2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 本章綜合能力提升練（含解析）教科版.docx

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本章綜合能力提升練一、單項(xiàng)選擇題1兩個(gè)完全相同的小球A、B，在某一高度處以相同大小的初速度v0分別沿水平方向和豎直方向拋出，不計(jì)空氣阻力，如圖1所示，則下列說(shuō)法正確的是()圖1A兩小球落地時(shí)速度相同B兩小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同C從開始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做的功相同D從開始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做功的平均功率相同答案C2.如圖2所示，質(zhì)量為m的物體置于傾角為的斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)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(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中物體m與斜面體相對(duì)靜止則關(guān)于斜面對(duì)m的支持力和摩擦力的下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()圖2A支持力一定做正功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(fù)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(shí)加速度agtan.當(dāng)agtan時(shí)，摩擦力沿斜面向下，摩擦力與位移夾角小于90，做正功；當(dāng)a0，解得H2R，故選B.5.(2018河北省“名校聯(lián)盟”質(zhì)量監(jiān)測(cè)一)如圖4所示，輕質(zhì)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(xì)線，細(xì)線繞過(guò)光滑的定滑輪與物體B相連開始時(shí)用手托住B，讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度下列有關(guān)該過(guò)程的分析正確的是()圖4A釋放B的瞬間其加速度為BB物體動(dòng)能的增加量等于它所受重力與拉力做功之和CB物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量D細(xì)線的拉力對(duì)A做的功等于A物體機(jī)械能的增加量答案B解析釋放瞬間彈簧長(zhǎng)度來(lái)不及改變，所以細(xì)線拉力為零，B的加速度為g，A錯(cuò)誤；對(duì)B分析，受到重力和拉力作用，WGW拉Ek，故B正確；B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能增加量與A物體的動(dòng)能增加量之和，C錯(cuò)誤；細(xì)線對(duì)A的拉力與彈簧對(duì)A的拉力做功之和等于A物體機(jī)械能的增加量，D錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題6質(zhì)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(yùn)動(dòng)，前進(jìn)一段距離之后速度大小為v，再前進(jìn)一段距離使物體的速度增大為2v，則()A第二過(guò)程的速度增量等于第一過(guò)程的速度增量B第二過(guò)程的動(dòng)能增量是第一過(guò)程動(dòng)能增量的3倍C第二過(guò)程合外力做的功等于第一過(guò)程合外力做的功D第二過(guò)程合外力做的功等于第一過(guò)程合外力做功的2倍答案AB7.一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t0時(shí)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()圖5A02s內(nèi)外力的平均功率是4WB第2s內(nèi)外力所做的功是4JC第2s末外力的瞬時(shí)功率最大D第1s末與第2s末外力的瞬時(shí)功率之比為94答案AD解析第1s末質(zhì)點(diǎn)的速度v1t11m/s3 m/s第2s末質(zhì)點(diǎn)的速度v2v1t2(31) m/s4 m/s則第2s內(nèi)外力做功W2mvmv3.5J02s內(nèi)外力的平均功率PW4W，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；第1s末外力的瞬時(shí)功率P1F1v133W9W，第2s末外力的瞬時(shí)功率P2F2v214W4W，故P1P294，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確8.(2018廣東省茂名市第二次模擬)如圖6所示，兩個(gè)傾角都為30、足夠長(zhǎng)的光滑斜面對(duì)接在一起并固定在地面上，頂端安裝一光滑的定滑輪，質(zhì)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(zhǎng)的輕繩跨過(guò)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(zhì)彈簧現(xiàn)用手握住a，使彈簧剛好無(wú)形變，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)松手后，從a、b開始運(yùn)動(dòng)到它們速度再次都為零的過(guò)程中(繩和彈簧都與斜面平行且彈簧伸長(zhǎng)在彈性限度內(nèi))()圖6Aa、b組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒Ba、b和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒Ca的重力勢(shì)能減少量大于彈簧彈力所做的功D重力對(duì)a做功的平均功率大于彈簧彈力對(duì)b做功的平均功率答案BCD解析彈簧對(duì)a、b組成的系統(tǒng)做功，所以a、b系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；對(duì)物體a，重力2mg做正功，輕繩拉力T做負(fù)功，總功為零，對(duì)物體b，輕繩拉力T做正功，重力mg和彈簧彈力F做負(fù)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(jī)械能守恒，B正確；a、b組成的系統(tǒng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧彈性勢(shì)能，a的重力勢(shì)能減少量等于彈簧彈性勢(shì)能增加量與b的重力勢(shì)能增加量之和，C正確；各力所做功的時(shí)間相等，重力對(duì)a做功的平均功率等于克服彈簧彈力及重力對(duì)b做功之和的平均功率，故重力對(duì)a做功的平均功率大于彈簧彈力對(duì)b做功的平均功率，D正確三、非選擇題9.利用圖7裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)圖7(1)為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的_A動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量B速度變化量和勢(shì)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(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開關(guān)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(shí)驗(yàn)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選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T.設(shè)重物的質(zhì)量為m.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量Ep_，動(dòng)能變化量Ek_.圖8(4)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是_A利用公式vgt計(jì)算重物速度B利用公式v計(jì)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(shí)驗(yàn)取平均值的方法(5)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒：在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2h圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷是否正確答案(1)A(2)AB(3)mghBm()2(4)C(5)不正確，理由見解析解析(1)重物下落過(guò)程中重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，故該實(shí)驗(yàn)需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的動(dòng)能變化量大小與勢(shì)能變化量大小在誤差允許范圍內(nèi)是否相等，A項(xiàng)正確(2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，故選A.需要測(cè)紙帶上兩點(diǎn)間的距離，還需要刻度尺，選B.根據(jù)mghmvmv可將等式兩邊的質(zhì)量抵消，不需要天平，不選C.(3)重物的重力勢(shì)能變化量為EpmghB，動(dòng)能的變化量Ekmvm()2.(4)重物重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，是因?yàn)橹匚锵侣溥^(guò)程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，C正確(5)該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確，在重物下落h的過(guò)程中，若阻力f恒定，根據(jù)mghfhmv20，則v22(g)h可知，v2h圖象就是過(guò)原點(diǎn)的一條直線要想通過(guò)v2h圖象來(lái)驗(yàn)證機(jī)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(zhì)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(zhǎng)為L(zhǎng)的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn)一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點(diǎn)由靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為g.圖9(1)若固定小車，求滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)小車的最大壓力；(2)若不固定小車，滑塊仍從A點(diǎn)由靜止下滑，然后滑入BC軌道，最后從C點(diǎn)滑出小車已知滑塊質(zhì)量m，在任一時(shí)刻滑塊相對(duì)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(dòng)摩擦因數(shù)為，求：滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小車的最大速度大小vm；滑塊從B到C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小車的位移大小s.答案(1)3mg，方向豎直向下(2)L解析(1)滑塊滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)小車壓力最大，從A到B機(jī)械能守恒，則mgRmv滑塊在B點(diǎn)處，由牛頓第二定律知Nmgm解得N3mg由牛頓第三定律知滑塊對(duì)小車的壓力N3mg，方向豎直向下(2)滑塊下滑到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，小車速度最大由機(jī)械能守恒得，mgRMvm(2vm)2解得vm設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，小車速度大小為vC，由功能關(guān)系知，mgRmgLMvm(2vC)2設(shè)滑塊從B運(yùn)動(dòng)到C過(guò)程中，小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，由牛頓第二定律mgMa由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律vv2as解得sL.11(2018廣東省深圳市三校模擬)如圖10所示，在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶的左端(P點(diǎn))，輕放一質(zhì)量為m1kg的物塊，物塊隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后拋出，物塊恰好無(wú)碰撞地沿圓弧切線從B點(diǎn)進(jìn)入豎直光滑圓弧軌道下滑B、D為圓弧的兩端點(diǎn)，其連線水平已知圓弧半徑R1.0m，圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角106，軌道最低點(diǎn)為C，A點(diǎn)距水平面的高度h0.8m(g10m/s2，sin530.8，cos530.6)求：圖10(1)物塊離開A點(diǎn)時(shí)水平初速度的大小；(2)物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大?。?3)設(shè)物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，傳送帶的速度為5m/s，求PA間的距離答案(1)3m/s(2)43N(3)1.5m解析(1)物塊從A運(yùn)動(dòng)到B，由v2gh可得，物塊的豎直分速度vy4m/s物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)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(diǎn)的速度為：vAvx3m/s(2)由于vB5m/s物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律：mghBCmvmv其中hBCRRcos53在C點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律有：Nmgm聯(lián)立解得：N43N，由牛頓第三定律得物塊對(duì)軌道的壓力為43N.(3)因?yàn)閭魉蛶У乃俣缺任飰K離開傳送帶的速度大，所以物塊在傳送帶上一直處于加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由fma，fmg，v2ax解得：x1.5m.