高三物理名校试题汇编a专项06机械能守恒定律解析版.docx
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高三物理名校试题汇编a专项06机械能守恒定律解析版
2019年高三物理名校试题汇编a:
专项06机械能守恒定律(解析版)
注意事项:
认真阅读理解,结合历年的真题,总结经验,查找不足!
重在审题,多思考,多理解!
无论是单选、多选还是论述题,最重要的就是看清题意。
在论述题中,问题大多具有委婉性,尤其是历年真题部分,在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。
考生要认真阅读题目中提供的有限材料,明确考察要点,最大限度的挖掘材料中的有效信息,建议考生答题时用笔将重点勾画出来,方便反复细读。
只有经过仔细推敲,揣摩命题老师的意图,积极联想知识点,分析答题角度,才能够将考点锁定,明确题意。
【一】单项选择题
1.〔吉林省长春市2018届高三上学期第一调研测试〕质量m=1kg的物体做直线运动的速度-时间图象如下图,根据图象可知,以下说法中正确的选项是〔〕
A.物体在0-8s内的平均速度方向与1s末的速度方向相同
B.物体在0-2s内的速度变化比2-4s内的速度变化快
C.物体在2-4s内合外力做的功为零D.物体在2s末速度方向发生改变
2、〔北京市朝阳区2018届高三上学期期末考试试题〕质量为m的汽车在平直公路上行驶,发动机的功率P和汽车受到的阻力f均恒定不变。
在时间t内,汽车的速度由v0增加到最大速度vm,汽车前进的距离为s,那么在这段时间内可以表示发动机所做功W的计算式为〔〕
A、
B、
C、
D、
2.A解析:
根据功与功率的关系可知,发动机所做的功为W=Ps,选项A正确;根据能量的转化与守恒定律可知,发动机所做功等于系统的内能和汽车增加的动能,即W=fs+
,选项BCD错误。
此题答案为A。
3、〔福建省厦门市2018届高三上学期期末质量检查物理试卷〕汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。
设汽车行驶时所受的阻力恒定,那么下面四个图像中,哪个图像正确表示了司机从减小油门开始,汽车的速度与时间的关系〔〕
4、〔江苏省南京市、盐城市2018届高三第一次模拟考试试卷〕自由下落的物体,其动能与位移的关系如下图,那么图中直线的斜率表示该物体的〔〕
A、质量B、机械能C、重力大小D、重力加速度
4.C解析:
根据机械能守恒定律有Ek=mgh,显然Ek-h图象的斜率表示物体重力大小mg,所以选项C正确。
此题答案为C。
5、〔福建省四地六校2018届高三第三次联考〕质量为m的汽车,启动后发动机以额定功率P沿水平道路行驶,经过一段时间后将达到以速度v匀速行驶,假设行驶中受到的摩擦阻力大小不变,那么在加速过程中车速为v/3时,汽车的加速度大小为〔〕
A、3P/mvB、2P/mvC、P/mvD、0
6.〔江西省临川一中等2018届高三联考〕甲、乙两个质量相同的物体受到竖直向上的拉力作用,从同一高度向上运动,它们的运动图象如下图,那么以下说法正确的选项是〔〕
A、在0~t1时间内甲的加速度越来越大
B、在t=t1时刻两物体的高度相同
C、在t=t1时刻甲所受拉力的瞬时功率大于乙所受拉力的瞬时功率
D、在t=t2时刻甲所受的拉力大于乙所受的拉力
7、〔福建省厦门市2018届高三上学期期末质量检查物理试卷〕用恒力F向上拉一物体,使其由地面处开始加速上升到某一高度。
假设该过程空气阻力不能忽略,那么以下说法中正确的选项是〔〕
A、力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量
B、重力所做的功等于物体重力势能的增量
C、力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量
D、力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量
8、〔广西南宁二中2018届高三10月份月考理综卷〕如下图,卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向上移动。
在移动过程中,以下说法中正确的选项是〔〕
A、木箱克服重力所做的功等于木箱机械能的增加
B、F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和
C、F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和
D、F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和
9.〔湖北省百所重点中学2018届10月高三联考〕如图甲所示,质量m=1kg的小球放在光滑水平面上,在分界线MN的左方始终受到水平恒力F1的作用,在MN的右方除受F1外还受到与F1在同一条直线上的水平恒力F2的作用,小球从A点由静止开始运动,在0~5s内运动的v-t图象如图乙所示,由图可知〔〕
A.F1与F2的比值大小为3:
5B.t=2.5s时,小球经过分界线MN
C.t=2.0s时,恒力F2的功率P=20WD.在0~2.5s的过裎中,F1与F2做功之和为零
10、〔浙江省宁波市2018届高三第一学期期末考试物理试卷〕如下图,竖立在水平地面上的轻弹簧,下端固定在地面上,将一个金属球放置在弹簧顶端,并向下压球,使弹簧压缩,用细线把弹簧栓牢,如图a所示;烧断细线,球将被弹起,且脱离弹簧后能继续向上运动,如图b所示;忽略空气阻力,从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中错误的选项是〔〕
A、球的动能在刚脱离弹簧时最大B、球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小
C、球受到的合力最大值大于小球的重力D、球和弹簧组成系统的机械能不变
10.A解析:
在球脱离弹簧之前某一位置,弹簧的弹力大小等于球的重力,此时加速度为零,球的速度最大,动能也最大,所以选项A说法错误;球刚脱离弹簧时,弹簧恢复原长,弹性势能最小,选项B说法正确;细绳被烧断瞬间,弹簧的压缩量最大,对球竖直向上的弹力最大,球受到的合力也最大,设弹簧的最大压缩量为x0,劲度系数为k,那么此时弹簧的弹力F=kx0,弹簧的弹性势能大小为
,细绳被烧断后,弹簧将其弹性势能转化为小球的机械能,当球脱离弹簧时,弹性势能全部转化为球的机械能,根据题意,球脱离弹簧时速度不为零,即还具有动能,所以有
,可得
,即在细绳被烧断瞬间,弹簧对球竖直向上的弹力F>2mg,所以球受到的合力F合=F-mg>mg,选项C说法正确;从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中,只有弹簧弹力和小球重力做功,所以球和弹簧组成系统的机械能守恒,选项D说法正确。
此题答案为A。
11、〔甘肃省天水市一中2018届高三上学期期末考试物理试题、福建省四地六校2018届高三第三次联考〕如下图小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆[弧轨道后恰能通过最高点P,然后落回水平面、不计一切阻力、以下说法不正确的选项是〔〕
A、小球落地点离O点的水平距离为2R、
B、小球落地点时的动能为5mgR/2、
C、小球运动到半圆弧最高点P时向心力为零、
D、假设将半圆弧轨道上部的1/4圆弧截去,其他条件不变,那么小球能达到的最大高度比P点高0.5R、
12、〔陕西省西安八校2018届高三上学期期中联考、福建省厦门市2018届高三上学期期末质量检查物理试卷〕图中甲、乙是一质量m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=4s末两个时刻的两张照片、当t=0时,汽车刚启动〔汽车的运动可看成匀加速直线运动〕、图丙是车内横杆上悬挂的手拉环的图像,测得θ=30°、根据题中提供的信息,无法估算出的物理量是〔〕
A、汽车的长度B、4s内汽车牵引力所做的功
C、4s末汽车的速度D、4s末汽车合外力的瞬时功率
13、〔湖北省天门、仙桃、潜江2018届高三第一学期期末考试理综卷〕如图甲所示,静止在水平地面上的物块A,受到水平拉力F的作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面之间的最大静摩擦力fm大小与滑动摩擦力大小相等,那么以下说法中错误的选项是〔〕
A、t0时间内加速度最小B、t0时间内F做的功为零
C、t1时刻物块的速度最大D、t2时刻物块的速度最大
14、〔辽宁省五校协作体2018届高三上学期期末联合考试理综卷〕如下图,一物体m在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动,经时间t力F做功为60J,此后撤去恒力F,物体又经t时间回到出发点,假设以地面为零势能点,那么以下说法不正确的选项是〔〕
A、物体回到出发点时的动能是60JB、开始时物体所受的恒力F=2mgsinθ
C、撤去力F时,物体的重力势能是45JD、动能与势能相同的位置在撤去力F之前的某位置
15.〔湖北省八市2018届高三3月联考试卷〕如下图,竖直面内固定有一个半径为R的光滑圆弧轨道,其端点B在圆心O的正上方,另一个端点A与圆心O在同一水平面上。
一个小球(视为质点)从A点正上方某一高度处自由下落。
为使小球从A点进入圆弧轨道后从B点飞出,恰好又从A点进入圆弧轨道且不与A点处发生碰撞,小球开始下落时的位置到B点的高度差h应该是〔〕
A、R/4B、R/2C、5R/4D、无论h是多大都不可能出现题中所述情景
16.〔江西省丰、樟、高、宜四市2018届高三联考〕半径为r和R〔r<R〕的光滑半圆形槽,其圆心均在同一水平面上,如下图,质量相等的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速地释放,在下滑过程中两物体〔〕
A、机械能均逐渐减小B、经最低点时动能相等
C、机械能总是相等的D、两球在最低点加速度大小不等
17.〔广东省深圳市2018届高三第二次调研考试理综〕滑雪运动员由斜坡向下滑行时其速度时间图象如下图,图象中AB段为曲线,运动员在此过程中〔〕
A.做匀加速运动B.所受合力不断减小C.做曲线运动D.机械能守恒
18.〔湖北省武汉外国语学校、钟祥一中2018届高三下学期4月联考〕商场很多电梯是台式的,顾客站在匀速上行的台式扶梯上上楼,假设顾客站着不动时,扶梯对他做功为W1,做功功率为P1,假设他在扶梯上相对扶梯向上匀速走动时,扶梯对他做功为W2,做功功率为P2,那么以下说法中正确的选项是〔〕
A、W1=W2,P1=P2B、W1﹥W2,P1=P2C、W1=W2,P1﹥P2D、W1﹥W2,P1﹥P2
19.〔上海市青浦、杨浦、宝山、静安四区2018届高三下学期4月联考〕如下图,质量为M的小车停在光滑水平面上,质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在车顶上,将小球拉至细绳成水平方向后由静止释放,空气阻力忽略不计,当小球到达细绳成竖直方向的位置时,小车的速度为u,那么在小球下落过程中〔〕
A、合外力对小球做功为mgLB、合外力对小球做功为Mu2/2
C、悬绳对小球不做功D、小球克服悬绳拉力做功为Mu2/2
20.〔辽宁省重点中学协作体212届高三高考模拟考试理科综合〕如下图,把小车放在水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连,小车的质量为M,小桶与沙子的总质量为m,把小车从静止状态释放后,在小桶下落竖直高度为h的过程中,假设不计滑轮摩擦及空气的阻力,以下说法中正确的选项是〔〕
A、假设增加沙子的质量,系统的加速度将趋于无穷大
B、假设水平桌面光滑,m处于完全失重状态
C、假设水平桌面光滑,小桶获得的动能为m2gh/(m+M)
D、假设水平桌面光滑,小桶获得的动能为mgh
【二】多项选择题
21、〔贵州省遵义四中2018届高三月考理综卷〕关于功率公式P=W/t和P=Fv的说法正确的选项是〔〕
A、由P=W/t知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
B、由P=Fv既能求某一时刻的瞬时功率,也可以求平均功率
C、由P=Fv知,随着汽车速度的增大,它的功率也可以无限制的增大
D、由P=Fv知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比
21.BD解析:
利用公式P=W/t只能计算平均功率,选项A错误;当公式P=Fv中的v为瞬时速度时,求的是瞬时功率,当v为平均速度时,求的是平均功率,选项B正确;因为汽车的速度v不能无限制增大,汽车的功率也不能无限制的增大,选项C错误;由P=Fv知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比,选项D正确。
此题答案为BD。
22、〔广东省揭阳一中、金山中学2018届高三下学期两校联考理综卷〕物体沿直线运动的v-t关系如下图,在第1秒内合外力对物体做的功为W,那么
A、从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W
B、从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2W
C、从第5秒末到第7秒末合外力做功为W
D、从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75W
23、〔湖北省武汉市部分学校2018届高三11月联考〕如下图,半径为R的1/4光滑圆弧槽固定在小车上,有一小球静止在圆弧槽的最低点。
小车和小球一起以速度v向右匀速运动,当小车遇到障碍物突然停止后,小球上升的高度可能〔〕
A、等于v2/2gB、大于v2/2gC、小于v2/2gD、与小车的速度v无关
23.AC解析:
如果v较小,小车停止运动后,小球还没有跑出圆弧槽,那么根据机械能守恒定律有
,可得h=v2/2g,选项A正确;如果v较大,小车停止运动后,小球能够跑出圆弧槽,那么小球出了圆弧槽后将做斜抛运动,当小球到达最高点时,其还有水平方向上的速度,所以
,可得h<v2/2g,选项C正确。
此题答案为AC。
24、〔广东省汕头市2018届高三上学期期末测试理综卷〕如下图,汽车在拱形桥顶点A匀速率运动到桥的B点、以下说法正确的选项是〔〕
A、合外力对汽车做的功为零B、阻力做的功与牵引力做的功相等
C、重力的瞬时功率随时间变化D、汽车对坡顶A的压力等于其重力
25、〔浙江省五校2018届高三上学期第一次联考〕如下图,光滑固定斜面C倾角为θ,质量均为m的A、B一起以某一初速沿斜面向上做匀减速运动,A上表面是水平的。
那么以下正确的选项是〔〕
A、A受到B的摩擦力水平向右B、B受到A的支持力不做功
C、B的机械能不变D、A、B之间的摩擦力为mgsinθcosθ
25.ACD解析:
根据题意,A、B的加速度方向和合外力方向均是沿斜面向下;先对B受力分析,它受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和沿水平方向的摩擦力,因为三个力的合力方向沿斜面向下,所以摩擦力方向水平向左,根据牛顿第三定律可知,A受到B的摩擦力水平向右,选项A正确;B受到A的支持力竖直向上,而B在竖直方向上发生了位移,所以该支持力做功,选项B错误;在上滑过程中,由A、B组成的系统机械能守恒,即系统的机械能大小保持不变,显然,A和B的机械能均不变,选项C正确;B的加速度大小为a=gsinθ,合外力沿斜面向下,大小为ma=mgsinθ,合外力沿水平方向上的分量等于A对B的摩擦力大小为mgsinθcosθ,所以A、B之间的摩擦力为mgsinθcosθ,选项D正确。
此题答案为ACD。
26、〔江苏省南京市四校2018届高三12月月考〕为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如下图,当此车减速上坡时,乘客〔〕
A、处于失重状态B、重力势能增加
C、受到向前的摩擦力作用D、所受力的合力沿斜面向上
27.〔辽宁省沈阳四校协作体2018届高三上学期12月份月考〕如下图,当小车向右加速运动时,物块M相对车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时〔〕
A、M受静摩擦力增大B、M对车厢壁的压力增大
C、M仍相对于车厢静止D、M受静摩擦力不变
28.〔湖南省十二校2018届高三第一次联考考试〕如下图,水平传送带由电动机带动,并始终保持以速度v匀速运动。
现将质量为m的某物块无初速地放在传送带的左端,经过时间t物块保持与传送带相对静止。
设物块与传送带间的动摩擦因数为μ,对于这一过程,以下说法正确的选项是〔〕
A.摩擦力对物块做的功为
B.传送带克服摩擦力做的功为
C.系统摩擦生热为
D.电动机多做的功为
【三】非选择题
29.〔山东省德州市2018届高三第二次模拟考试〕如下图,一质量为m=2kg的滑块从半径为R=0.2m的光滑四分之一圆弧轨道的顶端A处由静止滑下,A点和圆弧对应的圆心O点等高,圆弧的底端B与水平传送带平滑相接。
传送带匀速运行速度为v0=4m/s,B点到传送带右端C点的距离为L=2m。
当滑块滑到传送带的右端C时,其速度恰好与传送带的速度相同。
〔g=10m/s2〕求:
〔1〕滑块到达底端B时对轨道的压力;
〔2〕滑块与传送带间的动摩擦因数μ;
〔3〕此过程中,由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q。
30.〔黑龙江省等东北四校2018届高三下学期第一次高考模拟考试〕如下图,半径为R=0.2m的光滑1/4圆弧AB在竖直平面内,圆弧B处的切线水平。
B端高出水平地面h=0.8m,O点在B点的正下方。
将一质量为m=1.0kg的滑块从A点由静止释放,落在水平面上的C点处,不计空气阻力,g取10m/s2,求:
〔1〕滑块滑至B点时对圆弧的压力及xOC的长度;
〔2〕假设在B端接一长为L=1.0m的木板MN,滑块从A端释放后正好运动到N端停止,求木板与滑块的动摩擦因数μ。
〔2〕从A到N,由动能定理:
,解得:
。
或:
由牛顿第二定律可知:
,由运动学公式可知:
,联立得:
31.〔山东省济南市2018届高三3月高考模拟考试〔二模〕理综〕如下图,一质量为m=0.5kg的小滑块,在F=4N水平拉力的作用下,从水平面上的A处由静止开始运动,滑行s=1.75m后由B处滑上倾角为37°的光滑斜面,滑上斜面后拉力的大小保持不变,方向变为沿斜面向上,滑动一段时间后撤去拉力。
小滑块沿斜面上滑到的最远点C距B点为L=2m,小滑块最后恰好停在A处。
不计B处能量损失,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
试求:
〔1〕小滑块与水平面间的动摩擦因数μ;
〔2〕小滑块在斜面上运动时,拉力作用的距离x;
〔3〕小滑块在斜面上运动时,拉力作用的时间t。
32、〔湖北省部分重点中学2018届高三联考试题〕如下图,光滑半圆形轨道半径为R,水平面粗糙,弹簧自由端D与轨道最低点C距离为4R,一质量为m的可视为质点的小物块自圆轨道中点B由静止释放,压缩弹簧后被弹回到D点恰好静止。
物块与水平面的动摩擦因数为0.2,重力加速度为g,弹簧始终处在弹性限度内,求:
〔1〕弹簧的最大压缩量和最大弹性势能
〔2〕现把D点右侧水平地面打磨光滑,且弹簧压缩时弹性势能与压缩量的二次方成正比,使小物块压缩弹簧,释放后能通过半圆轨道最高点A,压缩量至少是多少?
33、〔广东省汕头市2018届高三上学期期末测试理综卷〕如下图,粗糙水平面与半径R=1.5m的光滑
圆弧轨道相切于B点,静止于A处m=1kg的物体在大小为10N方向与水平水平面成37°角的拉力F作用下沿水平面运动,到达B点时立刻撤去F,物体沿光滑圆弧向上冲并越过C点,然后返回经过B处的速度vB=15m/s.sAB=15m,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
求:
〔1〕物体到达C点时对轨道的压力;〔2〕物体与水平面的动摩擦因数μ。
34、〔浙江省宁波市2018届高三第一学期期末考试物理试卷〕如图甲所示,在倾角为30°的足够长光滑斜面AB前,有一粗糙水平面OA,OA长为4m。
有一质量为m的滑块,从O处由静止开始受一水平向右的力F作用、F按图乙所示的规律变化,滑块与OA间的动摩擦因数μ=0.25,g取10m/s2。
试求:
〔1〕滑块到A处的速度大小;
〔2〕不计滑块在A处的速率变化,滑块冲上斜面AB的长度是多少?
35、〔湖南省四市2018届高三联考〕如下图,一位质量m=60kg参加“挑战极限”的业余选手,要越过一宽度为s=2.5m的水沟,跃上高为H=2.0m的平台,采用的方法是:
人手握一根长L=3.25m的轻质弹性杆一端,从A点由静止开始匀加速助跑,至B点时,杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生形变、同时脚蹬地,人被弹起,离地时重心高h=0.8m,到达最高点时杆处于竖直,人的重心在杆的顶端。
运动过程中空气阻力可忽略不计。
〔取g=10m/s2〕
〔1〕第一次试跳,人恰能到达最高点,那么人在B点离开地面时的速度v1是多少?
〔2〕第二次试跳,人在最高点放开杆水平飞出后,恰好趴落到平台边缘,那么人在最高点飞出时速度v2至少多大?
〔3〕设在第二次试跳中,人跑到B点时速度大小为vB=8m/s,求人在B点蹬地弹起瞬间,至少应做多少功?
36、〔江苏省南京市四校2018届高三12月月考〕如下图,半径为R=0.2m的光滑1/4圆弧AB在竖直平面内,圆弧B处的切线水平。
B端高出水平地面h=0.8m,O点在B点的正下方。
将一质量为m=1.0kg的滑块从A点由静止释放,落在水平面上的C点处,〔g取10m/s2〕求:
〔1〕滑块滑至B点时对圆弧的压力及xOC的长度;
〔2〕在B端接一长为L=1.0m的木板MN,滑块从A端释放后正好运动到N端停止,求木板与滑块的动摩擦因数μ。
〔3〕假设将木板右端截去长为ΔL的一段,滑块从A端释放后将滑离木板落在水平面上P点处,要使落地点P距O点的最远,ΔL应为多少?
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