2019高考物理一轮复习 力学部分 专题12 功 机械能守恒提升单元测试卷B卷.doc

专题12 功 机械能守恒1汽车上坡的时候，司机必须换低挡，其目的是：（ ）A. 增大速度，得到较小的牵引力B. 增大速度，得到较大的牵引力C. 减小速度，得到较小的牵引力D. 减小速度，得到较大的牵引力【答案】D【解析】由P=FV可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大，此时更容易上坡，故D正确，ABC错误。故选D。2从距地面相同高度处，水平抛出两个质量相同的球A和B，抛出A球的初速为，抛出B球的初速为2，则两球运动到落地的过程中A. 重力的平均功率相同，落地时重力的瞬时功率相同B. 重力的平均功率相同，落地时重力的瞬时功率不同C. 重力的平均功率不同，落地时重力的瞬时功率相同D. 重力的平均功率不同，落地时重力的瞬时功率不同【答案】A 3“摩天转盘”是游乐场中常见的娱乐设施，大转盘在竖直平面内做匀速圆周运动，能够将游人运送到很高的地方，坐在吊篮里的游人却显得悠然自得。如图所示，图中A、B两点的半径分别的r1、r2（r1r2），在转盘转动的过程中，下列说法正确的是 A. A点的线速度大于B点的线速度B. 坐在吊篮的人速度始终保持不变C. 吊篮对游人的作用力的方向始终指向圆心D. B处的游人运动一周的过程中，吊篮对他先做负功，后做正功【答案】D【解析】A、B两点的角速度相同，根据v=r可知A点的线速度小于B点的线速度，选项A错误；坐在吊篮的人速度大小不变，方向不断变化，选项B错误；吊篮对游人的作用力的方向始终竖直向上，选项C错误；B处的游人运动一周的过程中，吊篮在前半周下降的过程中对他的作用力向上，做负功，后半周上升的过程中对他的作用力向上，做正功，选项D正确；故选D. 4如图是一汽车在平直路面上启动的速度时间图象，时刻起汽车的功率保持不变由图象可知 A. 时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变B. 时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率不变C. 时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小D. 时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变【答案】C【解析】AB、时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速直线运动，汽车的牵引力不变，加速5如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（ ） A. t2时刻小球动能最大B. t3时刻小球动能最小C. 在t1t3时间内，小球的动能先增大后减小D. 在t2t3时间内，小球增加的机械能等于弹簧减少的弹性势能【答案】D【解析】t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，先做加速度不断减小的加速运动，当弹力增大到与6质量相等的A、B两物体分处于不同的水平支持面上，分别受到水平恒力F1、F2的作用，同时由静止开始沿相同方向做匀加速运动经过时间t0和4t0 ，当速度分别达到2v0和v0 时分别撤去F1和F2 ，以后物体继续做匀减速运动直至停止两物体速度随时间变化的图线如图所示对于上述全过程下列说法中正确的是（ ） A. F1和F2的大小之比为12 ：5B. A、B的总位移大小之比为1 ：2C. F1、F2对A、B分别做的功之比为3 ：2D. A、B各自所受的摩擦力分别做的功之比为5：6【答案】A【解析】从图象可知，两物块匀减速运动的加速度大小之都为，根据牛顿第二定律，匀减速运动中有f=ma，则摩擦力大小都为m，根据图象知，匀加速运动的加速度分别为：，根据牛顿第二定律，7如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，得到小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是 A. 由乙图可知，小球下落h后做匀加速度直线运动B. 小球动能最大值等于mg（h+x0)C. 位置坐标为x=h+x0时，重力势能与弹性势能之和最小D. 在下落过程中，小球的机械能总是保持不变【答案】C【解析】A. 根据乙图可知，当x=h+x0，小球的重力等于弹簧的弹力，以后弹力大于重力且逐渐增大，根据牛顿第二定律，小球做加速度逐渐增大的减速运动，故A错误； B. 小球达到最大速度的过程中，根据动能定理可知mg(h+x0) mgx0=Ekm，Ekm=mg（h+x0），故B错误； C当x=h+x0时，小球具有最大速度，动能最大，以弹簧和小球组成的系统机械能守恒可知，重力势能与弹性势能之和最小，故C正确； D. 弹簧和小球组成的系统机械能守恒，在压缩弹簧下落过程中，弹性势能增大，小球的机械能逐渐减小。故D错误； 故选：C8如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。用水平力，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则下列说法不正确的是( ) A. 撤去F后，物体先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，离开弹簧后做匀减速运动直到停止。B. 撤去F后，物体先做匀加速运动，离开弹簧后做匀减速运动直到停止。C. 物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为D. 物体做匀减速运动的时间为【答案】B【解析】撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力9(多选)人用绳子通过光滑定滑轮拉静止在地面上的物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当人以速度v竖直向下匀速拉绳使质量为m的物体A上升高度h后，到达如图所示位置，此时绳与竖直杆的夹角为.已知重力加速度为g，则下列说法正确的是( ) A. 此时物体A的速度为B. 此时物体A的速度为vcosC. 该过程中绳对物体A做的功为mghD. 该过程中绳对物体A做的功为mgh【答案】AC 10如图所示，滑块a、b的质量均为m，a套在固定光滑竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接，不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g下列判断正确的是（ ） A. a下落的某段过程中，b对地面的压力可能大于b受到地面的支持力B. a落地前，轻杆对b先做正功后做负功C. a下落的某段过程中，其加速度大小可能大于gD. a落地前瞬间a的机械能最小，此时b对地面的压力大小等于mg【答案】BC【解析】根据牛顿第三定律知，b对地面的压力与b受到地面的支持力一定大小相等，故A错误。b开11如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使B瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象信息可得（ ） A. 在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s,且弹簧都处于伸长状态B. 从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长C. 两物体的质量之比为m1m212D. 在t2时刻A与B的动能之比为Ek1Ek281【答案】BD【解析】A. 由图示图象可知，从0到t1的过程中，A的速度增大，B的速度减小，弹簧被拉伸，在t1时刻两物块达到共同速度1m/s，此时弹簧处于伸长状态，从t1到t2过程，A的速度继续增大，B的速度继续减小，弹簧长度开始变短，到达t2时刻，A的速度最大，B的速度反向最大，弹簧恢复原长；从t2到t3过程，A的速度减小，B的速度反向减小，弹簧被压缩，到t3时刻，A、B的速度相等，为1m/s，此时弹簧的压缩量最大，故A错误； B从t3到t4过程，A的速度减小，B的速度增大，该过程弹簧恢复原长，到t4时刻，B的速度等于初速度，A的速度为零，弹簧恢复原长，故B正确；C. 系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得，t=0时刻和t=t1时刻系统总动量相等，有：m2v0=(m1+m2)v2，代入数据解得：m1:m2=2:1，故C错误；D. 由图示图象可知，在t2时刻A、B两物块的速度分别为：vA=2m/s，vB=1m/s，物体的动能：Ek= ，则A、B两物块的动能之比为EkA:EkB=8:1，故D正确；故选：BD12如图所示，由电动机带动着倾角=37的足够长的传送带以速率v=4m/s顺时针匀速转动，一质量m=2kg的小滑块以平行于传送带向下的速率滑上传送带，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数，取，则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止静止的时间内下列说法正确的是 A. 重力势能增加了72JB. 摩擦力对小物块做功为72JC. 小滑块与传送带因摩擦产生的内能为252JD. 电动机多消耗的电能为386J【答案】AC【解析】对滑块受力分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有：平行斜面方向13用图甲所示装置验证机械能守恒定律 (1)电火花计时器的工作电压为_(2)下列做法正确的有_A图甲中两限位孔必须在同一直线上B实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直C实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源D数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置(3)实验打出的纸带如乙图所示，则实验时纸带的_端(选填“左”或“右”)应和重物相连接重物质量为m，若选取A、C两点为初末位置研究机械能守恒，则减少的重力势能是_(当地重力加速度为g)【答案】(1)220v (2)AB (3)右 mgS1纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C错误；D、数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，以减小测量的误差，故D错误；故选AB；(3)重物下落时做匀加速运动，故纸带上的相邻两个点距离应越来越大，故实验时纸带的右端应和重物相连接若选取A、C两点为初末位置研究机械能守恒，减少的重力势能。14某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块、刻度尺等 （1）若要完成该实验，还需要的实验器材是_；（2）为了能用钩码的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，本实验中小车质量M_（选填“需要”或“不需要”）远大于钩码的质量m；（3）若测得小车的质量为M，钩码的总质量为m，用打点计时器记录小车的运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1v2）则本实验最终要验证的数学表达式为_（用题中的字母表示）（4）该同学画出小车动能变化量DEk与拉力对小车所做功W之间的关系图象，由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，他得到的实验图象 （实线）应该是_ 【答案】天平 需要 D【解析】（1）若要完成该实验，还需要的实验器材是天平，用来测量小车的质量； （2）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该改变木板的倾15如图所示，粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R=0.2m，半圆形轨道的底端放置一个质量为m=0.1kg的小球B，水平面上有一个质量为M=0.2kg的小球A以初速度v0=4m/s开始向着球B运动，经过时间t=1s与B发生弹性碰撞，设两小球均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知小球A与桌面间的动摩擦因数=0.1，求： （1）小球A与小球B碰前A球的速度v；（2）两球碰撞结束时小球A和B的速度大小vA、vB；（3）小球B运动到最高点C时对轨道的压力FN。【答案】v3m/s ； vA1m/s vB4m/s ；FN3N 方向竖直向上 16如图所示，半径Rlm的光滑半圆轨道AC与高h8R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x6R。两轨道之间由一条光滑水平轨道相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡。在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两物体挤压（不连接），处于静止状态同时释放a、b，小球a恰好能通过半圆轨道最高点A，滑块b恰好能到达斜面轨道的最高点B。己知小球a的质量m12kg，滑块b的质量m2lkg，b与斜面间动摩擦因数为，重力加速度gl0m/s2。 求：（1）a球经过C点时对轨道作用力的大小和方向；（2）释放a、b前弹簧的弹性势能EP？【答案】(1) 120N a球对轨道的作用力方向向下 (2) 150J 17游乐场正在设计一个全新的过山车项目，设计模型如图所示，AB是一段光滑的半径为R的四分之一圆弧轨道，后接一个竖直光滑圆轨道，从圆轨道滑下后进入一段长度为L的粗糙水平直轨道BD，最后滑上半径为R圆心角的光滑圆弧轨道DE。现将质量为m的滑块从A点静止释放，通过安装在竖直圆轨道最高点C点处的传感器测出滑块对轨道压力为mg，求： （1）竖直圆轨道的半径。（2）滑块在竖直光滑圆弧轨道最低点B时对轨道的压力。（3）若要求滑块能滑上DE圆弧轨道并最终停在平直轨道上（不再进入竖直圆轨道），平直轨道BD的动摩擦因数需满足的条件。【答案】（1）（2）7mg（3） 可得： 若滑块恰好滑回并停在B点，对于这个过程，由动能定理可得： 综上所述，需满足的条件：。18如图所示，AB是倾角为的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为.求： (1)物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力；(3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D，释放点距B点的距离L应满足什么条件【答案】(1) ；(2)(32cos)mg； (3) R；【解析】 (1)因为摩擦力始终对物体做负功，所以物体最终在圆心角为2的圆弧上往复运动对整体过程由动能定理得，所以。