2018-2019學年高考物理 主題二 機械能及其守恒定律階段檢測 粵教版

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1、主題二 機械能及其守恒定律 階段檢測 (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分。1～6為單項選擇題，7～10為多項選擇題。) 1.汽車關閉發(fā)動機后恰能沿斜坡勻速下滑，在這個過程中(　　) A.汽車的機械能守恒 B.汽車的動能和勢能相互轉化 C.機械能轉化為內能，總能量守恒 D.機械能和內能之間沒有轉化 解析　汽車關閉發(fā)動機后，勻速下滑，重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡，摩擦阻力做功，汽車摩擦生熱，溫度升高，有部分機械能轉化為內能，機械能減少，但總能量守恒。因此，只有選項C正確。 答案　C 2.如圖1所示，運動員跳傘將經歷加速下

2、降和減速下降兩個過程。將人和傘看成一個系統(tǒng)，在這兩個過程中，下列說法正確的是(　　) 圖1 A.阻力對系統(tǒng)始終做負功 B.系統(tǒng)受到的合力始終向下 C.重力做功使系統(tǒng)的重力勢能增加 D.任意相等的時間內重力做的功相等 解析　無論系統(tǒng)在什么運動情況下，阻力一定做負功，A正確；加速下降時，合力向下，減速下降時，合力向上，B錯誤；系統(tǒng)下降，重力做正功，所以重力勢能減少，C錯誤；由于系統(tǒng)做變速運動，系統(tǒng)在相等時間內下落的高度不同，所以重力做功不同，D錯誤。 答案　A 3.假設摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇發(fā)動機的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍，則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼?

3、　　) A.4倍 B.2倍 C.倍 D.倍 解析　由P＝Fv＝kv·v＝kv2知P變?yōu)樵瓉淼?倍時，v變?yōu)樵瓉淼谋丁? 答案　D 4.如圖2甲所示，靜置于光滑水平面上坐標原點處的小物塊，在水平拉力F作用下，沿x軸方向運動，拉力F隨物塊所在位置坐標x的變化關系如圖乙所示，圖線為半圓。則小物塊運動到x0處時F做的總功為(　　) 圖2 A.0 B.Fmx0 C.Fmx0 D.x 解析　F為變力，但F－x圖象包圍的面積在數值上表示拉力做的總功。由于圖線為半圓，又因在數值上Fm＝x0，故W＝πF＝π·Fm·x0＝Fmx0。 答案　C 5.靜止在地面上的物體

4、在豎直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力，不計空氣阻力，在整個上升過程中，物體機械能隨時間變化的關系是(　　) 解析　物體機械能的增量等于恒力做的功，恒力做功WF＝Fh，h＝at2，則有外力作用時，物體機械能隨時間變化關系為E＝Fat2。撤去恒力后，物體機械能不變，故選項C正確。 答案　C 6.(2018·韶關高一檢測)質量為m的小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內做半徑為R的圓周運動，如圖3所示，運動過程中小球受到空氣阻力的作用。設某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子所受拉力大小為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運動，經過半個圓周恰能通過最高點，則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功

5、為(　　) 圖3 A. B. C. D.mgR 解析　在最低點有7mg－mg＝，在最高點有mg＝，由最低點到最高點的過程，根據動能定理得－2mgR－Wf＝mv－mv，由以上三個方程解得Wf＝mgR，故C正確。 答案　C 7.質量為4 kg的物體被人由靜止開始向上提升0.25 m后速度達到1 m/s，不計空氣阻力，g取10 m/s2，則下列判斷正確的是(　　) A.人對物體傳遞的功是12 J B.合外力對物體做功2 J C.物體克服重力做功10 J D.人對物體做的功等于物體增加的動能 解析　人提升物體的過程中，人對物體做了功，對物體傳遞了能量，不能說人對物

6、體傳遞了功，A錯誤；合外力對物體做的功(包括重力)等于物體動能的變化W合＝mv2＝2 J，B正確；物體克服重力做的功等于物體重力勢能的增加量WG＝mgh＝10 J，C正確；W人＝mgh＋mv2＝12 J，D錯誤。 答案　BC 8.如圖所示，A、B、C、D四圖中的小球以及小球所在的左側斜面完全相同，現從同一高度h處由靜止釋放小球，使之進入右側不同的豎直軌道底部有一小圓弧相連，A圖中的軌道是一段斜面，高度大于h；B圖中的軌道與A圖中軌道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C圖中的軌道是一個內徑略大于小球直徑的管道，其上部為直管，下部為圓弧形，與斜面相連，管的高度大于h；D圖中的軌道是個半圓形軌

7、道，其直徑等于h。如果不計任何摩擦阻力和拐彎處的能量損失，小球進入右側軌道后能到達h高度的是(　　) 解析　小球在運動過程中機械能守恒，A、C圖中小球不能脫離軌道，在最高點速度為零，因而可以達到h高度。但B、D圖中小球都會脫離軌道而做斜拋運動，在最高點具有水平速度，所以在最高點的重力勢能要小于mgh(以最低點為零勢能面)，即最高點的高度要小于h，選項A、C正確。 答案　AC 9.(2018·揭陽高一期中檢測)某興趣小組遙控一輛玩具車，使其在水平路面上由靜止啟動，在前2 s內做勻加速直線運動，2 s末達到額定功率，2 s到14 s保持額定功率運動，14 s末停止搖控，讓玩具車自由滑行，

8、其v－t圖象如圖4所示?？烧J為整個過程玩具車所受阻力大小不變，已知玩具車的質量為m＝1 kg，取g＝10 m/s2，則(　　) 圖4 A.玩具車所受阻力大小為2 N B.玩具車在4 s末牽引力的瞬時功率為9 W C.玩具車在2 s到10 s內位移的大小為39 m D.玩具車整個過程的位移大小為90 m 解析　由圖象可知在14 s后的加速度a2＝ m/s2＝－1.5 m/s2，故阻力f＝ma2＝－1.5 N，A錯誤；玩具車在前2 s內的加速度a1＝ m/s2＝1.5 m/s2，由牛頓第二定律可得牽引力F＝ma1－f＝3 N，當t＝2 s時達到額定功率P額＝Fv＝9 W。此后玩具車

9、以額定功率運動，速度增大，牽引力減小，所以t＝4 s時功率為9 W，B正確；玩具車在2 s到10 s內做加速度減小的加速運動，由動能定理得P額t＋fs2＝mv－mv，解得s2＝39 m，故C正確；由圖象可知總位移大小s＝×3×2 m＋39 m＋6×4 m＋×4×6 m＝78 m，故D錯誤。 答案　BC 10.如圖5所示為一滑草場，某條滑道由上、下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數為μ。質量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin 37°＝0.6，

10、cos 37°＝0.8)，則(　　) 圖5 A.動摩擦因數μ＝ B.載人滑草車的最大速度為 C.載人滑草車克服摩擦力做功為mgh D.載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為g 解析　對滑草車從坡頂由靜止滑下，到底端靜止的全過程分析，得mg·2h－μmgcos 45°·－μmgcos 37°·＝0，解得μ＝，選項A正確；對經過上段滑道的過程，根據動能定理得，mgh－μmgcos 45°·＝mv2，解得v＝，選項B正確；載人滑草車克服摩擦力做功為2mgh，選項C錯誤；載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為a＝＝－g，選項D錯誤。 答案　AB 二、非選擇題(本題共6小題，共50分)

11、 11.(6分)某同學為探究“恒力做功與物體動能改變的關系”，設計了如下實驗，他的操作步驟是： 圖6 ①安裝好實驗裝置如圖6所示。 ②將質量為200 g的小車拉到打點計時器附近，并按住小車。 ③在質量為10 g、30 g、50 g的三種鉤碼中，他挑選了一個質量為50 g的鉤碼掛在拉線P上。 ④打開打點計時器的電源，釋放小車，打出一條紙帶。 (1)在多次重復實驗得到的紙帶中取出較為滿意的一條，經測量、計算，得到如下數據：第一個點到第N個點的距離為40.0 cm；打下第N點時小車的速度大小為1.00 m/s。 該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力，算出拉力對小車做的功為_____

12、___ J，小車動能的增量為______ J。(g＝9.8 m/s2) (2)此次實驗探究結果，他沒能得到“恒力對物體做的功等于物體動能的增量”，且誤差很大，顯然，在實驗探究過程中忽視了各種產生誤差的因素。請你根據該同學的實驗操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是(至少說出兩種可能)：________________________________________________________________________。 答案　(1)0.196　0.1 (2)①小車質量沒有遠大于鉤碼質量；②沒有平衡摩擦力 12.(6分)“驗證機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法

13、(g取10 m/s2)。 (1)用公式mv2＝mgh，對紙帶上起點的要求是初速度為________，為達到此目的，所選擇的紙帶第1、2兩點間距應接近___________(打點計時器打點的時間間隔為0.02 s)。 (2)若實驗中所用重物質量m＝1 kg，打點紙帶如圖7甲所示，打點時間間隔為0.02 s，則記錄B點時，重物速度vB＝________，重物的動能EkB＝________，從開始下落至B點，重物的重力勢能減少量是________，因此可得出的結論是__________________________________________________________________

14、__ ___________________________________________________________________。 圖7 (3)根據紙帶算出相關各點的速度值，量出下落的距離，則以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是圖乙中的________。 解析　(1)初速度為0，所選的第1、2兩點間距應接近2 mm。 (2)vB＝＝ m/s＝0.59 m/s EkB＝mv＝×1×0.592 J≈0.174 J ΔEp＝mgh＝1×10×17.6×10－3 J＝0.176 J 在實驗誤差允許的范圍內，重物動能的增加量等于重力勢能的減少量。 (3)由mv2＝mgh可

15、得＝gh∝h，故選項C正確。 答案　(1)0　2 mm　(2)0.59 m/s　0.174 J　0.176 J　在實驗誤差允許的范圍內，重物動能的增加量等于重力勢能的減少量　(3)C 13.(8分)小球自h＝2 m的高度由靜止釋放，與地面碰撞后反彈的高度為 h。設碰撞時沒有動能的損失，且小球在運動過程中受到的空氣阻力大小不變，求： (1)小球受到的空氣阻力是重力的多少倍？ (2)小球從開始到停止運動的過程中運動的總路程。 解析　設小球的質量為m，所受阻力大小為f。 (1)小球從h處釋放時速度為零，與地面碰撞反彈到h時，速度也為零， 由動能定理得mg－f＝0 解得f＝mg，＝。

16、 (2)設小球運動的總路程為s，且最后小球靜止在地面上，對于整個過程，由動能定理得mgh－fs＝0 s＝h＝7×2 m＝14 m。 答案　(1)　(2)14 m 14.(2018·珠海高一檢測)(10分)如圖8所示，豎直平面內有一光滑圓弧軌道，其半徑為R＝0.5 m，平臺與軌道的最高點等高，一質量m＝0.8 kg的小球從平臺邊緣的A處水平射出，恰能沿圓弧軌道上P點的切線方向進入軌道內側，軌道半徑OP與豎直線的夾角為53°，已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g取10 m/s2，試求： 圖8 (1)小球從平臺上的A點射出時的速度大小v0； (2)小球從平臺上的射出

17、點A到圓軌道入射點P之間的水平距離L； (3)小球到達圓弧軌道最低點時的速度大??； (4)小球沿軌道通過圓弧的最高點Q時對軌道的內壁還是外壁有彈力，并求出彈力的大小。 解析　(1)小球從A到P的高度差為h＝R(1＋cos 53°) 從A到P是平拋運動，根據分運動公式，有 h＝gt2，vy＝gt，tan 53°＝ 聯立并代入數據解得v0＝3 m/s (2)從A到P是平拋運動，根據分位移公式，有L＝v0t 聯立并代入數據解得L＝1.2 m (3)從A到圓弧最低點，根據機械能守恒定律，有 mv＝mg·2R＋mv 代入數據解得v1＝ m/s (4)小球從A到達Q時，根據機械能守

18、恒定律可知 vQ＝v0＝3 m/s； 在Q點，根據牛頓第二定律有N＋mg＝m 解得N＝－mg＋m＝ N＝6.4 N＞0 根據牛頓第三定律，小球對外管壁有壓力，壓力大小為6.4 N。 答案　(1)3 m/s　(2)1.2 m　(3) m/s　(4)小球對外管壁有彈力，大小為6.4 N 15.(10分)如圖9甲所示，質量m＝1 kg的物體靜止在光滑的水平面上，t＝0時刻，物體受到一個變力F作用，t＝1 s時，撤去力F，某時刻物體滑上傾角為37°的粗糙斜面；已知物體從開始運動到斜面最高點的v－t圖象如圖乙所示，不計其他阻力，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.

19、8，求： 圖9 (1)變力F做的功； (2)物體從斜面底端滑到最高點過程中克服摩擦力做功的平均功率； (3)物體回到出發(fā)點的速度大小。 解析　(1)由圖象知物體1 s末的速度大小v1＝10 m/s， 根據動能定理得WF＝mv＝50 J。 (2)物體在斜面上升的最大距離s＝×1×10 m＝5 m 物體到達斜面時的速度大小v2＝10 m/s，到達斜面最高點的速度為零，根據動能定理 －mgssin 37°－Wf＝0－mv 解得Wf＝20 J，＝＝20 W。 (3)設物體重新到達斜面底端時的速度大小為v3，則根據動能定理 －2Wf＝mv－mv 解得v3＝2 m/s 此后

20、物體做勻速直線運動，到達原出發(fā)點的速度大小為2 m/s。 答案　(1)50 J　(2)20 W　(3)2 m/s 16.(2018·中山高一檢測)(10分)如圖10所示，軌道ABCD平滑連接，其中AB為光滑的曲面，BC為粗糙水平面，CD為半徑為r的內壁光滑的四分之一圓管，管口D正下方直立一根勁度系數為k的輕彈簧，彈簧下端固定，上端恰好與D端齊平。質量為m的小球在曲面AB上距BC高為3r處由靜止下滑，進入管口C端時與圓管恰好無壓力作用，通過CD后壓縮彈簧，壓縮過程中小球速度最大時彈簧彈性勢能為Ep。已知小球與水平面BC間的動摩擦因數為μ，求： 圖10 (1)水平面BC的長度s； (2)小球向下壓縮彈簧過程中的最大動能E km。 解析　(1)由小球在C點對軌道沒有壓力， 有mg＝m 小球從出發(fā)點運動到C點的過程中，由動能定理得3mgr－μmg·s＝mv 解得s＝。 (2)速度最大時，小球加速度為0，設彈簧壓縮量為x。 由kx＝mg，得x＝ 由C點到速度最大時，小球和彈簧構成的系統(tǒng)機械能守恒 設速度最大時的位置為零勢能面，有 mv＋mg(r＋x)＝E km＋Ep 解得E km＝mgr＋－Ep。 答案　(1)　(2)mgr＋－Ep 10