高三物理機械能綜合練習(xí)題(含參考答案)

高三物理機械能綜合練習(xí)題(含參考答案)高三物理機械能綜合練習(xí)——功與能1.在傾斜面上，一個質(zhì)量為m的圓環(huán)沿桿滑下，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧相連。彈簧的一個端固定在地面上，另一個端與圓環(huán)相連。彈簧處于原長h。當(dāng)圓環(huán)滑到桿的底端時速度為零。下列說法正確的是（）A.圓環(huán)和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒B.當(dāng)彈簧垂直于光滑桿時圓環(huán)的動能最大C.彈簧的最大彈性勢能為3mghD.當(dāng)彈簧轉(zhuǎn)過角60o時，圓環(huán)的動能為mgh/22.在水平光滑長桿上，套有小物塊A，細線跨過位于O點的輕質(zhì)光滑定滑輪，一端連接A，另一端懸掛小物塊B，物塊A、B質(zhì)量相等。C為O點正下方桿上的點，滑輪到桿的距離OC=h。開始時A位于P點，PO與水平方向的夾角為30°。然后將A、B靜止釋放。下列說法不正確的是（）A.物塊A由P點出發(fā)第一次到達C點過程中，速度不斷增大B.在物塊A由P點出發(fā)第一次到達C點過程中，物塊B克服細線拉力做的功小于B重力勢能的減少量C.物塊A在桿上長為2/3h的范圍內(nèi)做往復(fù)運動D.物塊A經(jīng)過C點時的速度大小為gh3.在圖甲所示的情況下，輕彈簧豎直固定在水平面上。一質(zhì)量為m=0.2kg的小球，從彈簧上端某高度處自由下落，從它接觸彈簧到彈簧壓縮至最短的過程中(彈簧在彈性限度內(nèi))，其速度u和彈簧壓縮量△x之間的函數(shù)圖象如圖乙所示，其中A為曲線的最高點。小球和彈簧接觸瞬間機械能損失不計，g取10m/s2。下列說法正確的是（）A.小球剛接觸彈簧時加速度最大B.從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中，彈簧的彈性勢能先增大后減小C.從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中，小球的機械能守恒D.該彈簧的勁度系數(shù)為20.0N/m4.一質(zhì)量為m的物體在水平恒定拉力F的作用下沿水平面運動，在t時刻撤去F，其中v-t圖象如圖所示。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，則下列說法正確的是（）①恒力F做功大小為2μmgvt②0~2t時間內(nèi)物體克服摩擦力做功為5/4μmgvt③t時刻恒力F功率大小為3/4μmgv④0~2t時間內(nèi)恒力F功率大小為3/2μmgvA.①③B.②④C.①②③D.②③④5.在半徑為R的半圓形光滑固定軌道右邊緣，有一小定滑輪，兩邊用輕繩系著質(zhì)量分別為m和M（M=3m）的物體。靜止釋放后，M可從軌道右邊緣沿圓弧滑至最低點。求它在最低點的速率。答案：2gR6.如圖所示，將一個內(nèi)外側(cè)均光滑的半圓形槽置于光滑的水平面上，槽的左側(cè)有一固定的豎直墻壁。讓一小球自左端槽口A點的正上方由靜止開始下落，從A點與半圓形槽相切進入槽內(nèi)。下列哪個說法正確？A.小球在半圓形槽內(nèi)運動的全過程中，只有重力對它做功。B.小球從A點向半圓形槽的最低點運動的過程中，小球處于失重狀態(tài)。C.小球從A點經(jīng)最低點向右側(cè)最高點運動的過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)機械能守恒。D.小球從下落到從右側(cè)離開槽的過程中，機械能守恒。7.有一輛質(zhì)量為170kg、輸出功率為1440W的太陽能試驗汽車，安裝有約6m的太陽能電池板和蓄能電池。該電池板在有效光照條件下單位面積輸出的電功率為30W/m。若駕駛員的質(zhì)量為70kg，汽車最大行駛速度為90km/h。假設(shè)汽車行駛時受到的空氣阻力與其速度成正比，則下列哪個說法正確？A.以最大速度行駛時牽引力大小為57.6N。B.起動時的加速度大小為0.24m/s2。C.保持最大速度行駛1h至少需要有效光照8h。D.直接用太陽能電池板提供的功率可獲得3.13m/s的最大行駛速度。8.一半徑為R的四分之三圓管豎直放置，圓心O與管口A的連線與地面齊平。一質(zhì)量為m，半徑略小于圓管內(nèi)徑的小球從離A管口H=2R高處正對管口由靜止釋放，后經(jīng)B管口飛出，不計空氣阻力，小球直徑可忽略不計。下列哪個說法正確？A.若圓管內(nèi)壁光滑，小球落地點與O點距離為2R。B.若小球落地點與O點距離為1.5R，經(jīng)過B管口時對管口壓力為mg/3。C.若小球從B口飛出以后剛好落至A口，則此過程中小球損失的機械能為mgR/4。D.若小球從B口飛出以后剛好落至A口，則小球與管壁間的彈力先變大后變小。9.一足夠長的傳送帶與水平面的夾角為θ，以一定的速度勻速運動。某時刻在傳送帶適當(dāng)?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K（如圖a所示），以此時為t=0時刻記錄了物塊之后在傳送帶上運動的速度隨時間的變化關(guān)系（如圖b所示，其中兩坐標(biāo)大小v?>v?）。1.已知傳送帶速度不變，下列判斷正確的是：A.若物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ，則μ>tanθ。B.在0～t1時間內(nèi)，傳送帶對物塊做正功。C.在0～t2時間內(nèi)，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一定比物塊動能的減少量大。D.在0～t2時間內(nèi)，傳送帶對物塊做的功等于物塊動能的減少量。2.如圖所示，質(zhì)量為M、長度為L的小車靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點）放在小車的最左端?，F(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做勻加速直線運動。小物塊和小車之間的摩擦力為f，小物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為x。以下結(jié)論正確的是：A.小物塊到達小車最右端時具有的動能為(F-f)·(L+x)。B.小物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為fx。C.小物塊克服摩擦力所做的功為f(L+x)。D.小物塊和小車增加的機械能為F(L+x)。3.如圖所示，光滑的水平軌道AB與半徑為R的光滑的半圓形軌道BCD相切于B點，水平軌道AB部分存在水平向右的勻強電場E，半圓形軌道處于豎直平面內(nèi)，B為最低點，D為最高點。一質(zhì)量為m、帶正電的小球從距B點x的位置在電場力的作用下由靜止開始沿AB向右運動，并能恰好通過最高點D，則下列物理量的變化對應(yīng)關(guān)系正確的是：A.其他條件不變，R越大，x越大。B.其他條件不變，m越大，x越大。C.其他條件不變，E越大，x越大。D.其他條件不變，R越大，小球經(jīng)過B點瞬間對軌道的壓力越大。4.如圖所示，傾角θ=30°、長L=4.5m的斜面，底端與一個光滑的圓弧軌道平滑連接，圓弧軌道底端切線水平。一質(zhì)量為m=1kg的物塊（可視為質(zhì)點）從斜面最高點A由靜止開始沿斜面下滑，經(jīng)過斜面底端B后恰好能到達圓弧軌道最高點C，又從圓弧軌道滑回，能上升到斜面上的D點，再由D點由斜面下滑沿圓弧軌道上升，再滑回，這樣往復(fù)運動，最后停在B點。已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=3/2，g=10m/s，假設(shè)物塊經(jīng)過斜面與圓弧軌道平滑連接處速率不變。求：(1)物塊經(jīng)過多長時間第一次到達B點；(2)物塊第一次經(jīng)過B點時對圓弧軌道的壓力；(3)物塊在斜面上滑行的總路程。5.如圖所示，光滑半圓弧軌道半徑為R，OA為水平半徑，BC為豎直直徑。一質(zhì)量為m的小物塊自A處以某一豎直向下的初速度滑下，進入與C點相切的粗糙水平滑道CM上。在水平滑道上，物塊受到恒定的阻力F，阻力方向始終與速度方向相反。已知小物塊到達滑道最右端時速度為零，求小物塊從A點滑到C點所需的時間t。道上有一輕彈簧，一端固定在豎直墻上，另一端位于滑道末端C點。彈簧自然狀態(tài)下，物塊運動過程中彈簧最大彈性勢能為Ep，且物塊被彈簧反彈后恰能通過B點。已知物塊與水平滑道間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。求解如下問題：(1)物塊離開彈簧剛進入半圓軌道時對軌道的壓力FN的大?。?2)彈簧的最大壓縮量d；(3)物塊從A處開始下滑時的初速度v。在圖中，物塊B靜止在光滑水平臺面上，右側(cè)固定有一輕質(zhì)水平彈簧(處于原長)。臺面的右邊平滑對接有一等高的水平傳送帶，傳送帶始終以速率υ=1m/s逆時針轉(zhuǎn)動。另一質(zhì)量為m=0.1kg的小物塊A以速度υ=4m/s水平滑上傳送帶的右端。已知物塊A與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，傳送帶左右兩端的距離l=3.5m，滑塊A、B均視為質(zhì)點，忽略空氣阻力，取g=10m/s2。求解如下問題：(1)求物塊A第一次到達傳送帶左端時速度大小；(2)求物塊A第一次壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢能Epm；(3)物塊A會不會第二次壓縮彈簧？在圖中，水平光滑地面上用兩顆釘子固定停放著一輛質(zhì)量為M=2kg的小車，小車的四分之一圓弧軌道是光滑的，半徑為R=0.6m，在最低點B與水平軌道BC相切，視為質(zhì)點的質(zhì)量為m=1kg的物塊從A點正上方距A點高為h=1.2m處無初速下落，恰好落入小車圓弧軌道滑動，然后沿水平軌道滑行恰好停在軌道末端C?，F(xiàn)去掉釘子(水平面依然光滑未被破壞)不固定小車，而讓其左側(cè)靠在豎直墻壁上，該物塊仍從原高度處無初速下落。不考慮空氣阻力和物塊落入圓弧軌道時的能量損失，已知物塊與水平軌道BC間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1，重力加速度g取10m/s2。求解如下問題：(1)水平軌道BC長度；(2)小車不固定時物塊再次與小車相對靜止時距小車B點的距離；(3)兩種情況下由于摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之比。3.從開始釋放到最終停在B處，物塊在斜面上滑行的總路程為s。根據(jù)題意，有mgLsinθ－μmgscosθ＝0，解得s＝9m。13.根據(jù)題意，物塊在B點滿足v_Bmg＝mR。物塊由C點到B點機械能守恒，即1/2mv_C^2＝mg·2R＋1/2mv_B^2。在C點，F(xiàn)_N′－mg＝mR。由以上三式聯(lián)立可得F_N′＝6mg。由牛頓第三定律可知，物塊對軌道最低點C的壓力F_N＝F_N′＝6mg。15.(1)物塊A從傳送帶的右端滑到左端的過程，根據(jù)動能定理有1/2mυ_1^2－1/2mυ^2=－μmgl，代入數(shù)據(jù)解得υ_1=3m/s。因為υ_1＞0，所以物塊A第一次到達傳送帶左端時速度大小為3m/s。(2)物塊A第一次壓縮彈簧過程中，當(dāng)物塊A和B的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大。根據(jù)動量守恒定律有mυ_1=(M+m)υ′，根據(jù)機械能守恒定律有E_p=mυ_1^2－(M+m)υ′