1、绝密启用前2019年高三物理一轮复习测试第五章 机械能本试卷分第卷和第卷两部分，共100分，考试时间150分钟。第卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分) 1.如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物块从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是()A 电动机做的功为mv2B 摩擦力对物体做的功为mv2C 传送带克服摩擦力做的功为mv2D 小物块与传送带因摩擦产生的热量为Qmv22.如图甲所示，静止在地面上的一个物体在竖直向止的拉力作用下开始运动在，向上
2、运动的过程中，物体的动能Ek与位移x关系图象如图乙所示其中在0h过程中的图线为平滑曲线，h2h过程中的图线为平行于横轴的直线，2h3h过程中的图线为一倾斜的直线，不计空气阻力，下列说法正确的是()A 物体上升到h高处时，拉力的功率为零B 在0h过程中拉力大小恒为2mgC 在2h3h过程中物体机械能不变D 在2h3h过程中物体的机械能不变3.水流在推动水轮机的过程中做了3108J的功，这句话应理解为()A 水流在推动水轮机前具有3108J的能量B 水流在推动水轮机的过程中具有3108J的能量C 水流在推动水轮机后具有3108J的能量D 水流在推动水轮机的过程中能量减少了3108J4.如图所示，质
3、量分别为m1和m2的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧连接，置于绝缘光滑的水平面上当突然加一水平向右的匀强电场后，两小球A、B将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两个小球和弹簧组成的系统(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度)，以下说法正确的是()A 系统机械能不断增加B 系统动能不断增加C 当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最小D 当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时，系统动能最大5.小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的两倍，在下落至离高度h处，小球的势能是动能的两倍，则h等于(
4、)AH/9B 2H/9C 3H/9D 4H/96.如图，从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球，一个竖直上抛，一个竖直下抛，另一个平抛，则它们从抛出到落地过程中()A 运行的时间相等B 落地时的机械能不同C 落地时的速度相同D 在空中任意时刻三个物体的机械能相同7.质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其vt图象如图所示，则下列说法正确的是()AF1、F2大小相等BF1、F2对A、B做功之比为21CA、B受到的摩擦力大小相等D 全过程中摩擦力对A、B做功之比为128.子弹的速度为v，打穿一块固定的木块后
5、速度刚好变为零若木块对子弹的阻力为恒力，那么当子弹射入木块的深度为其厚度的一半时，子弹的速度是()ABvCD9.如图，竖直放置的粗糙四分之一圆弧轨道ABC与光滑半圆弧轨道CDP最低点重合在C点，圆心O1和O2在同一条竖直线上，圆弧ABC的半径为4R，半圆弧CDP的半径为R.质量为m的小球从A点静止释放，达到P时与轨道间的作用力大小为mg.不计空气阻力小球从A到P的过程中()A 机械能减少了2mgRB 重力势能减少了mgRC 合外力做功2mgRD 克服摩擦力做功mgR10.放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在06 s内其速度与时间图象和该拉力的功率与时间图象分别如图所示，下列说法正确的是
6、()A 06 s内物体位移大小为36 mB 06 s内拉力做的功为30 JC 合外力在06 s内做的功与02 s内做的功相等D 滑动摩擦力大小为5 N11.如图所示，位于固定粗糙斜面上的小物块P，受到一沿斜面向上的拉力F，沿斜面匀速上滑现把力F的方向变为竖直向上，若使物块P仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，则()A 力F一定要变小B 力F一定要变大C 力F的功率将减小D 力F的功率将增大12.如图，一小球从光滑曲面由静止释放，离开轨道末端后做平抛运动，最后撞到离轨道末端水平距离为d的竖直墙壁上，要使小球撞到墙壁时的速度最小，小球由静止释放的高度h为()AdBCD 2d13.如图，某同学用绳子拉动
7、木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度木箱获得的动能一定()A 小于拉力所做的功B 等于拉力所做的功C 等于克服摩擦力所做的功D 大于克服摩擦力所做的功14.如图所示一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m的a球置于地面上，质量为m的b球从水平位置静止释放当a球对地面压力刚好为零时，b球摆过的角度为.下列结论正确的是()A90B45C 小球摆动到最低点的过程中，b球机械能不守恒D 小球摆动到最低点的过程中，b球重力的瞬时功率一直增大15.关于机械能是否守恒，下列说法正确的是()A 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B 做圆周运动
8、的物体机械能一定守恒C 做变速运动的物体机械能可能守恒D 合外力对物体做功不为零，机械能一定不守恒16.质量相等的两个质点A、B在拉力作用下从同一地点沿同一直线竖直向上运动的vt图象如图所示，下列说法正确的是()At2时刻两个质点在同一位置B 0t2时间内两质点的平均速度相等C 0t2时间内A质点处于超重状态D 在t1t2时间内质点B的机械能守恒17.质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，在此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力
9、所做的功是()AmgRBmgRCmgRDmgR18.如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面设小球在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是()Amghmv2Bmv2mghC mghD (mghmv2)19.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升为止，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是()A 钢绳的最大拉力为B 钢绳的最大拉力为mgC 重物匀加速的末速度为D
10、 重物匀加速运动的加速度为g20.伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小()A 只与斜面的倾角有关B 只与斜面的长度有关C 只与下滑的高度有关D 只与物体的质量有关第卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分) 21.光滑水平面上有质量为M、高度为h的光滑斜面体A，斜面顶端有质量为m的小物体B，二者都处于静止状态从某时刻开始释放物体B，
11、在B沿斜面下滑的同时斜面体A沿水平方向向左做匀加速运动经过时间t，斜面体水平移动s，小物体B刚好滑到底端(1)求运动过程中斜面体A所受的合力FA；(2)分析小物体B做何种运动，并说明理由；(3)求小物体B到达斜面体A底端时的速度vB大小22.如图所示，AB段为长度L15 m的粗糙水平地面，其动摩擦因数0.2，它高出水平地面CD的高度h1.25 m，EFD为一半径R0.4 m的光滑半圆形轨道现有一质量m1 kg的小球，在恒定的外力F4 N的作用下，由静止开始从水平面的A点开始运动力F作用一段距离后将其撤去，随后物体从B点飞出，落在水平地面CD上某处并反弹，因为与地面碰撞时有能量损失，反弹过程水平
12、速度分量不变而竖直速度分量减小，弹起后刚好沿半圆轨道DEF的E点切向进入，开始做圆周运动，且在E点时与圆弧轨道间的相互作用力恰好为零取g10 m/s2，试求：(1)CD间距离L2；(2)外力F作用的距离23.如图所示，光滑水平面AB与一半圆开轨道在B点相连，轨道位于竖直面内，其半径为R，一个质量为m的物块静止在水平面上，现向左推物块使其压紧轻质弹簧，然后放手，物块在弹力作用下获得一速度，当它经B点进入半圆轨道瞬间，对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰好能完成半圆周运动到达C点，重力加速度为g.求；(1)弹簧弹力对物块做的功；(2)物块从B到C摩擦阻力做的功；(3)物块离开C点后，再落回到
13、水平面上时相对于C点的水平距离24.如下图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月球高度为h1处悬停(速度为0，h1远小于月球半径)；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h2处的速度为v，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面已知探测器总质量为m(不包括燃料)，地球和月球的半径比为k1，质量比为k2，地球表面附近的重力加速度为g，求：(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小；(2)从开始竖直下降到刚接触月面时，探测器机械能的变化答案解析1.【答案】D【解析】电动机多做的功转化成了物体的动能和系统的内能，所以
14、电动机多做的功为W机mv2Qmv2.故A不正确；物块运动过程中，只有摩擦力对它做功，根据动能定理得：摩擦力对物块做的功为Wfmv200.5mv2.故B不正确；传送带克服摩擦力做功为：Wfmgx1mv2.故C不正确；设物块匀加速运动的时间为t，则物块与传送带相对位移大小为xvtvt0.5vt，此过程中物块的位移为x物0.5vt，则有xx物；系统摩擦生热为Qfxfx物mv2，故D正确2.【答案】D【解析】0h高度内，由动能定理得Ek(Fmg)x，图线斜率表示合外力，0h过程中，斜率逐渐减小到零，则拉力逐渐减小到等于重力，合力减小为零，A、B错误，2h3h过程中，物体受到拉力等于重力，匀速上升，拉力
15、做正功，物体的机械能增加，C错误；在2h3h过程中，图线斜率恒定，大小为mg，则物体合力大小为mg，物体只受到重力，机械能守恒，D正确3.【答案】D【解析】根据功能关系，水流在推动水轮机的过程中做了3108J的功，水流在推动水轮机的过程中能量减少了3108J，选项D正确4.【答案】D【解析】据题意，在施加电场后对整个系统受力分析，系统在水平方向受到电场力F1和F2，由于两球带电量相等且电性相反，则在匀强电场中F1F20，系统在竖直方向的合力也为0，所以系统所受合力为0；弹簧弹力是系统的内力，两球在电场力作用下向相反方向运动，弹簧被拉伸，弹力增加，当弹力与电场力相等时，两球速度最大，继续运动则弹
16、力大于电场力，两球开始减速运动直至速度减为0，然后反向运动；整个系统在这个运动过程中机械能守恒，A、C错误；动能先增加后减小，B错误，D正确5.【答案】D【解析】小球上升至最高点过程：mgHfH0mv02；小球上升至离地高度h处过程：mghfhmv12mv02，又mv122mgh；小球上升至最高点后又下降至离地高度h处过程：mghf(2Hh)mv22mv02，又mv22mgh；以上各式联立解得hH，答案D正确6.【答案】D【解析】只有重力做功，由机械能守恒定律，竖直上抛，竖直下抛两个小球落地速度方向都是竖直向下，末速度的大小相等，即两个小球的落地时速度相同，位移相同，加速度相同，但初速度不相同
17、(方向相反)，所以它们的运动时间不相等，故A错误；一个竖直上抛，一个竖直下抛，另一个平抛，三个球只受重力做功，所以三个球机械能都守恒，而初位置三个球机械能相等，所以在空中任意时刻三个物体的机械能相同，落地时的机械能相等，故B错误，D正确；速度相同包括方向相同，竖直上抛运动，竖直下抛运动落地的速度竖直向下，平抛运动的物体落地速度与竖直方向有一定的夹角，故三个小球落地速度不相同，故C错误7.【答案】C【解析】设A加速时加速度大小为a，则减速时加速度大小为0.5a，B加速时加速度大小为0.5a，减速时加速度大小为a.根据牛顿第二定律，对A：F1Ff12ma，Ff12m0.5ama，对B：F2Ff20
18、.5ma，Ff2ma，解得F13ma，F21.5ma，Ff2Ff1.A错误，C正确；外力F1、F2做功分别为：W1F1l1,W2F2l2，由图线围成的面积可知l10.5l2，故W1W211，B错误；两物体运动位移相同，故摩擦力做功之比为Ff1lFf2l11，D错误8.【答案】B【解析】设子弹的质量为m，木块的厚度为d，木块对子弹的阻力为f.根据动能定理，子弹刚好打穿木块的过程满足fd0mv2.设子弹射入木块厚度一半时的速度为v，则fmv2mv2，得vv，故选B.9.【答案】D【解析】质量为m的小球从A点静止释放，达到P时与轨道间的作用力大小为mg，根据牛顿第二定律：2mgm，v，根据动能定理：
19、mg2RWfmv2得：WfmgR，故机械能减少了mgR，故A错误D正确；合外力做功等于动能的变化量：mv2mgR，故C错误；高度下降了2R，则重力势能减少了2mgR，故B错误10.【答案】C【解析】由PFv，对应vt图象和Pt图象可得30F6,10Ff6，解得：F5 N，FfN，D错误；06 s内物体的位移大小为(46)6m30 m，A错误；06 s内拉力做功WFx1Ffx2562J64 J70 J，B错误；由动能定理可知，C正确11.【答案】C【解析】物块受到一沿斜面向上的拉力F，Fmgsinmgcos，把力F的方向变为竖直向上，仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，Fmg，由于题述没有给出和的具
20、体数值，不能判断出力F如何变化，选项A、B错误；由于力F的方向变为竖直向上后，摩擦力不再做功，力F的功率将减小，选项C正确，D错误12.【答案】B【解析】小球在曲面下滑的过程中，机械能守恒，mghmv，然后做平抛运动，运动时间t，撞到墙上时的速度v，联立得v根据不等式可知，当2gh，即h时，小球的速度最小因此B正确，A、C、D错误13.【答案】A【解析】由题意知，W拉W阻Ek，则W拉Ek，A项正确，B项错误；W阻与Ek的大小关系不确定，C、D项错误14.【答案】A【解析】设b球做圆周运动的半径为R当90时，根据机械能守恒mgRmv2可得v，由竖直平面内的圆周运动得Fmgm，F3mg，此时a球对
21、地面压力为零，A选项正确，B选项错误；b球下摆的过程机械能守恒，C错误；b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率Pmgvcos， 为速度与竖直方向的夹角开始时，v0，P0；到最低点时，v最大，但90，Pmgvcos0，根据极值法可得，重力对小球做功的功率先增大后减小，D错误15.【答案】C【解析】做匀速直线运动的物体与做圆周运动的物体，如果是在竖直平面内则机械能不守恒，A、B错误；合外力做功不为零，机械能可能守恒，C正确，D错误16.【答案】C【解析】由vt图线面积表示位移知0t2时间内B上升的高度大于A上升的高度，故选项A错误；又根据平均速度定义式知B平均速度大于A平均速度，故选项B错
22、误；由图线知A在0t2时间内向上做匀加速直线运动，加速度向上，故超重，选项C正确；在t1t2时间内质点B匀速上升，机械能增加，故选项D错误17.【答案】C【解析】小球通过最低点时，绳的张力为F7mg由牛顿第二定律可知：Fmg小球恰好能通过最高点，则在最高点时绳子拉力为零，由牛顿第二定律可知：mg小球由最低点运动到最高点的过程中，由动能定理得：2mgRWfmv22mv12由可得WfmgR，所以小球克服空气阻力所做的功为mgR，故C正确，A、B、D错误18.【答案】A【解析】小球从斜面底端到最高点C的过程中，重力、弹簧弹力做功，C点为最高点，即vC0，由动能定理得：mghW弹0mv2，W弹mghm
23、v2，故A正确19.【答案】D【解析】加速过程物体处于超重状态，钢索拉力较大，匀速运动阶段钢绳的拉力为，故A错误；加速过程物体处于超重状态，钢索拉力大于重力，故B错误；重物匀加速运动的末速度不是运动的最大速度，此时钢绳对重物的拉力大于其重力，故其速度小于，故C错误；重物匀加速运动的末速度为v1，此时的拉力为F，由牛顿第二定律得；ag，故D正确.20.【答案】C【解析】物体沿光滑斜面(或弧线)下滑，只有重力做功，由机械能守恒定律得mv2mgh，C项正确21.【答案】(1)(2)B做匀加速运动(3)【解析】(1)对A，在匀加速运动过程中sat2由牛顿第二定律得FAMa(2)物体B做匀加速运动因为A
24、做匀加速运动，B对A的作用力一定，由牛顿第三定律知，A对B的作用力也一定，B还受到重力作用，重力也是恒力，所以B受到的合力是恒力，B做匀加速运动(3)对AB组成的系统，机械能守恒，由机械能守恒定律得mghMvMvvAat解得：vB22.【答案】(1)1.8 m(2)3 m【解析】(1)设平抛时间为t1，水平距离为x1，斜抛时间为t2，水平距离为x2.在E点时，小球与圆弧轨道无相互作用力，则有mgm解得v02 m/s由hgt得t10.5 sx1v0t11 m因斜抛可看做逆向的平抛运动，所以由2Rgt得t20.4 s，x2v0t20.8 m，所以L2x1x21.8 m(2)设F作用距离为x.由动能
25、定理得：FxmgL1mv得x3 m23.【答案】(1)3.5mgR(2)mgR(3)2R【解析】(1)物块到达B点瞬间，根据向心力公式有：FNmgm解得：v7Rg弹簧对物块的弹力做的功等于物块获得的动能，所以有WEKmv3.5mgR(2)物块恰能到达C点，重力提供向心力，根据向心力公式有：mgm物块从B运动到C，根据动能定理有：Wfmg2Rmvmv解得：WfmgR(3)物体从C点做平抛运动，则xvct,2Rgt2解得：x2R24.【答案】(1)(2)mv2mg【解析】(1)设地球质量和半径分别为M和R，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为M、R和g，探测器刚接触月面时的速度大小为v1.由mgG和mgG得g由vv22gh2得vt(2)设机械能变化量为E，动能变化量为Ek，重力势能变化量为Ep.由EEkEP有Emmgh1得：Emv2mg.
