高考物理动能定理机械能守恒测试题 13页

‎2010届高考物理专题复习 动能定理、机械能守恒测试题 一．不定项选择题 ‎(潍坊一模)1．一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1．5倍，则此过程中铁块损失的机械能为（ ）‎ A． mgR B． mgR C． mgR D． mgR ‎(莱芜四中)2．铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是 ‎（ ）‎ ‎ A． 金属环在下落过程中的机械能守恒 ‎ B． 金属环在下落过程动能的增加量小于其重 力势能的减少量 ‎ C． 金属环的机械能先减小后增大 ‎ D． 磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力 ‎(日照市)3．如图所示，倾角为30o的斜面体置于水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的光滑支点O。已知A的质量为m，B的质量为‎4m 现用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力)，OB绳平行于斜面，此时物块B静止不动。将 A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是（ ）‎ A．物块B受到的摩擦力先减小后增大 B．地面对斜面体的摩擦力方向一直向右 C．小球A与地球组成的系统机械能守恒 D．小球A、物块B与地球组成的系统机械能不守恒 ‎(威海一中1)4．如图所示，两光滑斜面的倾角分别为30°和45°，质量分别为2ｍ和ｍ的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦)，分别置于两个斜面上并由静止释放；若交换两滑块位置，再由静止释放．则在上述两种情形中正确的有（ ）‎ Ａ.质量为2ｍ的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用 B.质量为ｍ的滑块均沿斜面向上运动 C. 系统在运动中机械能均守恒 D.绳对质量为ｍ滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力 ‎(威海一中2)‎1‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎3‎ 5．如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断正确的是（ ）‎ ‎（A）能判定位置“1”是小球释放的初始位置 ‎（B）能求出小球下落的加速度为 ‎（C）能求出小球在位置“3”的速度为 ‎（D）能判定小球下落过程中机械能是否守恒 ‎ ‎ A F B ‎(威海一中2)6．如图所示，A为一放在竖直轻弹簧上的小球，在竖直向下恒力F的作用下，在弹簧弹性限度内，弹簧被压缩到B点，现突然撒去力F，小球将向上弹起直至速度为零，不计空气阻力，则小球在上升过程中（ ）‎ ‎（A）小球向上做匀变速直线运动 ‎（B）当弹簧恢复到原长时，小球速度恰减为零 ‎（C）小球机械能逐渐增大 ‎（D）小球动能先增大后减小 ‎(威海一中4)7．在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）( )‎ A．他的动能减少了Fh B．他的重力势能减少了mgh C．他的机械能减少了(F－mg)h D．他的机械能减少了Fh ‎(淄博市)8．如图所示，带正电的小球穿在绝缘粗糙倾角为θ的直杆上，整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆斜向上的匀强磁场，小球沿杆向下滑动，在a点时动能为100J，到C点时动能为零，则b点恰为a、c的中点，则在此运动过程中( ) （ ）‎ ‎ A．小球经b点时动能为50J ‎ B．小球电势能增加量可能大于其重力势能减少量 ‎ C．小球在ab段克服摩擦力所做的功与在bc段克服摩擦力所做的功相等 ‎ D．小球到C点后可能沿杆向上运动 二．实验题 ‎（泰安市）1．如图所示,位于光滑水平面桌面上的滑块P和Q都视 作质点,质量均为,与轻质弹簧相连,设Q静止,P以某 一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞,在整个过程中,‎ 弹簧具有的最大弹性势能等于____________.‎ 三．计算题 ‎（莱芜四中）1．质量为m=‎1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径R=‎1.0m圆弧对应圆心角，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=‎0.8m。小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动，0.8s后经过D点，物块与斜面间的滑动摩擦因数为=0.33（g=‎10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）试求：‎ ‎ （1）小物块离开A点的水平初速度v1‎ ‎ （2）小物块经过O点时对轨道的压力 ‎ （3）斜面上CD间的距离 ‎ （4）假设小物块与传送带间的动摩擦因数为0.3，传送带的速度为‎5m/s，则PA间的距离是多少？‎ ‎(日照市)2．如图所示，为光电计时器的实验简易示意图。当有不透光物体从光电门问通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光滑水平导轨MN上放置两个相同的物块A和B，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带平滑连接，今将挡光效果好，宽度为d=3．6×10‎-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和和B上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光。传送带水平部分的长度L=‎8m，沿逆时针方向以恒定速度v=‎6m／s匀速转动。物块A、B与传送带间 的动摩擦因数p=O．2，且质量为 mA=mB=lkg开始时在A和B之 间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止 状态，现解除锁定，弹开物块A和 B，迅速移去轻弹簧，两物块第一次 通过光电门，计时器显示读数均为t ‎=9．0×10-4s，重力加速度g取 ‎10m‎／s2，试求：‎ ‎(1)弹簧储存的弹性势能Ep ‎(2)物块B沿传送带向右滑动的最远距离sm；‎ ‎(3)物块B滑回水平面MN的速度大小；‎ ‎（泰安市）3．如图所示，在同一竖直平面内两正对着的半径为的相同半圆滑 ‎ 轨道，相隔一定的距离,虚线沿竖直方向，一质量为的小球能在其间 ‎ 运动。今在最低点与最高点各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来。当轨道距离不同时，测得两点压力差与距离的图像如右图所示。（不计空气阻力，取‎10m/s ‎（1）当时，为使小球不脱离轨道运动，求小球在B点的最小速度（用物理量的符号表示）‎ ‎（2）试写出A、B两点的压力差 与 的函数关系。（用、、表示）‎ ‎（3）根据图象，求小球的质量和轨道半径。‎ ‎(威海一中1)4．如图，让一小物体（可看作质点）从图示斜面上的A点以v0=‎4m/s的初速度滑上斜面，物体滑到斜面上的B点后沿原路返回。若A到B的距离为‎1m，斜面倾角为θ=37°‎ ‎。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=‎10m/s2）‎ ‎（1）求物体与斜面间的动摩擦因数；‎ A v0‎ ‎)‎ θ h ‎·‎ ‎·‎ C B ‎（2）若设水平地面为零重力势能面，且物体返回经过C点时，其动能恰与重力势能相等，求C点相对水平地面的高度h。‎ ‎(威海一中1)5．如下图所示，质量为M的长滑块静止在光滑水平地面上，左端固定一劲度系数为且足够长的水平轻质弹簧，右侧用一不可伸长的细绳连接于竖直墙上，细绳所能承受的最大拉力为，使一质量为、初速度为的小物体，在滑块上无摩擦地向左滑动而后压缩弹簧，弹簧的弹性势能表达式为（为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量）。‎ ‎（1）给出细绳被拉断的条件。‎ ‎（2）长滑块在细绳拉断后被加速的过程中，所能获得的最大向左的加速度为多大？‎ ‎（3）小物体最后离开滑块时，相对地面速度恰好为零的条件是什么？‎ ‎(淄博市)6．如图是为了检验某种防护罩承受冲击力的装置，M是半径为R=‎1.0m的固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平。N为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径的圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点。M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m=‎0.01kg的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点，水平飞出后落到曲面N的某一点上，取g=‎10m/s2。求：‎ ‎ （1）发射该钢球前，弹簧的弹性势能EP多大？‎ ‎ （2）钢珠从M圆弧轨道最高点飞出至落到圆弧N上所用的时间是多少（结果保留两位有效数字）？‎ ‎（邹城二中）7．如图所示，滑块质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为0.1，它以的初速度由A点开始向B点滑行，AB=5R，并滑上光滑的半径为R的 圆弧BC，在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能达到C点的正上方。若滑块滑过C点后P孔，又恰能从Q孔落下，则平台转动的角速度ω应满足什么条件？‎ 山东省各市校2009届高三物理模拟试题专题精编 八．动能定理、机械能守恒专题答案 一．不定项选择题 ‎1.D 2.B 3.ABC 4.BC 5.BCD 6.D 7.BD 8.BD 二．实验题 ‎1 ‎ 三．计算题 ‎1．解：（1）对小物块，由A到B有 ‎ …………1分 在B点 …………2分 所以 …………1分 ‎ （2）对小物块，由B到O有 ‎ …………2分 其中 …………1分 在O点 …………1分 所以N=43N 由牛顿第三定律知对轨道的压力为 …………1分 ‎ （3）物块沿斜面上滑： …………1分 所以 物块沿斜面上滑： …………1分 由机械能守恒知 小物块由C上升到最高点历时 …………1分 小物块由最高点回到D点历时 …………1分 故 …………1分 即 …………1分 ‎ （4）小物块在传送带上加速过程： …………1分 PA间的距离是 …………1分 ‎2．‎ ‎ 解：(1)解除锁定，弹开物块AB后，两物体的速 ‎ 度大小VA=vB==‎4.0m/s ‎ 弹簧储存的弹性势能J(2分)‎ ‎(2)物块B滑上传送带做匀减速运动，当速度减为零时，滑动的距离最远。‎ ‎ 由动能定理得 得 (3分)‎ ‎(3)vB’= = ‎4m／s(3分)‎ ‎3．‎ 解:‎ ‎(1)小球恰能在A点沿轨道运动时:‎ ‎ (2分)‎ 此时,小球在点动能最小,由机械能守恒:‎ ‎ (2分)‎ ‎ 解得:‎ ‎ (1分)‎ ‎(2)在点: (2分)‎ 在点: (2分)‎ 小球从A到B机械能守恒:‎ ‎ (2分)‎ 两点的压力差: (1分)‎ ‎(3)由图象知:‎ 截距:‎ ‎ (2分)‎ 斜率:‎ ‎ (2分)‎ ‎4．‎ 解：‎ ‎（1）设物体与斜面间的滑动摩擦因数为μ，则物体上滑由A到B做速度由v0变为0的匀减速运动，令加速度大小为a，‎ 则由牛顿第二定律，可得mgsinθ+μmgcosθ=ma…①（2分），‎ 又由运动学公式，可得0-v02=-‎2a·AB…②（1分），‎ 由①、②式解得（1分），代入数据可得μ=0.25（1分）。‎ ‎（2）设物体返回经过C点时速度大小为v1，则对于物体由B到C，‎ 由动能定理有…③（2分），‎ 又…④（1分），由③、④式解得（1分），‎ 代入数据可得：h=‎0.24m（1分）‎ ‎5．‎ ‎（1）设弹簧压缩量为时绳被拉断：‎ 从初始状态到压缩绳被拉断的过程中，‎ 故细绳被拉断的条件为 ‎（2）设绳被拉断瞬间，小物体的速度为，有 解得 当弹簧压缩至最短时，滑块有向左的最大加速度，‎ 此时，设弹簧压缩量为，小物体和滑块有相同的速度为 从绳被拉断后到弹簧压缩至最短时，小物体和滑块，弹簧系统的动量守恒，机械能守恒：‎ ‎ ‎ 由牛顿第二定律：‎ 解得 ‎（3）设小物体离开时，滑块M速度为，有：‎ ‎，，解得 由于，故物体最后离开滑块时，相对地面速度恰好为零的条件是 ‎，且满足 ‎6．‎ ‎ 解：（1）设钢球的轨道M最高点的速度为v，在M的最低端速度为v0，则在最高点，‎ 由题意得 ①（2分）‎ ‎ 从最低点到最高点，由机械能守恒定律得： ②（3分）‎ ‎ 由①②得： ③ （1分）‎ ‎ 设弹簧的弹性势能为，由机械能守恒定律得：‎ ‎ =1.5×10－1J ④ （2分）‎ ‎ （2）钢珠从最高点飞出后，做平抛运动 ⑤ （1分）‎ ‎ ⑥ （2分）‎ ‎ 由几何关系 ⑦ （3分）‎ ‎ 联立⑤、⑥、⑦得t=0.24s （2分）‎ ‎7．‎ 解：设滑块至B点时速度为vB，对滑块由A点到B点应用动能定理有 ‎ …………2分 解得 …………1分 滑块从B点开始运动后机构能守恒，设滑块到达P处时速度为，则 ‎ …………2分 解得 …………1分 滑块穿过P孔后再回到平台的时间 …………2分 要想实现题述过程，需满足 …………2分 ‎ （n=0，1，2……） …………2分