《北京专用2019届高考物理一轮复习第六章机械能全章闯关检测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京专用2019届高考物理一轮复习第六章机械能全章闯关检测（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第六章第六章 机械能机械能时间:50 分钟 分值:100 分一、选择题(每小题 6 分,共 48 分)1.如图所示,摆球质量为 m,悬线的长为 L,把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变,在摆球运动到最低点的过程中下列说法不正确的是( )A.重力做功为 mgLB.绳的拉力做功为 0C.空气阻力(F阻)做功为-mgLD.空气阻力(F阻)做功为- F阻L1 2答案 C 如图所示,因为拉力 FT在运动过程中始终与运动方向垂直,故不做功,即 WFT=0。重力在整个运动过程中始终不变,小球在重力方向上的位移为 AB 在竖直方向上的投影 L,所以 WG=mgL。F阻所做的总功
2、等于每个小弧段上 F阻所做功的代数和,即 WF 阻=-(F阻x1+F阻x2+)=- F阻L。故重力 mg 做的功1 2为 mgL,绳子拉力做功为零,空气阻力所做的功为- F阻L。1 222.(2017 北京东城期末)兴趣小组的同学们利用弹弓放飞模型飞机。弹弓的构造如图 1 所示,其中橡皮筋两端点 A、B 固定在把手上,橡皮筋处于 ACB 时恰好为原长状态(如图 2 所示),将模型飞机的尾部放在 C处,将 C 点拉至 D 点时放手,模型飞机就会在橡皮筋的作用下发射出去。C、D 两点均在 A、B 连线的中垂线上,橡皮筋的质量忽略不计。现将模型飞机竖直向上发射,在它由 D 运动到 C 的过程中( )
3、图 1 图 2A.橡皮筋对模型飞机的弹力一直在增大B.橡皮筋对模型飞机的弹力始终做正功C.模型飞机的机械能守恒D.模型飞机的动能一直在增大答案 B C 点为原长点,对应弹力为零,D 点拉伸最长,对应弹力最大。从 D 到 C 过程中,橡皮筋伸长量减小,弹力一直在减小,A 选项错误;由 D 到 C 的过程中橡皮筋的弹力方向与模型飞机运动方向相同,因此一直对模型飞机做正功,B 选项正确;由 D 到 C 的过程模型飞机所受弹力做正功,其机械能增大,C 错误;D点橡皮筋的弹力大于重力,C 点橡皮筋的弹力为零,C、D 之间有个平衡点,弹力等于重力,所以此过程中,模型飞机的动能先增大后减小,D 选项错误。3
4、.如图所示,甲、乙两车用轻弹簧相连静止在光滑的水平面上,现在同时对甲、乙两车施加等大反向的水平恒力 F1、F2,使甲、乙 同时由静止开始运动,在整个过程中,对甲、乙两车及弹簧组成的系统(假定整个过程中弹簧均在弹性限度内),说法正确的是( )A.系统受到外力作用,动能不断增大B.弹簧伸长到最长时,系统的机械能最大C.恒力对系统一直做正功,系统的机械能不断增大D.两车的速度减小到零时,弹簧的弹力大小大于外力 F1、F2的大小答案 B 对甲、乙单独受力分析,两车都先加速后减速,故系统动能先增大后减少,A 错误;弹簧最长时,外力对系统做正功最多,系统的机械能最大,B 正确;弹簧达到最长后,甲、乙两车开
5、始反向加速运动,3F1、F2对系统做负功,系统机械能开始减少,C 错;当两车第一次速度减小到零时,弹簧弹力大小大于F1、F2的大小,当返回速度再次为零时,弹簧的弹力大小小于外力 F1、F2的大小,D 错。4.物体沿直线运动的 v-t 关系如图所示,已知在第 1 秒内合外力对物体做的功为 W,则( )A.从第 1 秒末到第 3 秒末合外力做功为 4WB.从第 3 秒末到第 5 秒末合外力做功为-2WC.从第 5 秒末到第 7 秒末合外力做功为 2WD.从第 3 秒末到第 4 秒末合外力做功为-0.75W答案 D 由题图知第 1 秒末、第 3 秒末、第 7 秒末速度大小关系:v1=v3=v7,由题
6、知第 1 秒内合外力做功 W=W1= m-0,则由动能定理得第 1 秒末到第 3 秒末合外力做功 W2= m- m=0,故 A 错;第 3 秒末1 2211 2231 221到第 5 秒末合外力做功 W3= m- m=0- m=-W,故 B 错;第 5 秒末到第 7 秒末合外力做功1 2251 2231 221W4= m-0= m=W,故 C 错;第 3 秒末到第 4 秒末合外力做功 W5= m- m= m( v1)2- m=-1 2271 2211 2241 2231 21 21 2210.75W,故 D 对。5.如图所示,水平传送带长为 x,以速度 v 始终保持匀速运动,把质量为 m 的货
7、物轻放到 A 点,货物与皮带间的动摩擦因数为 ,当货物从 A 点运动到 B 点的过程中,摩擦力对货物做的功不可能( )A.等于 mv2B.小于 mv21 21 2C.大于 mgx D.小于 mgx答案 C 货物在传送带上相对地面的运动可能先加速到 v 后匀速,也可能一直加速而货物的最终速度小于 v,故摩擦力对货物做的功可能等于 mv2,可能小于 mv2,可能等于 mgx,可能小于 mgx,故选 C。1 21 246.将一小球从高处水平抛出,最初 2 s 内小球动能 Ek随时间 t 变化的图像如图所示,不计空气阻力,取g=10 m/s2。根据图像信息,不能确定的物理量是( )A.小球的质量B.小
8、球的初速度C.最初 2 s 内重力对小球做功的平均功率D.小球抛出时的高度答案 D 小球的初动能 Ek= m=5 J,在 2 s 内由机械能守恒得 30 J-5 J=mgh,结合 h= g(2 s)2=20 1 2201 2m,解得:m= kg,v0=4 m/s。最初 2 s 内重力对小球做功的平均功率 =12.5 W。小球抛出时1 85 的高度无法确定,故应选 D。7.如图所示,轻质弹簧竖直放置在水平地面上,它的正上方有一金属块从高处自由下落,从金属块自由下落到第一次速度为零的过程中,下列说法不正确的是( )A.重力先做正功,后做负功B.弹力没有做正功C.金属块的动能最大时,弹力与重力相平衡
9、D.弹簧的弹性势能最大时,金属块的动能为零答案 A 从开始自由下落至第一次速度为零的全过程包括三个“子过程”,其受力如图所示。在整个过程中,重力方向始终与位移同方向,重力始终做正功,故 A 选项不正确。在整个过程中,弹力 F 方向与位移方向始终反向,所以弹力始终做负功,故 B 选项正确。在自由落体与压缩弹簧至平衡位置前的两个5子过程与中,Fmg 时,加速度 a 向下,v 向下,且不断增大。在 F=mg 平衡位置,a=0,此时速度最大为vm、动能最大,故 C 选项正确。 速度为零时,弹簧形变最大,所以此时弹簧弹性势能最大,故 D 选项正确。8.质量为 m 的物体由静止开始下落,由于空气阻力影响,
10、物体下落的加速度为 g,在物体下落高度为 h 的4 5过程中,下列说法正确的是( )A.物体的动能增加了 mgh4 5B.物体的机械能减少了 mgh4 5C.物体克服阻力所做的功为 mgh4 5D.物体的重力势能减少了 mgh4 5答案 A 因为物体动能的增加取决于物体所受合外力所做的功,所以物体下落过程中合外力大小为 mg,合4 5外力的功为 mgh,故选项 A 正确;物体与地球组成的系统机械能的改变量取决于除重力(或弹簧弹力)以4 5外的其他力做功的多少,该物体下落过程中所受空气阻力为 mg,所以空气阻力做功为- mgh,故选项1 51 5B、C 错误;物体下落过程重力做功为 mgh,故重
11、力势能减少 mgh,故选项 D 错误。二、非选择题(共 52 分)9.(6 分)某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律。(1)某同学用 20 分度的游标卡尺测量一小球的直径,示数如图甲所示,则小球的直径 d= cm。 6(2)如图乙所示,弹射装置将小球竖直向上抛出,先后通过光电门 A、B,计时装置测出小球通过 A、B的时间分别为 tA、tB。用刻度尺测出光电门 A、B 间的距离 h,用游标卡尺测得小球直径为 d,当地的重力加速度为 g,在误差范围内,若公式 成立,就可以验证机械能守恒(用题中给出的物理量符号表示)。 答案 (1)1.020 (2)()2-()2=2gh 解析 (1)游
12、标卡尺示数为 10 mm+0.054 mm=10.20 mm=1.020 cm。(2)小球在 A 点动能 EkA= m()2,B 点动能 EkB= m()2,动能减少量:Ek=EkA-EkB= m()2-1 2 1 2 1 2 ()2,小球由 A 到 B 重力势能增加量 Ep=mgh,在误差允许范围内,若满足 Ek=Ep,即()2-( )2=2gh,就可以验证机械能守恒。 10.(11 分)如图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图。整个雪道由倾斜的助滑雪道 AB 和着陆雪道 DE,以及水平的起跳平台 CD 组成,AB 与 CD 圆滑连接。运动员从助滑雪道 AB 上由静止开始,在重力作用下,滑到 D
13、点水平飞出,不计飞行中的空气阻力,经2 s 在水平方向飞行了 60 m,落在着陆雪道 DE 上。已知从 B 点到 D 点运动员的速度大小不变。(g 取 10 m/s2)求:(1)运动员在 AB 段下滑到 B 点的速度大小;(2)若不计阻力,运动员在 AB 段下滑过程中下降的高度;(3)若运动员的质量为 60 kg,在 AB 段下降的实际高度是 50 m,此过程中他克服阻力所做的功。答案 (1)30 m/s (2)45 m (3)3 000 J解析 (1)运动员从 D 点飞出时的速度v= =30 m/s。 依题意,下滑到助滑雪道末端 B 点时的速度大小是 30 m/s。(2)在下滑过程中机械能守
14、恒,有7mgh= mv21 2下降的高度 h=45 m。2 2(3)根据能量关系,有mgH-Wf= mv21 2运动员克服阻力做功 Wf=mgH- mv2=3 000 J。1 211.(15 分)如图,在竖直平面内有由 圆弧 AB 和 圆弧 BC 组成的光滑固定轨道,两者在最低点 B 平滑连1 41 2接。AB 弧的半径为 R,BC 弧的半径为。一小球在 A 点正上方与 A 相距处由静止开始自由下落,经 A 点 2 4沿圆弧轨道运动。(1)求小球在 B、A 两点的动能之比;(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到 C 点。答案 见解析解析 (1)设小球的质量为 m,小球在 A 点的动能为 EkA
15、,由机械能守恒得 EkA=mg 4设小球在 B 点的动能为 EkB,同理有 EkB=mg5 4由式得=5(2)若小球能沿轨道运动到 C 点,小球在 C 点所受轨道的正压力 N 应满足 N0设小球在 C 点的速度大小为 vC,由牛顿运动定律和向心加速度公式有 N+mg=m2 28由式得,vC应满足 mgm22 由机械能守恒有 mg= m 41 22由式可知,小球恰好可以沿轨道运动到 C 点。12.(2016 北京海淀期中,16)(20 分)如图甲所示,水平传送带以 5.0 m/s 恒定的速率运转,两皮带轮之间的距离 l=6.0 m,皮带轮的半径大小可忽略不计。沿水平传送带的上表面建立 xOy 坐标系,坐标原点 O 在传送带的最左端。半径为 R 的光滑圆轨道 ABC 的最低点 A 点与 C 点原来相连,位于竖直平面内(如图乙所示),现把它从最低点处切开,并使 C 端沿 y 轴负方向错开少许,把它置于水平传送带的最右端,A 点位于 x 轴上且与传送带的最右端之间的距离可忽略不计,轨道的 A、C 两端均位于最低点, C 端与一水平直轨道平滑连接。由于 A、C 两点间沿 y 轴方向错开的距离很小,可把 ABC 仍看做位于竖直平面内的圆轨道。将一质量 m=1.0 kg 的小物块 P(可视为质点)沿 x 轴轻放在传送带上某处,小物块随传送带运动到 A点进入光滑圆轨道,恰好能够通过圆
