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1、2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 周測卷十 功和機(jī)械能2(含解析)
一 、單選題(本大題共4小題 。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,只有一個選項(xiàng)是符合題目要求的)
1. 如圖所示,木塊A放在木塊B的左端上方,用水平恒力F將A拉到B的右端,第一次將B固定在地面上,F(xiàn)做功W1,生熱Q1;第二次讓B在光滑水平面可自由滑動,F(xiàn)做功W2,生熱Q2,則下列關(guān)系中正確的是( ?。?
A. W1<W2,Q1=Q2 B. W1=W2,Q1=Q2 C. W1<W2,Q1<Q2 D. W1=W2,Q1<Q2
2. 如圖所示,質(zhì)量相同的物體分別自斜面AC和BC的頂端由靜止開始下滑,物體與斜面間的動摩擦因數(shù)都
2、相同,物體滑到斜面底部C點(diǎn)時的動能分別為Ek1和Ek2,下滑過程中克服摩擦力所做的功分別為W1和W2,則( )
A.
Ek1>Ek2 W1<W2
B.
Ek1>Ek2 W1=W2
C.
Ek1=Ek2 W1>W(wǎng)2
D.
Ek1<Ek2 W1>W(wǎng)2
3. 如圖所示,具有一定初速度的物塊,沿傾角為30°的粗糙斜面向上運(yùn)動的過程中,受一個恒定的沿斜面向上的拉力F作用,這時物塊的加速度大小為6m/s2,方向沿斜面向下,g取10m/s2,那么,在物塊向上運(yùn)動的過程中,下列說法正確的是( ?。?
A.
物塊的機(jī)械能一定減小
B.
物塊的機(jī)械能一定增加
3、
C.
物塊的機(jī)械能可能不變
D.
物塊的機(jī)械能可能增加也可能減小
4. 如圖所示,一小球從斜軌道的某高度處由靜止滑下,然后沿豎直光滑軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動.已知圓軌道的半徑為R,忽略一切摩擦阻力.則下列說法正確的是( )
A.
在軌道最低點(diǎn)、最高點(diǎn),軌道對小球作用力的方向是相同的
B.
小球的初位置比圓軌道最低點(diǎn)高出2R時,小球能通過圓軌道的最高點(diǎn)
C.
小球的初位置比圓軌道最低點(diǎn)高出0.5R時,小球在運(yùn)動過程中能不脫離軌道
D.
小球的初位置只有比圓軌道最低點(diǎn)高出2.5R時,小球在運(yùn)動過程中才能不脫離軌道
二 、多選題(本
4、大題共3小題 )
5. 如圖所示,離水平地面一定高處水平固定一內(nèi)壁光滑的圓筒,筒內(nèi)固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧處于自然長度.現(xiàn)將一小球從地面以某一初速度斜向上拋出,剛好能水平進(jìn)入圓筒中,不計(jì)空氣阻力.下列說法中正確的是( )
A.
彈簧獲得的最大彈性勢能等于小球拋出時的動能
B.
小球上升的過程中處于失重狀態(tài)
C.
小球壓縮彈簧的過程中小球減小的動能等于彈簧增加的勢能
D.
小球從拋出到將彈簧壓縮到最短的過程中小球的機(jī)械能守恒
6.(xx?長寧區(qū)一模)圖中,固定的光滑豎直桿上套有一質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與水平放置輕質(zhì)彈簧一端相連,彈簧另一端
5、固定在墻壁上的A點(diǎn),圖中彈簧水平時恰好處于原長狀態(tài).現(xiàn)讓圓環(huán)從圖示位置(距地面高度為h)由靜止沿桿滑下,滑到桿的底端B時速度恰好為零.則在圓環(huán)下滑至底端的過程中( ?。?
A.
圓環(huán)的機(jī)械能守恒
B.
彈力對圓環(huán)做負(fù)功,大小為mgh
C.
圓環(huán)所受合力做功為零
D.
圓環(huán)到達(dá)B時彈簧彈性勢能為mgh
7. 如圖所示,輕彈簧的上端懸掛在天花板上,下端掛一質(zhì)量為m的小球,小球處在靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)在小球上加一豎直向上的恒力F使小球向上運(yùn)動,小球運(yùn)動的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的距離為H,則此過程中(g為重力加速度,彈簧始終在彈性限度內(nèi))( )
A.
小球的重
6、力勢能增加mgH
B.
小球的動能增加(F﹣mg)H
C.
小球的機(jī)械能增加FH
D.
小球的機(jī)械能守恒
三 、簡答題(本大題共2小題 )
8. 如圖所示,質(zhì)量m=1kg的物體從高為h=0.2m的光滑軌道上P點(diǎn)由靜止開始下滑,滑到水平傳送帶上的A點(diǎn),物體和皮帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,傳送帶AB之間的距離為L=5m,傳送帶一直以v=4m/s的速度勻速運(yùn)動,求:
(1)物體從A運(yùn)動到B的時間是多少?
(2)物體從A運(yùn)動到B的過程中,摩擦力對物體做了多少功?
(3)物體從A運(yùn)動到B的過程中,產(chǎn)生多
7、少熱量?
9. 如圖所示,傾斜傳送帶與水平面的夾角,勁度系數(shù)的輕質(zhì)光滑彈簧平行于傳送帶放置,下端固定在水平地面上,另一端自由狀態(tài)時位于Q點(diǎn)。小滑塊質(zhì)量,放置于傳送帶P點(diǎn),滑塊與傳送帶間的滑動摩擦因數(shù)。 已知傳送帶足夠長,最大靜摩擦力可認(rèn)為和滑動摩擦力相等, 整個過程中小滑塊未脫離傳送帶,彈簧處于彈性限度內(nèi),彈簧的彈性勢能,x為彈簧的形變量 (重力加速度g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8)
(1)若傳送帶靜止不動,將小
8、滑塊無初速放在P點(diǎn),PQ距離,求小物塊滑行的最大距離;
(2)若傳送帶以速度逆時針傳動,將小滑塊無初速放在P點(diǎn), PQ距離,求小物塊滑行的最大距離。
xx萬卷周測卷(十)答案解析
一 、單選題
1. 【答案】:A
【分析】:正確解答本題的關(guān)鍵是理解功的定義以及如何求相互作用的系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量,根據(jù)W=Fscosθ,比較克服摩擦力所做的功,摩擦產(chǎn)生的熱量Q=fs相對,通過比較相對位移比較摩擦產(chǎn)生的熱量.
【解析】: 解:木塊A從木塊B左端滑到右端克服摩擦力所做的功W=fs,因?yàn)槟緣KB不固定時木塊A的位移要比固定時長,所以W1<W2,;
摩
9、擦產(chǎn)生的熱量Q=fs相對,兩次都從木塊B左端滑到右端,相對位移相等,所以Q1=Q2.
故選:A.
【點(diǎn)評】: 解決本題的關(guān)鍵掌握摩擦力做功的求法,以及知道摩擦產(chǎn)生的熱量Q=fs相對,明確摩擦力做功和產(chǎn)生熱量的不同.
2. 【答案】:B
分析:
根據(jù)摩擦力做功的公式比較在兩個斜面上物體克服摩擦力所做的功,再通過動能定理比較到達(dá)底部的動能.
解答:
解:設(shè)斜面的傾角為θ,滑動摩擦力大小為μmgcosθ,則物體克服摩擦力所做的功為μmgscosθ.而scosθ相同,所以克服摩擦力做功相等.根據(jù)動能定理得,mgh﹣μmgscosθ=EK﹣0,在AC斜面上滑動時重力做功多,克服摩擦
10、力做功相等,則在AC面上滑到底端的動能大于在BC面上滑到底端的動能,即Ek1>Ek2.故B正確,A、C、D錯誤.
故選B.
點(diǎn)評:
解決本題的關(guān)鍵掌握功的公式W=Fscosθ,以及會靈活運(yùn)用動能定理.
3. 【答案】:A.
分析:
當(dāng)物體只有重力做功,物體的機(jī)械能守恒.當(dāng)除重力以外的做功時,機(jī)械能將發(fā)生變化,先根據(jù)牛頓第二定律確定出除重力以外各力的合力方向,結(jié)合功能關(guān)系判斷.
解答:
解:物體的加速度為a=6m/s2,方向沿斜面向下,根據(jù)牛頓第二定律得:mgsin30°+f﹣F=ma,解得f﹣F=ma﹣mgsin30°=6m﹣5m=m>0,說明除重力以外各力的合力方向沿斜
11、面向下,與物體運(yùn)動方向相反,所以這個合力對物體做負(fù)功,根據(jù)功能關(guān)系可知物塊的機(jī)械能一定減小,故A正確,BCD錯誤.
故選:A.
點(diǎn)評:
解決本題的關(guān)鍵理解機(jī)械能守恒的條件,掌握功能原理,知道當(dāng)除重力以外的力做功的代數(shù)和不為零,機(jī)械能不守恒.
4. 【答案】:C.
分析:
使小球能夠通過圓軌道最高點(diǎn),那么小球在最高點(diǎn)時應(yīng)該是恰好是物體的重力作為物體的向心力,由向心力的公式可以求得此時的最小的速度,再由機(jī)械能守恒可以求得離最低點(diǎn)的高度h.
解答:
解:A、小球在最高點(diǎn)時,若受彈力,則彈力一定豎直向上;而在最低點(diǎn),支持力與重力的合力充當(dāng)向心力,故作用力一定向上,故A錯誤;
B、
12、要使小球能通過最高點(diǎn),則在最高點(diǎn)處應(yīng)有:mg=;再由機(jī)械能守恒定律可知mgh=mg2R+mv2;解得小球初位置的高度至少為h=R;故小球高出2.5R時,小球才能通過最高點(diǎn),故B錯誤;
C、若小球距最低點(diǎn)高出0.5R時,由機(jī)械能守恒可知,小球應(yīng)到達(dá)等高的地方,即0.5R處,小球受到圓軌道的支持,不會脫離軌道,故C正確;
D、由C的分析可知,若小球的初位置低于0.5R時,也不會脫離軌道,故D錯誤;
故選:C.
點(diǎn)評:
本題考查機(jī)械能守恒及向心力公式,明確最高點(diǎn)的臨界速度,并注意小球在軌道內(nèi)不超過R時也不會離開軌道.
二 、多選題
5. 【答案】:CB
分析:
平拋運(yùn)動可以沿
13、水平和豎直方向正交分解,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合幾何關(guān)系可以列式求解;小球拋出到將彈簧壓縮過程,小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能總量守恒.
解答:
解:A、小球拋出到將彈簧壓縮過程,小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能總量守恒,小球的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能和彈簧的彈性勢能,故A錯誤;
B、小球向上運(yùn)動的過程中只受重力,小球處于完全失重狀態(tài),故B對;
C、小球壓縮彈簧的過程,小球的動能和彈簧的彈性勢能總量守恒,所以小球減小的動能等于彈簧增加的勢能,故C正確;
D、小球從拋出到將彈簧壓縮到最短的過程中,小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,而小球的機(jī)械能不守恒,故D錯誤.
故選:C
點(diǎn)評:
本
14、題關(guān)鍵抓住機(jī)械能守恒定律求解,注意整個過程中是系統(tǒng)機(jī)械能守恒,小球機(jī)械能不守恒.
6.【答案】:BCD.
分析:
分析圓環(huán)沿桿下滑的過程的受力和做功情況,只有重力彈簧的拉力做功,所以圓環(huán)機(jī)械能不守恒,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒;根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒進(jìn)行分析.
解答:
解:A、圓環(huán)沿桿滑下過程中,彈簧的拉力對圓環(huán)做功,圓環(huán)的機(jī)械能不守恒,故A錯誤,
B、圖中彈簧水平時恰好處于原長狀態(tài),在圓環(huán)下滑的過程中,彈簧對圓環(huán)有拉力,此拉力對圓環(huán)做負(fù)功,則由功能原理知圓環(huán)的機(jī)械能減小,根據(jù)動能定理可知彈力做功為﹣mgh.故B正確.
C、對于圓環(huán),兩個過程中動能的變化量為零,根據(jù)動能定理可知圓環(huán)所
15、受的合力做功為零,故C正確.
D、對于圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)而言,只有重力和彈力做功,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,可知圓環(huán)的機(jī)械能減少了mgh,那么彈簧的彈性勢能增大mgh,故D正確.
故選:BCD.
點(diǎn)評:
對物理過程進(jìn)行受力、運(yùn)動、做功分析,是解決問題的根本方法.這是一道考查系統(tǒng)機(jī)械能守恒的基礎(chǔ)好題.
7. 【答案】:AC.
分析:
重力勢能的增加量等于克服重力做的功;
動能的增加量等于合外力做的功;
機(jī)械能的增加量等于重力以外的力做的功.
解:A、重力勢能的增加量等于克服重力做的功,故A正確;
B、在最高點(diǎn)時,動能為零,從最低到最高的過程中,小球的動能增加量為零,故B錯
16、誤;
C、對于小球而言,根據(jù)機(jī)械能的增加量等于重力以外的力做的功,故小球的機(jī)械能增加了FH,故C正確,D錯誤;
故選:AC.
點(diǎn)評:
解決本題的關(guān)鍵是搞清楚外力所做的功轉(zhuǎn)化成什么能量.
三 、簡答題
8. 分析: 分別求出物體在傳送帶上向左運(yùn)動的時間、向右勻加速運(yùn)動時間及向右勻速運(yùn)動時間,三者之和即可所求時間;
解答: 解:(1)物體下滑到A點(diǎn)的速度為v0,由機(jī)械能守恒定律有:mv02=mgh
代入數(shù)據(jù)得:v0=2m/s
物體在摩擦力作用下先勻加速運(yùn)動,后做勻速運(yùn)動,有:
代入數(shù)據(jù)得:s1=3m
(2)摩擦力做的功:Wf=μmgS1
17、=0.2×10×3=6 J
(3)在t1時間內(nèi),皮帶做勻速運(yùn)動 S皮帶=vt1=4m
Q=μmg△S=μmg(S皮帶﹣S1)
代入數(shù)據(jù)得:Q=2J
答:(1)物體從A運(yùn)動到B的時間是1.5s;
(2)從A運(yùn)動到B的過程中,摩擦力對物體做功6J;
(3)物體從A運(yùn)動到B的過程中,產(chǎn)生2J熱量.
點(diǎn)評: 本題主要考察了動能定理及運(yùn)動學(xué)基本公式的應(yīng)用,要求同學(xué)們能正確分析物體的運(yùn)動情況,難度適中.
9.(1)對全程,設(shè)彈簧最大形變量為x,由能量守恒得:
(2)當(dāng)小滑塊達(dá)到與傳送帶共速時,其滑行距離設(shè)為,由動能定理得:
小滑塊再滑行 時,
即將與彈簧接觸,設(shè)此時速度為v,由動能定理得:
小滑塊接觸彈簧后,當(dāng)速度減小到與傳送帶速度相等時,彈簧的壓縮量設(shè)為,由能量守恒得:
然后小滑塊繼續(xù)減速至零,此時彈簧的壓縮量設(shè)為,由能量守恒得: