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2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 周測(cè)卷九 功和機(jī)械能1（含解析） 一 、單選題（本大題共5小題 。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的） 1.30 m h 如圖所示，一固定斜面的傾角為30，質(zhì)量為m的小物塊以某一初速度從底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，其加速度大小為g，在小物塊上升高度為h的過(guò)程中，下列判斷正確的是 B．小物塊的機(jī)械能減少了mgh C．小物塊的重力勢(shì)能增加了mgh D．小物塊克服摩擦力做功的功率隨時(shí)間均勻減小 2. 把動(dòng)力裝置分散安裝在每節(jié)車(chē)廂上，使其既具有牽引動(dòng)力，又可以載客，這樣的客車(chē)車(chē)廂叫做動(dòng)車(chē)．而動(dòng)車(chē)組就是幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)廂加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)廂編成一組．帶動(dòng)力的車(chē)廂叫動(dòng)車(chē)，不帶動(dòng)力的車(chē)廂叫拖車(chē)．設(shè)動(dòng)車(chē)組運(yùn)行過(guò)程中的阻力與質(zhì)量成正比，每節(jié)動(dòng)車(chē)與拖車(chē)的質(zhì)量都相等，每節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率都相等，若開(kāi)動(dòng)一節(jié)動(dòng)車(chē)帶三節(jié)拖車(chē)，最大速度可達(dá)到150km/h．當(dāng)開(kāi)動(dòng)二節(jié)動(dòng)車(chē)帶三節(jié)拖車(chē)時(shí)，最大速度可達(dá)到（　　） 　 A． 200km/h B． 240km/h C． 280km/h D． 300km/h 　 3. 如右圖所示，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為l的小車(chē)靜止在光滑的水平面上．質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在小車(chē)的最左端．現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．物塊和小車(chē)之間的摩擦力為Ff,物塊滑到小車(chē)的最右端時(shí)，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離為x，在這個(gè)過(guò)程中，以下結(jié)論不正確的是（ ） A．物塊到達(dá)小車(chē)最右端時(shí)具有的動(dòng)能為（F -Ff）（l+x） B．物塊到達(dá)小車(chē)最右端時(shí)，小車(chē)具有的動(dòng)能為Ff x C．物塊克服摩擦力所做的功為Ff(l+x） D．物塊和小車(chē)增加的機(jī)械能為Fx 4. 如圖所示，將小球a從地面以初速度v0豎直上拋的同時(shí)，將另一相同質(zhì)量的小球b從距地面h處以初速度v0水平拋出，兩球恰好同時(shí)到達(dá)同一水平高度處（不計(jì)空氣阻力）。下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．兩小球落地時(shí)的速度相同 B．兩小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同 C．到達(dá)同一水平的高度后的任意時(shí)刻，重力對(duì)球a做功功率和對(duì)球b做功功率相等 D．從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩球到達(dá)同一水平高度，球a動(dòng)能的減少量等于球b動(dòng)能的增加量 5. 如圖所示，在空間中存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量為m、電荷量為+q的物塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，加速度為g，下落高度H到B點(diǎn)后與一輕彈簧接觸，又下落 h后到達(dá)最低點(diǎn)C，整個(gè)過(guò)程中不計(jì)空氣阻力，且彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，則帶電物塊在由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　?。? 　 A． 該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為 　 B． 帶電物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少量為 　 C． 帶電物塊電勢(shì)能的增加量為mg（H+h） 　 D． 彈簧的彈性勢(shì)能的增加量為 二 、多選題（本大題共2小題 ） 6. 如圖所示，細(xì)繩的一端繞過(guò)定滑輪與木箱相連，現(xiàn)以大小恒定的拉力F拉動(dòng)細(xì)繩，將靜置于A點(diǎn)的木箱經(jīng)B點(diǎn)移到C點(diǎn)（AB=BC），地面平直且與木箱的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相等．設(shè)從A到B和從B到C的過(guò)程中，F(xiàn)做功分別為W1、W2，克服摩擦力做功分別為Q1、Q2，木箱經(jīng)過(guò)B、C時(shí)的動(dòng)能和F的功率分別為EkB、EkC和PB、PC，則下列關(guān)系一定成立的有（　　） 　 A． W1＞W(wǎng)2 B． Q1＞Q2 C． EkB＜EkC D． PB＞PC 7.（xx?普陀區(qū)一模）小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），在剛接觸輕彈簧的瞬間（如圖乙），速度是5m/s，將彈簧壓縮到最短（如圖丙）的整個(gè)過(guò)程中，小球的速度v和彈簧縮短的長(zhǎng)度△x之間的關(guān)系如圖丁所示，其中A為曲線的最高點(diǎn)．已知該小球重為2N，彈簧在受到撞擊至壓縮到最短的過(guò)程中始終發(fā)生彈性形變，彈簧的彈力大小與形變成正比．下列說(shuō)法正確的是（　?。? 　 A． 在撞擊輕彈簧到輕彈簧壓縮至最短的過(guò)程中，小球的動(dòng)能先變大后變小 　 B． 從撞擊輕彈簧到它被壓縮至最短的過(guò)程中，小球的機(jī)械能先增大后減小 　 C． 小球在速度最大時(shí)受到的彈力為2N 　 D． 此過(guò)程中，彈簧被壓縮時(shí)產(chǎn)生的最大彈力為12.2N 三 、簡(jiǎn)答題（本大題共2小題 ） 8. 如圖所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD兩部分組成，其中AB部分為光滑的圓弧，AOB=37o，圓弧的半徑R=0．5m；BD部分水平，長(zhǎng)度為0．2m，C為BD的中點(diǎn)?，F(xiàn)有一質(zhì)量m=lkg，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從A端由靜止釋放，恰好能運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)。（g=10m/s2，sin37o=0．6，cos37o=0．8）求： （1）物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，對(duì)工件的壓力大小； （2）為使物塊恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止，可以在物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，對(duì)它施加一豎直向下的恒力F，F(xiàn)應(yīng)為多大? 9. 如圖所示，水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，一輕質(zhì)彈簧，左端固定在A點(diǎn)，自然狀態(tài)時(shí)其右端位于O點(diǎn)．水平面右側(cè)有一豎直光滑圓形軌道在C點(diǎn)與水平面平滑連接，圓心O′，半徑R=0.4m．另一輕質(zhì)彈簧一端固定在O′點(diǎn)的軸上，一端拴著一個(gè)小球，彈簧的原長(zhǎng)為l0=0.5m，勁度系數(shù)k=100N/m．用質(zhì)量m1=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到B點(diǎn)（物體與彈簧不拴接），釋放后物塊恰運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)停止，BC間距離L=2m．換同種材料、質(zhì)量m2=0.2kg的物塊重復(fù)上述過(guò)程．（物塊、小球均視為質(zhì)點(diǎn)，g=10m/s2）求： （1）物塊m2到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC； （2）若小球的質(zhì)量也為m2，若物塊與小球碰撞后交換速度，論證小球是否能通過(guò)最高點(diǎn)D．若能通過(guò)，求出軌道最高點(diǎn)對(duì)小球的彈力N；若不能通過(guò)，求出小球離開(kāi)軌道時(shí)的位置和O′連線與豎直方向的夾角θ的余弦值； （3）在（2）問(wèn)的基礎(chǔ)上，若將拴著小球的彈簧換為勁度系數(shù)k=10N/m，再次求解． xx萬(wàn)卷周測(cè)卷（九）答案解析 一 、單選題 1.【答案】D 2.【答案】B． 考點(diǎn)： 功率、平均功率和瞬時(shí)功率．. 專題： 功率的計(jì)算專題． 分析： 當(dāng)功率一定時(shí)，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度達(dá)到最大．根據(jù)P=Fv=fv去求最大速度． 解答： 解：若開(kāi)動(dòng)一節(jié)動(dòng)車(chē)帶三節(jié)拖車(chē)，最大速度可達(dá)到150km/h．汽車(chē)的功率為P，設(shè)每節(jié)車(chē)廂所受的阻力為f，則有 P=4fv，當(dāng)開(kāi)動(dòng)二節(jié)動(dòng)車(chē)帶三節(jié)拖車(chē)時(shí)，有2P=5fv′，聯(lián)立兩式解得v′=240km/h．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 故選B． 點(diǎn)評(píng)： 解決本題的關(guān)鍵知道功率與牽引力的關(guān)系，以及知道功率一定，當(dāng)牽引力與阻力相等時(shí)，速度最大． 3.【答案】D 4.【答案】D 5.【答案】D． 【考點(diǎn)】：功能關(guān)系；電勢(shì)能． 【分析】：根據(jù)牛頓第二定律求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，根據(jù)除重力和彈力以外其它力做功得出系統(tǒng)機(jī)械能的變化量．根據(jù)電場(chǎng)力做功求出電勢(shì)能的變化量．根據(jù)動(dòng)能定理求出彈簧彈力做功，從而得出彈性勢(shì)能的變化量． 【解析】： 解：A、物體靜止開(kāi)始下落時(shí)的加速度為，根據(jù)牛頓第二定律得：mg﹣qE=ma，解得：E=，故A錯(cuò)誤． B、從A到C的過(guò)程中，除重力和彈力以外，只有電場(chǎng)力做功，電場(chǎng)力做功為：，可知機(jī)械能減小量為．故B錯(cuò)誤． C、從A到C過(guò)程中，電場(chǎng)力做功為，則電勢(shì)能增加量為．故C錯(cuò)誤． D、根據(jù)動(dòng)能定理得：=0，解得彈力做功為：，即彈性勢(shì)能增加量為，故D正確． 故選：D． 【點(diǎn)評(píng)】：本題考查了功能關(guān)系，知道合力做功等于動(dòng)能的變化量，電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的減小量，重力做功等于重力勢(shì)能的減小量，除重力或彈力以外其它力做功等于機(jī)械能的增量． 　 二 、多選題 6.【答案】AB 考點(diǎn)： 動(dòng)能定理的應(yīng)用；功率、平均功率和瞬時(shí)功率．. 專題： 動(dòng)能定理的應(yīng)用專題． 分析： 根據(jù)功的計(jì)算公式，分析W1與W2的大小關(guān)系．對(duì)物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)豎直方向上平衡狀態(tài)求出正壓力，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的公式表示出該力．根據(jù)細(xì)繩與水平方向夾角θ角增大去判斷摩擦力的變化．運(yùn)用功的定義式定性分析功的變化．分析木箱的運(yùn)動(dòng)情況，判斷EkB與EkC、PB與PC的大小 解答： 解：A、根據(jù)功的定義式W=FLcosθ，θ增大，F(xiàn)不變，在相同位移L上拉力F做的功減?。捎谖矬w被繞過(guò)光滑定滑輪的輕繩系著，拉力為恒力，所以拉力做的功等于細(xì)繩對(duì)物體所做的功．即有W1＞W(wǎng)2．故A正確． B、物體受力如圖所示，將F在水平和豎直方向上分解，由物體在豎直方向上平衡得：N+Fsinθ=mg 因此滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)=μ（mg﹣Fsinθ），物體從A向C運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中細(xì)繩與水平方向夾角θ角增大，所以滑動(dòng)摩擦力減小，位移相等，則克服摩擦力做功的大小為Q1＞Q2．故B正確． C、D、由于Fcosα與摩擦力f的大小關(guān)系無(wú)法確定，木箱的運(yùn)動(dòng)情況無(wú)法確定，木箱經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)的速度大小無(wú)法確定，則EkB與EkC、及PB與PC的大小關(guān)系無(wú)法確定．故CD錯(cuò)誤． 故選：AB 點(diǎn)評(píng)： 判斷一個(gè)力的變化，我們應(yīng)該先把這個(gè)力運(yùn)用物理規(guī)律表示出來(lái)，再根據(jù)關(guān)系式里的物理量的變化找出這個(gè)力的變化．功的定義式雖然不能定量求解功的大小，但可以定性分析功的變化． 7.【答案】ACD． 考點(diǎn)： 功能關(guān)系；彈性勢(shì)能． 分析： 小球的速度先增加后減小，故其動(dòng)能先增大后減小，在整個(gè)過(guò)程中只有重力和彈簧彈力對(duì)小球做功，故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在壓縮彈簧的過(guò)程中彈簧的彈性勢(shì)能增加故小球的機(jī)械能減小，小球速度最大時(shí)彈力大小與小球的重力平衡，根據(jù)胡克定律求彈簧壓縮時(shí)產(chǎn)生的最大彈力． 解答： A、由圖可知，小球的速度先增加后減小，故小球的動(dòng)能先增大后減小，故A正確； B、在小球下落過(guò)程中至彈簧壓縮最短時(shí)，只有重力和彈簧彈力做功，故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在壓縮彈簧的過(guò)程中彈簧的彈性勢(shì)能增加，故小球的機(jī)械能減小，所以B錯(cuò)誤； C、小球下落時(shí)，當(dāng)重力與彈簧彈力平衡時(shí)小球的速度最大，據(jù)此有：小球受到的彈力大小與小球的重力大小平衡，故此時(shí)小球受到的彈力為2N，故C正確； D、小球速度最大時(shí)，小球的彈力為2N，此時(shí)小球的形變量為0.1m，故可得彈簧的勁度系數(shù)k=20N/m，故彈簧彈力最大時(shí)形變量最大，根據(jù)胡克定律知，小球受到的最大彈力為Fmax=kxmax=200.61N=12.2N，故D正確． 故選：ACD． 點(diǎn)評(píng)： 本題考查學(xué)生對(duì)圖象的認(rèn)識(shí)，知道小球落在彈簧上后先做加速運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度后再做減速運(yùn)動(dòng)，這是解決問(wèn)題的根本，能根據(jù)速度最大的條件求得彈簧的勁度系數(shù)是關(guān)鍵． 三 、簡(jiǎn)答題 8. （1）物塊運(yùn)動(dòng)到由A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律有： 在B點(diǎn)由牛頓第二定律有： 解得 由牛頓第三定律有： （2）物塊運(yùn)動(dòng)到由B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理有： 物塊運(yùn)動(dòng)到由B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理有： 解得： 說(shuō)明：若用其它方法解題全部正確的給滿分，部分正確的給步驟分，酌情適當(dāng)放寬標(biāo)準(zhǔn)給分，牛頓第三定律沒(méi)寫(xiě)的放寬標(biāo)準(zhǔn)給分（老師講課時(shí)強(qiáng)調(diào)一下就可以了） 9. 考點(diǎn)： 動(dòng)能定理；向心力．. 專題： 動(dòng)能定理的應(yīng)用專題． 分析： （1）從B到C有動(dòng)能定理可求得到達(dá)C點(diǎn)速度； （2）假設(shè)通過(guò)最高點(diǎn)，從C到D由動(dòng)能定理求的D點(diǎn)速度，在D點(diǎn)由牛頓第二定律即可判斷； （3）假設(shè)通過(guò)最高點(diǎn)，從C到D由動(dòng)能定理求的D點(diǎn)速度，在D點(diǎn)由牛頓第二定律即可判斷，在利用動(dòng)能定理即可求的夾角 解答： 解：（1）m1從B到C的過(guò)程：EP=μm1gL m2從B到C的過(guò)程： 聯(lián)立解得：vC=4m/s （2）碰后交換速度，小球以vC=4m/s向上運(yùn)動(dòng)，假設(shè)能到高點(diǎn)，從C到D的過(guò)程： 解得：vD=0m/s 對(duì)D點(diǎn)：N+m2g﹣k（l0﹣R）=0 解得：N=8N，求解結(jié)果的合理性，說(shuō)明假設(shè)是正確的，小球可以通過(guò)最高點(diǎn) （3）假設(shè)能到高點(diǎn)，最高點(diǎn)彈力：N+m2g﹣k（l0﹣R）=0 解得：N=﹣1N，求解結(jié)果的不合理，說(shuō)明假設(shè)是錯(cuò)誤的，小球不可以通過(guò)最高點(diǎn)） 小球離開(kāi)軌道時(shí)的位置E和O連線與豎直方向的夾角θ，此時(shí)小球速度vE 由動(dòng)能定理： 對(duì)E點(diǎn)： 聯(lián)立解得：， 即： 答：（1）物塊m2到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC4m/s （2）若小球的質(zhì)量也為m2，若物塊與小球碰撞后交換速度，小球能通過(guò)最高點(diǎn)D．軌道最高點(diǎn)對(duì)小球的彈力N為8N； （3）若將拴著小球的彈簧換為勁度系數(shù)k=10N/m，小球不能通過(guò)最高點(diǎn)D．夾角為 點(diǎn)評(píng)： 題是動(dòng)能定理與向心力公式的綜合應(yīng)用來(lái)處理圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題．利用功能關(guān)系解題的優(yōu)點(diǎn)在于不用分析復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，只關(guān)心初末狀態(tài)即可，平時(shí)要加強(qiáng)訓(xùn)練深刻體會(huì)這一點(diǎn)．