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?