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专题05 机械能一、选择题A小物体下降至高度时，弹簧形变量为0B小物体下落至高度时，加速度为0C小物体从高度下降到，弹簧的弹性势能增加了D小物体从高度下降到，弹簧的最大弹性势能为【答案】ABC在时弹簧的弹力一定是重力的2倍；此时弹簧的压缩量：，小物体从高度下降到，重力做功：物体从高度下降到，重力做功等于弹簧的弹性势能增加，所以小物体从高度下降到，弹簧的弹性势能增加了，故C错误；小物体从高度下降到，重力做功等于弹簧弹性势能的增大，所以弹簧的最大弹性势能为：，故D正确。考点：功能关系【名师点睛】解决本题的关键要根据图象的信息分析物体的运动情况，知道物体压缩弹簧的过程，就可以逐个分析位移和加速度要注意在压缩弹簧的过程中，弹力是个变力，加速度是变化的，当速度等于零时，弹簧被压缩到最短。2.【广东省佛山市第一中学2016届高三第三次模拟考试】如图甲所示，在倾角为的光滑斜面上，有一个质量为m的物体在沿斜面方向的力F的作用下由静止开始运动，物体的机械能E随位移x的变化关系如图乙所示。其中0x1过程的图线是曲线，x1x2过程的图线为平行于x轴的直线，则下列说法中正确的是A物体在沿斜面向下运动B在0x1过程中，物体的加速度一直增大C在0x2过程中，物体先减速再匀速D在x1x2过程中，物体的加速度为gsin【答案】ABD【解析】考点: 功能关系、牛顿第二定律。3.【安徽省六安市第一中学2017届高三上学期第一次月考】库仑通过实验研究电荷间的相互作用力与距离、电荷量的关系时，先保持电荷量不变，寻找作用力与电荷间距离的关系；再保持距离不变，寻找作用力与电荷量的关系，这种研究方法被称为“控制变量法”。下列应用了控制变量法的是实验是A验证机械能守恒定律B探究力的平行四边形定则C探究加速度与力、质量的关系D探究匀变速直线运动速度随时间变化的规律【答案】C考点：考查了物理研究方法【名师点睛】在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，如控制变量法、理想实验、理想化模型、极限思想等，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习4.【河北定州中学2016-2017学年第一学期高三物理周练试题（一）】如图所示，质量为M 的木块静止在光滑的水平面上，质量为m 的子弹以速度v0 沿水平方向射中木块并最终留在木块中与木块一起以速度v 运动已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为L，木块对子弹的阻力为F（F 视为恒力），则下列判断正确的是A子弹和木块组成的系统机械能守恒B子弹克服阻力所做的功为C系统产生的热量为D子弹对木块做的功为【答案】D【解析】子弹打入木块，子弹和木块位移不相等，所以相互作用力对子弹做的功即子弹动能的减少量，与相互作用力对木块做的功即木块动能的增加量不相等，因此有内能产生，系统机械能不守恒；二者之差即为产生的内能。力做的功等于力乘以物体的对地位移。此过程中由于有内能产生，子弹和木块组成的系统机械能不守恒，A错误；子弹克服阻力所做的功即阻力所做的功的大小为，B错误；根据能量守恒得，摩擦力与相对位移的乘积等于系统能量的损失，系统产生的热量为，C错误；对木块运用动能定理得，D正确 考点：功能转化【名师点睛】相互作用的过程有没有内能产生，关键看两物体位移是否相等，即两物体是否有相对位移，如果两物体位移不相等，有内能产生，系统机械能不守恒。产生的内能等于力乘以两物体的相对位移。而力做的功等于力乘以物体的对地位移。5.【河北定州中学2016-2017学年第一学期高三物理周练试题（一）】如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道，外圆光滑，内圆粗糙一质量为m的小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动，球的直径略小于两圆间距，球运动的轨道半径为R，不计空气阻力设小球过最低点时重力势能为零，下列说法正确的是A若小球运动到最高点时速度为0，则小球机械能一定不守恒B若经过足够长时间，小球最终的机械能可能为C若使小球始终做完整的圆周运动，则v0一定不小于D若小球第一次运动到最高点时速度大小为0，则v0一定大于【答案】ACD，小球在最低点时的最小速度，所以若使小球始终做完整的圆周运动，则一定不小于故C正确；如果内圆光滑，小球在运动过程中不受摩擦力，小球在运动过程中机械能守恒，如果小球运动到最高点时速度为0，由机械能守恒定律得：，小球在最低点时的速度，由于内圆粗糙，小球在运动过程中要克服摩擦力做功，则小球在最低点时的速度一定大于，故D正确考点：考查了圆周运动，机械能守恒定律【名师点睛】内圆粗糙，小球与内圆接触时要受到摩擦力作用，要克服摩擦力做功，机械能不守恒；外圆光滑，小球与外圆接触时不受摩擦力作用，只有重力做功，机械能守恒，应用牛顿第二定律与机械能守恒定律分析答题6.【河北定州中学2016-2017学年第一学期高四物理周练试题（一）】如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是（ ）A弹簧与杆垂直时，小球速度最大B弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大C小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于mghD小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于mgh【答案】BD考点：机械能守恒定律【名师点睛】弹簧与杆垂直时，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值，运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，根据机械能守恒定律分析即可求解。7.【黑龙江省牡丹江市第一中学2017届高三上学期开学摸底考试物理试题】如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量x之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）A.小球刚接触弹簧时加速度最大B.当x=0.1m时，小球处于失重状态C.该弹簧的劲度系数为20.0N/mD.从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能一直减小【答案】CD考点：考查了牛顿第二定律，机械能【名师点睛】解答本题要求同学们能正确分析小球的运动情况，能根据机械能守恒的条件以及牛顿第二定律解题，知道从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧弹力一直做增大，弹簧的弹性势能一直增大8.【黑龙江省牡丹江市第一中学2017届高三上学期开学摸底考试物理试题】如图，小物块P位于光滑斜面上，斜面Q位于光滑水平地面上，小物块P从静止开始沿斜面下滑的过程中（ ）A斜面静止不动 B物块P的机械能守恒C物块P对斜面的弹力对斜面做正功 D斜面对物块P的弹力对P不做功【答案】C【解析】斜面体Q在小滑块P的推动下向右加速，故A错误；P与Q物体系统内，物体P减小的重力势能转化为P与Q的动能，即PQ系统机械能守恒，P的机械能增大，故B错误；斜面体Q在小滑块P的推动下向右加速，动能增加，根据动能定理可知，物块P对斜面的弹力对斜面做正功，斜面对物块P的弹力对P做负功，故C正确，D错误；考点：考查了功能关系；机械能守恒定律【名师点睛】本题关键是P与Q系统内部，只有动能和重力势能相互转化，故系统机械能守恒，而单个物体机械能不守恒；同时系统水平方向动量守恒9.【辽宁省葫芦岛市六校协作体2017届高三上学期期初考试物理试题】如图所示，光滑固定的竖直杆上套有小物块 a，不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块 a 和小物块 b，虚线 cd 水平现由静止释放两物块，物块 a 从图示位置上升，并恰好能到达c处在此过程中，若不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是( )A物块 a 到达 c 点时加速度为零B绳拉力对物块 a 做的功等于物块 a 重力势能的增加量C绳拉力对物块 b先做负功后做正功D绳拉力对物块 b 做的功在数值上等于物块 b机械能的减少量【答案】BD考点：机械能守恒定律、功能关系10.【长兴中学2016届高三全真模拟考试理科综合物理试卷】某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图1中虚线所示。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动。以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，小球的机械能E与位移x的关系如图2所示，不计空气阻力。则A电场强度大小恒定，方向沿x轴负方向B到达x1位置时，小球速度的大小为C从O到x1的过程中，相等的位移内小球克服电场力做的功相等D从O到x1的过程中，小球的速率越来越大，加速度也越来越大 【答案】BD考点：考查了电场力做功与与物体机械能的变化关系11.【长兴中学2016届高三全真模拟考试理科综合物理试卷】如图所示，一个质量为0.4 kg的小物块从高h0.05m的坡面顶端由静止释放， 滑到水平台上，滑行一段距离后，从边缘O点水平飞出，击中平台右下侧挡板上的P点现以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板的形状满足方程yx26（单位：m），不计一切摩擦和空气阻力，g10m/s2，则下列说法正确的是A小物块从水平台上O点飞出的速度大小为1m/sB小物块从O点运动到P点的时间为l sC小物块刚到P点时速度方向与水平方向夹角的正切值等于5D小物块刚到P点时速度的大小为10 m/s【答案】AB考点：考查了平抛运动，动能定理12.【湖北省襄阳市第五中学2017届高三上学期开学考试（8月）物理试题】如图所示，由不同材料拼接成的长直杆CPD，P为两材料分界点，DPCP，现让直杆以下面两种情况与水平面成45。一个套在长直杆上的圆环静止开始从顶端滑到底端，两种情况下圆环经过相同的时间滑到P点。则圆环（ ） A与杆CP段的动摩擦因数较大B两次滑到P点的速度一定不相同C两次滑到P点摩擦力做功一定相同D到达底端D所用时间较长【答案】ABD【解析】第一种情况：从C到P过程，第二种情况：从D到P过程，因为DPCP，所以12，即圆环与直杆CP段的动摩擦因数大于圆环与直杆DP段之间的动摩擦因数，故A正确；由题意可知，小物块两次滑动经过P点的时间相同，且DPCP，因此从D到P的平均速度大于从C到P的平均速度，设从C到P点时速度为v1，从D到P时速度为v2，则根据匀变速直线运动特点有：，即从D到P点速度大于从C到P点的速度，则得v1v2，故B正确；由于不知道动摩擦因数以及DP和CP的具体关系，所以不能判断两次滑到P点摩擦力做功是否相等，故C错误；从C到D和从D到C过程中摩擦力做功相等，重力做功相等，根据动能定理可知，两次滑动中物块到达底端速度相等，设圆环滑到底端的速度大小为v则第一种情况：从P到D过程，第二种情况：从P到C过程，因为DPCP，v1v2所以t1t2则得第一次圆环到达底端所用时间长故D正确故选D。考点：牛顿第二定律；动能定理【名师点睛】本题应用牛顿第二定律和运动学、动能定理是解答这类问题的关键应用动能定理时注意正确选择两个状态，弄清运动过程中外力做功情况，可以不用关心具体的运动细节。13.【广西陆川县中学2017届高三8月月考理科综合物理试题】如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑的小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度，若大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同，下列说法正确的是A如果，则小球能够上升的最大高度为B如果，则小球能够上升的最大高度为RC如果，则小球能够上升的最大高度为D如果，则小球能够上升的最大高度为2R【答案】ABD，解得 ，所以时，小球不能上升到圆轨道的最高点，会脱离轨道，在最高点的速度不为零；根据，知最大高度，当时，上升的最大高度为2R故C错误D正确考点：考查了机械能守恒定律在圆周运动中的运用【名师点睛】要判断在竖直方向圆周运动中哪些位置速度可以等于零，哪些位置速度不可以等于零要明确最高点临界速度的求法：重力等于向心力14.【湖南省石门县第一中学2017届高三8月单元检测物理试题】如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未画出）物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为现用水平向右的力将物块从O点缓慢拉至A点，拉力做的功为W撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度减小为零，重力加速度为g则上述过程中（）A物块在A点时，弹簧的弹性势能等于B物块在B点时，弹簧的弹性势能小于C.经O点时，物体的动能等于D物块动能最大时，弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能【答案】B考点：动能定理【名师点睛】此题利用反证法得到O点并非AB连线的中点是很巧妙的，此外要求同学对功能关系和动能定理理解透彻。15.【湖南省石门县第一中学2017届高三8月单元检测物理试题】如图所示，位于水平面上的物体在斜向上的恒力F1的作用下，做速度为v的匀速运动，此时力F1与水平方向的夹角为1；现将该夹角增大到2，对应恒力变为F2，则以下说法正确的是（）A若物体仍以速度v做匀速运动，则可能有F2=F1 B若物体仍以速度v做匀速运动，则一定有F2F1 C若物体仍以速度v做匀速运动，则F2的功率可能等于F1的功率 D若物体以大于v的速度做匀速运动，则F1的功率可能等于F2的功率【答案】AD当1+2+2=时，sin（1+）=sin（2+），则F2的大小可能等于F1故A正确，B错误因为物体做匀速直线运动，合力为零，则F1 cos1=（mg-F1sin1）；F2 cos2=（mg-F2sin2）功率P=Fvcos，v相等，要使功率相等，则F1 cos1=F2 cos2，F1sin1=F2sin2，而21，不可能同时满足，所以F2的功率不可能等于F1的功率，故C错误；根据C的分析可知，当物体以大于v的速度做匀速运动时，F1 cos1可以大于F2 cos2，则F1的功率可能等于F2的功率，故D正确故选AD。考点：物体的平衡；功率【名师点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡，结合功率相等列式求解，注意物体做匀速直线运动，合力为零，拉力的功率大小等于摩擦力功率的大小，难度适中。16.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三入学考试理科综合物理试题】如图所示，梯形物块静止与墙角附近的水平面上，现将一小球从图示位置由静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放至地面的过程中，下列说法正确的是A、梯形物块的机械能守恒B、小球与梯形物块之间的弹力不做功C、梯形物块与小球组成的系统机械能守恒D、小球重力势能的减少量等于梯形物块动能的增加量【答案】C考点：考查了功的计算，机械能守恒【名师点睛】本题关键分析清楚物体的运动和能量的转化情况，要明确是小球和梯形物块组成的系统机械能守恒，而不是单个物体机械能守恒17.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三入学考试理科综合物理试题】如图所示的电路由电源、电阻箱和电流表组成，电源电动势E=4V，内阻。电流表内阻忽略不计，闭合开关，调节电阻箱，当电阻箱读数分别等于和时，电流表对应的读数分别为和，这两种情况下电源的输出功率相等，下列说法中正确的是A、 B、 C、 D、【答案】AD【解析】电源的输出功率，故可得，即，解得，A正确B错误；根据公式，联立可得，C错误D正确；考点：考查了电功率的计算【名师点睛】电阻箱读数等于和时，根据闭合电路欧姆定律列式，而这两种情况下电源的输出功率相等，根据列式，联立方程即可求解18.【内蒙古杭锦后旗奋斗中学2017届高三上学期入学摸底考试理科综合】如图所示，斜面体B静置于水平桌面上，斜面上各处粗糙程度相同。一质量为m的木块A从斜面底端开始以初速度v0上滑，然后又返回出发点，此时速度为v，且vv0，在上述过程中斜面体一直静止不动，以下说法正确的是A物体上升的最大高度是(v02+v2)/4g B桌面对B始终有水平向左的静摩擦力C由于物体间的摩擦放出的热量是mv02/2 DA上滑时比下滑时桌面对B的支持力大【答案】AB由图可知桌面对斜面的摩擦力f一定水平向左；木块下滑时对斜面受力分析，如乙图，压力N在水平方向的分量，摩擦力f2在水平方向的分量，因为木块能加速下滑，应有，所以，桌面对斜面的摩擦力一定水平向左，故B正确；上滑时支持力，下滑时支持力，故D错误。考点：功能关系，动能定理，受力分析，共点力的平衡19.【河北省定州中学2017届高三（高补班）上学期周练（8.14）物理试题】如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接。弹簧的另一端固定在墙上，并且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最低点时弹簧的长度为2L（未超过弹性限度），从圆环开始运动至第一次运动到最低点的过程中A弹簧对圆环的冲量方向始终向上，圆环的动量先增大后减小B弹簧对圆环的拉力始终做负功，圆环的动能一直减小C圆环下滑到最低点时，所受合力为零D弹簧弹性势能变化了【答案】D考点：机械能守恒；牛顿第二定律【名师点睛】此题是对机械能守恒定律及牛顿第二定律的考查；关键是分析圆环在各个位置的受力情况，结合几何关系，联系机械能守恒定律及牛顿第二定律来分析；注意分析弹簧恰好处于原长时的临界态.20.【河北省定州中学2017届高三（高补班）上学期周练（8.14）物理试题】如图是质量为1kg的质点在水平面上运动的v-t图像，以水平向右的方向为正方向。以下判断正确的是A、在03s时间内，合力对质点做功为6JB、在46s时间内，质点的平均速度为3m/sC、在15s时间内，合力的平均功率为4WD、在t=6s时，质点的加速度为零【答案】AB考点：速度时间图像，功率的计算【名师点睛】此题考查了速度时间图像及功率和动能定理等；要知道v-t图像的物理意义；图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移，图像的斜率等于物体的加速度；联系动能定理进行解答.21.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三上学期第一次周测物理试题】水流星是一种常见的杂技项目，可以简化为长为2L的轻绳两端各系着质量相等的小球，两小球在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示；已知重力加速度为g，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（）A.当一个小球运动到最高点时拉两小球的轻绳中拉力可能相等B.小球做圆周运动的最小角速度为C.轻绳中最小拉力为2mg D.两小球组成的系统的机械能不守恒【答案】BC考点：牛顿定律；圆周运动；机械能守恒【名师点睛】此题是牛顿定律在圆周运动中的应用问题；关键是分析在最高点的临界状态，能根据牛顿第二定律列出方程求解未知量.22.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三上学期第一次周测物理试题】伞兵在抢险中具有重要作用，是精锐中的精锐；在一次低空跳伞训练中，当直升机悬停在离地面224m高处时，伞兵离开直升机做自由落体运动，经过一段时间后，打开降落伞，展开伞后伞兵以12.5m/s2的加速度匀减速下降；为了伞兵的安全，要求伞兵落地速度不超过5m/s，取重力加速度为g=10m/s2，根据上述信息，下列说法正确的是（）A.伞兵展伞时，最大速度为40m/s B. 伞兵展伞时，离地面的高度至少为99m C.伞兵下落过程中的机械能先不变后减小 D.可以求出伞兵匀减速下落过程中克服阻力做的功【答案】BC【解析】设伞兵展伞时，离地面的高度至少为h，此时速度为v0，则：对于匀减速运动过程，有 v2-v02=-2ah，即52- v02=-212.5h；对于自由下落过程，有v02=2g（224-h）=210（224-h）；联立解得h=99m，v0=50m/s,，故选项A错误，B正确；伞兵自由下落过程中只有重力做功，故机械能守恒；减速下落过程中，还有阻力做功，故机械能减小；故伞兵下落过程中的机械能先不变后减小，选项C正确；匀减速下降过程中，根据牛顿定律f-mg=ma，可求解阻力f，根据W=fh可求解伞兵匀减速下落过程中克服阻力做的功，故选项D正确；故选BC.考点：匀变速运动的规律；牛顿第二定律；功【名师点睛】本题涉及两个过程的运动学问题，既要单独研究两个过程，更要抓住它们之间的联系：比如位移关系、速度关系等等。23.【江苏省徐州市沛县中学2017届高三上学期第一次质量检测物理试题】一汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化关系如图所示假定汽车所受阻力的大小f恒定不变下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图象中，可能正确的是tP2P0P00t1t2【答案】D考点：功率；牛顿定律24.【江苏省徐州市沛县中学2017届高三上学期第一次质量检测物理试题】质量为m的球从高处由静止开始下落，已知球所受的空气阻力与速度大小成正比下列图象分别描述了球下落过程中加速度a、速度v随时间t的变化关系和动能Ek、机械能E随下落位移h的变化关系，其中可能正确的是（ ）【答案】D【解析】已知球所受的空气阻力与速度大小成正比，即f=kv，根据牛顿第二定律：mg-kv=ma，得，开始时v比较小，mgkv，球向下加速，当v逐渐增大，则a减小，即球做加速度逐渐减小的加速运动，又 v=at ，整理得：，可见a不是均匀减小，故A错误；由前面分析知球做加速度逐渐减小的加速运动，其斜率应该逐渐减小，故B错误；由动能定理：mgh-fh=Ek，即Ek=（mg-kv）h，由于v是变化的，故Ek-h不是线性关系，C错误；机械能的变化量等于克服阻力做的功：-fh=E-E0v逐渐增大，则f逐渐增大，即E-h图象的斜率逐渐变大，故D正确；故选D。考点：牛顿第二定律；动能定理25.【江苏省徐州市沛县中学2017届高三上学期第一次质量检测物理试题】如右图所示，质量为的电梯底板上放置一质量为的物体，钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动，当上升高度为时，速度达到，不计空气阻力，则（ ）A物体所受合力做的功等于B底板对物体的支持力做的功等于C钢索的拉力做的功等于D钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯做的总功等于 【答案】BD动能定理可得，合力对电梯M做的功等于电梯的动能的变化即为Mv2，则钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯M做的总功等于Mv2，所以D正确故选BD。考点：动能定理；牛顿定律的应用26.【江苏省徐州市沛县中学2017届高三上学期第一次质量检测物理试题】如图所示，三角体由两种材料拼接而成，BC界面平行底面DE，两侧面与水平面夹角分别为30和60已知物块从A静止下滑，加速至B匀速至D；若该物块静止从A沿另一侧面下滑，则有 ( ) A通过C点的速率等于通过B点的速率BAB段的运动时间大于AC段的运动时间 C将加速至C匀速至ED一直加速运动到E，但AC段的加速度比CE段大【答案】BD由得到AC段的运动时间小于AB段的运动时间，故B正确；由式可知，物体将一直加速滑行到E点，但AC段的加速度比CE段大，故C错误，D正确；故选BD.考点：牛顿第二定律；动能定理的应用27.【江西省南昌市第三中学2016届高三下学期第三次模拟考试理科综合】如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上O点的转轴上，另一端与一质量为m、套在粗糙固定直杆A处的小球（可视为质点）相连，直杆的倾角为30，OA=OC，B为AC的中点，OB等于弹簧原长。小球从A处由静止开始下滑，初始加速度大小为aA，第一次经过B处的速度大小为v，运动到C处速度为0，后又以大小为aC的初始加速度由静止开始向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是BCOAA小球可以返回到出发点A处 B撤去弹簧，小球可以在直杆上处于静止C弹簧具有的最大弹性势能为 D【答案】CD根据牛顿第二定律得：在A点有：Fcos30+mgsin30-f=maA；在C点有：Fcos30-f-mgsin30=maC；两式相减得：aA-aC=g故D正确故选CD.考点：牛顿第二定律; 能量守恒定律28.【广东省湛江一中等“四校”2017届高三上学期第一次联考物理试题】质量为500kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车( )0.010-4A做匀加速直线运动B功率为200kWC所受阻力大小为2000ND速度大小为50m/s时牵引力大小为3000N【答案】BC【解析】赛车在平直赛道上以恒定功率加速，根据P=Fv可知，随速度的增加，汽车的牵引力逐渐减小，加速度减小，故赛车做加速度减小的加速运动，选项A错误；对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有F-f=ma，其中，联立得；结合图线，有：；，解得P=200kW；f=2000N，选项BC正确；速度大小为50m/s时，根据可得牵引力大小为F=4000N，选项D错误；故选BC.考点：牛顿第二定律；功率29.【广东省茂名市信宜中学2017届高三8月月考理综物理试题】如图所示，水平传送带的长度L=6m，皮带轮以速度v顺时针匀速转动，传送带的左端与一光滑圆弧槽末端相切，现有一质量为1kg的物体(视为质点)，从高h=1.25m处0点无初速度下滑，物体从A点滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2，保持物体下滑的高度不变，改变皮带轮的速度v，则物体到达传送带另一端的速度随传送带速度v的变化图线是( ) 【答案】A传送带的速度v7m/s时，物体到达B点的速度为7m/s若传送带的速度1m/sv5m/s，将先做匀减速运动，达到传送带速度后做匀速直线运动若传送带速度5m/sv7m/s，将先做匀加速运动，达到传送带速度后做匀速直线运动故A正确，BCD错误故选A. 考点：匀变速直线运动的规律30.【湖北省宜城市第一中学2017届高三8月月考物理试题】武广高铁已通车运行，速度最高可达390Km/h，转弯时的半径达到了8 Km。若机车在运行过程中所受的阻力大小始终不变，在某一段直线轨道上匀加速运动的过程中，下列说法正确的是（ ）A机车输出功率逐渐增大B机车输出功率不变C机车一直匀加速运动，直到最大速度D在任意两相等的时间内，机车动能变化相等【答案】A考点：功率；机车启动的方式31.【湖北省宜城市第一中学2017届高三8月月考物理试题】一个质量为50千克的人乘坐电梯,由静止开始上升.2整个过程电梯对人做功的功率图象如图所示. 其中0-2s做匀加速直线运动，2-5s做匀速直线运动，5-9s做匀减速直线运动，g=10m/s2,则下列说法错误的是A.前2s内电梯对人的支持力为550NB.在2-5s内电梯的速度为2m/sC.电梯加速阶段的加速度为1m/s2D.电梯加速运动过程中对人所做的功大于减速阶段对人所做的功【答案】D【解析】在内功率恒定，故此时拉力等于重力，物体匀速运动，由得：，故在前内由得，故前内电梯对人的支持力为，故AB正确；在加速阶段由牛顿第二定律可得解得，故C正确；加速阶段电梯对人做功为，减速阶段电梯对人做功为，故电梯加速运动过程中对人所做的功小于减速阶段对人所做的功，故D错误；故选D.考点：功率；牛顿第二定律的应用32.【湖北省宜城市第一中学2017届高三8月月考物理试题】受动画片四驱兄弟的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车，某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I的变化的图象如图所示，由图可知下列选项错误的是（）A该电池的电动势=4V；B该电池的内阻r=1C该电池的输出功率为3W时，电路中的电流可能为1AD输出功率为3w时，此电源的效率一定为25%【答案】D考点：电功率33.【湖北省宜城市第一中学2017届高三8月月考物理试题】如图3所示，从光滑的1/4圆弧槽的最高点滑下的小滑块，滑出槽口时速度方向为水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球底面为水平，若要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圆弧轨道的半径为R1，半球的半径为R2，则R1和R2应满足的关系是( )A B C D【答案】D考点：机械能守恒定律：平抛运动2、 非选择题1.【湖北省宜城市第一中学2017届高三8月月考物理试题】（12分）如图甲所示，质量为M3.0kg的平板小车C静止在光滑的水平面上，在t0时，两个质量均为1.0kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车，1.0s内它们的vt图象如图乙所示，g取10m/s2. （1）小车在第1.0s内所受的合力为多大？（2）要使A、B在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为多少？ （3）假设A、B两物体在运动过程中不会相碰，试在图乙中画出A、B在t=1.0s3.0s时间内的vt图象【答案】（1）0 （2）4.8m （3）图线如图；【解析】（1）由图可知，在第1s内，A、B的加速度大小相等，为a=2m/s2物体A、B所受的摩擦力均为f=ma=2N，方向相反根据牛顿第三定律，车C受到A、B的摩擦力大小相等，方向相反，合力为零（3）1s后A继续向右减速滑行，小车与B一起向右加速运动，最终达到共同速度v在该过程中，对A运用动量定理得，-ft=mv解得t=0.8s即系统在t=1.8s时达到共同速度，此后一起做匀速运动在t=1.0s3.0s时间内的v-t图象如下考点：动量守恒定律；能量守恒定律；动量定理2.【江西省赣中南五校2017届高三上学期开学摸底考试理科综合物理试题】（20分）嘉年华上有一种回力球游戏，如图所示，A、B分别为一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道的最高点和最低点，B点距水平地面的高度为h，某人在水平地面C点处以某一初速度抛出一个质量为m的小球，小球恰好水平进入半圆轨道内侧的最低点B，并恰好能过最高点A后水平抛出，又恰好回到C点抛球人手中若不计空气阻力，已知当地重力加速度为g，求：（1）小球刚进入半圆形轨道最低点B时轨道对小球的支持力；（2）半圆形轨道的半径；（3）小球抛出时的初速度大小【答案】（1）6mg；（2）2h；（3）（2）C到B的逆过程为平抛运动，有：h=gtBC2，A到C的过程，有：h+2RgtAC2，又vBtBC=vAtAC，解得：R=2h（3）设小球抛出时的初速度大小为v0，从C到B的过程中，根据动能定理有：mghmvB2mv02，解得： 考点：平抛运动；动能定理3.【湖北省宜城市第一中学2017届高三8月月考物理试题】（本题10分）如下图所示，质量为3kg的长木板B放在光滑的水平面上，右端与半径R=1m的粗糙的圆弧相切，左端上方放一质量为1kg物块C，物块C与长木板B间的动摩擦因数为0.2现将一质量为1kg的物体A从距圆弧上端h=5m处静止释放，沿着圆弧到达水平轨道与B碰撞后粘在一起运动，再经1s物块C刚好运动到B的右端且不会掉下取g=10m/s求：hRACBO（1）物体A刚进入圆弧时对轨道的压力；（2）长木板B的长度；（3）物体A经过圆弧时克服阻力所做的功【答案】（1）100N（2）1.25m（3）10J（2）物块C从开始运动到与长木板具有相同速度过程中 由式解得：物块C运动距离 物块C在B的右端时两者具有相同的速度 由速度公式得木板刚开始运动时速度 木板B运动距离 长木板B的长度 考点：自由落体运动，圆周运动，动能定理，动量守恒定律4.【广东省湛江一中等“四校”2017届高三上学期第一次联考物理试题】（10分）如图所示，半径R=1m的光滑半圆轨道AC与高h=8R的粗糙斜面轨道BD放在同一竖直平面内，BD部分水平长度为x=6R两轨道之间由一条光滑水平轨道相连，b球经D点没有机械能损失。在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压（不连接），处于静止状态。同时释放两个小球，a球恰好能通过半圆轨道最高点A，b球恰好能到达斜面轨道最高点B。已知a球质量为m1=2kg，b球质量为m2=1kg，小球与斜面间动摩擦因素为，重力加速度为g=10m/s2。（，）求：BACD8R6RabR（1）经过C点时轨道对a球的作用力大小；（2）释放小球前弹簧的弹性势能Ep【答案】（1）120N（2）150J【解析】（1）a球恰好通过最高点A时有： 得 a球从C到A过程由动能定理有： 解得： 在C点，对a球受力分析有： 解得轨道对a球的作用力大小为: （2）b球从D点恰好到达最高点B过程中，位移 由动能定理: 求得 所以小球释放前弹性势能为 考点：动能定理；牛顿第二定律的应用 5.【湖南省石门县第一中学2017届高三8月单元检测物理试题】如图所示，光滑的水平面AB与半径R=0.4m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切，D点为半圆轨道最高点， A右侧连接一粗糙用细线连接甲、乙两物体，中问夹一轻质压缩弹簧，弹簧甲、乙两物体不拴接，甲质量为m1=4kg，乙质量m2=5kg，甲、乙均静止若固定乙，烧断细线，甲离开弹簧后经过进入，过D时对压力恰好零取g=10m/s2，甲、乙两物体均可看作质，求：（1）甲离开弹簧后经过B时速度大小vB；（2）弹簧压缩量相同情况下，若固定甲，烧断细线，乙物体离开弹簧后从A进入动摩擦因数=0.4的粗糙水平面，则乙物体在粗糙水平面上运动位移S【答案】（1）（2）2m（2）甲固定，烧断细线后乙的速度大小为v2，由能量守恒得：Epm1vB2m2v22，得：v2=4m/s乙在粗糙水平面做匀减速运动：m2g=m2a，解得：a=4m/s2，则有：考点：牛顿第二定律；机械能守恒【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律、机械能守恒定律、能量守恒定律和运动学公式的综合运用，关键理清甲乙的运动规律，选择合适的规律进行求解注意弹簧压缩量相同时，弹性势能相等。6.【江苏省徐州市沛县中学2017届高三上学期第一次质量检测物理试题】（15分）、光滑管状轨道ABC由直轨道AB和圆弧形轨道BC组成，二者在B处相切并平滑连接，O为圆心，O、A在同一条水平线上，OC竖直一直径略小于圆管直径的质量为m的小球，用细线穿过管道与质量为M的物块连接，将小球由A点静止释放，当小球运动到B处时细线断裂，小球继续运动已知弧形轨道的半径为R=m，所对应的圆心角为53，sin53=0.8，g=10m/s2若M=5m，求小球在直轨道部分运动时的加速度大小若M=5m，求小球从C点抛出后下落高度h=m时到C点的水平位移M、m满足什么关系时，小球能够运动到C点？【答案】（1）7m/s2（2）（3）Mm（2）在RtOAB中，得：；由v2=2axAB代入数据解得：； 从B到C，根据机械能守恒，有：mv2=mvC2+mgR（1-cos53）小球离开C后做平抛运动，有：x=vCth=gt2 联立并代入数据解得：（3）小球AB：M、m系统机械能守恒，有：（M+m）v2=MgxAB-mgxABsin53线断后，小球BC，0-mv2=-mg（1-cos53）联立，解得：Mm考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律7.【江苏省徐州市沛县中学2017届高三上学期第一次质量检测物理试题】（16分）滑雪运动中当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦然而当滑雪板相对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大假设滑雪者的速度超过4m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由1=0.25变为2=0.125一滑雪者从倾角=37的坡顶A处由静止开始自由下滑，滑至坡底B（B处为一光滑小圆弧）后又滑上一段水平雪地，最后停在C处，如图所示，不计空气阻力，坡长L=26m，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，求：ABC（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间；（2）滑雪者到达B处的速度；（3）滑雪者在水平雪地上运动的最大距离。【答案】（1）1s（2）16m/s（3）99.2m故由静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间：（3）设滑雪者速度由vB=16m/s减速到v1=4m/s期间运动的位移为x3，速度由v1=4m/s减速到零期间运动的位移为x4，则由动能定理有：2mgx3mv12mvB21mgx40mv12所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为：x=x3+x4=99.2m考点：牛顿第二定律；动能定理8.【河北省定州中学2017届高三（高补班）上学期周练（8.14）物理试题】如图所示，光滑的倾斜轨道AB与粗糙的竖直放置的半圆型轨道CD通过一小段圆弧BC平滑连接，BC的长度可忽略不计，C为圆弧轨道的最低点。一质量m=0.1kg的小物块在A点从静止开始沿AB轨道下滑，进入半圆型轨道CD。已知半圆型轨道半径R=0.2m，A点与轨道最低点的高度差h=0.8m，不计空气阻力，小物块可以看作质点，重力加速度取g=10m/s2。求：（1）小物块运动到C点时速度的大小；（2）小物块运动到C点时，对半圆型轨道压力的大小；（3）若小物块恰好能通过半圆型轨道的最高点D，求在半圆型轨道上运动过程中小物块克服摩擦力所做的功。【答案】（1）4m/s（2）9N（3）0.3J【解析】（1）从A到C，小物块的机械能守恒。解得：vc=4m/s（2）在C点，小物块做圆周运动。解得：FN=9N根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小FN=9N考点：牛顿第二定律；动能定理【名师点睛】此题较简单，考查牛顿第二定律及动能定理的应用；关键是分析物理过程，选择合适的物理规律列出方程解答.9.【内蒙古杭锦后旗奋斗中学2017届高三上学期入学摸底考试理科综合】如图所示，一质量m0.4 kg的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数0.1的水平轨道上的A点。现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P10.0 W。经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点以5m/s的速度沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器已知轨道AB的长度L2.0 m，半径OC和竖直方向的夹角37，圆形轨道的半径R0.5 m。(空气阻力可忽略，重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)，求：(1) 滑块运动到D点时压力传感器的示数；(2) 水平外力作用在滑块上的时间t。【答案】（1）；（2）。【解析】（1）滑块由C点运动到D点的过程，机械能守恒：滑块在D点的速度在D点，对滑块受力分析，根据牛顿第二定律，有：滑块受到的支持力根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力，方向竖直向下考点：动能定理，圆周运动的规律，机械能守恒定律10.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三入学考试理科综合物理试题】汽车在平直的公路上以额定功率行驶，行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能与位移x的关系图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车运动过程中所受地面的阻力恒定，空气的阻力不计。求：（1）汽车受到地面的阻力大小；（2）汽车的额定功率；（3）汽车加速运动的时间。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）由图像可知，汽车减速运动的位移x=110m-700m=400m汽车匀速运动的动能汽车在地面的阻力f作用下减速直至停止由动能定理有，解得（2）因为，解得汽车匀速运动时的速度汽车匀速运动时牵引力大小等于阻力大小，故汽车的额定功率（3）根据题图可知汽车加速运动过程中的位移汽车的初动能根据动能定理有解得考点：考查了机车启动，动能定理【名师点睛】应用动能定理应注意的几个问题(1)明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度。(2)要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负情况(待求的功除外)。(3)有些力在物体运动过程中不是始终存在的。若物体运动过程中包括几个阶段，物体在不同阶段内的受力情况不同，在考虑外力做功时需根据情况区分对待11.【河北省定州中学2017届高三上学期开学考试物理试题】（原创）如图所示，一辆货车，质量为M，车上载有一箱质量为m的货物，当车辆经过长下坡路段时，司机采取挂低速挡借助发动机减速和间歇性踩刹车的方式控制车速已知某下坡路段倾角为，车辆刚下坡时速度为v1，沿坡路直线向下行驶L距离后速度为v2，货物在车辆上始终未发生相对滑动，重力加速度为g，则：（1）该过程中货车减少的机械能；（2）该过程中货车对货物所做的功。【答案】（1）；（2）。（2）对货物受力分析可知，货物受重力mg、车厢对货物的支持力和摩擦力。货车对货物做的功为支持力做功和摩擦力做功之和。根据动能定理有：货车对货物做功： 考点：动能定理【名师点睛】应用动能定理应注意的几个问题(1)明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度。(2)要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负情况(待求的功除外)。(3)有些力在物体运动过程中不是始终存在的。若物体运动过程中包括几个阶段，物体在不同阶段内的受力情况不同，在考虑外力做功时需根据情况区分对待12.【河北省定州中学2017届高三上学期开学考试物理试题】如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径r=02m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐一个质量为1kg的小球放在曲面AB上，现从距BC的高度为h=06m处静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数=05，小球进入管口C端时，它对上管壁有FN=25mg的作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep=05J取重力加速度g=10m/s2求：（1）小球在C处受到的向心力大小；（2）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm；（3）小球最终停止的位置【答案】（1）35N；（2）6J；（3）以小球动能最大处为零势能面，由机械能守恒定律有 ：得考点：动能定理；能源的开发和利用【名师点睛】本题综合运用了机械能守恒定律、动能定理、功能关系以及牛顿第二定律，关键要灵活选择研究的过程，准确把握圆周运动的临界条件。13.【河北省定州中学2017届高三上学期开学考试物理试题】小亮观赏跳雪比赛，看到运动员先后从坡顶水平跃出后落到斜坡上斜坡长80m，如图所示，某运动员的落地点B与坡顶A的距离L=75m，斜面倾角为37，忽略运动员所受空气阻力重力加速度取g=10m/s2，sin37=06，cos37=08（1）求运动员在空中的飞行时间；（2）小亮认为，无论运动员以多大速度从A点水平跃出，他们落到斜坡时的速度方向都相同你是否同意这一观点？请通过计算说明理由；（3）假设运动员在落到倾斜雪道上时，靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜坡的分速度而不弹起运动员与斜坡和水平地面的动摩擦因数均为=04，经过C处运动员速率不变，求运动员在水平面上滑行的最远距离【答案】（1）（2）见解析（3）【解析】（1） 解得：（2）设在斜坡上落地点到坡顶长为L，斜坡与水平面夹角为，则运动员运动过程中的竖直方向位移，水平方向位移，运动时间由得。由此得运动员落到斜坡时，速度的水平方向分量，速度的竖直方向分量，实际速度与水平方向夹角为，由此可说明，速度方向与初速度无关，只跟斜坡与水平面的夹角有关。考点：考查了平抛运动，动能定理【名师点睛】运动员离开A点后做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由几何知识可以求出A、B两点间的高度，由可解时间；根据平抛运动规律求出实际速度与水平方向夹角的正切值的表达式，然后再说明理由；应用平抛运动规律，即运动的合成与分解和动能定理解答14.【河北省定州中学2017届高三上学期开学考试物理试题】如图所示，与水平面夹角为30的倾斜传送带始终绷紧，传送带下端A点与上端B点间的距离为L4 m，传送带以恒定的速率v2 m/s向上运动。现将一质量为1 kg的物体无初速度地放于A处，已知物体与传送带间的动摩擦因数，取g10 m/s2，求：（1）物体从A运动到B共需多少时间？ （2）电动机因传送该物体多消耗的电能。【答案】（1）2.4 s（2）28J【解析】（1）物体无初速度放在A处后，因mgsin mgcos ，则物体沿传送带向上做匀加速直线运动。加速度物体达到与传送带同速所需的时间t1时间内物体的位移之后物体以速度v做匀速运动，运动的时间物体运动的总时间考点：牛顿第二定律及能量守恒定律【名师点睛】本题一方面要分析工件的运动情况，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解相对位移，即可求出摩擦产生的热量，另一方面要分析能量如何转化，由能量守恒定律求解电动机多消耗的电能15.【辽宁省葫芦岛市六校协作体2017届高三上学期期初考试物理试题】如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道CDE在竖直平面内与光滑水平轨道AC相切于C点，水平轨道AC上有一轻质弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧自由端B与
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