（江蘇專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 章末質(zhì)量檢測 第5章 機械能（含解析）-人教版高三物理試題

章末質(zhì)量檢測(五)機械能（含解析）(時間：60分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分。在每小題給出的四個選項中只有一項是符合題目要求的。)1．豎直上拋一球，球又落回原處，空氣阻力的大小正比于球的速度，則()A．上升過程中克服重力做的功大于下降過程中重力做的功B．上升過程中克服重力做的功小于下降過程中重力做的功C．上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力做功的平均功率D．上升過程中克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力做功的平均功率解析因為重力做的功只與物體的重力和高度的變化有關(guān)，故上升過程中克服重力做的功等于下降過程中重力做的功，故A、B錯誤；由于空氣阻力的作用，上升過程的加速度大于下降過程的加速度，所以上升時間比較短，由P＝eq\f(W,t)知過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力做功的平均功率，選項C正確，D錯誤。答案C2.如圖1所示，滑雪者由靜止開始沿斜坡從A點自由滑下，然后在水平面上前進至B點停下。已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動摩擦因數(shù)都為μ，滑雪者(包括滑雪板)的質(zhì)量為m。A、B兩點間的水平距離為L。在滑雪者經(jīng)過AB段運動的過程中，克服摩擦力做的功()圖1A．大于μmgLB．等于μmgLC．小于μmgLD．以上三種情況都有可能解析設(shè)斜面的傾角為θ，則滑雪者從A到B的運動過程中克服摩擦力做的功為Wf＝μmgeq\o(AC,\s\up6(－))cosθ＋μmgeq\o(CB,\s\up6(－))①由題圖可知eq\o(AC,\s\up6(－))cosθ＋eq\o(CB,\s\up6(－))＝L②由①②兩式聯(lián)立可得：Wf＝μmgL，故B正確。答案B3.如圖2所示，用外力F＝20N沿斜面將一個質(zhì)量m＝2kg的木塊，從斜面底端由靜止開始拉到斜面頂端時速度為v＝10m/s。若斜面的摩擦力恒為重力的0.2，斜面的高度h＝5m，則下列說法正確的是(g＝10m/s2)()圖2A．合力做功為100JB．重力做功為100JC．摩擦力做功為－200JD．外力F做功為200J解析根據(jù)動能定理有W合＝eq\f(1,2)mv2－0，代入數(shù)據(jù)，得W合＝100J，選項A正確；重力做功為WG＝－mgh＝－100J，選項B錯誤；物體沿斜面上滑的過程中，拉力F做正功，摩擦力Ff做負功，重力做負功，有W合＝Fx－Ffx－mgh(其中x為斜面的長度)，又F＝20N、Ff＝0.2G＝4N，WG＝－mgh＝－100J，解得Fx＝250J，F(xiàn)fx＝50J，選項C、D錯誤。答案A4.如圖3所示是質(zhì)量為1kg的滑塊在水平面上做直線運動的v－t圖象。下列判斷正確的是()圖3A．在t＝1s時，滑塊的加速度為零B．在4～6s時間內(nèi)，滑塊的平均速度為2.5m/sC．在3～7s時間內(nèi)，合力做功的平均功率為2WD．在5～6s時間內(nèi)，滑塊受到的合力為2N解析由題圖可知，t＝1s時，滑塊的加速度大小為2m/s2，選項A錯誤；4～6s時間內(nèi)，滑塊的位移x＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4×1＋\f(4,2)×1))m＝6m，所以平均速度為eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(x,t)＝3m/s，選項B錯誤；3～7s時間內(nèi)，合力做功W＝－eq\f(1,2)mv2＝－eq\f(1,2)×1×42J＝－8J，所以合力做功的平均功率eq\o(P,\s\up6(－))＝eq\f(|W|,t)＝eq\f(8,4)W＝2W，選項C正確；5～6s時間內(nèi)F＝ma＝4N，選項D錯誤。答案C5．如圖4所示，水平傳送帶兩端點A、B間的距離為l，傳送帶開始時處于靜止狀態(tài)。把一個小物體放到右端的A點，某人用恒定的水平力F使小物體以速度v1勻速滑到左端的B點，拉力F所做的功為W1、功率為P1，這一過程物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q1。隨后讓傳送帶以v2的速度勻速運動，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物體，使它以相對傳送帶為v1的速度勻速從A滑行到B，這一過程中，拉力F所做的功為W2、功率為P2，物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q2。下列關(guān)系中正確的是()圖4A．W1＝W2，P1＜P2，Q1＝Q2B．W1＝W2，P1＜P2，Q1＞Q2C．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2，Q1＞Q2D．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2，Q1＝Q2解析因為兩次的拉力和拉力方向的位移不變，由功的概念可知，兩次拉力做功相等，所以W1＝W2，當(dāng)傳送帶不動時，物體運動的時間為t1＝eq\f(l,v1)；當(dāng)傳送帶以v2的速度勻速運動時，物體運動的時間為t2＝eq\f(l,v1＋v2)，所以第二次用的時間短，功率大，即P1＜P2；一對滑動摩擦力做功的絕對值等于滑動摩擦力與相對路程的乘積，也等于轉(zhuǎn)化的內(nèi)能，第二次的相對路程小，所以Q1＞Q2，選項B正確。答案B6.如圖5，一輕質(zhì)彈簧下端固定，直立于水平面上，將質(zhì)量為m的物體A從離彈簧頂端正上方h高處靜止釋放，當(dāng)物體A下降至最低點P時速度變?yōu)榱?，此時彈簧壓縮量為x0；若將質(zhì)量為2m的物體B從離彈簧頂端上方h高處由靜止釋放，當(dāng)物體B也下降到P圖5A.eq\r(2gh)B.eq\r(gh)C.eq\r(2g（h＋x0）)D.eq\r(g（h＋x0）)解析A下落至最低點時，彈簧的彈性勢能設(shè)為Ep，由能量守恒定律得mg(h＋x0)＝Ep①B物體下落至P點時，彈簧彈性勢能仍為Ep，則2mg(h＋x0)＝eq\f(1,2)×2mv2＋Ep②解①②式得v＝eq\r(g（h＋x0）)，選項D正確。答案D二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共計18分。每小題有多個選項符合題意。全部選對的得8分，選對但不全的得4分，錯選或不選的得0分。)7．(2015·高考沖刺卷四)如圖6甲所示，一木塊放在水平地面上，在力F＝2N作用下向右運動，水平地面AB段光滑，BC段粗糙，木塊從A點運動到C點的v－t圖象如圖乙所示，則下列說法正確的是(g＝10m/s2)()圖6A．該木塊的質(zhì)量為2kgB．在t＝6s時，摩擦力的功率為8WC．拉力在AC段做功為38JD．木塊在AC段克服摩擦力做功為14J解析由圖象可知，木塊在AB段的加速度為a＝0.5m/s2，m＝eq\f(F,a)＝4kg，選項A錯誤；在BC段，加速度為a′＝0.25m/s2，F(xiàn)f＝F－ma′＝1N，在t＝6s時，摩擦力功率P′＝Ffv＝4W，選項B錯誤；由圖象可知，AC段的位移為x＝19m，則拉力做功為W＝Fx＝38J，選項C正確；摩擦力只在BC段存在，則木塊克服摩擦力做的功為W′＝Ffx′＝14J，選項D正確。答案CD8．(2016·黑龍江哈爾濱模擬)一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內(nèi)做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持以額定功率運動。其v－t圖象如圖7所示。已知汽車的質(zhì)量為m＝2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍，則以下說法正確的圖7A．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為4×103NB．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為6×103NC．汽車的額定功率為40kWD．汽車的最大速度為30m/s解析汽車受到的阻力Ff＝0.1×2×103×10N＝2×103N；前5s內(nèi)，由圖a＝2m/s2，由牛頓第二定律：F－Ff＝ma，求得F＝Ff＋ma＝(0.1×2×103×10＋2×103×2)N＝6×103N，故A錯誤，B正確；t＝5s末達到額定功率，P＝Fv＝6×103×10W＝6×104W＝60kW，故C錯誤；當(dāng)牽引力等于阻力時，汽車達到最大速度，則最大速度vm＝eq\f(P,Ff)＝eq\f(6×104,2×103)m/s＝30m/s。故D正確。答案BD9．(2013·江蘇單科，9)如圖8所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連。彈簧處于自然長度時物塊位于O點(圖中未標出)。物塊的質(zhì)量為m，AB＝a，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點拉至A點，拉力做的功為W。撤去拉力后物塊由靜止向左運動，經(jīng)O點到達B點時速度為零。重力加速度為g。則上述過程中()圖8A．物塊在A點時，彈簧的彈性勢能等于W－eq\f(1,2)μmgaB．物塊在B點時，彈簧的彈性勢能小于W－eq\f(3,2)μmgaC．經(jīng)O點時，物塊的動能小于W－μmgaD．物塊動能最大時彈簧的彈性勢能小于物塊在B點時彈簧的彈性勢能解析因為要克服摩擦力做功，所以O(shè)點不在AB的中點，如圖，x＞eq\f(a,2)，由動能定理，從O到A，W－μmgx－W彈＝0，系統(tǒng)增加的彈性勢能Ep＝W－μmgx，因為x＞eq\f(a,2)，所以Ep＜W－eq\f(1,2)μmga，A錯誤；同理，物塊在B點時，Ep′＝W－μmg(x＋a)＜W－eq\f(3,2)μmga，B正確；經(jīng)O點時，Ek＝W－2μmgx＜W－μmga，C正確；A→B的過程中當(dāng)彈力與f平衡時速度最大，此點在O點右側(cè)距O點x1＝eq\f(f,k)＝eq\f(μmg,k)處，x1可能大于BO，所以D錯誤。答案BC三、非選擇題(共3小題，共46分。計算題解答時請寫出必要的文字說明，方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分。)10．(10分)某同學(xué)用圖9所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮＝9.80m/s2。實驗中該同學(xué)得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖10所示，紙帶上的第一個點記為O，另選連續(xù)的3個點A、B、C進行測量，圖中給出了這3個點到O點的距離hA、hB和hC的值?；卮鹣铝袉栴}(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)：圖9圖10(1)打點計時器打B點時，重物速度的大小vB＝m/s；(2)通過分析該同學(xué)測量的實驗數(shù)據(jù)，他的實驗結(jié)果是否驗證了機械能守恒定律？簡要說明分析的依據(jù)。_。解析(1)由中間時刻的速度等于平均速度可得vB＝eq\f(hAC,2T)＝3.90m/s。(2)從O到B重力勢能的減少量ΔEp＝mghOB＝7.70m，動能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝7.61m，因為在誤差允許的范圍內(nèi)eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)≈mghOB，故該同學(xué)所做的實驗驗證了機械能守恒定律。答案(1)3.90(2)是；eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝7.61m，mghB＝7.70m，因為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)≈mghB，近似驗證了機械能守恒定律。11．(18分)如圖11所示，粗糙的斜面AB下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B，整個裝置豎直放置，C是最低點，圓心角θ＝37°，D與圓心O等高，圓弧軌道半徑R＝1m，斜面長L＝4m?，F(xiàn)有一個質(zhì)量m＝0.1kg的小物體P從斜面AB上端A點無初速度下滑，物體P與斜面AB之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25。不計空氣阻力，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：圖11(1)物體P第一次通過C點時的速度大小vC；(2)物體P第一次通過C點時對軌道的壓力大小FN；(3)物體P第一次離開D點后在空中做豎直上拋運動到最高點E，接著從空中又返回到圓軌道和斜面，在這樣多次反復(fù)的整個運動過程中，物體P對C點處軌道的最小壓力FNmin。解析(1)物體P從A下滑經(jīng)B到C過程中根據(jù)動能定理有mgL·sin37°＋mgR(1－cos37°)－μmgcos37°·L＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－0，解得vC＝6m/s。(2)物體在C點，根據(jù)牛頓第二定律有FN－mg＝meq\f(veq\o\al(2,C),R)，解得FN＝4.6N。根據(jù)牛頓第三定律，物體P對C點的壓力為4.6N。(3)物體P最后在B與其等高的圓弧軌道上來回運動時，經(jīng)C點壓力最小，由B到C根據(jù)機械能守恒有mgR(1－cos37°)＝eq\f(1,2)mvC′2，解得vC′＝2m/s，在C點FNmin－mg＝eq\f(mvC′2,R)則FNmin＝mg＋meq\f(vC′2,R)＝1.4N。由牛頓第三定律知，物體P對C的最小壓力大小為1.4N。答案(1)6m/s(2)4.6N(3)1.4N12．(20分)(2016·江蘇揚州中學(xué)月考)如圖12所示，質(zhì)量為m＝1kg的物塊，放置在質(zhì)量M＝2kg足夠長的木板的中間，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.1，木板放置在光滑的水平地面上。在地面上方存在兩個作用區(qū)，兩作用區(qū)的寬度均為1m，邊界距離為d，作用區(qū)只對物塊有力的作用：Ⅰ作用區(qū)對物塊作用力方向水平向右，Ⅱ作用區(qū)對