1、2013届高三物理名校试题汇编系列（第1期）专题6 机械能守恒定律一、单项选择题1.（吉林省长春市2012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-时间图象如图所示，根据图象可知，下列说法中正确的是（ ）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2012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
2、，则在这段时间内可以表示发动机所做功W的计算式为（ ）ABCD2.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。本题答案为A。3（福建省厦门市2012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，则下面四个图像中，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2012届高三第一次
3、模拟考试试卷）自由下落的物体，其动能与位移的关系如图所示，则图中直线的斜率表示该物体的（ ）OhEkA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。本题答案为C。5（福建省四地六校2012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，若行驶中受到的摩擦阻力大小不变，则在加速过程中车速为v/3时，汽车的加速度大小为（ ）A3P/mv B2P/mv CP/mv D06.（江西省临川一中等2012届高三联考）甲、乙两个质量相同的物体受
4、到竖直向上的拉力作用，从同一高度向上运动，它们的运动图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）A在0t1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2012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。若该过程空气阻力不能忽略，则下列说法中正确的是（ ）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
5、体机械能的增量8（广西南宁二中2012届高三10月份月考理综卷）如图所示，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，下列说法中正确的是（ ）A木箱克服重力所做的功等于木箱机械能的增加BF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CF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DF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2012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
6、线上的水平恒力F2的作用，小球从A点由静止开始运动，在05 s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 : 5 B.t=2. 5 s时，小球经过分界线MNC.t=2. 0 s时，恒力F2的功率P=20 W D.在02.5 s的过裎中，F1与F2做功之和为零10（浙江省宁波市2012届高三第一学期期末考试物理试卷）如图所示，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
7、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
8、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F2mg，所以球受到的合力F合=F-mgmg，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。本题答案为A。11（甘肃省天水市一中2012届高三上学期期末考试物理试题、福建省四地六校2012届高三第三次联考）如图所示小球沿水平面通过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下列说法不正确的是（ ）A小球落地点离O点的水平距离为2RB小球落地点时的动能为5mgR/2 C小球运动到半圆
9、弧最高点P时向心力为零D若将半圆弧轨道上部的1/4圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高0.5R12（陕西省西安八校2012届高三上学期期中联考、福建省厦门市2012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=6103kg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=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 B4s内汽车牵引力所做的功C4s末汽车的速度 D4s末汽车合外力的瞬时功率13（湖北省天门、仙桃、潜江2012届高三第一学期期末考试理综卷）
10、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，则下列说法中错误的是（ ）At0时间内加速度最小 Bt0时间内F做的功为零Ct1时刻物块的速度最大 Dt2时刻物块的速度最大14（辽宁省五校协作体2012届高三上学期期末联合考试理综卷）如图所示，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，若以地面为零势能点，则下列说法不正确的是（ ）A物体回到出发点时的动能是60J B开始时物体所受的恒力F=
11、2mgsinC撤去力F时，物体的重力势能是45J D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2012届高三3月联考试卷）如图所示，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（ ） AR/4 BR/2 C5R/4 D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2012届高三联考）半径为r和R（rR）的光滑半圆形槽，
12、其圆心均在同一水平面上，如图所示，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2012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图所示，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2012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，若顾客站着不动时，扶梯对他做功为W1，做功功率为P1，若他
13、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，则下列说法中正确的是 （ ）AW1 = W2，P1 = P2 BW1W2，P1 = P2 CW1 = W2，P1P2 DW1W2，P1P219.（上海市青浦、杨浦、宝山、静安四区2012届高三下学期4月联考）如图所示，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，则在小球下落过程中 （ ） A合外力对小球做功为mgL B合外力对小球做功为Mu22C悬绳对小球不做功 D小球克服悬绳拉力做功为Mu2
14、220.（辽宁省重点中学协作体212届高三高考模拟考试理科综合）如图所示，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，已知小车的质量为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，若不计滑轮摩擦及空气的阻力，下列说法中正确的是 （ ）A若增加沙子的质量，系统的加速度将趋于无穷大B若水平桌面光滑，m处于完全失重状态C若水平桌面光滑，小桶获得的动能为m2gh/(m+M)D若水平桌面光滑，小桶获得的动能为mgh二、多项选择题21（贵州省遵义四中2012届高三月考理综卷）关于功率公式P=W/t 和P=Fv 的说法正确的是（ ）A由P=W/t 知
15、，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。本题答案为BD。22（广东省揭阳一中、金山中学2012届高三下学期两校
16、联考理综卷）物体沿直线运动的v-t关系如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则A从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB从第3秒末到第5秒末合外力做功为2WC从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75W23（湖北省武汉市部分学校2012届高三11月联考）如图所示，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v22g B大于v22g C小于v22g D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，
17、则根据机械能守恒定律有，可得h=v22g，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hv22g，选项C正确。本题答案为AC。24（广东省汕头市2012届高三上学期期末测试理综卷）如图所示，汽车在拱形桥顶点A匀速率运动到桥的B点下列说法正确的是（ ）ABA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2012届高三上学期第一次联考）如图所示，光滑固定斜面C倾角为，质量均为m的A、B一起以某一初速沿斜面向上做匀减
18、速运动，已知A上表面是水平的。则下列正确的是（ ）AA受到B的摩擦力水平向右 BB受到A的支持力不做功 CB的机械能不变 DA、B之间的摩擦力为mgsincos 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
19、机械能均不变，选项C正确；B的加速度大小为a=gsin，合外力沿斜面向下，大小为ma=mgsin，合外力沿水平方向上的分量等于A对B的摩擦力大小为mgsincos，所以A、B之间的摩擦力为mgsincos，选项D正确。本题答案为ACD。26（江苏省南京市四校2012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，如图所示，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2012届高三上学期12月份月考）如图所示，当小车向右
20、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（ ）AM受静摩擦力增大 BM对车厢壁的压力增大CM仍相对于车厢静止 DM受静摩擦力不变28.（湖南省十二校2012届高三第一次联考考试）如图所示，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，对于这一过程，下列说法正确的是（ ）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2012届高三第二次模拟考试）如图所示，一质量为m
21、= 2 kg的滑块从半径为R = 0.2 m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。已知传送带匀速运行速度为v0= 4 m/s，B点到传送带右端C点的距离为L=2 m。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 = 10 m/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；（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2012届高三下学期第一次高考模拟考试）如图所示，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。
22、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）若在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。（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2012届高三3月高考模拟考试（二模）理综）如图所示，一质量为m = 0.5 kg的小滑块，在F = 4 N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= 1.7
23、5 m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。已知小滑块沿斜面上滑到的最远点C距B点为L =2 m，小滑块最后恰好停在A处。不计B处能量损失，g取10 m/s2，已知sin37 = 0.6，cos37 = 0.8。试求：（1）小滑块与水平面间的动摩擦因数；（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2012届高三联考试题）如图所示，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
24、放，压缩弹簧后被弹回到D点恰好静止。已知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，且已知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2012届高三上学期期末测试理综卷）如图所示，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=15
25、m/s.已知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。34（浙江省宁波市2012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=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2012届高三联考）如图所示，一位质量m=60kg参加“
26、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，则人在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，则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2012届高三12月月考）如图所示，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。（3）若将木板右端截去长为L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，L应为多少？