2021高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能及其守恒定律 限時(shí)規(guī)范專題練動(dòng)力學(xué)和能量綜合應(yīng)用問(wèn)題學(xué)案

1、2021高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能及其守恒定律 限時(shí)規(guī)范專題練動(dòng)力學(xué)和能量綜合應(yīng)用問(wèn)題學(xué)案2021高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能及其守恒定律 限時(shí)規(guī)范專題練動(dòng)力學(xué)和能量綜合應(yīng)用問(wèn)題學(xué)案年級(jí)：姓名：- 9 -限時(shí)規(guī)范專題練(一)動(dòng)力學(xué)和能量綜合應(yīng)用問(wèn)題時(shí)間：60分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共9小題，每小題9分，共81分。其中15題為單選，69題為多選)1北京獲得2022年冬奧會(huì)舉辦權(quán)，冰壺是冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目。將一個(gè)冰壺以一定初速度推出后將運(yùn)動(dòng)一段距離停下來(lái)。換一個(gè)材料相同、質(zhì)量更大的冰壺，以相同的初速度推出后，冰壺運(yùn)動(dòng)的距離將()a不變 b.變小c變大 d.無(wú)法判斷答案a解析冰壺在

2、冰面上以一定初速度被推出后，在滑動(dòng)摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有mgs0mv2，得s，兩種冰壺的初速度相等，材料相同，故運(yùn)動(dòng)的位移大小相等。故選a。2把動(dòng)力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上，使其既具有牽引動(dòng)力，又可以載客，這樣的客車車廂叫做動(dòng)車。而動(dòng)車組就是幾節(jié)自帶動(dòng)力的車廂加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車廂編成一組。帶動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車，不帶動(dòng)力的車廂叫拖車。設(shè)動(dòng)車組運(yùn)行過(guò)程中的阻力與質(zhì)量成正比，每節(jié)動(dòng)車與拖車的質(zhì)量都相等，每節(jié)動(dòng)車的額定功率都相等，若開動(dòng)一節(jié)動(dòng)車帶三節(jié)拖車，最大速度可達(dá)到150 km/h。當(dāng)開動(dòng)二節(jié)動(dòng)車帶三節(jié)拖車時(shí)，最大速度可達(dá)到()a200 km/h b.240 km/hc280 km

3、/h d.300 km/h答案b解析若開動(dòng)一節(jié)動(dòng)車帶三節(jié)拖車，最大速度可達(dá)到150 km/h。設(shè)動(dòng)車的功率為p，每節(jié)車廂所受的阻力為f，當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)動(dòng)車的牽引力等于整體的阻力，則有：p4fv，當(dāng)開動(dòng)二節(jié)動(dòng)車帶三節(jié)拖車時(shí)，有2p5fv，聯(lián)立兩式解得v240 km/h。b正確，a、c、d錯(cuò)誤。3. 如圖所示，質(zhì)量為m的物體a和質(zhì)量為2m的物體b通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)。開始用手托著物體a使彈簧處于原長(zhǎng)且輕繩伸直，此時(shí)物體a與水平地面的距離為h，物體b靜止在地面上?，F(xiàn)由靜止釋放a，a與地面即將接觸時(shí)速度恰好為0，此時(shí)物體b對(duì)地面恰好無(wú)壓力，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是()

4、a物體a下落過(guò)程中一直處于失重狀態(tài)b物體a即將落地時(shí)，物體b處于失重狀態(tài)c從物體a開始下落到即將落地的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能最大值為mghd物體a下落過(guò)程中，a的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和先增大后減小答案c解析根據(jù)題述“a與地面即將接觸時(shí)速度恰好為0”，可知a先加速后減速向下運(yùn)動(dòng)，加速度方向先向下后向上，物體a先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，a錯(cuò)誤；根據(jù)題述“a與地面即將接觸時(shí)速度恰好為0，此時(shí)物體b對(duì)地面恰好無(wú)壓力”，可知此時(shí)輕繩中拉力大小等于b的重力，b處于靜止?fàn)顟B(tài)，加速度為零，b錯(cuò)誤；對(duì)a和彈簧組成的系統(tǒng)，在a由靜止下落到a與地面即將接觸的過(guò)程中，系統(tǒng)的重力勢(shì)能、動(dòng)能和彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，物體

5、a即將落地時(shí)，重力勢(shì)能減少量為mgh，動(dòng)能與初狀態(tài)相同為0，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大為mgh，c正確；在物體a下落過(guò)程中，a的重力勢(shì)能一直減小，a的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和一直增大，d錯(cuò)誤。4(2019湖南婁底高三二模)如圖所示，一足夠長(zhǎng)的木板在光滑水平面上以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將質(zhì)量為m的物體豎直向下輕輕地放置在木板上的右端，已知物體和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。為保持木板的速度不變，須對(duì)木板施加一水平向右的作用力f。從物體放到木板上到它相對(duì)木板靜止的過(guò)程中，木塊與物體組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為()a2mv2 b.mv2 c. d.答案c解析物體相對(duì)木板運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度ag，由vgt知物體與木板相對(duì)運(yùn)

6、動(dòng)的時(shí)間t，該過(guò)程木板相對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的路程s相vttvt，由功能關(guān)系知，物體與木板組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量qfs相mgs相，各式聯(lián)立得qmv2，故c正確，a、b、d錯(cuò)誤。5(2019湖南師大附中模擬)如圖所示，傾角為30的粗糙斜面與傾角為60的足夠長(zhǎng)的光滑斜面對(duì)接在一起，兩斜面上分別放有質(zhì)量均為m的物塊甲和乙，兩物塊通過(guò)一跨過(guò)定滑輪的細(xì)線連在一起。在平行于斜面的拉力f的作用下兩物塊均做勻速運(yùn)動(dòng)。從圖示位置開始計(jì)時(shí)，在甲物塊與滑輪相碰前的一段時(shí)間內(nèi)，下面的圖象中，x表示每個(gè)物塊所通過(guò)的路程，e表示兩物塊組成的系統(tǒng)的機(jī)械能，ep表示兩物塊組成的系統(tǒng)的重力勢(shì)能，wf表示甲物塊克服摩擦力所做的功，wf表示拉

7、力f對(duì)乙物塊所做的功，則圖象中所反映的關(guān)系可能正確的是()答案c解析相同時(shí)間內(nèi)兩物塊的位移大小相等，但斜面傾角不同，由得：h甲h乙，則任意一段時(shí)間內(nèi)，乙增加的重力勢(shì)能大于甲減少的重力勢(shì)能，系統(tǒng)的重力勢(shì)能是增加的，而系統(tǒng)動(dòng)能不變，則系統(tǒng)的機(jī)械能也是增加的，a、b錯(cuò)誤；甲物塊克服摩擦力所做的功wfmgxcos30，xvt，故wft圖線為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，同理wft圖線亦為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，c正確，d錯(cuò)誤。6(2019河北衡水模擬)如圖所示，半徑為r的豎直光滑圓軌道與光滑水平面相切，質(zhì)量均為m的小球a、b與輕桿連接，置于圓軌道上，a位于圓心o的正下方，b與o等高。它們由靜止釋放，最終在水平面上運(yùn)動(dòng)。

8、下列說(shuō)法正確的是()a下滑過(guò)程中重力對(duì)b做功的功率先增大后減小b當(dāng)b滑到圓軌道最低點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)b的支持力大小為3mgc下滑過(guò)程中b的機(jī)械能增加d整個(gè)過(guò)程中輕桿對(duì)a做的功為mgr答案ad解析開始時(shí)b球速度為零，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度和重力g的夾角等于90，由pfvcos，得在兩位置重力對(duì)b做功的功率均為0，故下滑過(guò)程中重力對(duì)b做功的功率先增大后減小，a正確；b到達(dá)圓軌道最低點(diǎn)的速度v和a相等，對(duì)a、b組成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律得mgr2mv2，設(shè)b到達(dá)圓軌道最低點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)b的支持力為f，由牛頓第二定律得fmgm，解得f2mg，b錯(cuò)誤；對(duì)a、b組成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律可知，a的機(jī)械能增加，則b的機(jī)

9、械能減少，c錯(cuò)誤；a增加的機(jī)械能emv2mgr，故輕桿對(duì)a做的功為mgr，d正確。7(2019湖南岳陽(yáng)模擬)如圖所示，傾角為37的光滑斜面上粘貼有一厚度不計(jì)、寬度為d0.2 m的橡膠帶，橡膠帶的上表面與斜面位于同一平面內(nèi)，其上、下邊緣與斜面的上、下邊緣平行，橡膠帶的上邊緣到斜面的頂端距離為l0.4 m，現(xiàn)將質(zhì)量為m1 kg、質(zhì)量分布均勻、寬度為d的薄矩形板上邊緣與斜面頂端平齊且從斜面頂端靜止釋放。已知矩形板與橡膠帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度取g10 m/s2，sin370.6，cos370.8，不計(jì)空氣阻力，矩形板由斜面頂端靜止釋放下滑到完全離開橡膠帶的過(guò)程中(此過(guò)程矩形板始終在斜面

10、上)，下列說(shuō)法正確的是()a矩形板在進(jìn)入橡膠帶的過(guò)程中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)b摩擦力做的功為wf0.8 jc矩形板的重力做功為wg2.4 jd矩形板的上邊緣穿過(guò)橡膠帶下邊緣時(shí)速度大小為 m/s答案bd解析矩形板在進(jìn)入橡膠帶的過(guò)程中對(duì)橡膠帶的正壓力是變化的，所以矩形板受到的摩擦力是變化的，則矩形板在進(jìn)入橡膠帶的過(guò)程中不可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，a錯(cuò)誤；摩擦力做的功wf2mgcosd0.8 j，b正確；重力做功wgmg(ld)sin3.6 j，c錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理：wgwfmv20，解得v m/s，d正確。8第一次將一長(zhǎng)木板靜止放在光滑水平面上，如圖甲所示，一小鉛塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平初速度v0由木板左端向

11、右滑動(dòng)，到達(dá)右端時(shí)恰能與木板保持相對(duì)靜止。第二次將長(zhǎng)木板分成a、b兩塊，使b的長(zhǎng)度和質(zhì)量均為a的2倍，并緊挨著放在原水平面上，讓小鉛塊仍以初速度v0由a的左端開始向右滑動(dòng)，如圖乙所示。若小鉛塊相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中所受的摩擦力始終不變，則下列說(shuō)法正確的是()a小鉛塊將從b的右端飛離木板b小鉛塊滑到b的右端前已與b保持相對(duì)靜止c第一次和第二次過(guò)程中產(chǎn)生的熱量相等d第一次過(guò)程中產(chǎn)生的熱量大于第二次過(guò)程中產(chǎn)生的熱量答案bd解析在第一次小鉛塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小鉛塊與木板之間的摩擦力使整個(gè)木板一直加速，第二次小鉛塊先使整個(gè)木板加速，當(dāng)小鉛塊運(yùn)動(dòng)到b上后a停止加速，只有b加速，加速度大于第一次的對(duì)應(yīng)過(guò)程，故第二次小鉛

12、塊與b將更早共速，所以小鉛塊還沒(méi)有運(yùn)動(dòng)到b的右端，二者就已共速，a錯(cuò)誤，b正確；由于第一次的相對(duì)路程大于第二次的相對(duì)路程，則第一次過(guò)程中產(chǎn)生的熱量大于第二次過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，c錯(cuò)誤，d正確。9. 如圖所示，木塊a、b的質(zhì)量分別為m1、m2，a、b之間用一輕彈簧相連，將它們靜置于一底端帶有擋板的光滑斜面上，斜面的傾角為，彈簧的勁度系數(shù)為k?，F(xiàn)對(duì)a施加一平行于斜面向上的恒力f，使a沿斜面由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)b對(duì)擋板的壓力剛好為零時(shí)，a的速度剛好為v，下列說(shuō)法正確的是()a此時(shí)彈簧的彈力大小為m1gsinb在此過(guò)程中拉力f做的功為c在此過(guò)程中彈簧彈性勢(shì)能增加了m1v2d在此過(guò)程中木塊a重力勢(shì)能增加

13、了答案bd解析根據(jù)題述“當(dāng)b對(duì)擋板的壓力剛好為零時(shí)，a的速度剛好為v”，可知此時(shí)彈簧彈力大小等于木塊b的重力沿斜面的分力m2gsin，a錯(cuò)誤。初始狀態(tài)，未對(duì)a施加恒力f時(shí)，設(shè)彈簧壓縮量為x1，對(duì)木塊a，由平衡條件可得，kx1m1gsin，解得：x1；當(dāng)b對(duì)擋板的壓力剛好為零時(shí)，設(shè)彈簧拉伸了x2，對(duì)木塊b，由平衡條件可得，kx2m2gsin，解得：x2，在此過(guò)程中拉力f做的功為wf(x1x2)，b正確。在此過(guò)程中木塊a重力勢(shì)能增加了epm1g(x1x2)sin，d正確。設(shè)在此過(guò)程中彈簧彈性勢(shì)能增加了e，根據(jù)功能關(guān)系，wem1g(x1x2)sinm1v2，解得em1v2，c錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題

14、共1小題，共19分)10(2019江蘇省丹陽(yáng)市丹陽(yáng)高級(jí)中學(xué)二模)光滑管狀軌道abc由直軌道ab和圓弧形軌道bc組成，二者在b處相切并平滑連接，o為圓心，o、a在同一條水平線上，oc豎直。一直徑略小于圓管直徑的質(zhì)量為m的小球，用細(xì)線穿過(guò)管道與質(zhì)量為m的物塊連接，將小球由a點(diǎn)靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到b處時(shí)細(xì)線斷裂，小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。已知圓弧形軌道的半徑為r m，所對(duì)應(yīng)的圓心角為53，sin530.8，g10 m/s2。(1)若m5m，求小球在直軌道部分運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大??；(2)若m5m，求小球從c點(diǎn)拋出后下落高度h m時(shí)到c點(diǎn)的水平位移；(3)m、m滿足什么關(guān)系時(shí)，小球能夠運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)？答案(1)7 m/s2(2) m(3)mm解析(1)設(shè)細(xì)線的拉力大小為f，對(duì)小球：fmgsin53ma對(duì)物塊：mgfma又m5m聯(lián)立解得：a7 m/s2。(2)由幾何知識(shí)得