高考物理机械能守恒定律单元试题及答案.docx

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高考物理机械能守恒定律单元试题及答案

2019高考物理机械能守恒定律单元试题及答案

　　同学们都在忙碌地复习自己的功课||，为了帮助大家能够在考前对自己多学的知识点有所巩固||，下文整理了这篇机械能守恒定律单元试题||，希望可以帮助到大家!

第Ⅰ卷（选择题||，共50分）

一、选择题：

本卷共10小题||，每小题5分||，共50分||，每小题有一个或多个选项正确||，全部选对得5分||，选不全的得3分||，有选错或不答的得0分。

1.质量为m的物体||，在距地面h高处以g3的加速度由静止竖直下落到地面||，下列说法中不正确的是

A.物体的重力势能减少mgh3B.物体的机械能减少2mgh3

C.物体的动能增加mgh3D.重力做功mgh

2.从合肥开往南京、上海的动车组开始运行||，动车组的最大优点是列车的运行速度快.提高列车运行速度的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率.动车组机车的额定功率是普通机车的27倍||，已知匀速运动时||，列车所受阻力与速度的平方成正比||，即f=kv2||，则动车组运行的最大速度是普通列车的（）

A.1倍B.2倍C.3倍D.9倍

3.从某一高处水平抛出一个物体||，物体着地时的速度方向与水平方向成角.不计空气阻力||，取地面为重力势能的参考平面||，则物体抛出时的动能与重力势能之比为（）

A.sin2B.cos2C.tan2D.cot2

4.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶||，发动机功率为P||，牵引力为F0||，t1时刻||，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||，到t2时刻||，汽车又恢复了匀速直线运动.能正确表示这一过程中汽车牵引力F和速度v随时间t变化的图象是（）

5.如图甲所示||，足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角||，在杆上套有一个光滑小环||，沿杆方向给环施加一个拉力F||，使环由静止开始运动||，已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示||，重力加速度g取10m/s2.则以下判断正确的是（）

A.小环的质量是1kg

B.细杆与地面间的倾角是30

C.前3s内拉力F的最大功率是2.25W

D.前3s内小环机械能的增加量是5.75J

6.如图所示||，一块木板可绕过O点的光滑水平轴在竖直平面内转动||，木板上放有一木块||，木板右端受到竖直向上的作用力F||，从图中实线位置缓慢转动到虚线位置||，木块相对木板不发生滑动.则在此过程中（）

A.木板对木块的支持力不做功

B.木板对木块的摩擦力做负功

C.木板对木块的摩擦力不做功

D.F对木板所做的功等于木板重力势能的增加

7.质量为1kg的物体以某一初速度在水平地面上滑行||，由于受到地面摩擦阻力作用||，其动能随位移变化的图线如图所示||，g=10m/s2||，则物体在水平地面上（）

A.所受合外力大小为5N

B.滑行的总时间为2s

C.滑行的加速度大小为1m/s2

D.滑行的加速度大小为2.5m/s2

8.如图所示||，A、B两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连||，置于固定斜面体的两个斜面的相同高度||，处于静止状态||，两斜面的倾角分别是53和37||，若不计摩擦||，剪断细绳后下列说法中正确的是（）

A.两物体着地时的速度相同

B.两物体着地时的动能相同

C.两物体着地时的机械能相同

D.两物体着地时所受重力的功率相同

9.如图所示||，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上||，环与杆的动摩擦因数为.现给环一个向右的初速度v0||，同时对环施加一个竖直向上的作用力F||，并使F的大小随v的大小变化||，两者关系F=kv||，其中k为常数||，则环在运动过程中克服摩擦所做的功大小可能为（）

A.12mv20

B.0

C.12mv20+m3g22k2

D.12mv20-m3g22k2

10.如图所示||，木箱高为L||，其底部有一个小物体Q（质点）||，现用力竖直向上拉木箱||，使木箱由静止开始向上运动.若保持拉力的功率不变||，经过时间t||，木箱达到最大速度||，这时让木箱突然停止||，小物体会继续向上运动||，且恰能到达木箱顶端.已知重力加速度为g||，不计空气阻力||，由以上信息||，可求出的物理量是（）

A.木箱的最大速度

B.时间t内拉力的功率

C.时间t内木箱上升的高度

D.木箱和小物体的质量

第Ⅱ卷（非选择题||，共50分）

二、实验题：

本题共2小题||，共12分。

把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答。

11.（6分）与普通自行车相比||，电动自行车骑行更省力.下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数.在额定输出功率不变的情况下||，质量为60kg的人骑着此电动自行车沿平直公路行驶||，所受阻力恒为车和人总重的0.04倍.当此电动车达到最大速度时||，牵引力为________N||，当车速为2m/s时||，其加速度为________m/s2.（g=10m/s2）

规格后轮驱动直流永磁铁电机

车型14电动自行车额定输出功率200W

整车质量40kg额定电压48V

最大载重120kg额定电流4.5A

12.（6分）在验证机械能守恒定律的实验中||，选出一条纸带如图所示.其中O点为起始点||，A、B、C为从合适位置开始选取的三个点||，打点计时器通一50Hz的交流电||，用最小刻度为mm的刻度尺||，测得OA=11.13cm||，OB=17.69cm||，OC=25.9cm.记录的这三个数据中不符合有效数字要求的是________||，应写成________cm.在记数点A和B之间、B和C之间还各有一个点未画出.重锤的质量是0.5kg.根据以上数据||，打B点时||，重锤的重力势能比开始减少了________J||，这时它的动能是________J.（g=9.8m/s2||，结果取三位有效数字）

三、计算题：

本题共3小题||，共38分。

解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

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。

13.（10分）某弹性小球从距地面高度H处静止下落||，假设小球与地面发生弹性碰撞（没有损失能量）||，但由于空气阻力的影响||，小球只能上升34H.现为了使小球与地面碰撞后还能上升原来的高度H||，则必须给小球多大的初速度v0?

14.（13分）如图所示||，水平传送带正以2m/s的速度运行||，两端水平距离l=8m||，把一质量m=2kg的一个物块轻轻放到传送带的A端||，物块在传送带的带动下向右运动||，若物块与传送带间的动摩擦因数=0.1||，则把这个物块从A端传送到B端的过程中||，不计物块的大小||，g取10m/s2||，求：

（1）摩擦力做功的平均功率||；

（2）摩擦力做功的最大功率.

15.（15分）如图所示||，半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内.小球A、B质量分别为m、3m.A球从左边某高处由静止释放||，并与静止于轨道最低点的B球相撞||，碰撞后A球被反向弹回||，且A、B球能达到的最大高度均为14R.重力加速度为g.问：

（1）碰撞刚结束时B球对轨道的压力大小||；

（2）通过计算说明||，碰撞过程中A、B球组成的系统有无机械能损失?

若有损失||，求出损失了多少?

参考答案

1.A解析：

由物体的受力分析知||，mg-f=ma=mg3||，则f=2mg3||，向上||，对物体做负功||，机械能减少.重力势能变化由重力做功引起||，重力做正功mgh||，则重力势能减少mgh.机械能变化由外力引起||，外力即f做功-2mgh3||，机械能减少2mgh3.动能变化由合外力做功引起||，合外力为mg3||，做功为mgh3||，动能增加mgh3.

2.C解析：

列车以最大速度行驶时的功率P=fv=kv3||，所以动车组机车的额定功率是普通机车的27倍时||，动车组的最大行驶速度为普通列车的3倍||，故C项正确.

3.D解析：

根据平抛运动知识可以求出水平速度和竖直速度之间的关系||，即vyvx=tan.求出动能和重力势能分别为Ep=mgh=mgvyt2=12mv2y||，Ek=12mv20=12mv2x||，则EkEp=（vxvy）2=cot2||，故D项对.

4.AD解析：

由P=Fv可判断||，开始时汽车做匀速运动||，则F0=f||，P=F0v0||，v0=P/f||，当汽车功率减小一半P=P/2时||，汽车开始做变减速运动||，其牵引力为F1=P/v=P/2v=F0/2||，加速度大小为a=（f-F1）/m=f/m-P/（2mv）||，由此可见||，随着汽车速度v减小||，其加速度a也减小||，最终以v=v0/2做匀速运动||，故A项正确||；同理||，可判断出汽车的牵引力由F1=F0/2最终增加到F0||，所以||，D项也正确.

5.AD解析：

设小环的质量为m||，细杆与地面间的倾角为||，由题图乙知||，小环在第1s内的加速度a=0.51m/s2=0.5m/s2||，由牛顿第二定律得：

5-mgsin=ma||，4.5=mgsin||，得m=1kg||，A项正确||；sin=0.45||，B项错误||；分析可得前3s内拉力F的最大功率以1s末为最大||，Pm=Fv=50.5W=2.5W||，C项错误||；前3s内小环沿杆上升的位移x=0.521m+0.52m=1.25m||，前3s内小环机械能的增加量E=12mv2+mgxsin=5.75J||，故D项正确.

6.C解析：

由于摩擦力是静摩擦力||，并且和运动方向始终垂直||，所以摩擦力不做功||，物体重力势能增加||，动能不变||，所以弹力对木块做正功||，故A、B两项错||，C项对||；力F对木板所做的功等于木板和木块重力势能的增加||，故D项错.

7.D解析：

根据题中图象可知物体受到的摩擦力为2.5N||，加速度为2.5m/s2||，根据匀变速直线运动的规律可以求出时间为4s.

8.D解析：

两物体着地时速度的大小相同||，但方向不同||，故A项错||；由于两侧斜面的角度不同并开始时处于静止状态||，所以质量不同||，落地时的动能和机械能也不同||，故B、C两项错||；物体的重力沿斜面方向的合力大小相等||，着地时速度大小也相等||，且也沿斜面方向||，所以着地时所受重力的功率相同||，故D项对.

9.ABD解析：

分情况进行讨论||，如果开始时重力和F相等||，则圆环做匀速运动||，动能不变||，A项正确||；如果重力大于F||，则减速过程中摩擦力逐渐增大||，最终静止||，B项正确||；如果开始时重力小于F||，则做减速运动时摩擦力逐渐减小到零||，D项正确.

10.AC解析：

最大速度vm=2gL||，此时F=（M+m）g||，P=Fvm||，由动能定理||，Pt-（M+m）gh=12（M+m）v2m||，质量约去||，可以求得高度h.

11.（6分）400.6

12.（6分）25.9cm（或OC段）25.900.8670.852

13.（10分）解析：

静止下落时||，由动能定理可得：

mg14H-f74H=0

解得：

f=17mg

以初速度v0下落时||，由动能定理可得：

-f2H=0-12mv20||，解得v0=47gH.

答案：

47gH

14.（13分）解析：

物体刚放到传送带上时||，由于与传送带有相对运动||，物块受向右的滑动摩擦力||，物块做加速运动||，摩擦力对物块做功||，求出物块在摩擦力作用下的位移和运动时间||，由P=Wt和P=Fv分别求出平均功率和最大功率.

（1）物块受向右的摩擦力f=mg=0.1210N=2N||，加速度a=fm=g=0.110m/s2=1m/s2

当物块与传送带相对静止时的位移x=v22a=2221m=2m

摩擦力做功为：

W=fx=22J=4J

相对静止后物块与传送带之间无摩擦力||，此后物块匀速运动到B端||，物块由A端到B端所用的时间为

t=va+l-xv=21s+8-22s=5s

则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为

P=Wt=45W=0.8W.

（2）当物块在传送带上加速到与传送带速度相同时||，摩擦力的功率最大||，则

Pm=fv=22W=4W.

答案：

（1）0.8W

（2）4W

15.解析：

（1）因A、B球能达到的最大高度均为14R||，由机械能守恒定律||，得到碰撞后小球的速度大小为

12mv2=14mgR||，vA=vB=gR2

设B球受到的支持力大小为N||，根据牛顿第二定律：

N-3mg=3mv2BR||，得N=92mg.

由牛顿第三定律||，小球B对轨道的压力大小为：

N=N=92mg.

（2）设A球碰前的速度方向为正方向||，碰撞过程满足动量守恒定律||，

mv0=-mvA+3mvB

代入vA与vB的值||，有：

v0=2gR

碰前系统的机械能E1=12mv20=mgR

碰后系统的机械能为E2=14mgR+34mgR=mgR

故E1=E2||，无机械能损失.

答案：

（1）92mg

（2）无机械能损失

以上机械能守恒定律单元试题和答案解析的所有内容就是这些||，查字典物理网预祝考生在高考中获得满意的成绩。