《（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)訓(xùn)練6 機(jī)械能守恒定律 功能關(guān)系（含解析）-人教版高三全冊物理試題》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)訓(xùn)練6 機(jī)械能守恒定律 功能關(guān)系（含解析）-人教版高三全冊物理試題（13頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題限時(shí)訓(xùn)練6機(jī)械能守恒定律功能關(guān)系時(shí)間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1如圖所示，在升降機(jī)內(nèi)固定一光滑的斜面體，一輕彈簧的一端連在位于斜面體上方的固定木板B上，另一端與質(zhì)量為m的物塊A相連，彈簧與斜面平行整個(gè)系統(tǒng)由靜止開始加速上升高度h的過程中(D)A物塊A的重力勢能增加量一定等于mghB物塊A的動能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對其做功的代數(shù)和C物塊A的機(jī)械能增加量等于彈簧的拉力對其做的功D物塊A和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量等于斜面對物塊的支持力和B對彈簧的拉力做功的代數(shù)和解析：系統(tǒng)加速上升時(shí)，物塊處于超重狀態(tài)，物塊對斜面體的壓力和對彈簧的拉力變大，所以彈簧形變量變大，物塊A相對斜面下滑一段
2、距離，重力勢能增加量小于mgh，A錯誤；根據(jù)動能定理可知，物塊A動能的增加量應(yīng)等于重力、支持力及彈簧彈力對其做功的代數(shù)和，B錯誤；物塊A機(jī)械能的增加量應(yīng)等于除重力以外的其他力對其做功的代數(shù)和，C錯誤；物塊A和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量應(yīng)等于除重力和彈簧彈力以外的其他力做功的代數(shù)和，D正確2蹦床(Trampoline)是一項(xiàng)運(yùn)動員利用從蹦床反彈中表現(xiàn)雜技技巧的競技運(yùn)動，它屬于體操運(yùn)動的一種，蹦床有“空中芭蕾”之稱在某次“蹦床”娛樂活動中，從小朋友下落到離地面高h(yuǎn)1處開始計(jì)時(shí)，其動能Ek與離地高度h的關(guān)系如圖2所示在h1h2階段圖象為直線，其余部分為曲線，h3對應(yīng)圖象的最高點(diǎn)，小朋友的質(zhì)量為m，
3、重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力和一切摩擦下列有關(guān)說法正確的是(C)A整個(gè)過程中小朋友的機(jī)械能守恒B從小朋友的腳接觸蹦床直至蹦床被壓縮至最低點(diǎn)的過程中，其加速度先增大后減小C小朋友處于hh4高度時(shí)，蹦床的彈性勢能為Epmg(h2h4)D小朋友從h1下降到h5過程中，蹦床的最大彈性勢能為Epmmgh1解析：小朋友接觸蹦床后，蹦床對小朋友的彈力做功，所以整個(gè)過程中小朋友的機(jī)械能不守恒，故A錯誤；從小朋友的腳接觸蹦床直至蹦床被壓縮至最低點(diǎn)的過程中，蹦床對小朋友的彈力先小于重力，后大于重力，隨著彈力的增大，合力先減小后反向增大，所以加速度先減小后增大，故B錯誤；由圖知，小朋友在h2處和h4處動能相等，根據(jù)
4、蹦床和小朋友組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒得，小朋友處于hh4高度時(shí)，蹦床的彈性勢能為Epmg(h2h4)，故C正確；小朋友從h1下降到h5過程中，蹦床的最大彈性勢能為Epmmg(h1h5)，故D錯誤3如圖所示，小物塊從距A點(diǎn)高為h處自由下落，并從A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入半徑為R的四分之一圓弧軌道AB，經(jīng)過最低點(diǎn)B后又進(jìn)入半徑為的半圓弧軌道BC，C點(diǎn)為半圓弧軌道的最高點(diǎn)，O為半圓弧軌道的圓心，兩軌道均光滑且在最低點(diǎn)相切以下說法錯誤的是(C)A若物塊能從軌道BC的最高點(diǎn)C飛出，則下落的高度h可能為B若已知下落高度hR，則可求出物塊打到軌道AB上的速度大小C釋放的高度越高，在軌道BC的最高點(diǎn)C和最低點(diǎn)B的壓力差越
5、大D物塊從最高點(diǎn)C飛出后，打到軌道AB上的速度方向不可能與過碰撞點(diǎn)的軌道切線垂直解析：物塊恰能從軌道BC的最高點(diǎn)C飛出時(shí)，由重力提供向心力，有mgm，從開始運(yùn)動到C點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律得mghmv，聯(lián)立解得h，若物塊能從軌道BC的最高點(diǎn)C飛出，則下落的高度h可能為，故A正確若已知下落高度hR，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可求出物塊通過C點(diǎn)的速度，物塊離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動，則有ygt2，xvCt，又有x2y2R2，聯(lián)立可求出t，根據(jù)v，可求出物塊打到軌道AB上的速度大小，故B正確在C點(diǎn)，有mgF1m，在B點(diǎn)，有F2mgm，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mgRmvmv，由以上三式解得F2F16mg，C選項(xiàng)錯誤物
6、塊從C點(diǎn)飛出后打到軌道AB上時(shí)，速度方向沿軌跡在該點(diǎn)的切線方向，不可能再過軌跡上的C點(diǎn)，速度方向不沿半徑方向，不可能與過碰撞點(diǎn)的軌道切線垂直故D正確4如圖，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長度為2R；bc是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點(diǎn)一質(zhì)量為m的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點(diǎn)處從靜止開始向右運(yùn)動重力加速度大小為g.小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動到其軌跡最高點(diǎn)，機(jī)械能的增量為(C)A2mgR B4mgRC5mgR D6mgR解析：小球從a點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)，根據(jù)動能定理得，F(xiàn)3RmgRmv2，又Fmg，故v2.小球離開c點(diǎn)在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動，水平方向做初速度為零的
7、勻加速直線運(yùn)動，且水平方向的加速度大小也為g，故小球從c點(diǎn)到最高點(diǎn)所用的時(shí)間t2，水平位移xgt22R，根據(jù)功能關(guān)系，小球從a點(diǎn)到軌跡最高點(diǎn)機(jī)械能的增量等于力F做的功，即EF(3Rx)5mgR.5如圖甲所示，以斜面底端為重力勢能零勢能面，一物體在平行于斜面的拉力作用下，由靜止開始沿光滑斜面向下運(yùn)動運(yùn)動過程中物體的機(jī)械能與物體位移關(guān)系的圖象(Ex圖象)如圖乙所示，其中0x1過程的圖線為曲線，x1x2過程的圖線為直線根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是(C)A0x1過程中物體所受拉力可能沿斜面向下B0x2過程中物體的動能先增大后減小Cx1x2過程中物體做勻加速直線運(yùn)動Dx1x2過程中物體可能在做勻減速直線
8、運(yùn)動解析：物體下滑過程只有重力、拉力做功，由圖可知，0x1過程中物體的機(jī)械能減少，由功能關(guān)系得拉力做負(fù)功，所以物體所受拉力沿斜面向上，故A錯誤；由圖可知，0x1物體發(fā)生相同的位移，克服拉力做的功越來越少，重力做的功不變，故合外力做的功越來越多，由動能定理得，物體的動能越來越大，故B錯誤；物體沿斜面向下運(yùn)動，合外力方向沿斜面向下，在x1x2過程中，機(jī)械能和位移成線性關(guān)系，故拉力大小不變，物體受力恒定，物體做勻加速直線運(yùn)動，故C正確，D錯誤6半徑為R、圓心為O的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，OC水平，D是圓環(huán)最低點(diǎn)質(zhì)量為2m的小球A與質(zhì)量為m的小球B套在圓環(huán)上，兩球之間用輕桿相連兩球初始位置如圖所示，
9、由靜止釋放，當(dāng)小球A運(yùn)動至D點(diǎn)時(shí)，小球B的動能為(重力加速度為g)(D)A.mgR B.mgC.mgR D.mgR解析：A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)A運(yùn)動到最低點(diǎn)D時(shí)，A下降的高度為hARRsin45，B上升的高度為hBRsin45，有2mghAmghB2mvmv，又vAcos45vBsin45，故小球B的動能為EkBmvmgR，選項(xiàng)D正確二、多項(xiàng)選擇題7如圖所示，半徑為R的光滑半圓形軌道和光滑水平軌道相切，三個(gè)小球1、2、3沿水平軌道分別以速度v12、v23、v34水平向左沖上半圓形軌道，g為重力加速度，下列關(guān)于三個(gè)小球的落點(diǎn)到半圓形軌道最低點(diǎn)A的水平距離和離開軌道后的運(yùn)動形式的說法正確的
10、是(BD)A三個(gè)小球離開軌道后均做平拋運(yùn)動B小球2和小球3的落點(diǎn)到A點(diǎn)的距離之比為2C小球1和小球2做平拋運(yùn)動的時(shí)間之比為11D小球2和小球3做平拋運(yùn)動的時(shí)間之比為11解析：設(shè)小球恰好通過最高點(diǎn)時(shí)的速度為v，此時(shí)由重力提供向心力，則mgm，得v設(shè)小球能通過最高點(diǎn)時(shí)在軌道最低點(diǎn)時(shí)最小速度為v，由機(jī)械能守恒定律得2mgRmv2mv2，得v由于v12v，所以小球1不能到達(dá)軌道最高點(diǎn)，也就不能做平拋運(yùn)動，故選項(xiàng)A錯誤；小球2和小球3離開軌道后做平拋運(yùn)動，由2Rgt2得t2，則得：小球2和小球3做平拋運(yùn)動的時(shí)間之比為11.設(shè)小球2和小球3通過最高點(diǎn)時(shí)的速度分別為v2和v3.根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：2mgR
11、mv22mv；2mgRmv32mv；解得v2，v32由平拋運(yùn)動規(guī)律得：水平距離為xv0t，t相等，則小球2和小球3的落點(diǎn)到A點(diǎn)的距離之比為2.小球1做的不是平拋運(yùn)動，則小球1和小球2做平拋運(yùn)動的時(shí)間之比不是11，故選項(xiàng)B、D正確，C錯誤8如圖所示，一傾角為37的斜面固定在水平地面上，重為4 N的滑塊從距離水平面高度為0.6 m處由靜止釋放，沿斜面向下運(yùn)動，已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度g取10 m/s2，以水平地面為重力勢能等于零的參考面滑塊從靜止運(yùn)動到斜面底端的過程中，下列說法正確的是(AC)A滑塊的重力勢能減少2.4 JB滑塊的動能增加0.48 JC滑塊的機(jī)械能減少1.6
12、 JD滑塊因摩擦生熱0.96 J解析：重力做功mgh2.4 J，重力勢能減少2.4 J，選項(xiàng)A正確；克服摩擦力做功Wfmgcos1.6 J，滑塊因摩擦生熱1.6 J，故機(jī)械能減少1.6 J，選項(xiàng)D錯誤，選項(xiàng)C正確；合外力做功W合(mgsinmgcos)0.8 J，由動能定理得，滑塊的動能增加0.8 J，選項(xiàng)B錯誤9傾角為的三角形斜面體固定在水平面上，在斜面體的底端附近固定一擋板，一質(zhì)量不計(jì)的彈簧下端固定在擋板上，其自然長度時(shí)彈簧的上端位于斜面體上的O點(diǎn)質(zhì)量分別為4m、m的物塊甲和乙用一質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩連接，且跨過固定在斜面體頂端的光滑輕質(zhì)定滑輪，如圖所示開始物塊甲位于斜面體上的M處，且MOL，物
13、塊乙開始距離水平面足夠高，現(xiàn)將物塊甲和乙由靜止釋放，物塊甲沿斜面下滑，當(dāng)物塊將彈簧壓縮到N點(diǎn)時(shí)，物塊的速度減為零，ON，已知物塊甲與斜面體之間的動摩擦因數(shù)為，30，重力加速度取g10 m/s2，忽略空氣的阻力，整個(gè)過程中細(xì)繩始終沒有松弛，且乙未碰到滑輪，則下列說法正確的是(BD)A物塊甲由靜止釋放到斜面體上N點(diǎn)的過程，物塊甲先做勻加速直線運(yùn)動，緊接著做勻減速直線運(yùn)動到速度減為零B物塊甲在與彈簧接觸前的加速度大小為0.5 m/s2C物塊甲位于N點(diǎn)時(shí)，彈簧所儲存的彈性勢能的最大值為mgLD物塊甲位于N點(diǎn)時(shí)，彈簧所儲存的彈性勢能的最大值為mgL解析：物體由靜止釋放到O點(diǎn)的過程，甲做勻加速直線運(yùn)動甲接
14、觸彈簧后，由于彈力是變力，且彈力逐漸增大，所以甲先做變加速運(yùn)動，后做減速運(yùn)動，直到速度為0，故A錯誤；物塊甲在與彈簧接觸前，根據(jù)牛頓第二定律得，對甲有：4mgsin4mgcosT4ma，對乙有：Tmgma，聯(lián)立解得a0.5 m/s2，故B正確；物塊甲位于N點(diǎn)時(shí)，由能量守恒可知，彈簧所儲存的彈性勢能最大值Epm4mgsinL4mgcosLmgLmgL，故C錯誤，D正確10如圖所示，質(zhì)量m1 kg的物體從高為h0.2 m的光滑軌道上P點(diǎn)由靜止開始下滑，滑到水平傳送帶上的A點(diǎn)，物體和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.1，傳送帶AB之間的距離為l5.5 m，傳送帶一直以v3 m/s的速度沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動
15、，則(BCD)A物體由A運(yùn)動到B的時(shí)間是1.5 sB物體由A運(yùn)動到B的過程中，摩擦力對物體的沖量大小為1 NsC物體由A運(yùn)動到B的過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生0.5 J的熱量D帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電動機(jī)在物體由A運(yùn)動到B的過程中，多做了3 J功解析：物體下滑到A點(diǎn)的速度為v0，由機(jī)械能守恒定律有mvmgh代入數(shù)據(jù)得v02 m/s，物體在摩擦力作用下先做勻加速運(yùn)動，后做勻速運(yùn)動，有t11 ss1t11 m2.5 mt2 s1 stt1t22 s，選項(xiàng)A錯誤；物體由A運(yùn)動到B的過程中，摩擦力對物體的沖量大小為Imgt11 Ns，選項(xiàng)B正確；在t1時(shí)間內(nèi)，傳送帶做勻速運(yùn)動s帶vt13 mQmgsmg(s帶s1)，代
16、入數(shù)據(jù)得Q0.5 J，選項(xiàng)C正確；物體從A運(yùn)動到B的過程中，物體動能增量Ekmv2mv，電動機(jī)多做的功為WQEk3 J，選項(xiàng)D正確三、計(jì)算題11(2019浙江卷)某砂場為提高運(yùn)輸效率，研究砂粒下滑的高度與砂粒在傳送帶上運(yùn)動的關(guān)系，建立如圖所示的物理模型豎直平面內(nèi)有一傾角37的直軌道AB，其下方右側(cè)放置一水平傳送帶，直軌道末端B與傳送帶間距可近似為零，但允許砂粒通過轉(zhuǎn)輪半徑R0.4 m、轉(zhuǎn)軸間距L2 m的傳送帶以恒定的線速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)輪最低點(diǎn)離地面的高度H2.2 m現(xiàn)將一小物塊放在距離傳送帶高h(yuǎn)處靜止釋放，假設(shè)小物塊從直軌道B端運(yùn)動到達(dá)傳送帶上C點(diǎn)時(shí)，速度大小不變，方向變?yōu)樗较蛴乙阎∥飰K
17、與直軌道和傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0.5.(sin370.6)(1)若h2.4 m，求小物塊到達(dá)B端時(shí)速度的大?。?2)若小物塊落到傳送帶左側(cè)地面，求h需要滿足的條件；(3)改變小物塊釋放的高度h，小物塊從傳送帶的D點(diǎn)水平向右拋出，求小物塊落地點(diǎn)到D點(diǎn)的水平距離x與h的關(guān)系式及h需要滿足的條件答案：(1)4 m/s(2)h3.0 m(3)x2(m)h3.6 m解析：(1)小物塊由靜止釋放到B的過程中，有mgsinmgcosmav2a解得vB4 m/s(2)若要小物塊落到傳送帶左側(cè)地面，設(shè)當(dāng)小物塊到達(dá)傳送帶上D點(diǎn)時(shí)速度為零時(shí)，小物塊從距傳送帶高度為h1處由靜止釋放，則有0mgh1mgcosmgL
18、解得h13.0 m當(dāng)hh13.0 m時(shí)滿足題中條件(3)當(dāng)小物塊從右側(cè)拋出時(shí)，設(shè)小物塊到達(dá)D點(diǎn)的速度為v，則有mv2mghmgcosmgLH2Rgt2，xvt解得x2(m)為使小物塊能在D點(diǎn)水平向右拋出，則需滿足mg解得h3.6 m.12(2019全國卷)一質(zhì)量為m2 000 kg的汽車以某一速度在平直公路上勻速行駛行駛過程中，司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方100 m處有一警示牌，立即剎車剎車過程中，汽車所受阻力大小隨時(shí)間的變化可簡化為圖(a)中的圖線圖(a)中，0t1時(shí)間段為從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到采取措施的反應(yīng)時(shí)間(這段時(shí)間內(nèi)汽車所受阻力已忽略，汽車仍保持勻速行駛)，t10.8 s；t1t2時(shí)間段為剎車系統(tǒng)的
19、啟動時(shí)間，t21.3 s；從t2時(shí)刻開始汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作，直至汽車停止已知從t2時(shí)刻開始，汽車第1 s內(nèi)的位移為24 m，第4 s內(nèi)的位移為1 m. (1)在圖(b)中定性畫出從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作后汽車運(yùn)動的vt圖線；(2)求t2時(shí)刻汽車的速度大小及此后的加速度大??；(3)求剎車前汽車勻速行駛時(shí)的速度大小及t1t2時(shí)間內(nèi)汽車克服阻力做的功；從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車停止，汽車行駛的距離約為多少(以t1t2時(shí)間段始末速度的算術(shù)平均值替代這段時(shí)間內(nèi)汽車的平均速度)?答案：(1)見解析(2)28 m/s8 m/s2(3)30 m/s1.16105 J87.5 m解析：(1)vt圖象如
20、圖所示(2)設(shè)剎車前汽車勻速行駛時(shí)的速度大小為v1，則t1時(shí)刻的速度也為v1；t2時(shí)刻的速度為v2.在t2時(shí)刻后汽車做勻減速運(yùn)動，設(shè)其加速度大小為a.取t1 s設(shè)汽車在t2(n1)tt2nt內(nèi)的位移為sn，n1,2,3，.若汽車在t23tt24t時(shí)間內(nèi)未停止，設(shè)它在t23t時(shí)刻的速度為v3，在t24t時(shí)刻的速度為v4，由運(yùn)動學(xué)公式有s1s43a(t)2s1v2ta(t)2v4v24at聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)解得v4 m/s這說明在t24t時(shí)刻前，汽車已經(jīng)停止因此，式不成立由于在t23tt24t內(nèi)汽車停止，由運(yùn)動學(xué)公式v3v23at2as4v聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)解得a8 m/s2，v228 m/s或者a m/s2，v229.76 m/s但式情形下，v30，不合題意，舍去(3)設(shè)汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作時(shí)，汽車所受阻力的大小為f1.由牛頓定律有f1ma在t1t2時(shí)間內(nèi)，阻力對汽車沖量的大小為If1(t2t1)由動量定理有Imv1mv2由動能定理，在t1t2時(shí)間內(nèi)，汽車克服阻力做的功為Wmvmv聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)解得v130 m/sW1.16105 J從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車停止，汽車行駛的距離s約為sv1t1(v1v2)(t2t1)聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)解得s87.5 m
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