2020高考物理 備考第5章第5章 機(jī)械能守恒定律 章末綜合檢測(cè)練習(xí)（通用）

1、機(jī)械能守恒定律章末綜合檢測(cè) 一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有錯(cuò)選的得0分)1(2020年廣東廣州質(zhì)檢)如圖1所示，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小球以初速度v飛出高為H的桌面，當(dāng)它經(jīng)過(guò)距離地面高為h的A點(diǎn)時(shí)，所具有的機(jī)械能是(以桌面為零勢(shì)能面，不計(jì)空氣阻力)()圖1A.mv2B.mv2mghC.mv2mgh D.mv2mg(Hh)解析：小球做平拋運(yùn)動(dòng)，只有重力做功，機(jī)械能守恒，故A正確答案：A2在光滑的水平地面上，有質(zhì)量相同的甲、乙兩物體，甲原來(lái)靜止，乙以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)

2、，俯視圖如圖2所示某時(shí)刻它們同時(shí)受到與v方向垂直的相同水平恒力F的作用，經(jīng)過(guò)相同時(shí)間后()圖2A兩物體的位移相同B恒力F對(duì)兩物體所做的功相同C兩物體的速度變化率相同D兩物體的動(dòng)能變化量相同解析：甲、乙兩物體分別做勻變速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，在相同時(shí)間內(nèi)，位移不相同，A錯(cuò)誤由于在力的方向上的位移相同，恒力F對(duì)物體所做的功相同，B正確速度變化率就是加速度，C正確由動(dòng)能定理知D也正確答案：BCD3物體沿直線運(yùn)動(dòng)的vt關(guān)系如圖3所示，已知在第1秒內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為W，則()圖3A從第1秒末到第3秒末合外力做功為4 WB從第3秒末到第5秒末合外力做功為2 WC從第5秒末到第7秒末合外力做功為WD

3、從第3秒末到第4秒末合外力做功為0.75W解析：由題圖知，第1秒末速度、第3秒末速度、第7秒速度大小關(guān)系：v1v3v7，由題知Wmv0，則由動(dòng)能定理知第1秒末到第3秒末合外力做功W2mvmv0，故A錯(cuò)第3秒末到第5秒末合外力做功W30mvW，故B錯(cuò)第5秒末到第7秒末合外力做功W4mv0W，故C正確第3秒末到第4秒末合外力做功W5mvmv；因v4v3，所以W50.75W.故D正確答案：CD4如圖4所示，某段滑雪雪道傾角為30，總質(zhì)量為m(包括雪具在內(nèi))的滑雪運(yùn)動(dòng)員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為g.在他從上向下滑到底端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()圖4A運(yùn)動(dòng)員減少的重力勢(shì)能

4、全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B運(yùn)動(dòng)員獲得的動(dòng)能為mghC運(yùn)動(dòng)員克服摩擦力做功為mghD下滑過(guò)程中系統(tǒng)減少的機(jī)械能為mgh解析：運(yùn)動(dòng)員的加速度為g，小于gsin30，所以必受摩擦力，且大小為mg，克服摩擦力做功為mgmgh，故C錯(cuò)；摩擦力做功，機(jī)械能不守恒，減少的勢(shì)能沒有全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而是有mgh轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯(cuò)，D正確；由動(dòng)能定理知，運(yùn)動(dòng)員獲得的動(dòng)能為mgmgh，故B錯(cuò)答案：D5質(zhì)量為10 kg的物體，在變力F作用下沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)，力隨坐標(biāo)x的變化情況如圖5所示物體在x0處，速度為1 m/s，一切摩擦不計(jì)，則物體運(yùn)動(dòng)到x16 m處時(shí)，速度大小為()圖5A2 m/s B3 m/sC4 m/s D. m/

5、s解析：力位移圖象下所圍圖形的面積表示功，由圖象可知，一部分正功與另一部分負(fù)功抵消，外力做的總功WFx40 J，根據(jù)動(dòng)能定理Wmv2mv得v3 m/s.答案：B6(2020年吉林長(zhǎng)春調(diào)研)質(zhì)量為m的汽車以恒定功率P沿傾角為的傾斜路面向上行駛，最終以速度v勻速運(yùn)動(dòng)若保持汽車的功率P不變，使汽車沿這個(gè)傾斜路面向下運(yùn)動(dòng)，最終勻速行駛由此可知(汽車所受阻力大小不變)()A汽車的最終速度一定大于vB汽車的最終速度可能小于vC汽車所受的阻力一定大于mgsinD汽車所受的阻力可能小于mgsin解析：由PFv可知，汽車上坡時(shí)的牽引力大于下坡時(shí)的牽引力，故下坡的速度一定大于v；阻力一定大于重力沿斜面的分力，否則

6、不可能達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)答案：AC7如圖6所示，小球在豎直向下的力F作用下，將豎直輕彈簧壓縮，若將力F撤去，小球?qū)⑾蛏蠌椘鸩㈦x開彈簧，直到速度為零時(shí)為止，則小球在上升過(guò)程中()圖6A小球的機(jī)械能守恒B彈性勢(shì)能為零時(shí)，小球動(dòng)能最大C小球在剛離開彈簧時(shí)動(dòng)能最大D小球在剛離開彈簧時(shí)機(jī)械能最大解析：小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故A錯(cuò)D對(duì)；小球剛離開彈簧時(shí)與彈性勢(shì)能為零時(shí)是同一時(shí)刻，而小球動(dòng)能最大時(shí)是重力與彈力相等時(shí)，此時(shí)彈簧還處在壓縮狀態(tài)，故B、C錯(cuò)答案：D8(2020年上海卷)物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，Ek代表動(dòng)能，Ep代表勢(shì)能，h代表下落的距離，以水平地面為零勢(shì)能面如下圖所示的圖象中，能正確反映各物理量之

7、間關(guān)系的是()解析：由機(jī)械能守恒定律：EpEEk，故勢(shì)能與動(dòng)能的圖象為傾斜的直線，C錯(cuò)；Epmg(Hh)Emgh，故勢(shì)能與h的圖象也為傾斜的直線，D錯(cuò)；且EpEmv2，故勢(shì)能與速度的圖象為開口向下的拋物線，B對(duì)；同理EpEmg2t2，勢(shì)能與時(shí)間的圖象也為開口向下的拋物線，A錯(cuò)答案：B9如圖7所示，A、B兩物體質(zhì)量分別是mA和mB，用勁度系數(shù)為k的彈簧相連，A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)對(duì)A施豎直向上的力F提起A，使B對(duì)地面恰無(wú)壓力當(dāng)撤去F，A由靜止向下運(yùn)動(dòng)至最大速度時(shí)，重力做功為 ()圖7Amg2/kBmg2/kCmA(mAmB)g2/kDmB(mAmB)g2/k解析：當(dāng)B對(duì)地面沒有壓力時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)了.

8、當(dāng)撤去F后，A到達(dá)最大速度時(shí)，彈簧壓縮了，則整個(gè)過(guò)程中重力做的功為mA(mAmB)g2/k，即為C.答案：C10(2020年上海卷)小球由地面豎直上拋，上升的最大高度為H，設(shè)所受阻力大小恒定，地面為零勢(shì)能面在上升至離地高度h處，小球的動(dòng)能是勢(shì)能的2倍，在下落至離地高度h處，小球的勢(shì)能是動(dòng)能的2倍，則h等于()A. B.C. D.解析：設(shè)小球上升離地高度h時(shí)，速度為v1，地面上拋時(shí)速度為v0，下落至離地面高度h處速度為v2，設(shè)空氣阻力為f上升階段：mgHfHmvmghfhmvmv又2mghmv下降階段：mg(Hh)f(Hh)mvmgh2mv由上式聯(lián)立得：hH答案：D二、實(shí)驗(yàn)題(本題包括2小題，共

9、10分)11(1)根據(jù)打出的紙帶，如圖8，選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起點(diǎn)O的距離為x0，點(diǎn)A、C間的距離為x1，點(diǎn)C、E間的距離為x2，交流電的周期為T，則根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a的表達(dá)式為：a_.圖8(2)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減少的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落過(guò)程中存在著阻力的作用，我們可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定該阻力的大小若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，還需要測(cè)量的物理量是_(寫出名稱和符號(hào))，重錘在下落過(guò)程中受到的平均阻力的大小F_.解析：(1)由題意可知，x1，x2是相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移，而計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間T

10、2T.由xaT2可得：a(2)設(shè)阻力大小為F，由牛頓第二定律可知，mgFma，F(xiàn)m(ga)m(g)可見要測(cè)定阻力F的大小，還必須測(cè)量重錘的質(zhì)量m.答案：(1)(2)重錘的質(zhì)量mm(g)12(2020年廣東卷)某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理”如圖9，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過(guò)一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小在水平桌面上相距50.0 cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過(guò)A、B時(shí)的速度大小小車中可以放置砝碼圖9(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：測(cè)量_和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過(guò)定滑輪與

11、鉤碼相連；正確連接所需電路；將小車停在C點(diǎn)，_，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過(guò)A、B時(shí)的速度在小車中增加砝碼，或_，重復(fù)的操作(2)下表是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，|vv|是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量E，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功表格中的E3_，W3_.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)根據(jù)下表，請(qǐng)?jiān)趫D10中的方格紙上作出EW圖線.次數(shù)M/kg|vv|/(m/s)2E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40

12、E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43圖10解析：見答案答案：(1)小車釋放小車改變鉤碼數(shù)量 (2)0.6000.610(3)見下圖圖11三、計(jì)算題(本題包括5小題，共50分解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13如圖12所示，質(zhì)量為m的物體從傾角為的斜面上的A點(diǎn)以速度v0沿斜面上滑，由于mgcosmgsin，所以它滑到最高點(diǎn)后又滑下來(lái)，當(dāng)它下滑到B點(diǎn)時(shí)，速度大小恰好也是v0，設(shè)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求AB間的距離 圖12解析：設(shè)物體m從

13、A點(diǎn)到最高點(diǎn)的位移為x，對(duì)此過(guò)程由動(dòng)能定理得：(mgsinmgcos)x0mv對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理得：mgsinxABmgcos(2xxAB)0由得：xAB.答案：14如圖13所示，一位質(zhì)量m60 kg、參加“挑戰(zhàn)極限運(yùn)動(dòng)”的業(yè)余選手，要越過(guò)一寬為x2.5 m的水溝后躍上高為h2.0 m的平臺(tái)他采用的方法是：手握一根長(zhǎng)L3.25 m的輕質(zhì)彈性桿一端，從A點(diǎn)由靜止開始勻加速助跑，至B點(diǎn)時(shí)桿另一端抵在O點(diǎn)的阻擋物上，接著桿發(fā)生形變，同時(shí)人蹬地后被彈起，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)桿處于豎直狀態(tài)，人的重心在桿的頂端，此刻人放開桿水平飛出并趴落到平臺(tái)上，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力可忽略不計(jì)圖13(1)設(shè)人到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度vB8

14、m/s，人勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a2 m/s2，求助跑距離xAB；(2)人要最終到達(dá)平臺(tái)，在最高點(diǎn)飛出時(shí)刻的速度應(yīng)至少多大？(g10 m/s2)(3)設(shè)人跑動(dòng)過(guò)程中重心離地高度H0.8 m，在(1)、(2)兩問的條件下，在B點(diǎn)人蹬地彈起瞬間應(yīng)至少再做多少功？解析：(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2axAB，可得xAB16 m.(2)設(shè)人在最高點(diǎn)最小速度為v，人做平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程，有Lhgt2，xvt，解得vx5 m/s.(3)人從B點(diǎn)至最高點(diǎn)過(guò)程，由動(dòng)能定理得Wmg(LH)mv2mv，解之Wmg(LH)mv2mv300 J答案：(1)16 m(2)5 m/s(3)300 J15(2020年四川卷)圖14為修建高層

15、建筑常用的搭式起重機(jī)在起重機(jī)將質(zhì)量m5103 kg的重物豎直吊起的過(guò)程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a0.2 m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做vm1.02 m/s的勻速運(yùn)動(dòng)取g10 m/s2，不計(jì)額外功求：圖14(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2秒末的輸出功率解析：(1)設(shè)起重機(jī)允許輸出的最大功率為P0，重物達(dá)到最大速度時(shí)，拉力F0等于重力P0F0vmF0mg代入數(shù)據(jù)，有：P05.1104 W(2)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，起重機(jī)達(dá)到允許輸出的最大功率，設(shè)此時(shí)重物受到的拉力為F，速度為v1，勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷時(shí)

16、間為t1，有：P0Fv1Fmgmav1at1由，代入數(shù)據(jù)，得：t15 st2 s時(shí)，重物處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段，設(shè)此時(shí)速度為v2，輸出功率為P，則v2at PFv2由，代入數(shù)據(jù)，得：P2.04104 W答案：(1)5.1104 W(2)5 s2.04104 W16某學(xué)校探究性學(xué)習(xí)小組對(duì)一輛自制小遙控車的性能進(jìn)行研究他們讓這輛小車在水平的地面上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，并將小車運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程記錄下來(lái)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理得到如圖15所示的vt圖象，已知小車在02 s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，210 s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變，在10 s末停止遙控讓小車自由滑行，小車質(zhì)量m1 kg，整個(gè)過(guò)程中小車受到的阻力大小不變求：圖15

17、(1)小車所受的阻力Ff是多大？(2)在210 s內(nèi)小車牽引力的功率P是多大？(3)小車在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的總位移x是多少？解析：(1)在10 s末撤去牽引力后，小車只在阻力Ff作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a，則Ffma根據(jù)a由圖象可得a2 m/s2Ff2 N(2)小車的勻速運(yùn)動(dòng)階段即7 s10 s內(nèi)，設(shè)牽引力為F，則FFf且PFvm由圖象可知vm6 m/sP12 W(3)小車的加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程可以分為02 s和2 s7 s兩段，設(shè)對(duì)應(yīng)的位移分別為x1和x2，在02 s內(nèi)的加速度大小為a1，則由圖象可得a12 m/s2x1a1tx14 m在2 s7 s內(nèi)由動(dòng)能定理可得P(t2t1)Ffx2mvmv解得x225 mxx1x2x29 m答案：(1)2 N(2)12 W(3)29 m17(2020年山東臨沂模擬)如圖16所示，一輕彈簧的下端固定在傾角37的斜面上，上端連一不計(jì)質(zhì)量的擋板一質(zhì)量m2 kg的物體從斜面上的A點(diǎn)以初速度v03 m/s下滑A點(diǎn)距彈簧上端B的距離AB4 m，當(dāng)物體到達(dá)B后將彈簧壓縮到C點(diǎn)，最大壓縮量BC0.2 m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為D點(diǎn)，D點(diǎn)距A點(diǎn)AD3 mg取10 m/s2，求： 圖16(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2