1、高三一轮章末检测试卷机械能（含解析）(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)图511(2008年高考海南卷)如图51，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动，在此过程中()A小球的机械能守恒B重力对小球不做功C绳的张力对小球不做功D在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少量解析：选C.因有摩擦力做功，机械能不守恒，A错因在竖直方向上有位置变化，故重力
2、做功，B错绳中拉力始终与运动方向垂直，不做功，C正确合外力做功等于动能的变化，克服摩擦力做功等于机械能的减少量，D错2如图52所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是()图52A物体的重力势能减少，动能增加B斜面的机械能不变C斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功D物体和斜面组成的系统机械能守恒解析：选AD.物体下滑过程中，由于物体与斜面相互间有垂直于斜面的作用力，使斜面加速运动，斜面的动能增加；物体沿斜面下滑时，既沿斜面向下运动，又随斜面向右运动，其合速度方向与弹力方向不垂直，且夹角大于90，所以物体克服相互作用力做功，物体的机械
3、能减少，但动能增加，重力势能减少，故A正确，B、C项错误对物体与斜面组成的系统内，只有动能和重力势能之间的转化，故系统机械能守恒，D项正确3(2009年高考宁夏卷)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为(01)现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动设F的方向与水平面夹角为，如图53，在从0逐渐增大到90的过程中，木箱的速度保持不变，则()图53AF先减小后增大BF一直增大CF的功率减小DF的功率不变解析：选AC.木箱在F作用下向右匀速运动的过程中，受4个力作用而平衡即Fcos(mgFsin)，解得：F，F有极值，所以A正确B错误；F的功率PFvcos，所以C正确D错误图544如图
4、54所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员(可视为质点)，a站在地面，b从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员b摆至最低点时，a刚好对地面无压力，则演员a质量与演员b质量之比为()A11B21C31D41解析：选B.设b摆至最低点时的速度为v，此时对应绳长为l，由机械能守恒定律可得：mbgl(1cos60)mbv2，解得v.设b至最低点时绳子的拉力为FT，由圆周运动知识得：FTmbgmb，解得FT2mbg，对演员a有FTmag，所以，演员a质量与演员b质量之比为21.故B正确5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
5、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Ffkv2，则动车组运行的最大速度是普通列车的()A1倍B2倍C3倍D9倍解析：选C.列车以最大速度行驶时的功率PFfvkv3，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正确6(2009年山东泰安4月月考)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
6、F和速度v随时间t变化的图象是()图55解析：选AD.由PFv可判断，开始时汽车做匀速运动，则F0Ff，PF0v0，v0P/Ff，当汽车功率减小一半PP/2时，汽车开始做变减速运动，其牵引力为F1P/vP/2vF0/2，加速度大小为a(FfF1)/mFf/mP/(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vv0/2做匀速运动，故A正确；同理，可判断出汽车的牵引力由F1F0/2最终增加到F0，所以，D也正确7.(2008年高考四川理综卷)一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定，若用F、v、x和E分别表示该物体所受
7、的合力、物体的速度、位移和机械能，则图56中可能正确的是()图56解析：选AD.物体沿斜面下滑时，受到的合外力F为恒力，故A正确物体下滑的加速度a也为恒定值，由vat可知B错误由xat2可知C错误设初态时物体的机械能为E0，由功能关系可得末态的机械能EE0FfxE0Ff(at2)E0，又因为物体滑到底端时仍有动能，故在tt0时刻E0，故D正确8如图57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()图57A小环的质量是1kg
8、B细杆与地面间的倾角是30C前3s内拉力F的最大功率是2.25WD前3s内小环机械能的增加量是5.75J解析：选AD.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am/s20.5m/s2，由牛顿第二定律得：5mgsinma,4.5mgsin，得m1kg，A正确；sin0.45，B错误；分析可得前3s内拉力F的最大功率以1s末为最大，PmFv50.5W2.5W，C错误；前3s内小环沿杆上升的位移l1m0.52m1.25m，前3s内小环机械能的增加量Emv2mglsin5.75J，故D正确9如图58所示，倾角为30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
9、球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，A的质量为m，B的质量为4m.开始时，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，下列判断中错误的是()图58A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的机械能守恒D小球A的机械能不守恒，A、B系统的机械能守恒解析：选D.因斜面体和B均不动，小球A下摆过程中只有重力做功，因此机械能守恒，C正确，D错误；开始A球在与O等高处时，绳的拉力为零，B受到沿斜面向上的摩擦力，小球A摆至最低点时，由FTmg和mglOAmv2得FT3m
10、g，对B物体沿斜面列方程：4mgsinFfFT，当FT由0增加到3mg的过程中，Ff先变小后反向增大，故A正确以斜面体和B为一整体，因OA绳的拉力水平方向的分力始终水平向左，故地面对斜面的摩擦力的方向一直向右，故B正确10(2010年江苏启东中学质检)如图59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()图59A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
11、木箱和小物体的质量解析：选AC.最大速度vm，此时F(Mm)g，PFvm，由动能定理，Pt(Mm)gh(Mm)vm2质量约去，可以求得高度h.二、填空题(本题共2小题，每小题8分，共16分把答案填在题中横线上)11(2009年高考安徽卷)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图510所示，实验主要过程如下：图510(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、；(2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、；(3)作出Wv草图；(4)分析Wv图象如果Wv图象是一条直线，表明Wv；如果不是直线，可考虑是否存在Wv2、Wv3、W等关系以下关于该实验的
12、说法中有一项不正确，它是_A本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W.所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、B小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜C某同学在一次实验中，得到一条记录纸带纸带上打出的点，两端密、中间疏出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小D根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算解析：由于橡皮筋松弛后，小车做匀速运动，此
13、时的速度是小车的最大速度，也是做功后的最终速度，故求此速度应用匀速那一段的数据，而不应该使用从第一点到最后一点的数据来算D不正确答案：D12(2010年广东六校联考)如图511甲所示，用包有白纸的质量为m(kg)的圆柱棒代替纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，代替打点计时器当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号，如图乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动测得记号之间的距离依次为20.0mm,44.0mm,68.0mm,92.0mm,116.0mm,140.0mm，已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样，由此验证机械能守恒根据以上内容，
14、回答下列问题：图511(1)毛笔画相邻两条线的时间间隔T_s，图乙中的_端是圆柱棒的悬挂端(填“左”或“右”)(2)根据图乙所给的数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落的速度vC_m/s；画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD_m/s；记号C、D之间重力势能的变化量为_J，棒的动能变化量为_J(g取9.8m/s2，结果保留三位有效数字)解析：(1)电动机的转速n1200r/min，所以周期Tmin0.05s，圆柱棒竖直自由下落，速度越来越大，因此毛笔所画出的记号之间的距离越来越大，因此左端的记号后画上，所以左端是悬挂端(2)匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于这一段的平均速度vCm/s1.12m
15、/s，vDm/s1.60m/s，C、D之间重力势能的变化量EpmghCD9.868.0103mJ0.666mJ，棒的动能变化量Ekmv2Dmv2C0.653mJ.答案：(1)0.05左(2)1.121.600.666m0.653m三、计算题(本大题共4小题，共44分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13(10分)(2009年高考上海卷)质量为5103kg的汽车在t0时刻速度v010m/s，随后以P6104W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5103N求：(1)汽车的最大速度vm；(2)汽车在72s内经过的路程s.解析：(1)达
16、到最大速度时，牵引力等于阻力PFfvmvmm/s24m/s.(2)由动能定理可得PtFfsmvm2mv02所以sm1252m.答案：(1)24m/s(2)1252m图51214(10分)(2010年苏北四市联考)山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动，一滑雪坡由AB和BC组成，AB是倾角为37的斜坡，BC是半径为R5m的圆弧面，圆弧面和斜面相切于B，与水平面相切于C，如图512所示，AB竖直高度差h8.8m，运动员连同滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下通过C点后飞落(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，g取10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)运动员到达C点的速度大小；(2)
17、运动员经过C点时轨道受到的压力大小解析：(1)由AC过程，应用动能定理得：mg(hR)mv2C又RR(1cos37)，可解得：vC14m/s.(2)在C点，由牛顿第二定律得：FCmgm解得：FC3936N.由牛顿第三定律知，运动员在C点时对轨道的压力大小为3936N.答案：(1)14m/s(2)3936N图51315(12分)(2010年广州高三调研测试)小物块A的质量为m，物块与坡道间的动摩擦因数为，水平面光滑，坡道顶端距水平面高度为h，倾角为.物块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，重力加速度为g.将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如
18、图513所示物块A从坡顶由静止滑下，求：(1)物块滑到O点时的速度大小(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度解析：(1)由动能定理得mghmghcotmv2得v.(2)在水平滑道上由能量守恒定律得mv2Ep联立解得Epmghmghcot.(3)设物块A能够上升的最大高度为h1，物块A被弹回过程中，由能量守恒定律得Epmgh1cotmgh1解得h1.答案：(1)(2)mghmghcot(3)图51416(12分)(2010年山东济南期末测试)如图514所示的“S”形玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，放置在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半
19、圆对接而成，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切，轨道在水平方向不可移动弹射装置将一个小球(可视为质点)从a点水平弹射向b点并进入轨道，经过轨道后从最高点d水平抛出(抛出后小球不会再碰轨道)，已知小球与地面ab段间的动摩擦因数0.2，不计其他机械能损失，ab段长L1.25m，圆的半径R0.1m，小球质量m0.01kg，轨道质量为M0.26kg，g取10m/s2，求：(1)若v05m/s，小球从最高点d抛出后的水平射程(2)若v05m/s，小球经过轨道的最高点d时，管道对小球作用力的大小和方向(3)设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当v0至少为多少时，小球经过两半圆的对接处c点时，轨道对地面的压力为零解析：(1)设小球到达d点处速度为v，由动能定理，得mgLmg4Rmv2mv02小球由d点做平抛运动，有4Rgt2xvt联立并代入数值，解得小球从最高点d抛出后的水平射程：x0.98m.(2)当小球通过d点时，由牛顿第二定律得FNmgm代入数值解得管道对小球作用力FN1.1N，方向竖直向下(3)设小球到达c点处速度为vc，由动能定理，得mgLmg2Rmvc2mv02当小球通过c点时，由牛顿第二定律得FNmgm要使轨道对地面的压力为零，则有FNMg联立并代入数值，解得v06m/s.答案：(1)0.98m(2)1.1N，方向竖直向下(3)6m/s