2019-2020年高三物理二轮复习 专题限时练6 第1部分 专题6 机械能守恒定律 功能关系.doc
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2019-2020年高三物理二轮复习 专题限时练6 第1部分 专题6 机械能守恒定律 功能关系 一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分) 1．(xx湘谭模拟)如图615所示，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体，由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度，从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力F1、F2、F3的平均功率关系为( ) 图615 A．P1＝P2＝P3 B．P1>P2＝P3 C．P3>P2>P1 D．P1>P2>P3 2. (xx巴中模拟)用长为l的细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，小球可在竖直平面内做圆周运动，如图616所示，MD为竖直方向上的直径，OB为水平半径，A点位于M、B之间的圆弧上，C点位于B、D之间的圆弧上，开始时，小球处于圆周的最低点M，现给小球某一初速度，下述说法正确的是( ) 图616 A．若小球通过A点的速度大于，则小球不一定能通过D点 B．若小球通过B点时，绳的拉力大于3mg，则小球必能通过D点 C．若小球通过C点的速度大于，则小球必能通过D点 D．小球通过D点的速度可能会小于 3．如图617所示，质量m＝10 kg和M＝20 kg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＝250 N/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40 cm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( ) 图617 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200 N 4．(xx佛山模拟)静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个上升过程中，如图所示，物体机械能随时间变化的关系是( ) 5．(xx唐山模拟)足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动，某时刻，一质量为m、速度大小为v，方向与传送带运动方向相反的物体，在传送带上运动，最后物体与传送带相对静止．物体在传送带上相对滑动的过程中，滑动摩擦力对物体做的功为W1，传送带克服滑动摩擦力做的功为W2，物体与传送带间摩擦产生的热量为Q，则( ) A．W1＝mv2 B．W1＝2mv2 C．W2＝mv2 D．Q＝2mv2 6．(xx石家庄模拟)下列各图是反映汽车(额定功率为P额)从静止开始匀加速启动，最后做匀速运动的过程中，其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象，其中正确的是( ) 7．(xx淄博二模)在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v.则此时( ) 图618 A．拉力做功的瞬时功率为Fvsin θ B．物块B满足m2gsin θ＝kd C．物块A的加速度为 D．弹簧弹性势能的增加量为Fd－m1gdsin θ－m1v2 8．(xx鹰谭模拟)如图619所示，在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD平滑连接在一起，斜面足够长．在圆弧轨道上静止着N个半径为r(r≪R)的光滑刚性小球，小球恰好将圆弧轨道铺满，从最高点A到最低点B依次标记为1，2，3，…，N.现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是( ) 图619 A．N个小球在运动过程中始终不会散开 B．第N个小球在斜面上能达到的最大高度为R C．第1个小球到达最低点的速度满足>v> D．第1个小球到达最低点的速度v< 二、计算题(本题共2小题，共计32分．解答过程要有必要的文字说明和解题步骤) 9. (16分)如图620所示，劲度系数为k的轻弹簧下端固定在水平地面上，上端连接一质量为m的物体A，一不可伸长的轻绳跨过滑轮，两端分别与物体A及质量为2m的物体B连接．不计空气阻力和定滑轮与轻绳间的摩擦，重力加速度为g，弹簧的形变始终在弹性限度内. 图620 (1)用手托住物体B，使两边轻绳和弹簧都处于竖直状态，轻绳恰能拉直且弹簧处于原长，然后无初速度释放物体B，物体B可下落的最大距离为l.求物体B下落过程中，弹簧的最大弹性势能． (2)用手托住物体B，使两边轻绳和弹簧都处于竖直状态，轻绳中恰好不产生拉力，然后无初速度释放物体B，求物体A的最大速度． (3)将物体B放在动摩擦因数为μ＝、倾角为θ＝30的固定斜面上，用手按住，恰能使轻绳拉直，且弹簧处于原长，如图所示．若要使物体B下滑距离也为l，则物体B沿斜面向下的初速度至少要多大？ 10．(16分)(xx烟台一模)如图621甲是用传送带传送行李的示意图．图甲中水平传送带AB间的长度为8 m，它的右侧是一竖直的半径为0.8 m的圆形光滑轨道，轨道底端与传送带在B点相切．若传送带向右以6 m/s的恒定速度匀速运动，当在传送带的左侧A点轻轻放上一个质量为4 kg的行李箱时，箱子运动到传送带的最右侧如果没被捡起，能滑上圆形轨道，而后做往复运动直到被捡起为止．已知箱子与传送带间的动摩擦因数为0.1，重力加速度大小为g＝10 m/s2，求： (1)箱子从A点到B点所用的时间及箱子滑到圆形轨道底端时对轨道的压力大小； (2)若行李箱放上A点时给它一个5 m/s的水平向右的初速度，到达B点时如果没被捡起，则箱子离开圆形轨道最高点后还能上升多大高度？在如图乙给定的坐标系中定性画出箱子从A点到最高点过程中速率v随时间t变化的图象． 图621 【详解答案】 1．A 物体的加速度相同，说明物体受到的合力相同，即拉力F沿着斜面方向的分力都相同．由于斜面的长度相同，物体的加速度相同，所以物体到达顶端的时候，物体的速度大小也是相同的．拉力沿着斜面方向上的分力相同，位移相同，所以拉力做的功相同，由于物体的运动情况相同，则物体运动的时间也相同，所以拉力的功率也就相同，故A正确． 2．B 若小球恰能通过最高点，由重力提供向心力，有mg＝m，解得vD＝，故D错误．小球做圆周运动，只有重力做功，机械能守恒，设此种情况到B点速度为vB，在M点速度为vM，有mgl＝mv－mv，mg2l＝mv－mv，解得vB＝，vM＝. 若小球通过A点的速度大于，小球一定能通过D点．由于在B点，T＝m＝3mg，则小球在B点绳的拉力大于3mg时，小球一定过D点，故A错误，B正确；若小球通过C点的速度大于，则小球不一定能通过D点，故C错误． 3．C 对m进行受力分析，水平方向受向右的弹簧的弹力和向左的静摩擦力，由于弹簧在缩短，所以弹力越来越大，由于缓慢地向墙壁移动，也就可以看成平衡状态，所以M对m的摩擦力也在增大，所以M受到的摩擦力在增大，故A错误．物块m受到的摩擦力方向向左，m向左运动，所以摩擦力做正功，故B错误，把m和M看成整体进行受力分析，水平方向受向右的弹簧弹力和向左的推力，当移动40 cm时，两物块间开始相对滑动，此时弹力大小为F′＝kx＝100 N．推力F的大小也应为100 N，D错误，缓慢移动，且m、M间无相对运动，说明动能不变，无内能产生，C项正确． 4．C 设在恒力作用下物体的加速度为a，则机械能增量E＝Fh＝Fat2，可知机械能随时间不是线性增大，撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变，选项C正确． 5．D 设小物体速度由v减到零过程对地位移大小为s，则该过程传送带对地位移为2s，两者相对移动的路程为3s；当小物体速度由零增加到v过程，小物体和传送带对地位移分别为s和2s，两者相对移动的路程为s，因此全过程两者相对移动的路程为4s，摩擦生热Q＝4fs，而fs＝mv2，所以Q＝2mv2.滑动摩擦力对物体做的功W1＝mv2－mv2＝0，物体相对传送带滑动的过程中，传送带克服摩擦力做的功，由功能关系得W2＝W1＋Q＝2mv2. 6．ACD 汽车开始做初速度为零的匀加速直线运动，当达到额定功率时，匀加速过程结束，然后做加速度逐渐减小的加速运动，直至最后做匀速运动．开始匀加速时，F－f＝ma，设匀加速刚结束时汽车速度为v1，有P额＝Fv1，最后匀速时F＝f，有P额＝Fvm，由以上各式解得，匀加速过程的末速度为v1＝，最后做匀速运动速度为vm＝，在vt图象中斜率表示加速度，汽车开始加速度不变，后来逐渐减小，故A正确；汽车运动过程中开始加速度不变，后来加速度逐渐减小，最后加速度为零，故B错误；汽车牵引力开始大小不变，然后逐渐减小，最后牵引力等于阻力，故C正确；开始汽车功率逐渐增大，P＝Fv＝Fat，故为过原点直线，后来功率恒定，故D正确． 7．CD 拉力的瞬时功率P＝Fv，故A错误；开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于A的重力沿斜面向下的分力，当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面向下的分力，故m2gsin θ＝kx2，但由于开始弹簧是压缩的，故d>x2，故m2gsin θ
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