2011屆高考物理機械能綜合基礎檢測

1、2011年高考物理二輪總復習回歸基礎提分綜合檢測第五章機械能綜合檢測一、選擇題(本題共12小題，共48分，在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1(·山東萊蕪模擬)質(zhì)量為m的小球從高h處由靜止開始自由下落，以地面作為零勢能面當小球的動能和重力勢能相等時，重力的瞬時功率為()A2mgBmgC.mg D.mg【解析】當小球的動能和重力勢能相等時，已下降的高度，速度為，所以重力的瞬時功率為mg.【答案】B2有一種叫做“蹦極跳”的運動中，質(zhì)量為m的游戲者身系一根長為L、彈性優(yōu)良的輕質(zhì)柔軟的橡皮繩，從高處由靜止

2、開始下落1.5L時達到最低點，若不計空氣阻力，則在彈性繩從原長到人到達最低點的過程中，以下說法正確的是()A速度先減小后增大B加速度先減小后增大C動能增加了mgLD重力勢能減少了mgL【解析】從下落L開始一段，物體變加速下落，a減小，v增大；后來一段，物體變減速下落，a增大，v減小，故選項B正確【答案】B3如圖所示，質(zhì)量為m的物體由靜止開始從傾角分別為、的兩個光滑固定斜面上滑下，兩斜面的高度均為h，則下列敘述正確的是()A物體滑到斜面底端的速度相同B物體滑到斜面底端的速率相同C物體滑到斜面底端過程中重力所做的功相同D物體滑到斜面底端時減少的重力勢能相同【解析】重力做功只與始末位置的高度差有關，

3、而與具體的路徑無關，所以物體沿兩個不同的斜面滑下時重力所做的功相等，C、D正確；設沿傾角為的斜面滑到斜面底端的速率為v1，則mghmv，所以v1，同理，沿傾角為的斜面滑到斜面底端時的速率v2，A項錯誤，B項正確【答案】BCD4質(zhì)量為m的汽車，發(fā)動機的功率恒為P，摩擦阻力恒為F1，牽引力為F，汽車由靜止開始，經(jīng)過時間t行駛了位移s時，速度達到最大值vm，則發(fā)動機所做的功為(APtBFsC.mvD.【解析】發(fā)動機的功率恒為P，經(jīng)過時間t，發(fā)動機做的功為WPt，故A對；當達到最大速度時，有PFvF1vm，vm.從功能關系的角度，整個過程中發(fā)動機做的功應等于克服阻力做的功與物體獲得的動能之和，則Wmv

4、F1s，故D對【答案】AD5(·北京東城區(qū)質(zhì)檢)一位高三學生以恒定的速率從學校教學樓的一層上到四層，該同學上樓過程中克服自身重力做的功最接近()A60J B6.0×102JC6.0×103J D6.0×104J【解析】該同學上樓過程中克服自身重力做功等于mgH，若高三學生的質(zhì)量約為60kg，從一層上升到四層，每層樓高約3m，則上升高度為H3×3m9m，故mgH5.4×103J，故C選項最接近【答案】C6(·北京東城區(qū)質(zhì)檢)利用傳感器和計算機可以研究快速變化的力的大小實驗時，把圖甲中的小球舉高到繩子的懸點O處，然后讓小球自由下

5、落，用這種方法獲得的彈性繩的拉力隨時間變化圖線如圖乙所示，根據(jù)圖線所提供的信息，以下判斷不正確的是()At1、t3時刻小球速度最大Bt2、t5時刻小球的速度為0Ct3、t4時刻小球所處高度相同D小球在運動過程中機械能不守恒【解析】小球在最低點時受力最大，從題圖乙可以看出t1、t3、t4、t6時刻小球受到的拉力為零，即彈性繩處于原長；t2、t5時刻小球處于最低點，速度為零；當小球受到的拉力與小球的重力相等時，小球的速度最大，由于小球在最低點受到的拉力越來越小，說明振動的振幅越來越小，故有機械能損失，t3、t4時刻小球處于彈性繩原長處，故高度相同【答案】A7(·唐山質(zhì)檢)近年來，被稱為“

6、綠色環(huán)保車”的電動汽車成了不少市民購買的首選電動汽車在出廠時都要進行檢驗，在檢測某款電動汽車性能的某次實驗中，質(zhì)量為8×102kg的電動汽車由靜止開始沿平直公路行駛，達到的最大速度為15m/s，利用傳感器測得此過程中不同時刻電動汽車的牽引力F與對應的速度v，并描繪出F 圖象(圖中AB、BO均為直線)假設電動汽車行駛中所受的阻力恒定，則下列說法正確的是()A由圖象可知電動汽車由靜止開始一直做變加速直線運動B此過程中電動汽車的額定功率為6kWC電動汽車由靜止開始經(jīng)過1s，速度達到2m/sD電動汽車行駛中所受的阻力為400N【解析】分析圖線可知：電動汽車由靜止開始做勻加速直線運動，達到額定

7、功率后，做牽引力逐漸減小的變加速直線運動，達到最大速度后做勻速直線運動當最大速度vmax15m/s時，牽引力為Fmin400N，故恒定阻力fFmin400N；額定功率PFminvmax6kW；勻加速運動的末速度vm/s3m/s，勻加速運動的加速度a2m/s2，故由靜止開始經(jīng)過1s，速度達到2m/s.【答案】BCD8(·江西師大附中、臨川一中聯(lián)考)如圖所示，一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球A和物體B，跨過固定于斜面體頂端的光滑小滑輪O，傾角為30°的斜面位于水平地面上A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為4m.開始時，用手托住A，使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無拉力)，OB繩平行于斜

8、面，此時B靜止不動將A由靜止釋放，在其下擺過程中，斜面體始終保持靜止，下列判斷中正確的是()A物塊B受到的摩擦力先減小后增大B地面對斜面體的摩擦力方向一直向右C小球A的機械能守恒D小球A的機械能不守恒，A、B系統(tǒng)的機械能守恒【解析】初始狀態(tài)下繩中無拉力，說明B受到沿著斜面向上的靜摩擦力f14mgsin30°2mg.在A球下擺過程中，假設B仍然靜止不動，則繩子拉力越來越大，當A擺到最低點時，由機械能守恒定律可知mgRmv2(R為AO的長度)，在最低點由向心力公式及牛頓第二定律得Tmg，解得繩子最大拉力T3mg，此時對B由平衡條件，可得受到的摩擦力沿著斜面向下，大小為f2T4mgsin3

9、0°mg，故B受到的摩擦力先沿著斜面向上從2mg逐漸減小到零，然后沿著斜面向下逐漸增大到mg，A正確；B物體始終沒有相對斜面運動，故小球A的機械能守恒，C正確；D錯誤；對系統(tǒng)整體在水平方向上，小球A具有水平向右的分加速度，故水平地面對斜面的摩擦力一直向右，B正確【答案】ABC9(·安徽皖南八校聯(lián)考)一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t0時其速度為1m/s，從此刻開始在滑塊運動方向上再施加一水平作用力，力F和滑動的速度v隨時間的變化規(guī)律分別如圖所示，設第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力F對滑塊做功的平均功率分別為P1、P2、P3，則以下關系式正確的是()AP1P2P3 BP1<

10、P2<P3CP3<P1<P2 DP2P3>P1【解析】在第1s內(nèi)滑塊的平均速度為v11m/s，在第2s內(nèi)滑塊的平均速度為v2m/s1.5m/s，同理可知第3s內(nèi)的平均速度v31.5m/s.故有P1F1v12×1W2W，P2F2v23×1.5W4.5W，P3F3v31×1.5W1.5W，所以P3<P1<P2，C正確【答案】C10(·安徽皖南八校聯(lián)考)汽車從靜止開始沿平直公路做勻加速運動，所受阻力始終不變，在此過程中，下列說法正確的是B汽車發(fā)動機的輸出功率逐漸增大C在任意兩相等的位移內(nèi)，汽車的動能變化相等D在任意兩相等的位

11、移內(nèi)，汽車的速度變化相等【解析】由fma可知，a、 f不變時，v增大，P增大，故A錯誤，B正確；汽車做勻加速運動時，汽車受到的合外力F合不變由F合·sEk可知C正確；由vat，汽車勻加速運動時，經(jīng)相同的位移所需的時間不一樣，故汽車的速度變化也不相等，D錯誤【答案】BC11如圖所示，小球沿水平面通過O點進入半徑為R的半圓弧軌道后恰能通過最高點P，然后落回水平面不計一切阻力下列說法正確的是()A小球落地點離O點的水平距離為2RB小球落地時的動能為5mgR/2C小球運動到半圓弧最高點P時向心力恰好為零D若將半圓弧軌道上部的1/4圓弧截去，其他條件不變，則小球能達到的最大高度比P點高0.5R

12、【解析】小球恰能通過最高點P，此時只有重力提供向心力，設此時速度為v，則mg，v，而后小球做平拋運動，則svt,2Rgt2，即s2R，因此選項A正確由機械能守恒定律可得：小球落地動能Ekmv2mg2RmgR，選項B正確若將半圓弧軌道上部的1/4圓弧截去后，小球做豎直上拋運動，即mv2mgh，h0.5R，因此，選項D正確【答案】ABD12如圖所示，一質(zhì)量為m的物體，從傾角為的光滑斜面頂端由靜止下滑，開始下滑時離地面的高度為h，當物體滑至斜面底端時重力的瞬時功率為()Amg Bmg·sinCmg·cos Dmgsin2【解析】物體沿光滑斜面下滑的加速度agsin，斜面長s，物體

13、剛滑至斜面底端時速度v，聯(lián)立解得：v.物體剛到斜面底端時的受力如圖所示，由PF·vcos，得此時重力功率Pmg·vcos()mg·sin.【答案】B二、實驗題(本題共2小題，共18分)13(·湖南望城五中高三月考)為驗證在自由落體過程中物體的機械能是守恒的，某同學利用數(shù)字實驗系統(tǒng)設計了一個實驗，實驗裝置如圖所示，圖中A、B兩點分別固定了兩個速度傳感器，速度傳感器中測出運動物體的瞬時速度在實驗中測得一物體自由下落經(jīng)過A點時的速度是v1，經(jīng)過B點時的速度是v2，為了證明物體經(jīng)過A、B兩點時的機械能相等，這位同學又設計了以下幾個步驟，你認為其中不必要或者錯誤的

14、是()A用天平測出物體的質(zhì)量B測出A、B兩點間的豎直距離C利用mvmv算出物體從A點運動到B點的過程中重力勢能的變化量D驗證vv與2gh是否相等【解析】在驗證機械能守恒的實驗中，需要利用從A點運動到B點時，動能的增加量是否等于此過程中重力勢能的減少量來驗證，即mvmvmghAB是否成立等式兩邊都有質(zhì)量m，所以可以消去質(zhì)量，只需驗證vv2ghAB是否成立即可，因此不需要測量質(zhì)量，A錯誤D正確；在vv2ghAB中，hAB表示A、B兩點間的豎直距離，這需要用刻度尺測量，故B正確；本實驗是為了驗證mvmvmghAB是否成立，故不能利用mvmv求解重力勢能變化量，C錯誤【答案】AC14在利用重錘下落驗證

15、機械能守恒定律的實驗中：(1)某同學在實驗中得到的紙帶如圖所示，其中A、B、C、D是打下的相鄰的四個點，它們到運動起點O的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.已知當?shù)氐闹亓铀俣萭9.8m/s2，打點計時器所用電源頻率為50Hz，重錘質(zhì)量為1.00kg.請根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算重錘由O點運動C點的過程中，重力勢能的減少量為_J，動能的增加量為_J(取三位有效數(shù)字) (2)甲、乙、丙三名同學分別得到A、B、C三條紙帶，它們前兩個點間的距離分別是1.0mm、1.9mm、4.0mm.那么一定存在操作錯誤的同學是_，錯誤原因是_【解析】(1)EpmghOC7.62J，v

16、C，Ekmv7.57J.(2)打第一個點時，速度應為零，此時前兩點間距離應小于2mm，丙同學所測的前兩點間距離等于4.0mm，說明打O點時紙帶已經(jīng)下落【答案】(1)7.627.57(2)丙先放紙帶后接通電源三、計算題(本題共包括4小題，共54分，解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15(2010·成都市摸底測試)如圖所示為某同學設計的節(jié)能運輸系統(tǒng)斜面軌道的傾角為37°，木箱與軌道之間的動摩擦因數(shù)0.25.設計要求：木箱在軌道頂端時，自動裝貨裝置將質(zhì)量m2kg的貨物裝入木箱，木箱載著貨物沿軌道

17、無初速滑下，當輕彈簧被壓縮至最短時，自動裝貨裝置立刻將貨物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，接著再重復上述過程若g取10m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8.求：(1)離開彈簧后，木箱沿軌道上滑的過程中的加速度大?。?2)滿足設計要求的木箱質(zhì)量【解析】(1)設木箱質(zhì)量為m，對木箱的上滑過程，由牛頓第二定律有：mgsin37°mgcos37°ma代入數(shù)據(jù)解得：a8m/s2(2)設木箱沿軌道下滑的最大距離為L，彈簧被壓縮至最短時的彈性勢能為EP，根據(jù)能量守恒定律：貨物和木箱下滑過程中有：(mm)gsin37°L(mm)gcos37&#

18、176;LEP木箱上滑過程中有EPmgsin37°Lmgcos37°L聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得：mm2kg16(·黃岡質(zhì)檢)一種采用電力和內(nèi)燃機雙動力驅(qū)動的新型列車，質(zhì)量為m，當它在平直的鐵軌上行駛時，若只采用內(nèi)燃機驅(qū)動，發(fā)動機額定功率為P1，列車能達到的最大速度為v1；在列車行駛過程中由于某種原因停在傾角為的坡道上，為了保證列車上坡時有足夠大的動力，需改為電力驅(qū)動，此時發(fā)動機的額定功率為P2.已知列車在坡道上行駛時所受鐵軌的阻力是在平直鐵軌上行駛時的k倍，重力加速度為g，求列車在坡道上能達到的最大速度【解析】內(nèi)燃機驅(qū)動時，當列車以額定功率P1勻速行駛時速度最大，設內(nèi)燃機

19、驅(qū)動力為F1，行駛時受到的阻力為f，有P1F1v1F1f當列車上坡時，采用電力驅(qū)動，設其驅(qū)動力為F2，則F2mgsinkf設列車在坡道上能達到的最大速度為v2，由功率公式得P2F2v2由式解得v217如圖所示，傾角為的光滑斜面上放有兩個質(zhì)量均為m的小球A、B，兩小球用一根長L的輕桿相連，下面的B球離斜面底端的高度為h，兩球從靜止開始下滑并從斜面進入光滑平面(不計與地面碰撞時的機械能損失)求：(1)兩球在光滑平面上運動時的速度；(2)在這過程中桿對A球所做的功；(3)桿對A做功所處的時間段【解析】(1)因系統(tǒng)機械能守恒，所以有：mghmg(hLsin)×2mv2v.(2)以A球為研究對象，由動能定理得：mg(hLsin)Wmv2則mg(hLsin)Wm(2ghgLsin)解得WmgLsin.(3)從B球與地面剛接觸開始至A球也到達地面的這段時間內(nèi)，桿對A球做了W的負功【答案】(1)(2)mgLsin (3)從B球與地面剛接觸開始至A球也到達地面的這段時間內(nèi)18(2010·蘇錫常鎮(zhèn)四市教學調(diào)查)如圖甲所示，一豎直平面內(nèi)的軌道由粗糙