版物理高考专题强化测评精练精析江苏专用专题3动能定理和能量守恒定律A.docx

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版物理高考专题强化测评精练精析江苏专用专题3动能定理和能量守恒定律A

专题强化测评（三）A卷

动能定理和能量守恒定律

（45分钟100分）

一、单项选择题（本题共5小题，每小题6分，共计30分.每小题只有一个选项符合题意）

1.如图所示，一个质量为m的物体（可视为质点），由斜面底端的A点以某一初速度冲上倾角为30°的固定斜面做匀减速直线运动，减速的加速度大小为g，物体沿斜面上升的最大高度为h，在此过程中（）

A.重力势能增加了2mgh

B.机械能损失了mgh

C.动能损失了mgh

D.系统生热

mgh

2.（2012·杭州模拟）如图所示，A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动，A由静止释放，B的初速度方向沿斜面向下，大小为v0，C的初速度方向沿斜面水平，大小也为v0.下列说法中正确的是（）

A.A和C将同时滑到斜面底端

B.滑到斜面底端时，B的机械能减少最多

C.滑到斜面底端时，B的动能最大

D.滑到斜面底端时，C的重力势能减少最多

3.如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧直立于地面上，上面放一个质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接.现将小球向下压到某位置后由静止释放，若小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力和电场力对小球做功的大小分别为W1和W2，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中（）

A．带电小球电势能增加W2

B．弹簧弹性势能最大值为W1+

mv2

C．弹簧弹性势能减少量为W2+W1

D．带电小球和弹簧组成的系统机械能增加W2

4.如图所示，质量m=10kg和M=20kg的两物块，叠放在光滑水平面上，其中物块m通过处于水平方向的轻弹簧与竖直墙壁相连，初始时刻，弹簧处于原长状态，弹簧的劲度系数k=250N/m．现用水平力F作用在物块M上，使其缓慢地向墙壁移动，当移动

40cm时，两物块间开始相对滑动，在相对滑动前的过程中，下列说法中正确的是（）

A.M受到的摩擦力保持不变

B.物块m受到的摩擦力对物块m不做功

C.推力做的功等于弹簧增加的弹性势能

D.开始相对滑动时，推力F的大小等于200N

5.质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示，g＝10m/s2．下列说法中正确的是（）

A．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15W

B．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6W

C．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6W

D．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15W

二、多项选择题（本题共4小题，每小题8分，共计32分，每小题有多个选项符合题意）

6.汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，t1s末关闭发动机，做匀减速直线运动，t2s末静止，其v-t图象如图所示．图中α＜β，若汽车牵引力做功为W、平均功率为P，汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2、平均功率分别为P1和P2，则（）

A．W＝W1＋W2B．W1＞W2

C．P＝P1D．P1＝P2

7.如图所示，小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面，不计一切阻力，下列说法正确的是（）

A.小球落地点离O点的水平距离为R

B.小球落地时的动能为

mgR

C.小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零

D.若将半圆弧轨道上的1/4圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高0.5R

8.（2012·聊城模拟）如图所示，重10N的滑块在倾角为30°的斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度，到d点（图中未画出）开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点.若bc=0.1m，弹簧弹性势能的最大值为8J，（g取10m/s2）则（）

A.轻弹簧的劲度系数是50N/m

B.从d到a滑块克服重力做功8J

C.滑块动能的最大值为8J

D.从d到c弹簧的弹力做功8J

9.（2012·宿迁模拟）如图，两质量均为m的小球，

通过长为L的不可伸长轻绳水平相连，从h高处自

由下落，下落过程中绳处于水平伸直状态，若下落

时绳中点碰到水平放置的光滑钉子O，重力加速度

为g，则（）

A.小球从开始下落到刚到达最低点的过程中机械能守恒

B.从轻绳与钉子相碰到小球刚到达最低点过程，重力的功率先减小后增大

C.小球刚到达最低点时速度大小为

D.小球刚到达最低点时绳中张力为

+3mg

三、计算题（本题共3小题，共38分,需写出规范的解题步骤）

10.（2012·锦州模拟）（12分）如图所示，有一足够长的斜面，倾角α=37°，一小物块质量为m，从斜面顶端A处由静止下滑，到B处后，受一与物体重力大小相等的水平向右的恒力作用，开始减速，到C点减速到0（C点未画出）.若AB=2.25m，物块与斜面间动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=

10m/s2.求：

（1）物体到达B点的速度多大？

（2）BC距离多大？

（3）物块由A到C的过程中克服摩擦力做的功是多少？

11.（2012·潍坊模拟）（12分）如图所示，水平轨道上轻弹簧左端固定，弹簧处于自然状态时，其右端位于P点.现用一质量m=0.1kg的小物块（可视为质点）将弹簧压缩后释放，小物块经过P点时的速度v0=18m/s，经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的光滑圆轨道，最后小物块经轨道最低点A抛出后落到B点，若小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15，R=l=1m，A到B的竖直高度h=1.25m，取g=10m/s2.

（1）求小物块到达Q点时的速度大小（保留根号）；

（2）判断小物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动；

（3）求小物块水平抛出的位移大小.

12.（2012·镇江模拟）（14分）如图甲所示，水平天花板下悬挂一光滑的轻质的定滑轮，跨过定滑轮的质量不计的绳（绳能承受的拉力足够大）两端分别连接物块A和B，A的质量为m0，B的质量m是可以变化的，当B的质量改变时，可以得到A加速度变化的图线如图乙所示，不计空气阻力和所有的摩擦，A加速度向上为正.

（1）求图乙中a1、a2和m1的大小.

（2）根据牛顿定律和运动学规律，证明在A和B未着地或未与滑轮接触时，AB系统机械能守恒.

（3）若m0=0.8kg,m=1.2kg，AB开始都在离水平地面H=0.5m处，由静止释放A、B，且B着地后不反弹，求A上升离水平地面的最大高度.（g取10m/s2）

答案解析

1.【解析】选B.对斜面上物体受力分析，根据牛顿定律得，mgsin30°+f阻=ma=mg，则f阻=

mg，由斜面底端冲上斜面最高点的过程中，物体克服重力做了mgh的功，重力势能增加了mgh，克服阻力做了mgh的功，机械能损失了mgh，机械能的损失是以系统内能的形式散失的，选项B正确；而选项A、D均错，合外力做的总功（负功）等于2mgh，物体动能减少了2mgh，选项C错误.

2.【解析】选C.物体重力势能的减少量等于物体重力做的功，三个相同的滑块从同一高度滑到斜面底端，重力所做的功相等，三者重力势能的减少量相同，选项D错误；三者所受到的滑动摩擦力大小相等，但三者通过的路径不同，C通过的路程最大，摩擦力做功最多，物体C减少的机械能最多，选项B错误；对于物体A和C，在斜面方向的运动，位移相等，C受到的摩擦力是其滑动摩擦力的一个分力，总小于其滑动摩擦力，物体C在沿斜面方向的加速度大于物体A在该方向上的加速度，因此，物体C将先滑到斜面底端，选项A错误；对于物体A和B，合外力做的功相同，动能变化量相等，物体B的末动能大于物体A的末动能，对于物体B和C，重力做的正功相等，但物体C的摩擦力做的负功多，二者的初动能相等，则物体B的末动能大于物体C的末动能，选项C正确.

3.【解析】选D.电场力对小球做了W2的正功，根据功能关系可知，小球的电势能减少了W2，选项A错误；对于小球在上述过程中，有W2+W弹-W1=

mv2，根据功能关系可知，弹簧弹性势能最大值为

选项B错误，选项C也错误；根据功能关系知，选项D正确.

4.【解析】选C.当两物体间开始相对滑动时，物体m受力平衡，即摩擦力等于弹簧的弹力，此时弹簧形变量为40cm，则有f=F弹=kx=250N/m×0.4m=100N，因为M一直缓慢地运动，处于平衡状态，此时F=100N，选项D错误；对于M和m组成的系统，动能变化量等于零，推力F做的功数值上等于弹簧弹力做的负功，根据功能关系知，推力F做的功等于弹簧弹性势能的增加量，选项C正确；在相对运动之前，二者均处于平衡状态，弹簧弹力与摩擦力平衡，因此，M受到的摩擦力大小变化，选项A错误；物体m在摩擦力作用下发生了位移，摩擦力对m做了正功，选项B错误.

5.【解析】选D.前3m位移内的拉力为

根据牛顿第二定律可得加速度

末速度为v=

=3m/s，后6m位移内拉力等于2N，所以此物体在AB段做匀速直线运动，整个过程中，拉力最大值为5N，与之对应的最大速度为3m/s，最大功率等于P=F·vm=15W.

6.【解析】选A、B、D.整个过程动能变化量为零，所以合外力做功为零．A项正确；摩擦力大小相等，0～t1时间内的位移为s1，t1～t2时间内的位移s2，因2as=v12，则

所以B项正确；0～t1时间内是加速，故牵引力大于摩擦力，所以P＞P1，C项错；因两段平均速度相等，所以摩擦力的平均功率相等，D项正确．

7.【解析】选B、D.小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P的过程中，小球的机械能守恒，取O点所在水平面为零重力势能面，到P点时的速度为vP，则有

在P点根据牛顿第二定律得，

可知，

选项C错误；从P点水平抛出到落地的过程中，机械能守恒，选项B正确；该过程中，2R=

gt2，x=vPt，则x=2R，选项A错误；若将半圆弧轨道上的1/4圆弧截去，其他条件不变，小球到达最高点时的速度等于零，则有

选项D正确.

8.【解析】选A、B.滑块从a点由静止开始下滑，最后又恰好能回到a点，滑块的机械能守恒，说明斜面是光滑的，滑块到达c点时达到最大速度，此时滑块受力平衡，即mgsin30°=k·xbc，解得k=50N/m，选项A正确；对于滑块从a到d的过程中，据动能定理得WG+W弹=0，根据功能关系可知，弹簧的弹性势能等于滑块克服弹簧弹力做的功，W弹=-8J，因此从a到d滑块重力做了8J的功，那么从d到a滑块克服重力做功8J，则选项B正确；滑块从d至b，弹簧弹力做功8J，很显然选项D错误；对滑块由机械能守恒定律得

滑块动能的最大值小于8J，选项C错误.

9.【解析】选A、D.因小球下落的整个过程中，只有小球重力做功，故小球的机械能守恒，A正确；由mg（h+

）=

mv2可得，小球刚到达最低点时的速度大小为

C错误；由FT-mg=

可得，小球刚到达最低点时绳的张力FT＝

，D正确；当小球到达最低点时，小球的速度沿水平方向，此时小球重力的功率为零，故B错误.

10.【解析】

（1）在AB段FN1=mgcos37°（1分）

Ff1=μFN1=μmgcos37°（1分）

由A到B，设s1=AB=2.25m,根据动能定理：

mgs1sin37°-Ff1s1=

mv2-0（1分）

物体到达B点速度v=3m/s（1分）

（2）FN2=mgcos37°+Fsin37°（1分）

Ff2=μFN2=μ（mgcos37°+Fsin37°）（1分）

由Ｂ到Ｃ，设BC=s2,根据动能定理：

mgs2sin37°-Ff2s2-Fs2cos37°=0-

mv2（2分）

（或由Ａ到Ｃmg（s1+s2）sin37°-Ff2s2-Ff1s1-Fs2cos37°=0）

F=mg

BC间距离s2=0.5m（1分）

（3）由A到C克服摩擦力做功为：

Wf=μmgcos37°·s1+μ（mgcos37°+Fsin37°）s2=12.5J（3分）

答案：

（1）3m/s

（2）0.5m（3）12.5J

11.【解析】

（1）小物块在水平轨道上由P运动到Q的过程中，根据动能定理得：

（2分）

vQ=

m/s（1分）

（2）若小物块经过Q点后恰好能做竖直面内的圆周运动，根据牛顿第二定律得：

（2分）

vQ′

m/s（1分）

因为vQ＞vQ′，因此物块经过Q点后能沿圆周轨道运动.

（3）物块到达A点时速度大小为vA，在光滑竖直圆轨道的运动过程中机械能守恒，则2mgR+

（2分）

解得：

vA=19m/s（1分）

从A点抛出后，做平抛运动，

h=1.25m=

gt2（1分）

sx=vA·t（1分）

代入数值解得：

sx=0.5×19m=9.5m（1分）

答案：

（1）

（2）见解析（3）9.5m

12.【解析】

（1）mg-F＝ma

F-m0g=m0a

得a=

（1分）

当m→∞时a1=g（1分）

当m=0时a2=-g（1分）

当a=0时m=m1=m0（1分）

（2）设A开始时离水平面h1,B开始时离水平面h2，由静止释放后A上升到高度h1′，B下降到高度h2′,则h1′-h1=h2-h2′=h

代入

（1）问中加速度a,AB发生h位移时速度为v

v2=2ah（1分）

=2

（1分）

（m+m0）v2＝mg（h2-h2′）-m0g（h1′-h1）（1分）

得

m0v2+m0gh1′+

mv2+mgh2′=m0gh1+mgh2（2分）

AB系统机械能守恒.

（3）从H＝0.5m高处释放，A、B加速度

a=

=2m/s2（1分）

B着地时A的速度v=

m/s（1分）

接着A做竖直上抛，上升h′,h′=

=0.1m（1分）

A距离水平面最大高度hm=2H+h′=1.1m.（2分）

答案：

（1）g-gm0

（2）见解析（3）1.1m