2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí)練習(xí)：機(jī)械能本章綜合能力提升練Word版含解析

1、本章綜合能力提升練一、單項(xiàng)選擇題1.兩個(gè)完全相同的小球 A、B，在某一高度處以相同大小的初速度vo分別沿水平方向和豎直方向拋出，不計(jì)空氣阻力，如圖1 所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A .兩小球落地時(shí)速度相同B .兩小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同C .從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做的功相同D .從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做功的平均功率相同 答案 C2.如圖 2 所示，質(zhì)量為 m 的物體置于傾角為B的斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為在外力作用下，斜面以加速度 a 沿水平方向向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中物體 m 與斜面體 相對(duì)靜止則關(guān)于斜面對(duì) m 的支持力和摩擦力的下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A 支

2、持力一定做正功B 摩擦力一定做正功C 摩擦力可能不做功D 摩擦力可能做負(fù)功答案 B解析 支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功而摩擦力是否存在需要討論，若摩 擦力恰好為零，物體只受重力和支持力，如圖所示，此時(shí)加速度 a = gtan 當(dāng) agtanB時(shí)，摩擦力沿斜面向下，摩擦力與位移夾角小于90做正功；當(dāng) a0，解得H2R，故選 B.5.（2018 河北省“名校聯(lián)盟”質(zhì)量監(jiān)測(cè)一）如圖 4 所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P 拴接，另一端與物體 A 相連，物體 A 靜止于光滑水平桌面上，A 右端連接一細(xì)線，細(xì)線繞過(guò)光滑的定滑輪與物體 B 相連開(kāi)始時(shí)用手托住 B，讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋

3、放B,直至B 獲得最大速度.下列有關(guān)該過(guò)程的分析正確的是（）A.釋放 B 的瞬間其加速度為 2B . B 物體動(dòng)能的增加量等于它所受重力與拉力做功之和C B 物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量D .細(xì)線的拉力對(duì) A 做的功等于 A 物體機(jī)械能的增加量答案 B解析 釋放瞬間彈簧長(zhǎng)度來(lái)不及改變，所以細(xì)線拉力為零，B 的加速度為 g，A 錯(cuò)誤；對(duì) B分析，受到重力和拉力作用，WG+ W拉=AEk，故 B 正確；B 物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能增加量與 A 物體的動(dòng)能增加量之和， C 錯(cuò)誤；細(xì)線對(duì) A 的拉力與彈簧對(duì) A 的拉力做 功之和等于 A 物體機(jī)械能的增加量，D 錯(cuò)誤.二、多項(xiàng)選

4、擇題6 質(zhì)量為 m 的物體在水平力 F 的作用下由靜止開(kāi)始在光滑地面上運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)一段距離之后速度大小為 v,再前進(jìn)一段距離使物體的速度增大為2v,則（）A 第二過(guò)程的速度增量等于第一過(guò)程的速度增量B 第二過(guò)程的動(dòng)能增量是第一過(guò)程動(dòng)能增量的3 倍C 第二過(guò)程合外力做的功等于第一過(guò)程合外力做的功D 第二過(guò)程合外力做的功等于第一過(guò)程合外力做功的2 倍答案 AB7質(zhì)量為 1 kg 的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從 t = 0 時(shí)刻開(kāi)始，受到水平外力 F 作用，如圖5 所示.下列判斷正確的是（）tF/NI :- :PJ_:_oI 2th圖 5A 02 s 內(nèi)外力的平均功率是 4 WB .第 2s 內(nèi)外力所做

5、的功是 4JC .第 2s 末外力的瞬時(shí)功率最大D .第 1 s 末與第 2s 末外力的瞬時(shí)功率之比為9 : 4答案 AD解析第 1 s 末質(zhì)點(diǎn)的速度vi=F1ti=3x1 m/s= 3 m/sm 1第 2s 末質(zhì)點(diǎn)的速度F21V2= V1+ 12= （3 + yx 1） m/s= 4 m/sm11 1則第 2 s 內(nèi)外力做功 W2= mv22 mv12=3.5 J 02 s 內(nèi)外力的平均功率1212qmv22X1x4P = p = 一 2 一 W = 4 W，選項(xiàng) A 正確，B 錯(cuò)誤；第 1 s 末外力的瞬時(shí)功率 片=F1V1= 3X3 W = 9 W,第 2 s 末外力的瞬時(shí)功率 P2=

6、F2V2= 1X4 W = 4 W，故P1: P2= 9 : 4，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤，D 正確.8.（2018 廣東省茂名市第二次模擬）如圖 6 所示，兩個(gè)傾角都為 30。、足夠長(zhǎng)的光滑斜面對(duì)接在 一起并固定在地面上， 頂端安裝一光滑的定滑輪，質(zhì)量分別為 2m 和 m 的 a、b 兩物體分別放在左、右斜面上，不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪將a、b 兩物體連接，b 與右邊斜面的底端擋板 c 之間連有輕質(zhì)彈簧. 現(xiàn)用手握住 a,使彈簧剛好無(wú)形變， 系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài). 松手后，從 a、b 開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到它們速度再次都為零的過(guò)程中（繩和彈簧都與斜面平行且彈簧伸長(zhǎng)在彈性限度內(nèi)）（）A. a、b 組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B

7、 . a、b 和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C. a 的重力勢(shì)能減少量大于彈簧彈力所做的功D 重力對(duì) a 做功的平均功率大于彈簧彈力對(duì) b 做功的平均功率答案 BCD解析 彈簧對(duì) a、b 組成的系統(tǒng)做功，所以 a、b 系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，A 錯(cuò)誤；對(duì)物體 a，重 力 2mg 做正功，輕繩拉力 T 做負(fù)功，總功為零，對(duì)物體 b，輕繩拉力 T 做正功，重力 mg 和 彈簧彈力 F 做負(fù)功，總功等于零，輕繩拉力 T 做的總功等于零，a、b 和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，B 正確；a、b 組成的系統(tǒng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧彈性勢(shì)能，a 的重力勢(shì)能減少量等于彈簧彈性勢(shì)能增加量與 b 的重力勢(shì)能增加量之和， C 正確；各

8、力所做功的時(shí)間相等，重力對(duì) a功率大于彈簧彈力對(duì) b 做功的平均功率，D 正確.三、非選擇題為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的_做功的平均功率等于克服彈簧彈力及重力對(duì)b 做功之和的平均功率，故重力對(duì)a 做功的平均9.利用圖 7 裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”A 動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量B .速度變化量和勢(shì)能變化量C .速度變化量和高度變化量(2) 除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是 _.A .交流電源B .刻度尺C .天平(含砝碼)(3) 實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖8 所示的一條紙帶.在紙帶上

9、選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn) A、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)0 的距離分別為 hA、hB、he.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T.設(shè)重物的質(zhì)量為 m.從打 0 點(diǎn)到打 B 點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量AEp=_，動(dòng)能變化量AEk_.* * * 彳 圖 8(4) 大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是_.A .利用公式 v = gt 計(jì)算重物速度B .利用公式 v= ,2gh 計(jì)算重物速度C .存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D .沒(méi)有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法(5) 某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒：在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到起始點(diǎn)0 的距離 h,

10、計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v,描繪 v2 h 圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷是否正確.答案 (1)A(2)AB(3) mghB寸口嚴(yán)半)2(4)C不正確，理由見(jiàn)解析解析(1)重物下落過(guò)程中重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，故該實(shí)驗(yàn)需要比較重物下落過(guò)程中任意 兩點(diǎn)間的動(dòng)能變化量大小與勢(shì)能變化量大小在誤差允許范圍內(nèi)是否相等，A 項(xiàng)正確.(2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，故選A.需要測(cè)紙帶上兩點(diǎn)間的距離，還需要刻度尺，選 B.根據(jù) mgAh = *mv22 mvi2可將等式兩邊的質(zhì)量抵消，不需要天平，不選C.,1oi hC hAo重物的重力

11、勢(shì)能變化量為AEp=mghB，動(dòng)能的變化量AEk=?mvB= ?m ).重物重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，是因?yàn)橹匚锵侣溥^(guò)程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，C 正確.12該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確，在重物下落h 的過(guò)程中，若阻力 f 恒定，根據(jù) mgh fh= mv0，則 v2= 2(g f)h 可知，v2 h 圖象就是過(guò)原點(diǎn)的一條直線.要想通過(guò)v2 h 圖象來(lái)驗(yàn)證m機(jī)械能是否守恒，還必須看圖象的斜率是否接近2g.10.如圖 9 所示，質(zhì)量為 M 的小車靜止在光滑水平面上，小車 AB 段是半徑為 R 的四分之一 圓弧光滑軌道，BC 段是長(zhǎng)為 L 的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于 B 點(diǎn)一質(zhì)量為

12、m 的滑塊 在小車上從 A 點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿軌道滑下，重力加速度為 g.(1) 若固定小車，求滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)小車的最大壓力；(2) 若不固定小車，滑塊仍從 A 點(diǎn)由靜止下滑，然后滑入 BC 軌道，最后從 C 點(diǎn)滑出小車.已知滑塊質(zhì)量 m=羅，在任一時(shí)刻滑塊相對(duì)地面速度的水平分量是小車速度大小的2 倍，滑塊與軌道 BC 間的動(dòng)摩擦因數(shù)為11,求：滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小車的最大速度大小Vm；滑塊從 B 到 C 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小車的位移大小s.答案(1)3mg，方向豎直向下-gR3L解析(1)滑塊滑到 B 點(diǎn)時(shí)對(duì)小車壓力最大，從A 到 B 機(jī)械能守恒，則1mgR= 2mvB滑塊在 B 點(diǎn)處，由牛頓第二定律

13、知N mg= mVR解得 N= 3mg由牛頓第三定律知滑塊對(duì)小車的壓力 N = 3mg,方向豎直向下.滑塊下滑到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)，小車速度最大由機(jī)械能守恒得, 解得 Vm設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)到 C 點(diǎn)時(shí)，小車速度大小為 vC,由功能關(guān)系知，mgRimgL= Mvc2+ m(2vc)2設(shè)滑塊從 B 運(yùn)動(dòng)到 C 過(guò)程中，小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,由牛頓第二定律im= Ma由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律 vf Vm? = 2as12mgR= ?Mvm+ ?m(2vm)圖 9解得 s=1L.11. (2018 廣東省深圳市三校模擬)如圖 10 所示，在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶的左端(P 點(diǎn))，輕放一質(zhì)量為 m= 1 kg 的物塊，物塊隨

14、傳送帶運(yùn)動(dòng)到A 點(diǎn)后拋出，物塊恰好無(wú)碰撞地沿圓弧切線從 B 點(diǎn)進(jìn)入豎直光滑圓弧軌道下滑.B、D 為圓弧的兩端點(diǎn)，其連線水平.已知圓弧半徑 R=1.0 m,圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角0=106軌道最低點(diǎn)為 C, A 點(diǎn)距水平面的高度 h = 0.8 m. (g=10 m/s2, sin 53= 0.8, cos 53= 0.6)求：(1) 物塊離開(kāi) A 點(diǎn)時(shí)水平初速度的大小；(2) 物塊經(jīng)過(guò) C 點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小；設(shè)物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,傳送帶的速度為 5 m/s,求 FA 間的距離.答案 (1)3 m/s (2)43 N (3)1.5 m解析 物塊從 A 運(yùn)動(dòng)到 B,由 Vy2= 2gh 可得，物塊的豎直分速度Vy= 4 m/s物塊運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)時(shí)的速度方向與水平方向成53。角，可得水平速度即物塊離開(kāi)A 點(diǎn)的速度為:VA=Vx= 3 m/s(2) 由于V