2020版高考物理大一輪復習練習：機械能本章綜合能力提升練Word版含解析

1、本章綜合能力提升練一、單項選擇題1.兩個完全相同的小球 A、B，在某一高度處以相同大小的初速度vo分別沿水平方向和豎直方向拋出，不計空氣阻力，如圖1 所示，則下列說法正確的是（）A .兩小球落地時速度相同B .兩小球落地時，重力的瞬時功率相同C .從開始運動至落地，重力對兩小球做的功相同D .從開始運動至落地，重力對兩小球做功的平均功率相同 答案 C2.如圖 2 所示，質量為 m 的物體置于傾角為B的斜面上，物體與斜面間的動摩擦因數為在外力作用下，斜面以加速度 a 沿水平方向向左做勻加速直線運動，運動中物體 m 與斜面體 相對靜止則關于斜面對 m 的支持力和摩擦力的下列說法中錯誤的是（）A 支

2、持力一定做正功B 摩擦力一定做正功C 摩擦力可能不做功D 摩擦力可能做負功答案 B解析 支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功而摩擦力是否存在需要討論，若摩 擦力恰好為零，物體只受重力和支持力，如圖所示，此時加速度 a = gtan 當 agtanB時，摩擦力沿斜面向下，摩擦力與位移夾角小于90做正功；當 a0，解得H2R，故選 B.5.（2018 河北省“名校聯(lián)盟”質量監(jiān)測一）如圖 4 所示，輕質彈簧的一端與固定的豎直板P 拴接，另一端與物體 A 相連，物體 A 靜止于光滑水平桌面上，A 右端連接一細線，細線繞過光滑的定滑輪與物體 B 相連開始時用手托住 B，讓細線恰好伸直，然后由靜止釋

3、放B,直至B 獲得最大速度.下列有關該過程的分析正確的是（）A.釋放 B 的瞬間其加速度為 2B . B 物體動能的增加量等于它所受重力與拉力做功之和C B 物體機械能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量D .細線的拉力對 A 做的功等于 A 物體機械能的增加量答案 B解析 釋放瞬間彈簧長度來不及改變，所以細線拉力為零，B 的加速度為 g，A 錯誤；對 B分析，受到重力和拉力作用，WG+ W拉=AEk，故 B 正確；B 物體機械能的減少量等于彈簧彈性勢能增加量與 A 物體的動能增加量之和， C 錯誤；細線對 A 的拉力與彈簧對 A 的拉力做 功之和等于 A 物體機械能的增加量，D 錯誤.二、多項選

4、擇題6 質量為 m 的物體在水平力 F 的作用下由靜止開始在光滑地面上運動，前進一段距離之后速度大小為 v,再前進一段距離使物體的速度增大為2v,則（）A 第二過程的速度增量等于第一過程的速度增量B 第二過程的動能增量是第一過程動能增量的3 倍C 第二過程合外力做的功等于第一過程合外力做的功D 第二過程合外力做的功等于第一過程合外力做功的2 倍答案 AB7質量為 1 kg 的質點靜止于光滑水平面上，從 t = 0 時刻開始，受到水平外力 F 作用，如圖5 所示.下列判斷正確的是（）tF/NI :- :PJ_:_oI 2th圖 5A 02 s 內外力的平均功率是 4 WB .第 2s 內外力所做

5、的功是 4JC .第 2s 末外力的瞬時功率最大D .第 1 s 末與第 2s 末外力的瞬時功率之比為9 : 4答案 AD解析第 1 s 末質點的速度vi=F1ti=3x1 m/s= 3 m/sm 1第 2s 末質點的速度F21V2= V1+ 12= （3 + yx 1） m/s= 4 m/sm11 1則第 2 s 內外力做功 W2= mv22 mv12=3.5 J 02 s 內外力的平均功率1212qmv22X1x4P = p = 一 2 一 W = 4 W，選項 A 正確，B 錯誤；第 1 s 末外力的瞬時功率 片=F1V1= 3X3 W = 9 W,第 2 s 末外力的瞬時功率 P2=

6、F2V2= 1X4 W = 4 W，故P1: P2= 9 : 4，選項 C 錯誤，D 正確.8.（2018 廣東省茂名市第二次模擬）如圖 6 所示，兩個傾角都為 30。、足夠長的光滑斜面對接在 一起并固定在地面上， 頂端安裝一光滑的定滑輪，質量分別為 2m 和 m 的 a、b 兩物體分別放在左、右斜面上，不可伸長的輕繩跨過定滑輪將a、b 兩物體連接，b 與右邊斜面的底端擋板 c 之間連有輕質彈簧. 現(xiàn)用手握住 a,使彈簧剛好無形變， 系統(tǒng)處于靜止狀態(tài). 松手后，從 a、b 開始運動到它們速度再次都為零的過程中（繩和彈簧都與斜面平行且彈簧伸長在彈性限度內）（）A. a、b 組成的系統(tǒng)機械能守恒B

7、 . a、b 和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒C. a 的重力勢能減少量大于彈簧彈力所做的功D 重力對 a 做功的平均功率大于彈簧彈力對 b 做功的平均功率答案 BCD解析 彈簧對 a、b 組成的系統(tǒng)做功，所以 a、b 系統(tǒng)機械能不守恒，A 錯誤；對物體 a，重 力 2mg 做正功，輕繩拉力 T 做負功，總功為零，對物體 b，輕繩拉力 T 做正功，重力 mg 和 彈簧彈力 F 做負功，總功等于零，輕繩拉力 T 做的總功等于零，a、b 和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，B 正確；a、b 組成的系統(tǒng)機械能轉化為彈簧彈性勢能，a 的重力勢能減少量等于彈簧彈性勢能增加量與 b 的重力勢能增加量之和， C 正確；各

8、力所做功的時間相等，重力對 a功率大于彈簧彈力對 b 做功的平均功率，D 正確.三、非選擇題為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的_做功的平均功率等于克服彈簧彈力及重力對b 做功之和的平均功率，故重力對a 做功的平均9.利用圖 7 裝置做“驗證機械能守恒定律”A 動能變化量與勢能變化量B .速度變化量和勢能變化量C .速度變化量和高度變化量(2) 除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導線及開關外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是 _.A .交流電源B .刻度尺C .天平(含砝碼)(3) 實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖8 所示的一條紙帶.在紙帶上

9、選取三個連續(xù)打出的點 A、B、C,測得它們到起始點0 的距離分別為 hA、hB、he.已知當地重力加速度為g,打點計時器打點的周期為T.設重物的質量為 m.從打 0 點到打 B 點的過程中，重物的重力勢能變化量AEp=_，動能變化量AEk_.* * * 彳 圖 8(4) 大多數學生的實驗結果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是_.A .利用公式 v = gt 計算重物速度B .利用公式 v= ,2gh 計算重物速度C .存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D .沒有采用多次實驗取平均值的方法(5) 某同學想用下述方法研究機械能是否守恒：在紙帶上選取多個計數點，測量它們到起始點0 的距離 h,

10、計算對應計數點的重物速度v,描繪 v2 h 圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過原點的直線，則重物下落過程中機械能守恒，請你分析論證該同學的判斷是否正確.答案 (1)A(2)AB(3) mghB寸口嚴半)2(4)C不正確，理由見解析解析(1)重物下落過程中重力勢能減少，動能增加，故該實驗需要比較重物下落過程中任意 兩點間的動能變化量大小與勢能變化量大小在誤差允許范圍內是否相等，A 項正確.(2)電磁打點計時器使用的是交流電源，故選A.需要測紙帶上兩點間的距離，還需要刻度尺，選 B.根據 mgAh = *mv22 mvi2可將等式兩邊的質量抵消，不需要天平，不選C.,1oi hC hAo重物的重力

11、勢能變化量為AEp=mghB，動能的變化量AEk=?mvB= ?m ).重物重力勢能的減少量大于動能的增加量，是因為重物下落過程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，C 正確.12該同學的判斷依據不正確，在重物下落h 的過程中，若阻力 f 恒定，根據 mgh fh= mv0，則 v2= 2(g f)h 可知，v2 h 圖象就是過原點的一條直線.要想通過v2 h 圖象來驗證m機械能是否守恒，還必須看圖象的斜率是否接近2g.10.如圖 9 所示，質量為 M 的小車靜止在光滑水平面上，小車 AB 段是半徑為 R 的四分之一 圓弧光滑軌道，BC 段是長為 L 的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于 B 點一質量為

12、m 的滑塊 在小車上從 A 點由靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為 g.(1) 若固定小車，求滑塊運動過程中對小車的最大壓力；(2) 若不固定小車，滑塊仍從 A 點由靜止下滑，然后滑入 BC 軌道，最后從 C 點滑出小車.已知滑塊質量 m=羅，在任一時刻滑塊相對地面速度的水平分量是小車速度大小的2 倍，滑塊與軌道 BC 間的動摩擦因數為11,求：滑塊運動過程中，小車的最大速度大小Vm；滑塊從 B 到 C 運動過程中，小車的位移大小s.答案(1)3mg，方向豎直向下-gR3L解析(1)滑塊滑到 B 點時對小車壓力最大，從A 到 B 機械能守恒，則1mgR= 2mvB滑塊在 B 點處，由牛頓第二定律

13、知N mg= mVR解得 N= 3mg由牛頓第三定律知滑塊對小車的壓力 N = 3mg,方向豎直向下.滑塊下滑到達 B 點時，小車速度最大由機械能守恒得, 解得 Vm設滑塊運動到 C 點時，小車速度大小為 vC,由功能關系知，mgRimgL= Mvc2+ m(2vc)2設滑塊從 B 運動到 C 過程中，小車運動的加速度大小為a,由牛頓第二定律im= Ma由運動學規(guī)律 vf Vm? = 2as12mgR= ?Mvm+ ?m(2vm)圖 9解得 s=1L.11. (2018 廣東省深圳市三校模擬)如圖 10 所示，在水平勻速運動的傳送帶的左端(P 點)，輕放一質量為 m= 1 kg 的物塊，物塊隨

14、傳送帶運動到A 點后拋出，物塊恰好無碰撞地沿圓弧切線從 B 點進入豎直光滑圓弧軌道下滑.B、D 為圓弧的兩端點，其連線水平.已知圓弧半徑 R=1.0 m,圓弧對應的圓心角0=106軌道最低點為 C, A 點距水平面的高度 h = 0.8 m. (g=10 m/s2, sin 53= 0.8, cos 53= 0.6)求：(1) 物塊離開 A 點時水平初速度的大小；(2) 物塊經過 C 點時對軌道壓力的大小；設物塊與傳送帶間的動摩擦因數為0.3,傳送帶的速度為 5 m/s,求 FA 間的距離.答案 (1)3 m/s (2)43 N (3)1.5 m解析 物塊從 A 運動到 B,由 Vy2= 2gh 可得，物塊的豎直分速度Vy= 4 m/s物塊運動到 B 點時的速度方向與水平方向成53。角，可得水平速度即物塊離開A 點的速度為:VA=Vx= 3 m/s(2) 由于V