機(jī)械能 A卷 教師版

1、此卷只裝訂不密封班級(jí) 姓名 準(zhǔn)考證號(hào) 考場(chǎng)號(hào) 座位號(hào) 好教育單元訓(xùn)練金卷·高三·物理卷（A）第六單元 機(jī)械能注意事項(xiàng)：1答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫(xiě)在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，寫(xiě)在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。3非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫(xiě)在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。4考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試題卷和答題卡一并上交。一、 (本題共10小題，每小題6分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第16題只有一項(xiàng)符合

2、題目要求，第710題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1下列關(guān)于功和機(jī)械能的說(shuō)法，正確的是()A在有阻力作用的情況下，物體重力勢(shì)能的減少不等于重力物體所做的功B合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的改變量C物體的重力勢(shì)能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)D運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的減少量一定等于其重力勢(shì)能的增加量【答案】B2用一根繩子豎直向上拉一個(gè)物塊，物塊從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，繩子拉力的功率按如圖所示規(guī)律變化，0t0時(shí)間內(nèi)物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻后物體繼續(xù)加速，t1時(shí)刻物塊達(dá)到最大速度。已知物塊的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是()A物

3、塊始終做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B0t0時(shí)間內(nèi)物塊的加速度大小為Ct0時(shí)刻物塊的速度大小為D0t1時(shí)間內(nèi)繩子拉力做的總功為P0【答案】D3如圖所示，一固定斜面傾角為30°，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小等于重力加速度的大小g。物塊上升的最大高度為H，則此過(guò)程中，物塊的()A. 動(dòng)能損失了2mgH B. 動(dòng)能損失了mgHC. 機(jī)械能損失了2mgH D. 機(jī)械能損失了【答案】A4如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為1 kg的遙控小車(chē)正以18 m/s的速度，沿水平直線軌道做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在t = 0時(shí)刻開(kāi)始制動(dòng)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在3 s內(nèi)前進(jìn)了36 m。在這3 s內(nèi)()

4、A. 小車(chē)運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為9 m/sB. 小車(chē)受到的制動(dòng)力大小為6 NC. 制動(dòng)力對(duì)小車(chē)做負(fù)功，大小等于162 JD. 制動(dòng)力對(duì)小車(chē)做功的平均功率為48 W【答案】D【解析】小車(chē)運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為，故A錯(cuò)誤；由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，解得加速度大小a = 4 m/s2，小車(chē)受到的制動(dòng)力大小為，故B錯(cuò)誤；制動(dòng)力對(duì)小車(chē)做負(fù)功，大小等于，故C錯(cuò)誤；制動(dòng)力對(duì)小車(chē)做功的平均功率為，故D正確。5如圖所示，固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與輕質(zhì)彈簧的一端連接，彈簧的另一端固定在墻上O點(diǎn)。現(xiàn)將小圓環(huán)向上拉至A點(diǎn)（圖中AO、CO間距恰好等于彈簧自然長(zhǎng)度，B點(diǎn)是AC中點(diǎn)，AD間距為h）由靜止釋放，在小圓環(huán)

5、下降至最低點(diǎn)D的過(guò)程中彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，則下列說(shuō)法正確的是()A. 小圓環(huán)從A至C過(guò)程中機(jī)械能守恒B. 小圓環(huán)在整個(gè)下落過(guò)程中機(jī)械能守恒C. 小圓環(huán)從A下落到D的過(guò)程中，彈簧彈力做功為-mghD. 小圓環(huán)下落過(guò)程的最大加速度大小等于重力加速度【答案】C6已知一足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面的傾角為，以一定的速度勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻在傳送帶適當(dāng)?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K(如圖甲示)，以此時(shí)為t = 0記錄了小物塊之后在傳送帶上運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化關(guān)系(如圖乙所示)，圖中取沿斜面向上的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，已知傳送帶的速度保持不變，則()A. 物塊在0t1內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移比在t1t2內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移小B. 0t

6、2內(nèi)，重力對(duì)物塊做正功C. 若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，那么 < tan D. 0t2內(nèi)，傳送帶對(duì)物塊做功為【答案】B【解析】由圖乙圖線與時(shí)間軸所圍面積可看出，物塊在0t1內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移比在t1t2內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大，故A錯(cuò)誤；由于物塊在0t1內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)的位移大于t1t2內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的位移，所以0t2內(nèi)物體的總位移向下，所以重力對(duì)物塊做正功，故B正確；在t1t2內(nèi)，物塊向上運(yùn)動(dòng)，則有 mgcos mgsin ，得 tan ，故C錯(cuò)誤；重力對(duì)物塊做正功，根據(jù)動(dòng)能定理得，則傳送帶對(duì)物塊做功，故D錯(cuò)誤。7如圖所示，固定在地面的斜面體上開(kāi)有凹槽，槽內(nèi)緊挨放置六個(gè)半徑均為r的相同小球，各球編號(hào)如圖。斜

7、面與水平軌道OA平滑連接，OA長(zhǎng)度為6r?，F(xiàn)將六個(gè)小球由靜止同時(shí)釋放，小球離開(kāi)A點(diǎn)后均做平拋運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦。則在各小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A球1的機(jī)械能守恒B球6在OA段機(jī)械能增大C球6的水平射程最小D六個(gè)球落地點(diǎn)各不相同【答案】BC【解析】當(dāng)所有小球都在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒，當(dāng)有小球在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，后面小球要對(duì)前面的小球做功，故球1的機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；球6在OA段由于球5的推力對(duì)其做正功，其機(jī)械能增大，選項(xiàng)B正確；由于球6離開(kāi)A點(diǎn)的速度最小，所以其水平射程最小，選項(xiàng)C正確；當(dāng)球1、2、3均在OA段時(shí)，三球的速度相同，故從A點(diǎn)拋出后，三球落地點(diǎn)也相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8

8、如圖所示，兩根等長(zhǎng)的細(xì)線拴著兩個(gè)小球在豎直平面內(nèi)各自做圓周運(yùn)動(dòng)。某一時(shí)刻小球1運(yùn)動(dòng)到自身軌道的最低點(diǎn)，小球2恰好運(yùn)動(dòng)到自身軌道的最高點(diǎn)，這兩點(diǎn)高度相同，此時(shí)兩小球速度大小相同。若兩小球質(zhì)量均為m，忽略空氣阻力的影響，則下列說(shuō)法正確的是( )A此刻兩根線拉力大小相同B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩根線上拉力的差值最大為2mgC運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩根線上拉力的差值最大為10mgD若相對(duì)同一零勢(shì)能面，小球1在最高點(diǎn)的機(jī)械能等于小球2在最低點(diǎn)的機(jī)械能【答案】CD9如圖甲所示，一輕彈簧豎直放置，下端固定在表面水平的力傳感器上，一質(zhì)量為m的小球，從彈簧正上方距彈簧上端高h(yuǎn)處由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，以小球開(kāi)始釋放點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O

9、，豎直向下為x軸正方向，建立坐標(biāo)軸Ox。力傳感器記錄的彈簧彈力大小F隨小球下落距離x變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，圖乙中h、x0已知，重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是()A. 彈簧的勁度系數(shù)為B. 小球動(dòng)能的最大值為C. 彈簧壓縮量為2x0時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大D. 小球加速度的最大值為g【答案】AB【解析】由圖乙可知，當(dāng)彈簧壓縮量為x0時(shí)，有，則，故選項(xiàng)A正確；在小球下落的過(guò)程中，小球克服彈力做的功即為乙圖中三角形的面積大小，即，對(duì)小球由動(dòng)能定理得，可得小球的最大動(dòng)能，選項(xiàng)B正確；由于小球剛落到彈簧上端時(shí)速度不是零，故可知當(dāng)彈簧的壓縮量為2x0時(shí)小球的速度還不是零，小球繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球速度

10、為零時(shí)，彈簧的最大壓縮量將大于2x0，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由上面分析可知，小球的最大壓縮量將大于2x0，則小球受到彈力的最大值大于2mg，可知小球的最大加速度am > g，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10如圖所示，在距水平地面高為0.4 m處，水平固定一根長(zhǎng)直光滑桿，在桿上P點(diǎn)固定一光滑的輕質(zhì)定滑輪，滑輪可繞水平軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，在P點(diǎn)的右邊，桿上套有一質(zhì)量m = 2 kg的滑塊A。半徑R0.3 m的光滑半圓形細(xì)軌道豎直地固定在地面上，其圓心O在P點(diǎn)的正下方，在軌道上套有一質(zhì)量m = 2 kg的小球B。用一條不可伸長(zhǎng)的柔軟細(xì)繩，通過(guò)定滑輪將小球與滑塊連接起來(lái)。桿和半圓形軌道在同一豎直面內(nèi)，滑塊小球均可看作質(zhì)點(diǎn)，且

11、不計(jì)滑輪大小的影響，取g = 10 m/s2?，F(xiàn)給滑塊A一個(gè)水平向右的恒力F 60 N，則()A. 把小球B從地面拉到P的正下方時(shí)力F 做功為24 JB. 小球B運(yùn)動(dòng)到C處時(shí)滑塊A的速度大小為0C. 小球B被拉到與滑塊A速度大小相等時(shí)，D. 把小球B從地面拉到P的正下方時(shí)小球B的機(jī)械能增加了6 J 【答案】ABC【解析】對(duì)于F的做功過(guò)程，由幾何知識(shí)可得力F作用點(diǎn)的位移，則力F做的功，故A正確；由于B球到達(dá)C處時(shí)，已無(wú)沿繩的分速度，所以此時(shí)滑塊A的速度為零，故選項(xiàng)B正確；當(dāng)繩與軌道相切時(shí)兩球速度相等，如圖，由三角形知識(shí)得，故C正確；根據(jù)題意可知，小球B從地面拉到P的正下方時(shí)滑塊A的速度為零，則根

12、據(jù)功能關(guān)系可知，拉力F做的功等于B球機(jī)械能的增量，即B球的機(jī)械能增量為，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。二、(本題共4小題，共50分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位) 11(12分)某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。固定并調(diào)整斜槽，使它的末端O點(diǎn)的切線水平，在水平地面上依次鋪放好木板、白紙、復(fù)寫(xiě)紙。將小球從不同的標(biāo)記點(diǎn)由靜止釋放，記錄小球到達(dá)斜槽底端時(shí)下落的高度H，并根據(jù)落點(diǎn)位置測(cè)量出小球平拋的水平位移x。改變小球在斜槽上的釋放位置，進(jìn)行多次測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：高度 H (h為

13、單位長(zhǎng)度)h2h3h4h5h6h7h8h9h水平位移 x/cm5.59.111.714.215.917.619.020.621.7(1)已知斜槽傾角為，小球與斜槽之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，斜槽底端離地的高度為y，不計(jì)小球與水平槽之間的摩擦，小球從斜槽上滑下的過(guò)程中，動(dòng)能定理若成立應(yīng)滿足的關(guān)系式是_；(2)以H為橫坐標(biāo)，以_為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)作圖，如圖乙所示；(3)由第(1)、(2)問(wèn)，可以得出結(jié)論_；(4)受該實(shí)驗(yàn)方案的啟發(fā)，某同學(xué)改用圖丙的裝置實(shí)驗(yàn)。他將木板豎直放置在斜槽末端的前方某一位置固定，仍將小球從不同的標(biāo)記點(diǎn)由靜止釋放，記錄小球到達(dá)斜槽底端時(shí)下落的高度H，并測(cè)量小球擊中木板時(shí)平拋下落

14、的高度d，他以H為橫坐標(biāo)，以_為縱坐標(biāo)，描點(diǎn)作圖，使之仍為一條傾斜的直線，也達(dá)到了同樣的目的。【答案】(1) (2)x2 (3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，小球運(yùn)動(dòng)到斜槽底端的過(guò)程中，合外力對(duì)小球所做的功等于小球動(dòng)能的增量 (4)【解析】(1)設(shè)小球離開(kāi)斜槽時(shí)的速度為v，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得：，聯(lián)立得：，小球在斜槽上滑下過(guò)程中，重力和摩擦力做功，則合力做的功為：，小球動(dòng)能的變化量，則小球從斜槽上滑下的過(guò)程中，動(dòng)能定理若成立應(yīng)滿足的關(guān)系式是，約去質(zhì)量mg，得。(2)根據(jù)上題結(jié)果可知，以H為橫坐標(biāo)，以x2為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)作圖，如圖乙所示；(3)由第(1)、(2)問(wèn)，結(jié)合圖象可得：在實(shí)驗(yàn)誤差允許

15、的范圍內(nèi)，小球運(yùn)動(dòng)到斜槽底端的過(guò)程中，合外力對(duì)小球所做的功等于動(dòng)能的增量。(4)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有：，則動(dòng)能定理表達(dá)式為：，化簡(jiǎn)得：，故以H為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，描點(diǎn)作圖，使之仍為一條傾斜的直線。12(10分)如圖所示，是一個(gè)電梯模型，A為電梯的廂體，B為平衡重物，A、B的質(zhì)量分別為M = 200 kg，m = 50 kg。 A、B通過(guò)繞過(guò)兩個(gè)定滑輪的鋼絲繩連接，不計(jì)鋼絲繩和定滑輪的質(zhì)量。某時(shí)刻，電動(dòng)機(jī)牽引廂體A，使之由靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)輸出功率為1500 W保持不變，廂體A上升2 m后開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)空氣阻力和一切摩擦，重力加速度g =10 m/s2。在廂體向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程

16、中，求：(1)若廂體A向上加速時(shí)的加速度大小為0.5 m/s2，則重物B下端繩的拉力大小為多少？(2)廂體A從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛好開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)?！窘馕觥?1)當(dāng)廂體向上的加速度為0.5 m/s2時(shí)，利用牛頓第二定律得：對(duì)A：對(duì)B：聯(lián)立得：(2)設(shè)廂體的最大速度為vm，由分析可知，廂體A的速度最大時(shí)，有：可得：vm = 1 m/s由動(dòng)能定理可知：解得：t = 2.1 s13(12分)如圖所示，光滑軌道ABCD由傾斜軌道AB和半圓軌道BCD組成。傾斜軌道AB與水平地面的夾角為，半圓軌道BCD的半徑為R，BD豎直且為直徑，B為最低點(diǎn)，O是BCD的圓心，C是與O等高的點(diǎn)。一

17、個(gè)質(zhì)量為m的小球在斜面上某位置由靜止開(kāi)始釋放，小球恰好可以通過(guò)半圓軌道最高點(diǎn)D。小球由傾斜軌道轉(zhuǎn)到圓軌道上時(shí)不損失機(jī)械能，重力加速度為g。求：(1)小球在D點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)小球開(kāi)始下滑時(shí)與水平地面的豎直高度與半圓半徑R的比值；(3)小球滑到斜軌道最低點(diǎn)B時(shí)（仍在斜軌道上），重力做功的瞬時(shí)功率?！窘馕觥?1)小球恰好可以通過(guò)半圓軌道最高點(diǎn)D，則在最高點(diǎn)滿足：故小球在D點(diǎn)的速度(2)設(shè)小球開(kāi)始下滑時(shí)與水平地面的高度為h，則從開(kāi)始下滑，一直到圓弧軌道最高點(diǎn)D，根據(jù)動(dòng)能定理可知：解得：(3)設(shè)小球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)的速度大小為，則滑到最低點(diǎn)B的過(guò)程中滿足方程：解得：所以在B點(diǎn)，小球重力的瞬時(shí)功率14(16分)如圖，傾角 = 30°的光滑斜面底端固定一塊垂直于斜面的擋板。將長(zhǎng)木板A靜置于斜面上，A上放置一小物塊B，初始時(shí)A下端與擋板相距L = 4 m，現(xiàn)同時(shí)無(wú)初速度釋放A和B。已知在A停止運(yùn)動(dòng)之前B始終沒(méi)有脫離A且不會(huì)與擋板碰撞，A和B的質(zhì)量均為m = 1 kg，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，A或B與擋板每次碰撞損失的動(dòng)能均為E = 10 J，忽略碰撞時(shí)間，重力加速度大小g = 10 m/s2。求：(1) A第一次與擋板碰前瞬間的速度大小v；(2) A第一次與擋板碰撞到第二次與擋板碰撞的時(shí)間t；(3) B相對(duì)于A