。 在小滑块开始运动后到达r点的过程中，电场的功率在小滑块的重力电势、弹簧的弹性电势及其内部。 从a项以上的分析可知，滑块从p点移动到r点的过程中，其机械能的增加等于电场力和弹簧的弹力功、摩擦力功之和，从以上的分析可知，电场力功转化为小滑块的重力功、弹簧的弹性功及向内功由于电势的减少量大于重力势和弹簧的弹性势的增加量之和，所以b项为正确的c项，在小滑块运动期间，摩擦力起作用，小滑块的机械能和电能之和减少，因此滑块能够返回的最低位置在p点之上由于不能再返回p点，c项在正确的d项、滑块运动过程中，摩擦力起作用，小滑块的机械能和电能之和逐渐减少，滑块最终停止时，克服摩擦力的功能等于电能的减少量和重力能的增加量之差答案BCD命题立意本问题旨在考察功能关系、机械能守恒定律在这个问题上，小滑块的运动过程比较简单，但是在小滑块的运动过程中，对小滑块的作用力比较大，必须逐一分析和说明，有不容忽视的作用，特别是摩擦力的作用。8.(2016四川省资阳)一个人用力使质量m的物体从静止垂直向上，提高h，提高速度v，据说这个过程正确如下()a .人对物体所做的工作等于物体机能的增加b .物体受到的外力功是mv2c .人对物体所做的工作是mghd .人对物体所做的工作是mv2对物体动能定理进行分析，得到w合=WF-mgh=mv2-0，物体承受的合力功能为mv2，人对物体的功能为mv2 mgh，重力以外的功能为人对物体的功能，因此人对物体的功能等于物体机械能的增加答案AB目的设置机械能守恒、动能定理和能量变化9.(2015天津蓟马县)如图所示，将倾斜角为30的斜面体放置在水平地面上，在一根没有伸长的绳索的两端分别连接球a和块b，跨过固定在斜面体前端的光滑的支点o。 已知a的质量为m，b的质量为4m。 用手支撑a，使OA分段绳索水平延伸的状态(绳索没有拉伸力)，使OB绳索与斜面平行的情况下，块b正好静止不动，从静止中解放a，在此期间，斜面体和块b判断为始终静止a .单块b受到的摩擦力首先减小后，b .单块b受到的摩擦力不变化c .由小球a和地球构成的系统机械能保存d .由小球a和地球构成的系统机械能保存d在解析小球的下摆的过程中，张力f从零变得大于重力g，在F4mgsin30的情况下， 物体块b受到的静摩擦力沿斜面向下变大，a选项正确，b选项受到错误的小球a的力，受到重力和拉力，拉力不起作用，所以小球a的机械能被保存，由于重力势的系统，从小球a和地球答案交流道目的考察摆球运动过程中机械能的变化、圆周运动、运动耦合的极限问题分析10 .由光滑细管构成的轨道如图所示，AB段和BC段为半径r的四分之一圆弧，轨道固定在垂直平面内。 质量m的球从水平地面静止释放出h高的喷嘴d，最后从a端水平地投到地面上。 下一句话是对的a .球落地时相对于a点的水平位移值为2b .球落地时相对于a点的水平位移值为2c .球能够从细管的a端水平抛出的条件是H2Rd .球可从细管a端水平抛出的最小高度Hmin=R小球从H=2R落下，分析到a点的速度为0，到a点的水平距离为0，设H=4R，小球到达a地点的是将H=4R代入mv2=2mgR、v=2、gt2=2R、t=、a、b项，得知b项对的垂直平面内的球通过管道中的最小速度为0答案BC设置目的：分析杆模型，研究圆周运动的极值问题、平研、机械能保存的综合性二、实验问题(20分钟)11.(8分钟) (2015枣庄八中模拟)一个研究组同学试图验证“动能定理”，实验室组装了如图1所示的装置：在水平轨道上安装两个光电门，在车上固定力传感器和遮光板，细线的一端连接力传感器，另一端实验时，保持轨道和细线的水平，通过调整配重盘中的配重质量，使车等速运动，实现了平衡摩擦力。(1)该实验需要满足平衡块和平衡块的总质量远小于推车的质量吗？ (回答是或否)(2)实验中需要用游标卡尺测量遮光板宽度l，如图2所示，l=_mm；(3)在实验中，滑车(包括传感器和遮光板)总质量m、摩擦力平衡时的重物的总质量m0、遮光板的宽度l、光电门1和光电门2的中心距离x、某个实验过程：力传感器的读取值f、车通过光电门1和光电门2的遮光时间t1、t2.车通过光电门2之后重力加速度g .在这个实验中验证车辆的公式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (用实验中测量的物理量表示)。(1)用砝码和砝码的重力表示绳索的拉力时，砝码的总质量必须远远小于汽车的质量。 该实验绳索的拉力用传感器测量，重锤盘的总质量不必远小于车的质量。 (2)游标卡尺的读取值等于主尺的读取值和游标卡尺的读取值，不需要进行鉴定。 (3)该实验结合极短时间内的平均速度表示瞬时速度，需要验证车受力是否等于车动能的变化量，求出平衡摩擦力与平衡摩擦力的重力相等的摩擦力大小，得出应验证的公式。分析(1)推车的拉力可以用传感器测量，因此不需要用重物盘和重物的总重力来表示砝码和砝码盘的总质量不必远远小于小车的质量(2)游标卡尺的主刻度的读取值为5 mm，游标卡尺的读