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

章末質(zhì)量檢測(cè)(五)機(jī)械能（含解析）(時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中只有一項(xiàng)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(guò)程中克服重力做的功大于下降過(guò)程中重力做的功B．上升過(guò)程中克服重力做的功小于下降過(guò)程中重力做的功C．上升過(guò)程中克服重力做功的平均功率大于下降過(guò)程中重力做功的平均功率D．上升過(guò)程中克服重力做功的平均功率等于下降過(guò)程中重力做功的平均功率解析因?yàn)橹亓ψ龅墓χ慌c物體的重力和高度的變化有關(guān)，故上升過(guò)程中克服重力做的功等于下降過(guò)程中重力做的功，故A、B錯(cuò)誤；由于空氣阻力的作用，上升過(guò)程的加速度大于下降過(guò)程的加速度，所以上升時(shí)間比較短，由P＝eq\f(W,t)知過(guò)程中克服重力做功的平均功率大于下降過(guò)程中重力做功的平均功率，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。答案C2.如圖1所示，滑雪者由靜止開(kāi)始沿斜坡從A點(diǎn)自由滑下，然后在水平面上前進(jìn)至B點(diǎn)停下。已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動(dòng)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(diǎn)間的水平距離為L(zhǎng)。在滑雪者經(jīng)過(guò)AB段運(yùn)動(dòng)的過(guò)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(yùn)動(dòng)過(guò)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(gè)質(zhì)量m＝2kg的木塊，從斜面底端由靜止開(kāi)始拉到斜面頂端時(shí)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(shuō)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(dòng)能定理有W合＝eq\f(1,2)mv2－0，代入數(shù)據(jù)，得W合＝100J，選項(xiàng)A正確；重力做功為WG＝－mgh＝－100J，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體沿斜面上滑的過(guò)程中，拉力F做正功，摩擦力Ff做負(fù)功，重力做負(fù)功，有W合＝Fx－Ffx－mgh(其中x為斜面的長(zhǎng)度)，又F＝20N、Ff＝0.2G＝4N，WG＝－mgh＝－100J，解得Fx＝250J，F(xiàn)fx＝50J，選項(xiàng)C、D錯(cuò)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(yùn)動(dòng)的v－t圖象。下列判斷正確的是()圖3A．在t＝1s時(shí)，滑塊的加速度為零B．在4～6s時(shí)間內(nèi)，滑塊的平均速度為2.5m/sC．在3～7s時(shí)間內(nèi)，合力做功的平均功率為2WD．在5～6s時(shí)間內(nèi)，滑塊受到的合力為2N解析由題圖可知，t＝1s時(shí)，滑塊的加速度大小為2m/s2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；4～6s時(shí)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(xiàng)B錯(cuò)誤；3～7s時(shí)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(xiàng)C正確；5～6s時(shí)間內(nèi)F＝ma＝4N，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C5．如圖4所示，水平傳送帶兩端點(diǎn)A、B間的距離為l，傳送帶開(kāi)始時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)。把一個(gè)小物體放到右端的A點(diǎn)，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(diǎn)，拉力F所做的功為W1、功率為P1，這一過(guò)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(yùn)動(dòng)，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物體，使它以相對(duì)傳送帶為v1的速度勻速?gòu)腁滑行到B，這一過(guò)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?yàn)閮纱蔚睦屠Ψ较虻奈灰撇蛔儯晒Φ母拍羁芍?，兩次拉力做功相等，所以W1＝W2，當(dāng)傳送帶不動(dòng)時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1＝eq\f(l,v1)；當(dāng)傳送帶以v2的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2＝eq\f(l,v1＋v2)，所以第二次用的時(shí)間短，功率大，即P1＜P2；一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的絕對(duì)值等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)路程的乘積，也等于轉(zhuǎn)化的內(nèi)能，第二次的相對(duì)路程小，所以Q1＞Q2，選項(xiàng)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?kù)o止釋放，當(dāng)物體A下降至最低點(diǎn)P時(shí)速度變?yōu)榱?，此時(shí)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(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能設(shè)為Ep，由能量守恒定律得mg(h＋x0)＝Ep①B物體下落至P點(diǎn)時(shí)，彈簧彈性勢(shì)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(xiàng)D正確。答案D二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共計(jì)18分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意。全部選對(duì)的得8分，選對(duì)但不全的得4分，錯(cuò)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(yùn)動(dòng)，水平地面AB段光滑，BC段粗糙，木塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的v－t圖象如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是(g＝10m/s2)()圖6A．該木塊的質(zhì)量為2kgB．在t＝6s時(shí)，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(xiàng)A錯(cuò)誤；在BC段，加速度為a′＝0.25m/s2，F(xiàn)f＝F－ma′＝1N，在t＝6s時(shí)，摩擦力功率P′＝Ffv＝4W，選項(xiàng)B錯(cuò)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(xiàng)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(xiàng)D正確。答案CD8．(2016·黑龍江哈爾濱模擬)一輛小汽車(chē)在水平路面上由靜止啟動(dòng)，在前5s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，5s末達(dá)到額定功率，之后保持以額定功率運(yùn)動(dòng)。其v－t圖象如圖7所示。已知汽車(chē)的質(zhì)量為m＝2×103kg，汽車(chē)受到地面的阻力為車(chē)重的0.1倍，則以下說(shuō)法正確的圖7A．汽車(chē)在前5s內(nèi)的牽引力為4×103NB．汽車(chē)在前5s內(nèi)的牽引力為6×103NC．汽車(chē)的額定功率為40kWD．汽車(chē)的最大速度為30m/s解析汽車(chē)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(cuò)誤，B正確；t＝5s末達(dá)到額定功率，P＝Fv＝6×103×10W＝6×104W＝60kW，故C錯(cuò)誤；當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，汽車(chē)達(dá)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(zhǎng)度時(shí)物塊位于O點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)。物塊的質(zhì)量為m，AB＝a，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。現(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn)，拉力做的功為W。撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零。重力加速度為g。則上述過(guò)程中()圖8A．物塊在A點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能等于W－eq\f(1,2)μmgaB．物塊在B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能小于W－eq\f(3,2)μmgaC．經(jīng)O點(diǎn)時(shí)，物塊的動(dòng)能小于W－μmgaD．物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能小于物塊在B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能解析因?yàn)橐朔Σ亮ψ龉Γ設(shè)點(diǎn)不在AB的中點(diǎn)，如圖，x＞eq\f(a,2)，由動(dòng)能定理，從O到A，W－μmgx－W彈＝0，系統(tǒng)增加的彈性勢(shì)能Ep＝W－μmgx，因?yàn)閤＞eq\f(a,2)，所以Ep＜W－eq\f(1,2)μmga，A錯(cuò)誤；同理，物塊在B點(diǎn)時(shí)，Ep′＝W－μmg(x＋a)＜W－eq\f(3,2)μmga，B正確；經(jīng)O點(diǎn)時(shí)，Ek＝W－2μmgx＜W－μmga，C正確；A→B的過(guò)程中當(dāng)彈力與f平衡時(shí)速度最大，此點(diǎn)在O點(diǎn)右側(cè)距O點(diǎn)x1＝eq\f(f,k)＝eq\f(μmg,k)處，x1可能大于BO，所以D錯(cuò)誤。答案BC三、非選擇題(共3小題，共46分。計(jì)算題解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明，方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不得分。)10．(10分)某同學(xué)用圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮＝9.80m/s2。實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)得到的一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶如圖10所示，紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為O，另選連續(xù)的3個(gè)點(diǎn)A、B、C進(jìn)行測(cè)量，圖中給出了這3個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離hA、hB和hC的值?；卮鹣铝袉?wèn)題(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)：圖9圖10(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重物速度的大小vB＝m/s；(2)通過(guò)分析該同學(xué)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律？簡(jiǎn)要說(shuō)明分析的依據(jù)。_。解析(1)由中間時(shí)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(shì)能的減少量ΔEp＝mghOB＝7.70m，動(dòng)能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝7.61m，因?yàn)樵谡`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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)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?yàn)閑q\f(1,2)mveq\o\al(2,B)≈mghB，近似驗(yàn)證了機(jī)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(gè)裝置豎直放置，C是最低點(diǎn)，圓心角θ＝37°，D與圓心O等高，圓弧軌道半徑R＝1m，斜面長(zhǎng)L＝4m?，F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m＝0.1kg的小物體P從斜面AB上端A點(diǎn)無(wú)初速度下滑，物體P與斜面AB之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25。不計(jì)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(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC；(2)物體P第一次通過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小FN；(3)物體P第一次離開(kāi)D點(diǎn)后在空中做豎直上拋運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)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(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體P對(duì)C點(diǎn)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(guò)程中根據(jù)動(dòng)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(diǎn)，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(duì)C點(diǎn)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(lái)回運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)C點(diǎn)壓力最小，由B到C根據(jù)機(jī)械能守恒有mgR(1－cos37°)＝eq\f(1,2)mvC′2，解得vC′＝2m/s，在C點(diǎn)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(duì)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(yáng)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(zhǎng)的木板的中間，物塊與木板間的動(dòng)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(gè)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(duì)物塊有力的作用：Ⅰ作用區(qū)對(duì)物塊作用力方向水平向右，Ⅱ作用區(qū)對(duì)