高考物理 考前回歸教材單元綜合突破五 機械能守恒定律.doc

2013年高考物理考前回歸教材之單元綜合突破五(機械能守恒定律)本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，試卷滿分為100分考試時間為90分鐘第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本題共10小題，每題4分，共40分有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內)1(2011課標卷)一質點開始時做勻速直線運動，從某時刻起受到一恒力作用此后，該質點的動能可能()a一直增大b先逐漸減小至零，再逐漸增大c先逐漸增大至某一最大值，再逐漸減小d先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大解析：當恒力方向與質點原來速度方向相同時，質點的動能一直增大，故a正確當恒力方向與質點原來速度方向相反時，速度先逐漸減小到零再逐漸增大，質點的動能也先逐漸減小至零再逐漸增大，故b正確當恒力方向與原來質點的速度方向夾角大于90時，將原來速度v0分解為平行恒力方向的vy、垂直恒力方向的vx，如圖1甲，vy先逐漸減小到零再逐漸增大，vx始終不變v，質點速度v先逐漸減小至vx再逐漸增大，質點的動能先減小至某一非零的最小值，再逐漸增大，故d正確當恒力方向與v0方向夾角小于90時，如圖1乙，vy一直增大，vx始終不變，質點速度v逐漸增大動能一直增大，沒有其他情況，故c錯誤圖1答案：abd2一質量為1 kg的質點靜止于光滑水平面上，從t0時起，第1秒內受到2 n的水平外力作用，第2秒內受到同方向的1 n的外力作用下列判斷正確的是()a02 s內外力的平均功率是wb第2秒內外力所做的功是jc第2秒末外力的瞬時功率最大d第1秒內與第2秒內質點動能增加量的比值是解析：由題意知質點所受的水平外力即為合力，則知質點在這2秒內的加速度分別為a12 m/s2、a21 m/s2，則質點在第1 s末與第2 s末的速度分別為v12 m/s、v23 m/s，每一秒內質點動能的增加量分別為ek1mv122 j、ek2mv22mv122.5 j，d正確再由動能定理可知第2 s內與02 s內外力所做功分別為w2ek22.5 j、wmv2204.5 j，則在02 s內外力的平均功率p2.25 w，a正確，b錯誤由pfv知質點在第1 s末與第2 s末的瞬時功率分別為p14 w、p23 w，故c錯誤答案：ad圖23如圖2所示，在地面上以速度v0拋出質量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上若以地面為零勢能面而且不計空氣阻力，則物體到海平面時的勢能為mgh重力對物體做的功為mgh物體在海平面上的動能為mv02mgh物體在海平面上的機械能為mv02其中正確的是()abc d答案：b4一物塊由靜止開始從粗糙斜面上的某點加速下滑到另一點，在此過程中重力對物體做的功等于()a物塊動能的增加量b物塊重力勢能的減少量與物塊克服摩擦力做的功之和c物塊重力勢能的減少量和物塊動能的增加量以及物塊克服摩擦力做的功之和d物塊動能的增加量與物塊克服摩擦力做的功之和解析：由能量關系得：wfepekepwg故wgwfek.在此類題中， 要務必搞清每一種力做功伴隨著什么樣的能量轉化，然后運用動能定理或能量守恒答案：d圖35物體沿直線運動的vt關系如圖3所示，已知在第1秒內合外力對物體做的功為w，則()a從第1秒末到第3秒末合外力做功為4wb從第3秒末到第5秒末合外力做功為2wc從第5秒末到第7秒末合外力做功為wd從第3秒末到第4秒末合外力做功為0.75w解析：由題圖知第1秒末、第3秒末、第7秒末速度大小關系：v1v3v7，由題知wmv120，則由動能定理得第1秒末到第3秒末合外力做功w2mv32mv120，故a錯；第3秒末到第5秒末合外力做功w3mv52mv320mv12w，故b錯；第5秒末到第7秒末合外力做功w4mv720mv12w，故c對；第3秒末到第4秒末合外力做功w5mv42mv32m(v1)2mv120.75 w故d對答案：cd6不久前歐洲天文學家在太陽系之外發(fā)現了一顆可能適合人類居住的行星，命名為“格利斯581 c”該行星的質量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍設想在該行星表面附近繞行星沿圓軌道運行的人造衛(wèi)星的動能為ek1，在地球表面附近繞地球沿圓軌道運行的相同質量的人造衛(wèi)星的動能為ek2，則為()a0.13 b0.3c3.33 d7.5解析：由gm得ek1由gm得ek2又已知51.5則3.33，故c正確答案：c圖47如圖4所示，固定的光滑豎直桿上套著一個滑塊，用輕繩系著滑塊繞過光滑的定滑輪，以大小恒定的拉力f拉繩，使滑塊從a點起由靜止開始上升若從a點上升至b點和從b點上升至c點的過程中拉力f做的功分別為w1、w2，滑塊經b、c兩點時的動能分別為ekb、ekc，圖中abbc，則一定有()aw1w2 bw1ekc dekbw2，選a.答案：a8(2012山東泰安)如圖5，一物體從光滑斜面ab底端a點以初速度v0上滑，沿斜面上升的最大高度為h.下列說法中正確的是(設下列情境中物體從a點上滑的初速度仍為v0)()圖5a若把斜面cb部分截去，物體沖過c點后上升的最大高度仍為hb若把斜面ab變成曲面aeb，物體沿此曲面上升仍能到達b點c若把斜面彎成圓弧形d，物體仍沿圓弧升高hd若把斜面從c點以上部分彎成與c點相切的圓弧狀，物體上升的最大高度有可能仍為h解析：光滑斜面，系統(tǒng)機械能守恒，若把斜面cb部分截去，物體從a點運動到c點后做斜上拋運動，到達最高點時有水平方向的分速度，則物體上升不到h高度而變成曲面aeb及從c點以上部分彎成與c點相切的圓弧狀，物體到達最高點速度都可達到零，物體可達最大h高度，而沿彎成圓弧形ad，物體做圓周運動，到達最高點需有個最小速度故選項bd正確答案：bd圖69(2010山東理綜)如圖6所示，傾角30的粗糙斜面固定在地面上，長為l、質量為m、粗細均勻、質量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平，用細線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運動，直到軟繩剛好全部離開斜面(此時物塊未到達地面)在此過程中()a物塊的機械能逐漸增加b軟繩重力勢能共減少了mglc物塊重力勢能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功d軟繩重力勢能的減少小于其動能的增加與克服摩擦力所做功之和解析：取斜面最高點為參考面，軟繩重力勢能減少量ep繩mgmgsin30mgl，選項b正確；物塊向下運動，對物塊，除重力以外，繩拉力對物塊做負功，物塊機械能減小，選項a錯誤；設w克為軟繩克服摩擦力做的功，對系統(tǒng)由功能原理得ep繩ep物mv2m物v2w克，又因為ep物m物v2，故選項c錯而d 對答案：bd圖710(2009山東理綜)圖7所示為某探究活動小組設計的節(jié)能運輸系統(tǒng)斜面軌道傾角為30，質量為m的木箱與軌道的動摩擦因數為，木箱在軌道頂端時，自動裝貨裝置將質量為m的貨物裝入木箱，然后木箱載著貨物沿軌道無初速滑下，當輕彈簧被壓縮至最短時，自動卸貨裝置立刻將貨物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，再重復上述過程下列選項正確的是()ammbm2mc木箱不與彈簧接觸時，上滑的加速度大于下滑的加速度d在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中，減少的重力勢能全部轉化為彈簧的彈性勢能解析：彈簧被壓縮至最短時的彈性勢能為ep，由功能關系，得：下滑過程：(mm)gh(mm)gcosep上滑過程：epmghmgcos解得m2m，故選項a錯b對；上滑時加速度：a上gsingcos下滑時加速度：a下gsingcos故選項c正確；由能量守恒定律得，減少的重力勢能轉化為彈簧的彈性勢能和內能，選項d錯誤答案：bc第卷(非選擇題，共60分)二、填空題(本題共2小題，每題8分，共16分)11某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗如圖8，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為w.當用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出圖8(1)除了圖中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、刻度尺和_電源(填“交流”或“直流”)(2)實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡掉摩擦阻力，則下面操作正確的是_a放開小車，能夠自由下滑即可b放開小車，能夠勻速下滑即可c放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可d放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是_a橡皮筋處于原長狀態(tài) b橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)c小車在兩個鐵釘的連線處 d小車已過兩個鐵釘的連線(4)在正確操作情況下，打在紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的_部分進行測量(根據下面所示的紙帶回答)解析：(3)因為木板水平放置，故摩擦力沒有被平衡掉，當小車速度最大時，f彈f，故橡皮筋仍有彈力，處于伸長狀態(tài)答案：(1)交流(2)d(3)b(4)gk圖912(2012浙江溫州)某實驗小組利用如圖10所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機械能守恒圖10(1)如圖11所示，用游標卡尺測得遮光條的寬度d_ cm；實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間t1.35102 s，則滑塊經過光電門時的瞬時速度為_m/s.在本次實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質量m、滑塊的質量和_(文字說明并用相應的字母表示)圖11(2)在這個過程中系統(tǒng)減少的重力勢能為_，系統(tǒng)增加的動能為_，只要兩者在誤差允許范圍內相等，即可驗證機械能守恒(用測量的物理量字母表示)解析：(1)20分度的游標卡尺讀數時先從主尺上讀出厘米數和毫米數，然后用游標讀出毫光以下的數值：游標的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，毫米以下的讀數就是幾乘0.05 mm，其讀數準確到0.05 mm.滑塊通過光電門時間很短，根據公式v求出的平均速度可近似為經過光電門時的瞬時速度(2)鉤碼下降高度與滑塊的位移的大小x相等，故鉤碼的重力勢能減少量等于mgx.此時滑塊和鉤碼的速度大小相等，都等于v，根據動能定義式ekmv2得ek(mm)()2.答案：(1)0.5400.4滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離x(2)mgx(mm)()2三、計算題(本題共4小題，13、14題各10分，15、16題各12分，共44分，計算時必須有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的要注明單位)圖1213如圖12所示，質量為m04 kg的木板靜止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一個質量m1 kg，大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板之間的動摩擦因數0.4，在鐵塊上加一個水平向左的恒力f8 n，鐵塊在長l6 m的木板上滑動取g10 m/s2.求：(1)經過多長時間鐵塊運動到木板的左端；(2)在鐵塊到達木板左端的過程中，恒力f對鐵塊所做的功；(3)在鐵塊到達木板左端時，鐵塊和木板的總動能解析：(1)鐵塊與木板間的滑動摩擦力ffmg4 n鐵塊的加速度a1 m/s24 m/s2.木板的加速度a2 m/s21 m/s2.設鐵塊滑到木板左端的時間為t，則a1t2a2t2l代入數據解得t2 s.(2)鐵塊位移l1a1t2422 m8 m木板位移l2a2t2122 m2 m.恒力f做的功wfl188 j64 j(3)鐵塊的動能ek1(fff)l1(84)8 j32 j.木板的動能ek2ffl242 j8 j鐵塊和木板的總動能ek總ek1ek232 j8 j40 j.答案：(1)2 s(2)64 j(3)40 j圖1314(2012濟南模擬)雞蛋要不被摔壞，直接撞擊地面的速度最大不能超過1.5 m/s.現有一位學生設計了如圖13所示的一個裝置來保護雞蛋，用a、b兩塊較粗糙的夾板夾住雞蛋，雞蛋夾放的位置離裝置下端的距離s0.45 m，a、b夾板與雞蛋之間的摩擦力都為雞蛋重力的5倍，現將該裝置從距地面某一高度處自由下落，裝置碰地后速度為0，且保持豎直不反彈，不計裝置與地面作用時間(g10 m/s2)求：剛開始裝置的末端離地面的最大高度h.解析：法1：分階段：設裝置落地瞬間速度為v1，雞蛋著地瞬間速度為v21.5 m/s，則從裝置開始下落到著地過程，對雞蛋應用動能定理有：mghmv12在裝置著地到雞蛋撞地過程，對雞蛋應用動能定理有：mgs2ffsmv22mv12，其中ff5mg，代入相關數據解得：h4.16 m.法2：全過程：從裝置開始下落到雞蛋撞地全過程，對雞蛋應用動能定理有：mg(hs)2ffsmv220，代入數據解得：h4.16 m.答案：4.16 m圖1415如圖14所示，半徑為r的四分之一圓弧形支架豎直放置，圓弧邊緣c處有一小定滑輪，繩子不可伸長，不計一切摩擦，開始時，m1、m2兩球靜止，且m1m2，試求：(1)m1釋放后沿圓弧滑至最低點a時的速度(2)為使m1能到達a點，m1與m2之間必須滿足什么關系(3)若a點離地高度為2r，m1滑到a點時繩子突然斷開，則m1落地點離a點的水平距離是多少？解析：(1)設m1滑至a點時的速度為v1，此時m2的速度為v2，由機械能守恒得：m1grm2grm1v12m2v22又v2v1cos45得：v1.(2)要使m1能到達a點，v10且v20，必有：m1grm2gr0，得：m1m2.(3)由2rgt2，xv1t得x4r.答案：(1)(2)m1m2(3)4r圖1516(2011福建理綜)如圖15為某種魚餌自動投放器中的投餌管裝置示意圖，其下半部ab是一長為2r的豎直細管、上半部bc是半徑為r的四分之一圓弧彎管，管口沿水平方向，ab管內有一原長為r、下端固定的輕質彈簧投餌時，每次總將彈簧長度壓縮到0.5r后鎖定，