2015高三物理一輪復(fù)習(xí)-機(jī)械能及其守恒定律復(fù)習(xí)題解析

章末檢測(cè)(五)(時(shí)間：60分鐘，分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本大題共6小題，每小題6分，共36分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.如圖所示，電梯與水平地面成角，一人站在電梯上，電梯從靜止開始勻加速上升，到達(dá)一定速度后再勻速上升若以FN表示水平梯板對(duì)人的支持力，G為人受到的重力，F(xiàn)f為電梯對(duì)人的靜摩擦力，則下列結(jié)論正確的是()A加速過程中Ff0，F(xiàn)f、FN、G都做功B加速過程中Ff0，F(xiàn)N不做功C加速過程中Ff0，F(xiàn)N、G都做功X k B 1 . c o mD勻速過程中Ff0，F(xiàn)N、G都不做功2.宇航員在進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時(shí)，抓住秋千桿由水平狀態(tài)開始下擺，到達(dá)豎直狀態(tài)的過程中，如圖所示，宇航員所受重力的瞬時(shí)功率變化情況是()A一直增大B一直減小C先增大后減小D先減小后增大3質(zhì)量為1 kg的物體被人用手由靜止提高1 m(忽略空氣阻力)，這時(shí)物體的速度是2 m/s，下列說(shuō)法中不正確的是(g10 m/s2)()A手對(duì)物體做功12 JB合外力對(duì)物體做功12 JC合外力對(duì)物體做功2 J D物體克服重力做功10 J4質(zhì)量為m的汽車，啟動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)以額定功率P沿水平道路行駛，經(jīng)過一段時(shí)間后以速度v勻速行駛?cè)粜旭傊惺艿降哪Σ磷枇Υ笮〔蛔儯瑒t在加速過程中車速為時(shí)，汽車的加速度為()A.B.C. D05如圖，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦)初始時(shí)刻，A、B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊()A速率的變化量不同B機(jī)械能的變化量不同C重力勢(shì)能的變化量相同D重力做功的平均功率相同6.如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一質(zhì)量為m的小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面設(shè)物體在斜面最低點(diǎn)A的速度為v，壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面的高度為h，不計(jì)小球與彈簧碰撞過程中的能量損失，則小球在C點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為()Amghmv2 B.mv2mghCmghmv2 Dmgh二、多項(xiàng)選擇題(本大題共3小題，每小題6分，共18分，每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意)7如圖所示，小球以初速度v0從光滑斜面底部向上滑，恰能到達(dá)最大高度為h的斜面頂部圖中A是內(nèi)軌半徑大于h的光滑軌道，B是內(nèi)軌半徑小于h的光滑軌道，C是內(nèi)軌半徑等于h的光滑軌道，D是長(zhǎng)為h的輕棒，其下端固定一個(gè)可隨棒繞O點(diǎn)向上轉(zhuǎn)動(dòng)的小球小球在底端時(shí)的初速度都為v0，則小球在以上四種情況中能到達(dá)高度h的有()8如圖所示，物體以一定的初速度從傾角37的斜面底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，上升的最大高度為3.0 m選擇地面為參考平面，上升過程中，物體的機(jī)械能E隨高度h的變化關(guān)系如圖乙所示g10 m/s2，sin 370.60，cos 370.80.則()A物體的質(zhì)量m0.67 kgB物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.40C物體上升過程中的加速度大小a10 m/s2D物體回到斜面底端時(shí)的動(dòng)能Ek10 J9長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m2 kg的另一物體B以水平速度v02 m/s滑上原來(lái)靜止的長(zhǎng)木板A的表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時(shí)間變化情況如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()A木板獲得的動(dòng)能為2 JB系統(tǒng)損失的機(jī)械能為2 JC木板A的最小長(zhǎng)度為1 mDA、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1三、非選擇題(本大題共4小題，共46分，要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)10(6分)某高中探究學(xué)習(xí)小組欲驗(yàn)證動(dòng)能定理，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置置于長(zhǎng)木板上的滑塊一開始處于靜止?fàn)顟B(tài)，A、B是兩個(gè)光電門，用細(xì)線將滑塊通過一個(gè)定滑輪與一小沙桶相連，小沙桶內(nèi)放適量細(xì)沙，釋放小桶，讓滑塊做加速運(yùn)動(dòng)(1)本實(shí)驗(yàn)中有一個(gè)重要的疏漏是_.(2)本實(shí)驗(yàn)除了需要測(cè)量滑塊經(jīng)過光電門A、B處的速度v1、v2之外，還需要測(cè)量的物理量有_.(每個(gè)物理量都要標(biāo)上相應(yīng)的字母)(3)本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_請(qǐng)用v1、v2和第(2)問中的物理量表示11(8分)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m200 g的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示O為紙帶下落的起始點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間9.8 m/s2，那么(1)計(jì)算B點(diǎn)瞬時(shí)速度時(shí)，甲同學(xué)用v2gxOB，乙同學(xué)用vB.其中所選擇方法正確的是_(填“甲”或“乙”)同學(xué)(2)同學(xué)丙想根據(jù)紙帶上的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)一步計(jì)算重物和紙帶下落過程中所受的阻力，為此他計(jì)算出紙帶下落的加速度為_m/s2，從而計(jì)算出阻力Ff_N.(3)若同學(xué)丁不慎將上述紙帶從OA之間扯斷，他僅利用A點(diǎn)之后的紙帶能否實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的目的？_.(填“能”或“不能”)12(14分)如圖所示，水平傳送帶AB的右端與在豎直面內(nèi)用內(nèi)徑光滑的鋼管彎成的“9”形固定軌道相接，鋼管內(nèi)徑很小傳送帶的運(yùn)行速度v04.0 m/s，將質(zhì)量m0.1 kg可看做質(zhì)點(diǎn)的滑塊無(wú)初速度地放在傳送帶的A端已知傳送帶長(zhǎng)度L4.0 m，“9”字全高H0.6 m，“9”字上半部分圓弧半徑R0.1 m，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，重力加速度g10 m/s2，求：(1)滑塊從傳送帶A端運(yùn)動(dòng)到B端所需要的時(shí)間；(2)滑塊滑到軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道作用力的大小和方向X k B 1 . c o m13(18分)釣魚島是我國(guó)固有領(lǐng)土，決不允許別國(guó)侵占，近期，為提高警惕保衛(wèi)祖國(guó)，我國(guó)海軍為此進(jìn)行了登陸演練如圖所示，假設(shè)一艘戰(zhàn)艦因噸位大吃水太深，只能停錨在離海岸登陸點(diǎn)s1 km處登陸隊(duì)員需要從較高的軍艦甲板上，利用繩索下滑到登陸快艇上再行登陸接近目標(biāo)，若繩索兩端固定好后，與豎直方向的夾角30，為保證行動(dòng)最快，隊(duì)員甲先無(wú)摩擦自由加速滑到某最大速度，再靠摩擦勻減速滑至快艇，速度剛好為零，在隊(duì)員甲開始下滑時(shí)，隊(duì)員乙在甲板上同時(shí)開始向快艇以速度v03 m/s平拋救生圈，第一個(gè)剛落到快艇，接著拋第二個(gè)， 結(jié)果第二個(gè)救生圈剛好與甲隊(duì)員同時(shí)抵達(dá)快艇，若人的質(zhì)量為m，重力加速度g10 m/s2，問：(1)軍艦甲板到快艇的豎直高度H及隊(duì)員甲在繩索上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t0；(2)若加速過程與減速過程中的加速度大小相等，則隊(duì)員甲在何處速度最大？最大速度是多大？(3)若快艇額定功率為5 kW，載人后連同裝備總質(zhì)量為103 kg，從靜止開始以最大功率向登陸點(diǎn)加速靠近，到達(dá)岸邊時(shí)剛好能達(dá)到最大速度10 m/s，快艇在水中受到的阻力恒定，求快艇運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.章末檢測(cè)(五)1解析選A.加速過程中，水平方向的加速度由摩擦力Ff提供，所以Ff0，F(xiàn)f、FN做正功，G做負(fù)功，選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤；勻速過程中，水平方向不受靜摩擦力作用，F(xiàn)f0，F(xiàn)N做正功，G做負(fù)功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2解析選C.在水平狀態(tài)時(shí)，v0，則P0，豎直狀態(tài)時(shí)vmg，則P0，在其他位置時(shí)P0，故瞬時(shí)功率先增后減，C正確3解析選B.由動(dòng)能定理可知，合外力對(duì)物體做功等于物體動(dòng)能的增加量，即W合mv22 J，C項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；物體被提高1 m，克服重力做功WGmgh10 J，D項(xiàng)正確；手對(duì)物體做的功等于機(jī)械能的增加量W手EkEp12 J，A正確4解析選B.設(shè)阻力為Ff，以v勻速行駛時(shí)有：Ff，以行駛時(shí)有：Ffma，解得：a，B正確5解析選D.剪斷輕繩后兩物塊運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒著地時(shí)的速率皆為，故A、B皆錯(cuò)誤由剪斷輕繩前的平衡狀態(tài)可得mAgmBgsin ，故重力勢(shì)能變化量mAghmBghsin mBgh，C錯(cuò)誤由Fcos 及得AmAg，BmBgcos(90)mBgsin ，故可知AB，D正確6解析選B.由題意可知，在小球運(yùn)動(dòng)過程中，小球與彈簧整體的機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律可得mv2Epmgh，對(duì)比各選項(xiàng)可知，答案選B. 新|課 |標(biāo) |第 | 一| 網(wǎng)7解析選AD.B、C項(xiàng)中當(dāng)小球過圓周后，由于小球運(yùn)動(dòng)速度過小，將脫離軌道做拋體運(yùn)動(dòng)，水平分速度一定不為0，所以由機(jī)械能守恒定律得小球運(yùn)動(dòng)的最大高度一定小于h，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤綜上所述A、D項(xiàng)正確8解析選CD.上升過程，由動(dòng)能定理得，(mgsin mgcos )hm/sin 0E1，摩擦生熱mgcos hm/sin E1E2，解得m1 kg，0.50，故A、B錯(cuò)誤；物體上升過程中的加速度大小agsin gcos 10 m/s2，故C正確；上升過程中的摩擦生熱為E1E220 J，下降過程摩擦生熱也應(yīng)為20 J，故物體回到斜面底端時(shí)的動(dòng)能Ek50 J40 J10 J，D正確9解析選BCD.由vt圖可知，木板和物體共速前的加速度大小均為a1 m/s2，它們所受的合外力均為摩擦力，F(xiàn)fmg，所以木板質(zhì)量Mm2 kg，木板獲得的動(dòng)能Ek1Mv212 J1 J，故A錯(cuò)；系統(tǒng)機(jī)械能損失Emv(Mm)v2 J，故B對(duì)；木板的最小長(zhǎng)度可由vt圖面積求得，L21 m1 m，故C對(duì)由ag1 m/s2，得0.1，故D對(duì)10(1)未平衡摩擦力(2)滑塊的質(zhì)量M、小沙桶和細(xì)沙的總質(zhì)量m、兩個(gè)光電門之間的距離L(3)mgLMvMv11解析(1)如用v2gxOB求vB，就等于認(rèn)為機(jī)械能已經(jīng)守恒了，應(yīng)選用vB.(2)由xaT2知aw W w . X k b 1.c O m m/s29.5 m/s2由mgFfma知Ffmgma0.06 N.(3)能可利用m(vv)mgh12驗(yàn)證答案(1)乙(2)9.50.06(3)能12解析(1)滑塊在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律知mgma(2分)得ag2 m/s2(1分)加速到與傳送帶速度相同時(shí)所需要的時(shí)間t2 s(2分)位移xat24 m(2分)此時(shí)滑塊恰好到達(dá)B端，即滑塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端的時(shí)間t2 s(1分)(2)滑塊從B到C的過程中，由機(jī)械能守恒定律得mgHmvmv(2分)在C點(diǎn)，設(shè)軌道對(duì)滑塊的彈力方向豎直向下，由牛頓第二定律得FNmg(2分)聯(lián)立解得FN3 N(1分)由牛頓第三定律知滑塊對(duì)軌道的作用力FNFN3 N，方向豎直向上(1分)答案(1)2 s(2)3 N方向豎直向上13解析(1)設(shè)救生圈做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，有Hgt2(2分)Htan v0t(2分)設(shè)人下滑時(shí)間為t0