專題（39）機(jī)械能及其守恒定律 單元過關(guān)檢測（原卷版）

2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)全攻關(guān)專題（39）機(jī)械能及其守恒定律單元過關(guān)檢測（原卷版）選擇題：（本題共8小題，每小題6分，滿分48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～5只有一項(xiàng)是符合題目要求，第6～8題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）如圖1所示，用一不可伸長的輕繩系一小球懸于O點(diǎn)．現(xiàn)將小球拉至水平位置，然后由靜止釋放，不計(jì)阻力，小球下落到最低點(diǎn)的過程中，下列表述正確的是()圖1A．小球的機(jī)械能守恒B．小球所受的合力不變C．小球的動(dòng)能不斷減小D．小球的重力勢能增加2．一小物塊沿斜面向上滑動(dòng)，然后滑回到原處．物塊初動(dòng)能為Ek0，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，則該過程中，物塊的動(dòng)能Ek與位移x關(guān)系的圖象是()3．如圖2所示，一質(zhì)量為m、長度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛．用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn)，M點(diǎn)與繩的上端P相距eq\f(1,3)l.重力加速度大小為g.在此過程中，外力做的功為()圖2A.eq\f(1,9)mglB.eq\f(1,6)mglC.eq\f(1,3)mgl D.eq\f(1,2)mgl如圖3所示，在室內(nèi)自行車比賽中，運(yùn)動(dòng)員以速度v在傾角為θ的賽道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．已知運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，重力加速度為g，則下列說法正確的是()圖3A．運(yùn)動(dòng)員做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為vRB．如果運(yùn)動(dòng)員減速，運(yùn)動(dòng)員將做離心運(yùn)動(dòng)C．運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小是meq\f(v2,R)D．將運(yùn)動(dòng)員和自行車看成一個(gè)整體，則整體受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用如圖甲所示的一次訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員腰部系著不可伸長的繩拖著質(zhì)量m＝11kg的輪胎從靜止開始沿著平直的跑道加速奔跑，繩與水平跑道的夾角是37°，5s后拖繩從輪胎上脫落，輪胎運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2，則下列說法正確的是()A．輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2B．拉力F的大小為55NC．在0～5s內(nèi)，輪胎克服摩擦力做功為850JD．拖繩對輪胎做的功為1750J如圖4所示為生活中磨刀的示意圖，磨刀石靜止不動(dòng)，刀在手的推動(dòng)下從右向左勻速運(yùn)動(dòng)，發(fā)生的位移為x，設(shè)刀與磨刀石之間的摩擦力大小為Ff，則下列敘述中正確的是()圖4A．摩擦力對刀做負(fù)功，大小為FfxB．摩擦力對刀做正功，大小為FfxC．摩擦力對磨刀石做正功，大小為FfxD．摩擦力對磨刀石不做功7.如圖5所示，在升降機(jī)內(nèi)固定一光滑的斜面體，一輕彈簧的一端連在位于斜面體上方的固定木板B上，另一端與質(zhì)量為m的物塊A相連，彈簧與斜面平行．整個(gè)系統(tǒng)由靜止開始加速上升高度h的過程中()圖5A．物塊A的重力勢能增加量一定等于mghB．物塊A的動(dòng)能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對其做功的和C．物塊A的機(jī)械能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對其做功的和D．物塊A和彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能增加量等于斜面對物塊的支持力和B對彈簧的拉力做功的和8．如圖6所示，一個(gè)電影替身演員準(zhǔn)備跑過一個(gè)屋頂，然后水平地跳躍并離開屋頂，在下一棟建筑物的屋頂上著地．如果他在屋頂跑動(dòng)的最大速度是4.5m/s，那么下列關(guān)于他能否安全跳過去的說法正確的是(g取10m/s2)()圖6A．他可能安全跳過去B．他不可能安全跳過去C．如果要安全跳過去，他在屋頂水平跳躍速度應(yīng)大于6.2m/sD．如果要安全跳過去，他在屋頂水平跳躍速度應(yīng)小于4.5m/s二、非選擇題（本題共5小題，滿分52分）9．（6分）某同學(xué)用圖7所示的裝置來探究功和動(dòng)能變化的關(guān)系．在木板上固定兩個(gè)完全相同的遮光條A、B，遮光條的寬度為d.用不可伸長的細(xì)線繞過定滑輪和動(dòng)滑輪將木板與彈簧測力計(jì)C相連，木板放在安裝有定滑輪和光電門的軌道D上，軌道放在水平桌面上，P為小桶(內(nèi)有沙子)，滑輪的質(zhì)量和摩擦不計(jì)，重力加速度為g.圖7(1)實(shí)驗(yàn)中軌道應(yīng)傾斜一定角度，對此下列說法正確的是________．A．為了釋放木板后，木板在細(xì)線拉動(dòng)下能勻速下滑B．為了增大木板下滑的加速度，提高實(shí)驗(yàn)精度C．使木板在未施加拉力時(shí)能勻速下滑D．盡量保證細(xì)線拉力對木板做的功等于木板所受合力對木板做的功(2)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：①測量木板、遮光條的總質(zhì)量M，測量兩遮光條間的距離L，按圖正確安裝器材．②將木板左端與軌道左端對齊，靜止釋放木板，木板在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄彈簧測力計(jì)示數(shù)F及遮光條B、A先后經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間t1、t2.則遮光條B、A通過光電門的過程中木板動(dòng)能的變化量ΔEk＝________，合外力對木板做功W＝________.(均用字母M、t1、t2、d、L、F表示)③在小桶中增加沙子，重復(fù)②的操作．④比較W、ΔEk的大小，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．10．（8分）某同學(xué)用如圖8甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，所用交流電源的頻率為50Hz，得到如圖乙所示的紙帶．選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測出A點(diǎn)距起點(diǎn)O的距離為s0＝19.00cm，點(diǎn)A、C間的距離為s1＝8.36cm，點(diǎn)C、E間的距離為s2＝9.88cm，g取9.8m/s2，測得重物的質(zhì)量為m＝1kg.圖8(1)下列做法正確的有________．A．圖中兩限位孔必須在同一豎直線上B．實(shí)驗(yàn)前，手應(yīng)提住紙帶上端，使紙帶豎直C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開紙帶，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．?dāng)?shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)選擇紙帶上距離較近的兩點(diǎn)作為初、末位置(2)選取O、C兩點(diǎn)為初、末位置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，重物減少的重力勢能是________J，打下C點(diǎn)時(shí)重物的速度大小是________m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)根據(jù)紙帶算出打下各點(diǎn)時(shí)重物的速度v，量出下落距離s，則以eq\f(v2,2)為縱坐標(biāo)、以s為橫坐標(biāo)畫出的圖象應(yīng)是下面的________．11．(12分)如圖9所示，半徑為R的圓管BCD豎直放置，一可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小球以某一初速度從A點(diǎn)水平拋出，恰好從B點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓管，到達(dá)圓管最高點(diǎn)D后水平射出．已知小球在D點(diǎn)對管下壁壓力大小為eq\f(1,2)mg，且A、D兩點(diǎn)在同一水平線上，BC弧對應(yīng)的圓心角θ＝60°，不計(jì)空氣阻力．重力加速度為g，求：圖9(1)小球在A點(diǎn)初速度的大??；(2)小球在D點(diǎn)的角速度；(3)小球在圓管內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中克服阻力做的功．12．(12分)如圖10所示，固定在豎直平面內(nèi)的傾斜軌道AB，與水平固定光滑軌道BC相連，豎直墻壁CD高H＝0.2m，在地面上緊靠墻壁固定一個(gè)和CD等高，底邊長L1＝0.3m的固定斜面．一個(gè)質(zhì)量m＝0.1kg的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))在軌道AB上從距離B點(diǎn)L2＝4m處由靜止釋放，從C點(diǎn)水平拋出，已知小物塊與AB段軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，通過B點(diǎn)時(shí)無能量損失；AB段與水平面的夾角為37°.(空氣阻力不計(jì)，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)圖10(1)求小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)求小物塊從C點(diǎn)拋出到擊中斜面的時(shí)間；(3)改變小物塊從軌道上釋放的初位置，求小物塊擊中斜面時(shí)動(dòng)能的最小值．(14分)如圖11所示，質(zhì)量m＝3kg的小物塊以初速度v0＝4m/s水平向右拋出，恰好從A點(diǎn)沿著圓弧的切線方向進(jìn)入圓弧軌道．圓弧軌道的半徑為R＝3.75m，B點(diǎn)是圓弧軌道的最低點(diǎn)，圓弧軌道與水平軌道BD平滑連接，A與圓心O的連線與豎直方向成37°角．MN是一段粗糙的水平軌道，小物塊與MN間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，軌道其他部分光滑．最右側(cè)是一個(gè)半徑為r