届物理二轮机械能守恒定律专题卷 全国通用.docx

届物理二轮机械能守恒定律专题卷 全国通用.docx

《届物理二轮机械能守恒定律专题卷 全国通用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届物理二轮机械能守恒定律专题卷 全国通用.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

届物理二轮机械能守恒定律专题卷全国通用

机械能守恒定律

一、选择题（在每小题给出的4个选项中，第1-4题只有一个选项正确，第5-12题有多个选项正确）

1．一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。

支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。

开始时OA边处于水平位置。

由静止释放，则（）

A．A球的最大速度为

B．A球的速度最大时，两小球的总重力势能最小

C．A球第一次转动到与竖直方向的夹角为45°时，A球的速度为

D．A、B两球的最大速度之比vA∶vB＝3∶1

【答案】BC

2．如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°变为120°，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g．则此下降过程中（）

A．A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于

B．A的动能最大时，B受到地面的支持力

C．弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向上

D．弹簧的弹性势能最大值为

mgL

【答案】BC

3．如图甲所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上，劲度系数为k的轻弹簧，下端固定在斜面底端，上端与质量为m的物块A连接，A的右侧紧靠一质量为m的物块B，但B与A不粘连。

初始时两物块均静止。

现用平行于斜面向上的拉力F作用在B，使B做加速度为a的匀加速运动，两物块在开始一段时间内的v－t图象如图乙所示，t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点，重力加速度为g，则（）

A．

B．t2时刻，弹簧形变量为

C．t2时刻弹簧恢复到原长，物块A达到速度最大值

D．从开始到t1时刻，拉力F做的功比弹簧释放的势能少

【答案】BD

4．如图所示，质量M＝4kg的物块B与质量m＝2kg的物块A间用一轻质弹簧连接后，置于一倾角θ＝37°且足够长的固定光滑斜面上，C为固定在斜面底部且与斜面垂直的挡板，整个装置处于静止状态，现用一平行于斜面向上、大小恒为F＝60N的拉力作用在物块A上，并使其沿斜面向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为x＝6m，则（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2）（）

A．此时物块A动能的增加量为360J

B．整个过程中弹簧弹性势能的增加量为300J

C．此时物块A的加速度大小为12m/s2

D．该轻弹簧的劲度系数为6N/m

【答案】CD

5．如图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬重力为G的物体。

设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率为v逆时针转动，则（）

A．人对重物做功功率为Gv

B．人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向右

C．人对传送带的摩擦力对传送带不做功

D．人对传送带做功的功率大小为Gv

【答案】D

6．如图所示，电梯轿厢质量为M，底板上放置一个质量为m的物体，钢索拉着轿厢由静止开始向上匀加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，不计空气阻力，则在此过程中说法错误的是（）

A．钢索的拉力做功等于

B．钢索对轿厢及物体构成的系统做功等于

C．底板支持力对物体做功等于

D．物体克服重力做功的平均功率等于mgv/2

【答案】A

7．如图所示，分别将两个完全相同的等腰直角三角形木块的一直角边和斜边固定在水平地面上．现一小物块分别从木块顶点由静止开始下滑，若小物块与木块各边之间的动摩擦因数均相同，当小物块分别滑到木块底端时动能之比为（　　）

A．

B．

C．2∶1D．1∶2

【答案】A

8．一质量为2kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀速运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随物体位移变化的关系图像。

已知重力加速度g＝10m/s2，由此可知下列说法不正确的是（　　）

A．物体与水平面间的动摩擦因数约为0.35

B．减速运动的时间约为1.7s

C．减速过程中拉力对物体所做的功约为13J

D．匀速运动时的速度约为6m/s

【答案】B

9．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧上升到一定高度后再下落，如此反复。

通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则

A．t1时刻小球动能最大

B．t2时刻小球动能最大

C．t2t3这段时间内，小球的动能先增加后减少

D．t2t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能

【答案】C

10．某小组在试验汽车模型，该模型以蓄电池为驱动能源，驱动电机能够将输入功率的90转化为牵引汽车模型前进的机械功率。

该模型的总质量m=30kg，当它在水平路面上以v=18km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=5A，电压U=30V。

某地区地表的平均日照辐射度约为480W/m，若以太阳能为该模型的蓄电池供电，已知能量转化效率约为15，汽车受到太阳照射面积约为1m。

以下说法正确的是（）

A．该模型以v=18km/h速度行驶时，所受的阻力大小为30N

B．该模型以v=18km/h速度行驶时，驱动电机的机械功率为150W

C．该模型若由太阳能直接供电，能以速度v=18km/h正常行驶

D．若该地一天的有效日照时间为8小时，充电一天可供该模型以v速度行驶约69.1km

【答案】D

11．如图所示，圆心在O点，半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，Oc与Oa的夹角为60°，轨道最低点a与桌面相切．一段不可伸长的轻绳两端系着质量分别为m和4m的小球A和B（均可视为质点），挂在圆弧轨道边缘c的两边，开始时，B位于c点，从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦，则在B球由c下滑到a的过程中

A．当小球B经过a点时，A、B速度大小之比为tan600

B．当小球B经过a点时，A、B速度大小之比为sin300

C．小球B经过a点时的速度大小为

D．小球B经过a点时的速度大小为

【答案】C

12．在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物。

如下图甲所示，倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m＝1kg的货物放在传送带上的A点，经过1.2s到达传送带的B点。

用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，已知重力加速度g＝10m/s2。

由vt图像可知

A．A、B两点的距离为2.4m

B．货物与传送带间的动摩擦因数为0.25

C．货物从A运动到B的过程中，传送带对货物做功大小为11.2J

D．货物从A运动到B的过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.6J

【答案】C

二、实验题

13．某同学做“探究合外力做功与动能改变的关系”实验，装置如图甲所示，将光电门固定在水平轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，保持小车（含遮光条）质量M不变，改变所挂重物质量多次进行实验，使小车每次都从同一位置A由静止开始运动，AB间距离为L．（重力加速度大小g取10m/s2）

（1）用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d＝cm；

（2）实验中认为小车所受拉力与重物重力大小相等，测出多组重物质量m和相应小车经过光电门时的速度v，作出v2－m图象如图丙所示，由图象可知小车受到的摩擦力大小为N；

（3）在满足条件的情况下，v2－m图象是线性变化的，说明合外力做的功等于动能的改变，此时图象的斜率k的表达式为k＝（用题给物理量的字母表示）．

【答案】1.0501m≪M

14．

（1）某同学想利用图甲所示装置,验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒,该同学认为只要将摩擦力平衡掉就可以了.你认为该同学的想法（填“正确”或“不正确”）,理由是:

. 

（2）另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律.如图乙所示,质量为m1的滑块（带遮光条）放在A处,由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码相连,导轨B处有一光电门,用L表示遮光条的宽度,x表示A、B两点间的距离,θ表示气垫导轨的倾角,g表示当地重力加速度.

①气泵正常工作后,将滑块由A点静止释放,运动至B,测出遮光条经过光电门的时间t,该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减小量表示为,动能的增加量表示为;若系统机械能守恒,则

与x的关系式为

=（用题中已知量表示）. 

②实验时测得m1=475g,m2=55g,遮光条宽度L=4mm,sinθ=0.1,改变光电门的位置,滑块每次均从A点释放,测量相应的x与t的值,以

为纵轴,x为横轴,作出的图象如图丙所示,则根据图象可求得重力加速度g0为m/s2（计算结果保留两位有效数字）,若g0与当地重力加速度g近似相等,则可验证系统机械能守恒.

【答案】不正确有摩擦力做功,不满足机械能守恒的条件（m2-m1sinθ）gx

（m1+m2）

9.4

三、计算题：

（写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

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。

）

15．如图所示，半径R＝1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ＝37°，另一端点C为轨道的最低点。

C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M＝1.0kg，上表面与C点等高。

质量为m＝1.0kg的物块（可视为质点）从空中A点以某一速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向以2m/s进入轨道。

已知物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10m/s2。

求：

（1）物块在A点时的平抛速度v0

（2）物块经过C点时对轨道的压力FN；

（3）若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q.

【答案】

（1）1.2m/s

（2）46N（3）9J

16．如图甲所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，运用传感器（未在图中画出）测得此过程中不同时刻被提升重物的速度v与对轻绳的拉力F，并描绘出v-

图象。

假设某次实验所得的图象如图乙所示，其中线段AB与v轴平行，它反映了被提升重物在第一个时间段内v和

的关系；线段BC的延长线过原点，它反映了被提升重物在第二个时间段内v和

的关系；第三个时间段内拉力F和速度v均为C点所对应的大小保持不变，因此图象上没有反映。

实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s，速度增加到vC=3.0m/s，此后物体做匀速运动。

取重力加速度g=10m/s2，绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计。

（1）在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一个时间段内和第二个时间段内还各有一些物理量的值保持不变。

请分别指出第一个时间段内和第二个时间段内所有其他保持不变的物理量，并求出它们的大小；

（2）求被提升重物在第一个时间段内和第二个时间段内通过的总路程。

【答案】

（1）第一时间段内重物所受拉力保持不变F1=6.0N，第二段时间内拉力的功率保持不变P=12W

（2）3.15m

17．在倾角为30°的光滑斜面底端固定一挡板，质量均为m的物块B、C通过轻弹簧连接，且均处于静止状态，此时弹簧的压缩量为x0，O点为弹簧的原长位置。

在斜面上距物块B的距离为3x0的P点由静止释放一质量也为m的物块A，A与B相碰（不粘连）后立即一起沿斜面向下运动，并恰好能返回到O点。

物块A、B、C均可视为质点，重力加速度为g。

（1）求A、B碰前弹簧具有的弹性势能Ep；

（2）若物块A从P点以一定的初速度沿斜面下滑，两物块A、B返回O点时还具有沿斜面向上的速度，此后恰好可以使C离开挡板而不上滑，求物块A在P点的初速度v0。

【答案】

（1）

mgx0

（2）

18．弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。

某种弹跳杆的结构如图甲所示，一根弹簧套在T型跳杆上，弹簧的下端固定在跳杆的底部，上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。

一质量为M的小孩站在该种弹跳杆的脚踏板上，当他和跳杆处于竖直静止状态时，弹簧的压缩量为x0。

从此刻起小孩做了一系列预备动作，使弹簧达到最大压缩量3x0，如图乙（a）所示；此后他开始进入正式的运动阶段。

在正式运动阶段，小孩先保持稳定姿态竖直上升，在弹簧恢复原长时，小孩抓住跳杆，使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度，如图乙（b）所示；紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度，如图乙（c）所示；然后自由下落。

跳杆下端触地（不反弹）的同时小孩采取动作，使弹簧最大压缩量再次达到3x0；此后又保持稳定姿态竖直上升，……，重复上述过程。

小孩运动的全过程中弹簧始终处于弹性限度内。

已知跳杆的质量为m，重力加速度为g。

空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计。

（1）求弹跳杆中弹簧的劲度系数k，并在图丙中画出该弹簧弹力F的大小随弹簧压缩量x变化的示意图；

（2）借助弹簧弹力的大小F随弹簧压缩量x变化的F-x图像可以确定弹力做功的规律，在此基础上，求在图乙所示的过程中，小孩上升到弹簧原长时的速率；

（3）求在图乙所示的过程中，弹跳杆下端离地的最大高度。

【答案】

（1）

；

（2）

；（3）