2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能章末質(zhì)量檢測(cè).doc

第五章 機(jī)械能章末質(zhì)量檢測(cè)(五)(時(shí)間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分。15題為單項(xiàng)選擇題，68題為多項(xiàng)選擇題)1.關(guān)于力對(duì)物體做功，下列說法正確的是()A.滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體一定做負(fù)功B.合外力對(duì)物體不做功，則物體速度一定不變C.作用力與反作用力的功代數(shù)和一定為零D.靜摩擦力對(duì)物體可能做正功解析滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，但與運(yùn)動(dòng)方向可以相同，也可以相反，還可以與運(yùn)動(dòng)方向垂直，故可能做負(fù)功，可能做正功，也可能不做功，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；合外力對(duì)物體不做功，則物體動(dòng)能不變，即速度大小一定不變，但速度方向有可能變化，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；作用力與反作用力可能都做正功，也可能一個(gè)做正功，一個(gè)做負(fù)功，也可能一個(gè)做功，一個(gè)不做功，故作用力與反作用力的功代數(shù)和不一定為零，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；靜摩擦力作用的物體間無相對(duì)滑動(dòng)，但不代表沒發(fā)生位移，所以可以做正功、負(fù)功或不做功，故選項(xiàng)D正確。答案D2.(2017泉州模擬)如圖1所示，質(zhì)量相同的物體分別自斜面AC和BC的頂端由靜止開始下滑，物體與兩斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，物體滑至斜面底部C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為EkA和EkB，在滑行過程中克服摩擦力所做的功分別為WA和WB，則有()圖1A.EkAEkB，WA>WB B.EkA<EkB，WA>WBC.EkA>EkB，WAWB D.EkA>EkB，WA<WB解析設(shè)斜面的傾角為，滑動(dòng)摩擦力大小為Ffmgcos ，則物體克服摩擦力所做的功為Wmgcos s，而scos CD，所以物體沿斜面AC和BC下滑克服摩擦力做功相等，物體下滑過程由動(dòng)能定理得mghmgcos sEk0，在AC斜面上滑動(dòng)時(shí)重力做功多，故在AC面上滑到底端的動(dòng)能大于在BC面上滑到底端的動(dòng)能，即EkA>EkB，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案C3.長(zhǎng)為L(zhǎng)1 m、質(zhì)量為M1 kg的平板車在粗糙水平地面上以初速度v5 m/s向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將一個(gè)質(zhì)量為m2 kg的小物塊輕輕放在平板車的最前端，物塊和平板車的平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，由于摩擦力的作用，物塊相對(duì)平板車向后滑行距離s0.4 m后與平板車相對(duì)靜止，平板車最終因?yàn)榈孛婺Σ炼o止，如圖2所示，物塊從放到平板車上到與平板車一起停止運(yùn)動(dòng)，摩擦力對(duì)物塊做的功為()圖2A.0 B.4 J C.6 J D.10 J解析將小物塊輕放到平板車上時(shí)，由于摩擦力做正功，使小物塊加速，到與平板車速度相等時(shí)變?yōu)殪o摩擦力，由于地面對(duì)平板車的阻力而使平板車和小物塊都減速，靜摩擦力對(duì)小物塊做負(fù)功，因?yàn)樾∥飰K初速度為零，最終與平板車一起減速到零，故動(dòng)能變化量為零，在整個(gè)過程中摩擦力對(duì)小物塊做的功為零，選項(xiàng)A正確。答案A4.一汽車以速度v0在平直路面上勻速行駛，在t0時(shí)刻汽車進(jìn)入一定傾角的上坡路段，設(shè)汽車行駛過程中受到的阻力大小不變，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率不變，已知汽車上坡路面足夠長(zhǎng)。從t0時(shí)刻開始，汽車運(yùn)動(dòng)的vt圖象可能正確的有()解析汽車在平直路面上以速度v0勻速行駛時(shí)，設(shè)汽車受到的阻力大小為f，汽車的牽引力大小為F，t0時(shí)刻汽車上坡，加速度大小a，汽車立即減速，又牽引力F隨速度減小而增大，汽車做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減小為0時(shí)，汽車勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。答案D5.物體放在水平地面上，在水平拉力的作用下，沿水平方向運(yùn)動(dòng)，在6 s內(nèi)其速度與時(shí)間關(guān)系的圖象和拉力的功率與時(shí)間關(guān)系的圖象如圖3甲、乙所示，由圖象可以求得物體的質(zhì)量為(取g10 m/s2)()圖3A.2 kg B.2.5 kg C.3 kg D.3.5 kg解析勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力等于摩擦力，有F2Ff N2.5 N。物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力為恒力，v隨時(shí)間均勻增大，所以P隨t均勻增大。F1 N7.5 N。F1Ffma，a m/s22 m/s2，可得m2.5 kg。故選項(xiàng)B正確。答案B6.運(yùn)動(dòng)員以一定的初速度將冰壺沿水平面推出，由于摩擦阻力的作用，其動(dòng)能隨位移變化圖線如圖4所示。已知冰壺質(zhì)量為19 kg，g取10 m/s2，則以下說法正確的是()圖4A.0.05B.0.01C.滑行時(shí)間t5 sD.滑行時(shí)間t10 s解析對(duì)冰壺由動(dòng)能定理得mgx0mv，得0.01，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；冰壺運(yùn)動(dòng)時(shí)有ag0.1 m/s2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式xat2得t10 s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案BD7.如圖5所示，固定斜面AD上有B、C兩點(diǎn)，且ABBCCD，小滑塊以初動(dòng)能Ek0從A點(diǎn)出發(fā)，沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。若整個(gè)斜面AD光滑，則滑塊到達(dá)D位置速度恰好為零，而后下滑。若斜面AB部分與滑塊間有摩擦力，其余部分BD無摩擦力，則滑塊恰好滑到C位置速度為零，然后下滑，那么滑塊下滑到()圖5A.位置B時(shí)的動(dòng)能為B.位置B時(shí)的動(dòng)能為C.位置A時(shí)的動(dòng)能為D.位置A時(shí)的動(dòng)能為解析設(shè)斜面長(zhǎng)為3x、高為3h，若斜面光滑，滑塊由底端運(yùn)動(dòng)到頂端過程中，mg3h0Ek0；若AB部分粗糙，其他部分光滑，滑塊由底端A滑到位置C過程中，F(xiàn)fxmg2h0Ek0，滑塊由C滑到B過程中，mghEkB，聯(lián)立得EkBEk0，滑塊由C滑到A過程中，mg2hFfxEkA，聯(lián)立得EkA，選項(xiàng)A、D正確。答案AD8.如圖6甲所示，將一傾角為的光滑斜面體固定在地面上，在斜面的底端固定一輕彈簧，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)上端位于斜面上的B點(diǎn)?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m2 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊由斜面處的A點(diǎn)靜止釋放，最終將彈簧壓縮到最短(此時(shí)彈簧上端位于C點(diǎn))。已知滑塊從釋放到將彈簧壓縮到最短的過程中，滑塊的速度時(shí)間圖象如圖乙所示。其中00.4 s內(nèi)的圖線為直線，其余部分均為曲線，且BC1.2 m。重力加速度g10 m/s2。則下列說法正確的是()圖6A.B.滑塊在壓縮彈簧的過程中機(jī)械能先增加后減小C.彈簧儲(chǔ)存的最大彈性勢(shì)能為16 JD.滑塊從C點(diǎn)返回到A點(diǎn)的過程中，機(jī)械能一直增大解析由題圖乙可知，滑塊在0.4 s末剛好到達(dá)B點(diǎn)，在00.4 s內(nèi)，滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a m/s25 m/s2，由牛頓第二定律得mgsin ma，解得sin 0.5，則，選項(xiàng)A正確；滑塊從B點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，除重力做功外，彈簧彈力對(duì)滑塊做負(fù)功，故滑塊的機(jī)械能一直在減少，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律可得，在C點(diǎn)，彈簧的彈性勢(shì)能為EpmvmghBC16 J，選項(xiàng)C正確；滑塊從C點(diǎn)返回到A點(diǎn)的過程中，開始時(shí)彈簧的彈力對(duì)滑塊做正功，滑塊的機(jī)械能增加，當(dāng)滑塊離開彈簧后，只有重力對(duì)滑塊做功，則滑塊的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC二、非選擇題(本題共4小題，共52分)9.(8分)(2017泰州摸底調(diào)研)某活動(dòng)小組利用圖7甲裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”。鋼球自由下落過程中，先后通過光電門A、B，計(jì)時(shí)裝置測(cè)出鋼球通過A、B的時(shí)間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。測(cè)出兩光電門間的距離為h，鋼球直徑為D，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。圖7(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼球的直徑，讀數(shù)如圖乙所示，鋼球直徑為D_cm。(2)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，只要比較_。A.D2與gh是否相等B.D2與2gh是否相等C.D2與gh是否相等D.D2與2gh是否相等(3)鋼球通過光電門的平均速度_(填“>”或“<”)鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，由此產(chǎn)生的誤差_(填“能”或“不能”)通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減小。答案(1)1.020(2)D(3)<不能10.(10分)(2017鄭州模擬)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖8所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、滑塊、細(xì)沙。當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。則：圖8(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有_。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是_，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是_。(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M，往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m，讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2(v1<v2)。則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量)。解析(1)實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證動(dòng)能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動(dòng)能，故還要天平和刻度尺。(2)沙和沙桶加速下滑，其對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為FT，根據(jù)牛頓第二定律得，對(duì)沙和沙桶，mgFTma，對(duì)滑塊FTMa，解得FT，故當(dāng)mM時(shí)，有FTmg；實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是平衡摩擦力。(3)合力做的功為mgL，實(shí)驗(yàn)探究合力做的功與動(dòng)能變化的關(guān)系，所以本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為mgLM(vv)。答案(1)刻度尺、天平(2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量平衡摩擦力(3)mgLM(vv)11.(16分)如圖9所示，水平面上某點(diǎn)固定一輕質(zhì)彈簧，A點(diǎn)左側(cè)的水平面光滑，右側(cè)水平面粗糙，在A點(diǎn)右側(cè)5 m遠(yuǎn)處(B點(diǎn))豎直放置一半圓形光滑軌道，軌道半徑R0.4 m，連接處平滑。現(xiàn)將一質(zhì)量m0.1 kg的小滑塊放在彈簧的右端(不拴接)，用力向左推滑塊而壓縮彈簧，使彈簧具有的彈性勢(shì)能為2 J，放手后，滑塊被向右彈出，它與A點(diǎn)右側(cè)水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，取g10 m/s2。圖9(1)求滑塊經(jīng)過半圓形軌道最低點(diǎn)B處時(shí)對(duì)軌道的壓力；(2)改變半圓形軌道的位置(左右平移)，使得被彈出的滑塊到達(dá)半圓形軌道最高點(diǎn)C處時(shí)對(duì)軌道的壓力大小等于滑塊的重力，問A、B之間的距離應(yīng)調(diào)整為多少？解析(1)對(duì)滑塊從釋放到經(jīng)過B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，由動(dòng)能定理得mgxABmvmvEpmv對(duì)滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得FNmgm由解得FN6 N，由牛頓第三定律可知，滑塊對(duì)軌道的壓力大小為6 N，方向豎直向下。(2)對(duì)滑塊從釋放到經(jīng)過圓周軌道最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，由動(dòng)能定理得mgxABmg2Rmvmv對(duì)滑塊經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得mgFNm滑塊經(jīng)過軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力可能豎直向下，也可能豎直向上，即軌道對(duì)滑塊可能是豎直向下的壓力，也可能是豎直向上的支持力，代入FNmg或FNmg，解得A、B之間的距離應(yīng)調(diào)整為xAB4 m或xAB6 m。答案(1)6 N方向豎直向下(2)4 m或6 m12.(18分)(2017四川大教育四市聯(lián)考)如圖10所示，平面直角坐標(biāo)系xOy在豎直面內(nèi)，x軸在水平面上，拋物線狀的支架QOC(方程為yx2)固定在x軸上，其頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)O；半徑R2 m 的四分之一光滑圓弧軌道AB固定在拋物線狀的支架上合適的P點(diǎn)，其A端在y軸上，A端切線水平；傾角為45的斜面CD，其C端固定在拋物線狀的支架的C端，其D端在x軸上。一個(gè)小物塊從圓弧軌道上某一位置由靜止釋放，過A點(diǎn)的速度為vA2 m/s，并恰好從C點(diǎn)沿著斜面方向進(jìn)入斜面。已知小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，不計(jì)空氣阻力，g10 m/s2。求：圖10 (1)A點(diǎn)的高度h；(2)小物塊在圓弧軌道上釋放點(diǎn)位置的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)；(3)小物塊到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小。解析(1)從A到C，小物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)過的時(shí)間為t，C點(diǎn)的坐標(biāo)為(xC，yC)，小物塊在C點(diǎn)豎直方向的速度為vy，則vyvAtan 45，vygt，|xC|vAtC點(diǎn)在yx2上，有yCx，hyCgt2解得vy2 m/s，t s，|xC|2 m，yC4 m，hyC1 m，h5 m(2)設(shè)小物塊在圓弧軌道上釋放點(diǎn)的坐標(biāo)為(x，y)，過該點(diǎn)的半徑與豎直方向成角，小物塊質(zhì)量為m，從釋放點(diǎn)到A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程，由動(dòng)能定理得mg(RRcos )mv由幾何關(guān)系得xRsin ，yhR(1cos )解得x m，y6 m，即釋放點(diǎn)位置的坐標(biāo)是( m，6 m)(3)設(shè)斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，小物塊在C點(diǎn)時(shí)的速度為vC，在D點(diǎn)時(shí)的速度為vD，有vAvCcos 45，yCLsin 45由動(dòng)能定理得(mgsin 45mgcos 45)Lmvmv解得vD4 m/s答案(1)5 m(2)6 m m(3)4 m/s