届高考物理一轮总复习第五章功能关系和机械能章末检测卷Word文件下载.docx
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C
2．（2016·
十堰模拟）如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球所受重力为G，平衡时小球在A处．今用力F竖直向下压小球使弹簧缩短x，让小球静止在B处，则（ ）
A．小球在A处时弹簧的弹力为零
B．小球在B处时弹簧的弹力为kx
C．小球在A处时弹簧的弹性势能较大
D．小球在B处时弹簧的弹性势能较大
小球在A处时弹簧的弹力为mg，在B处时弹簧的弹力为kx＋mg，小球在B处时弹簧的弹性势能比A处的大．
D
3．（2016·
沧州模拟）竖直固定的光滑四分之一圆弧轨道上，质量相同均可视为质点的甲、乙两个小球，分别从圆周上的A、B两点由静止释放，A点与圆心等高，B点与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ＝60°
，两球经过最低点时的加速度之比及对轨道的压力之比为（ ）
A．a甲∶a乙＝1∶2B．a甲∶a乙＝1∶1
C．F1∶F2＝2∶1D．F1∶F2＝3∶2
根据机械能守恒定律mgh＝
mv2.由题意知h甲＝R，h乙＝R（1－cosθ）．根据a＝
，得a甲＝2g，a乙＝g，所以a甲∶a乙＝2∶1.根据牛顿第二定律F－mg＝ma，得F1＝3mg，F2＝2mg，所以F1∶F2＝3∶2.
4．（2017·
洛阳模拟）如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ＝0.2，杆的竖直部分光滑．两部分各套有质量均为1kg的小球A和B，A、B球间用细绳相连．初始A、B均处于静止状态，已知OA＝3m，OB＝4m，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1m（取g＝10m/s2），那么该过程中拉力F做功为（ ）
A．14JB．10J
C．6JD．4J
由题意可知，绳长AB＝
＝5m，若A球向右移动1m，OA′＝4m，则OB′＝
＝3m，即B球升高hB＝1m；
对整体（A＋B）进行受力分析，在竖直方向，杆对A球的支持力FN＝（mA＋mB）g，球A受到的摩擦力FfA＝μFN＝4N，由功能关系可知，拉力F做的功WF＝mBghB＋FfAxA＝14J，选项A正确．
A
5．（2017·
大同模拟）如图所示，一轻质橡皮筋的一端系在竖直放置的半径为0.5m的圆环顶点P，另一端系一质量为0.1kg的小球，小球穿在圆环上可做无摩擦的运动．设开始时小球置于A点，橡皮筋处于刚好无形变状态，A点与圆心O位于同一水平线上，当小球运动到最低点B时速率为1m/s，此时小球对圆环恰好没有压力（取g＝10m/s2）．下列说法正确的是（ ）
A．从A到B的过程中，小球的机械能守恒
B．从A到B的过程中，橡皮筋的弹性势能增加了0.45J
C．小球过B点时，橡皮筋上的弹力为0.2N
D．小球过B点时，橡皮筋上的弹力为1.2N
从A到B过程橡皮筋的弹力对小球做功，小球机械能不守恒，A项错；
从A到B过程中对小球和橡皮筋机械能守恒定律得mgR＝
mv2＋ΔEp，解得弹性势能的增加为ΔEp＝0.25J，B项错误；
在B点对小球由牛顿第二定律得F－mg＝
，代入数值解得F＝1.2N，C错，D对．
6．（2016·
烟台模拟）我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器．舰载机总质量为3×
104kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×
105N；
弹射器有效作用长度为100m，推力恒定．要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则（ ）
A．弹射器的推力大小为1.1×
106N
B．弹射器对舰载机所做的功为1.1×
108J
C．弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×
107W
D．舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m/s2
设发动机的推力为F1，弹射器的推力为F2，则阻力为Ff＝0.2（F1＋F2），根据动能定理可得[（F1＋F2）－0.2（F1＋F2）]s＝
mv2，F1＝1.0×
105N，故解得F2＝1.1×
106N，A正确；
弹射器对舰载机所做的功为WF2＝F2s＝1.1×
108J，B正确；
舰载机在弹射过程中的加速度大小为a＝
＝32m/s2，根据公式s＝
at2可得，运动时间为t＝
＝2.5s，所以弹射器对舰载机做功的平均功率为PF2＝
＝4.4×
107W，故C错误，D正确．
ABD
7．（2016·
德州模拟）某娱乐项目中，参与者抛出一小球去撞击触发器，从而进入下一关．现在将这个娱乐项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以速率v竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器．若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球，如图所示．则小球能够击中触发器的可能是（ ）
竖直上抛时小球恰好击中触发器，则由－mgh＝0－
mv2得v＝
.沿图A中轨道以速率v抛出小球，小球沿光滑圆弧内表面做圆周运动，到达最高点的速率应大于或等于
，所以不能到达圆弧最高点，即不能击中触发器．沿图B中轨道以速率v抛出小球，小球沿光滑斜面上滑一段后做斜抛运动，最高点具有水平方向的速度，所以也不能击中触发器．图C及图D中小球在轨道最高点速度均可以为零，由机械能守恒定律可知小球能够击中触发器．
CD
8．（2017·
丹东模拟）如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮，质量分别为M、m（M＞m）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）
A．两滑块组成系统的机械能守恒
B．重力对M做的功等于M动能的增加
C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加
D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
这是系统能量转化的综合问题，解题要点是分析各个力做的功与能量的转化关系．除重力以外其他力对物体做的功等于物体机械能的变化，故M克服摩擦力做的功等于两滑块组成的系统机械能的减少量，拉力对m做的功等于m机械能的增加量，选项C、D正确．
二、非选择题（本题共5小题，共52分．按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）
9．（6分）用如图所示的装置研究“轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度形变量”的关系．在光滑的水平桌面上沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与一个小钢球接触．当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示．让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为s（当地重力加速度为g）．
（1）若要计算弹簧的弹性势能还应测量的物理量有____________
______________________________________________.
（2）弹簧的弹性势能Ep与小钢球飞行的水平距离s及上述测量出的物理量之间的关系式为Ep＝____________．
（3）弹簧的压缩量x与对应的铜球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：
弹簧的压缩
量x（cm）
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
小钢球飞行的
水平距离s（m）
2.01
4.01
4.96
6.01
7.00
根据上面的实验数据，请你猜测弹性势能Ep与弹簧的压缩量x的关系为__________________________________________________．
释放弹簧后，弹簧储存的弹性势能转化为小钢球的动能Ep＝
mv2，①
小钢球接下来做平抛运动，有s＝vt，②
h＝
gt2.③
由①②③式可解得Ep＝
，即弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m，桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式为Ep＝
.可知：
Ep∝s2，由题目表格中给定的数据可知s∝x，综上可知：
Ep∝x2，故弹簧的弹性势能Ep与弹簧长度的压缩量x之间的关系为Ep∝x2.
（1）小钢球质量m、桌面离地面高度h（2分）
（2）
（2分） （3）Ep与x2成正比（2分）
10．（10分）为了探究做功与物体动能之间的关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块，轻弹簧的一端与滑块相接，另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置（如图所示），使弹簧处于自然状态时，滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间．实验步骤如下：
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d；
②在气垫导轨上适当位置标记一点A（图中未标出，AP间距离远大于d），将滑块从A点由静止释放．由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t；
③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v；
④更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤②③，记录弹簧劲度系数及相应的速度v，如下表所示：
弹簧劲度系数
k
2k
3k
4k
5k
6k
v/（m·
s－1）
0.71
1.22
1.41
1.58
1.73
v2/（m2·
s－2）
0.50
1.49
1.99
2.49
2.99
v3/（m3·
s－3）
0.36
1.82
2.80
3.94
5.18
（1）测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图所示，读得d＝________m；
（2）用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块的速度的表达式v＝________；
（3）已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中，弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比，根据表中记录的数据，可得出弹簧对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度v的关系是_____________________________________________________．
根据游标卡尺读数规则，d＝16mm＋0.2mm＝16.2mm＝1.62×
10－2m.由速度定义式得v＝d/t.弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比，即W∝k.而k∝v2，所以W与v2成正比．
（1）1.62×
10－2（3分）
（2）d/t（3分） （3）W与v2成正比（4分）
11．（12分）（2017·
仙桃模拟）飞机在水平跑道上滑行一段时间后起飞．飞机总质量m＝1×
104kg，发动机在水平滑行过程中保持额定功率P＝8000kW，滑行距离x＝50m，滑行时间t＝5s，以水平速度v0
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