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2019-2020年高三物理二輪復習 作業(yè)卷十六 功和機械能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中，只有一個選項是符合題目要求的） 1.（xx新課標I高考真題）如圖，一半徑為R，粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平。一質量為m的質點自P點上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點進入軌道。質點滑到軌道最低點N時，對軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小。用W表示質點從P點運動到N點的過程中客服摩擦力所做的功。則 A. ，質點恰好可以到達Q點 B. ，質點不能到達Q點 C. ，質點到達Q后，繼續(xù)上升一段距離 D. ，質點到達Q后，繼續(xù)上升一段距離 2.（xx天津高考真題）如圖所示，固定的豎直光滑長桿上套有質量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，并且處于原長狀態(tài)，現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長為L，圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧的長度變?yōu)?L（未超過彈性限度），則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中 A、圓環(huán)的機械能守恒 B、彈簧彈性勢能變化了 C、圓環(huán)下滑到最大距離時，所受合力為零 D、圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變 3. 在日常生活中，人們習慣于用幾何相似性放大（或縮小）的倍數(shù)去得出推論，例如一個人身體高了50%，做衣服用的布料也要多50%，但實際上這種計算方法是錯誤的。若物體的幾何線度為l，當l改變時，其它因素按怎樣的規(guī)律變化？這類規(guī)律可稱之為標度律，它們是由量綱關系決定的。在上例中，物體的表面積，所以身高變?yōu)?.5倍，所用的布料變?yōu)?.52 = 2.25倍。 以跳蚤為例：如果一只跳蚤的身長為2 mm，質量為0.2g，往上跳的高度可達0.3m?？杉僭O其體內能用來跳高的能量（l為幾何線度），在其平均密度不變的情況下，身長變?yōu)?m，則這只跳蚤往上跳的最大高度最接近（ ） A．0.3 m B．3 m C．30 m D．300 m 4. 如圖所示，兩物塊A、B通過一輕質彈簧相連，置于光滑的水平面上，開始時A和B均靜止．現(xiàn)同時對A、B施加等大反向的水平恒力F1和F2，使兩物體開始運動，運動過程中彈簧形變不超過其彈性限度．從兩物體開始運動以后的整個過程中，對A、B和彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是（　?。? 　 A． 由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機械能守恒 　 B． 當彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時，A、B兩物體的動能最大 　 C． 當彈簧伸長量達到最大后，A、B兩物體將保持靜止狀態(tài) 　 D． 在整個過程中系統(tǒng)機械能不斷增加 二 、多選題（本大題共3小題 ） 5.F 如圖所示，一輕彈簧豎直固定在地面上，上端放一質量為m的小球，小球與彈簧不拴接，平衡時彈簧被壓縮x0,現(xiàn)用力F緩慢下壓小球，使彈簧在彈性限度內再被壓縮x0后撤去力F，小球立即向上彈起，上升的最大高度為4x0,重力加速度為g。在小球上升的過程中有:（ ） A.小球先變加速，后變減速，再勻減速 B.小球作勻減速運動的時間為 C.從小球彈起到達到最大速度的過程中克服重力做的功為 D.剛撤去力F的瞬間，小球的加速度大小為 6. 如圖所示，一張薄紙板放在光滑水平面上，其右端放有小木塊，小木塊與薄紙的接觸面粗糙，原來系統(tǒng)靜止．現(xiàn)用水平恒力F向右拉薄紙板，小木塊在薄紙板上發(fā)生相對滑動，直到從薄紙板上掉下來．上述過程中有關功和能的下列說法正確的是（　　） 　 A． 拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加 　 B． 摩擦力對小木塊做的功一定等于小木塊動能的增加 　 C． 離開薄紙板前小木塊一直做加速運動 　 D． 小木塊動能的增加可能小于系統(tǒng)的摩擦生熱 7.如圖1、2所示，分別用恒力F1、F2先后將質量為m的物體由靜止開始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至頂端，兩次所用時間相同，第一次力Fl沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向．則兩個過程（　?。? 圖1 圖2 　 A． 合外力做的功相同 B． 物體機械能變化量相同 　 C． Fl做的功與F2做的功相同 D． Fl做功的功率比F2做功的功率大 三 、簡答題（本大題共2小題 ） 8. （xx安徽高考真題） A v0 B 一質量為0.5 kg的小物塊放在水平地面上的A點，距離A點5 m的位置B處是一面墻，如圖所示。物塊以v0=9 m/s的初速度從A點沿AB方向運動，在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向運動直至靜止。 g取10 m/s2。 （1）求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ； （2）若碰撞時間為0.05 s，求碰撞過程中墻面對物塊平均作用力的大小F； （3）求物塊在反向運動過程中克服摩擦力所做的功W。 9. 如圖所示，O點為固定轉軸，把一個長度為的細繩上端固定在O點，細繩下端系一個質量為的小擺球，當小擺球處于靜止狀態(tài)時恰好與平臺的右端點點接觸，但無壓力。一個質量為的小鋼球沿著光滑的平臺自左向右運動到點時與靜止的小擺球發(fā)生正碰，碰撞后擺球在繩的約束下作圓周運動，且恰好能夠經(jīng)過最高點A，而小鋼球做平拋運動落在水平地面上的C點。測得、兩點間的水平距離，平臺的高度為，不計空氣阻力，本地的重力加速度為，請計算： （1）碰撞后小鋼球做平拋運動的初速度大??； （2）小球經(jīng)過最高點時的動能； （3）碰撞前小鋼球在平臺上向右運動的速度大小。 xx萬卷作業(yè)卷（十六）答案解析 一 、單選題 1. 【答案】C 【解析】質點由P點進入軌道到達最低點Ⅳ的過程，以及由N點向Q點運動的過程，由于克服摩擦力做功，質點在半圓的右半部分運動時比左半部分對應位置速率小，因而做圓周運動時彈力小，摩擦力小，質點在半圓的右半部分運動時克服摩擦力做功比左半部分要小，質點在N點時對軌道的壓力為4mg，根據(jù)圓周運動的知識有N-mg=，質點由P點向N點運動過程中根據(jù)動能定理有mg2R—W=0.5mv。，解得質點克服摩擦力做功為W=0.5mgR，選項B、D錯誤；質點由N點向Q點運動時克服摩擦力做功為W’<0.5mgR。質點由靜止下落到運動到Q點的過程中，根據(jù)動能定理有mgR-W-W=0.5mv’>0，因而質點離開O點后將繼續(xù)上升一段距離。選項A錯誤，選項C正確。 2. 【答案】B 【解析】圓環(huán)在下滑過程中，彈簧對其做負功，故圓環(huán)機械能減小 ，選項A錯誤； 圓環(huán)下滑到最大的距離時，由幾何關系可知，圓環(huán)下滑的距離為，圓環(huán)的速度為零，由能量守恒定律可知，彈簧的彈性勢能增加量等于圓環(huán)重力勢能的減小量，為，故選項B正確； 圓環(huán)下滑過程中，所受合力為零時，加速度為零，速度最大，而下滑至最大距離時，物體速度為零，加速度不為零，所以選項C錯誤； 在下滑過程中，圓環(huán)的機械能與彈簧彈性勢能之和保持不變，即系統(tǒng)機械能守恒，所以選項D錯誤； 3. 【答案】A 【命題立意】考查量綱分析法的應用 【解析】當跳蚤起后動能轉化為勢能，又，即，所以體積放大后跳蚤為跳躍高度不變。 4. 【答案】B 考點： 動能定理的應用．. 專題： 動能定理的應用專題． 分析： 對A、B及AB系統(tǒng)進行受力分析，根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運動性質；根據(jù)除彈簧的彈力以外的力做功，系統(tǒng)的機械能變化，分析機械能的變化． 解答： A、C在整個過程中，拉力一直對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)機械能增加，故A錯誤； B、在拉力作用下，A、B開始做加速運動，彈簧伸長，彈簧彈力變大，外力做正功，系統(tǒng)的機械能增大，當彈簧彈力等于拉力時物體受到的合力為零，速度達到最大，之后彈簧彈力大于拉力，兩物體減速運動，直到速度為零時，彈簧伸長量達最大，因此A、B先作變加速運動，當F1、F2和彈力相等時，A、B的速度最大，故B正確，CD錯誤． 故選：B 點評： 本題要抓住彈簧的彈力是變力，分析清楚物體的受力情況是正確解題的關鍵，緊扣機械能守恒的條件進行分析即可． 二 、多選題 5.【答案】AD 解析：開始時彈力大于重力，故變加速上升，從平衡位置到原長，彈力小于重力，小球做變減速，最后離開彈簧時，做勻速運動，故選項A正確；小球作勻速運動是離開彈簧后上升的過程，故所用的時間為，選項B錯誤；從小球彈起到達到最大速度的過程中克服重力做的功為，選項C錯誤；根據(jù)對稱關系，剛撤去力F的瞬間小球的加速大小應等于小球脫離彈簧的瞬時的加速度，大小為g，選項D正確；故選AD。 6.【答案】BCD． 考點： 功能關系．. 分析： 對系統(tǒng)而言，拉力做功增加了薄紙板的動能、小木塊的動能和系統(tǒng)的內能； 解答： 解：拉力對小木塊做的功W1=fx，其中x是小木塊對地的位移，如右圖中三角形面積S1所示，系統(tǒng)摩擦生熱Q=fd，其中d是小木塊與薄紙板間的相對移動路程，如右圖中三角形面積S2所示， A、拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加以及系統(tǒng)摩擦生熱之和，故A錯誤； B、根據(jù)動能定理：摩擦力對小木塊做的功一定等于小木塊動能的增加，B正確； C、離開薄紙板前小木塊一直做加速運動，C正確； D、根據(jù)本題給出的條件，S1和S2的大小關系無法確定．故D正確； 故選：BCD． 點評： 解決本題的關鍵理清木塊和板的運動過程，通過比較位移的關系判斷是否脫離，以及掌握功能關系為：Q=fs相對． 7. 【答案】AB 考點： 功的計算；機械能守恒定律．. 專題： 功的計算專題． 分析： 兩物體均做勻加速直線運動，在相等的時間內沿斜面上升的位移相等，但斜面對物體的摩擦力不同，所以推力做功不同． 解答： A、由公式x=at2 得，由于x和t均相同，故加速度a相同，由v=at，t相同，則物體到達斜面頂端時速度相同，動能相同，根據(jù)動能定理得知，總功相等．所以合外力做功相同，故A正確； B、物體末速度相同，又由于處于相同的高度，所以兩物體機械能變化相同，故B正確； C、由圖示分析可知，第一個物體所受的摩擦力小于第二個物體所受的摩擦力，故兩物體克服摩擦力做功不同，重力做功相同，則F1做的功比F2做的少．故C錯誤； D、物體的運動情況相同，重力做功功率相同，圖2中克服摩擦力做功的功率大，故Fl做功的功率比F2做功的功率小，故D錯誤； 故選AB． 點評： 由物體的運動特征判斷出物體機械能的增量關系，結合本題功能關系：除重力以外的合力對物體做功等于機械能的增量，不難看出結果． 三 、簡答題 8. 【答案】（1）0.32； （2）130 N； （3）9 J 【解析】（1）由A到B做勻減速運動，，由牛頓第二定律，聯(lián)立得（或根據(jù)動能定理，得） （2）根據(jù)動量定理，取水平向左為正方向，有，代入數(shù)據(jù)，得 （3）根據(jù)動能定理，，所以． 9. 【答案】 （1）設M做平拋運動的初速度是v， （2）擺球m經(jīng)最高點A時只受重力作用， 擺球經(jīng)最高點A時的動能為； （3）碰后小擺球m作圓周運動時機械能守恒， 設碰前M的運動速度是，M與m碰撞時系統(tǒng)的動量守恒