专题5+2017高三最新模拟汇编之功+机械能守恒-2018年高三物理一轮总复习名师伴学

专题5+2017高三最新模拟汇编之功+机械能守恒-2018年高三物理一轮总复习名师伴学

专题5+2017高三最新模拟汇编之功+机械能守恒 ‎1．（2017江苏省淮安市淮海中学高三下第二次阶段性测试（4月））‎ 小明同学骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶“没电”，故改用脚蹬车匀速前行。设小明与车的总质量为100kg，骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的0.02倍，g取l0m/s2。通过估算可知，小明骑此电动车做功的平均功率最接近 A. 10W B. 100W C. 300W D. 500W ‎【答案】B ‎【解析】 人在匀速行驶时，受到的阻力的大小和脚蹬车的力的大小相等，由可以求得此时人受到的阻力的大小．‎ 人骑车的速度大小约为5m/s，人在匀速行驶时，人和车的受力平衡，阻力的大小为 ‎，此时的功率，B正确． ‎ ‎2．（2017江苏省连云港市、徐州市、宿迁市高三第三次模拟）‎ 如图所示，四个相同的小球A、B、C、D，其中A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，D从地面开始做斜抛运动，其运动的最大高度也为h.在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为PA、PB、PC、PD.下列关系式正确的是(　　)‎ A. PA＝PB＝PC＝PD B. PA＝PC>PB＝PD C. PA＝PC＝PD>PB D. PA>PC＝PD>PB ‎【答案】C ‎3．（2017湖南师范大学附属中学高三下模拟（二））‎ 一摩托车在竖直的圆轨道内侧做匀速圆周运动，人和车的总质量为m，轨道半径为R，车经最高点时发动机功率为P0、车对轨道的压力为mg。设轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比，则( )‎ A. 车经最低点时对轨道的压力为mg B. 车运动过程中发动机的功率一直不变 C. 车经最低点时发动机功率为3P0‎ D. 车从最高点经半圆轨道到最低点的过程中，人和车重力做功的功率不变 ‎【答案】C ‎4．（2017四川省绵阳中学实验学校高三5月模拟）‎ 某测试员测试汽车启动、加速、正常行驶及刹车的性能。前4 s逐渐加大油门，使汽车做匀加速直线运动，4～15 s保持油门位置不变，可视为发动机保持恒定功率运动，达到最大速度后保持匀速运动，15 s时松开油门并踩刹车，经3 s停止。已知汽车的质量为1 200 kg，在加速及匀速过程中汽车所受阻力大小恒为f，刹车过程汽车所受阻力大小为5f。根据测试数据描绘图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）‎ A. f=1 200 N B. 0～4 s内汽车所受牵引力大小为6 000 N C. 4～15 s内汽车位移为141 m D. 4～15 s内汽车功率为360 kW ‎【答案】BC ‎5．（2017江苏省淮安市淮海中学高三下第二次阶段性测试（4月））‎ 如图所示，质量为M的电梯底板上放置一质量为m的物体，钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，不计空气阻力，则 ‎ A. 物体所受合力做的功等于 B. 底板对物体的支持力做的功等于 C. 钢索的拉力做的功等于 D. 钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯M做的总功等于 ‎【答案】BD ‎【解析】对物体应用动能定理得：合力对物体做的功： ，故A错误；根据功能关系，地板对物体的支持力做的功等于物体机械能的增加量，为： ，所以B正确；根据功能关系，钢索的拉力做的功等于电梯和物体机械能的增加量，为： ‎ ‎，所以C错误。根据动能定理可得,合力对电梯M做的功等于电梯的动能的变化即为，则钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯M做的总功等于，所以D正确。‎ ‎6．（2017陕西省黄陵中学高三（重点班）下学期考前模拟（二））‎ 如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点．轻弹簧左端固定于竖直墙面，现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上．不计滑块在B点的机械能损失；换用相同材料质量为m2的滑块（m2＞m1）压缩弹簧至同一点D后，重复上述过程，下列说法正确的是 A. 两滑块到达B点的速度相同 B. 两滑块沿斜面上升的最大高度相同 C. 两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同 D. 两滑块上升到最高点过程机械能损失相同 ‎【答案】D ‎7．（2017江苏省连云港市灌南县二中高三最后一次检测）‎ 如图甲所示，上表面粗糙的小车静止在光滑水平面上，质量m=1kg的滑块以v0=3m/s的速度从左边滑上平板车，忽略滑块的大小。从滑块刚滑上平板车开始计时，它们的v-t图象如图乙所示，滑块在车上运动了1 s，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是 A. 滑块与平板车间的动摩擦因数为0．1‎ B. 平板车的质量为1kg C. 平板车的长度为2．5m D. 全过程中摩擦生热为2．5J ‎【答案】AB ‎8．（2017山东省日照市高三校际联合模拟考试（三模）理综）‎ 如图所示，用力F拉位于粗糙固定斜面上的木箱，使它沿着斜面加速向上移动。木箱在移动过程中，下列说法正确的是 A. 重力对木箱做的功等于木箱增加的重力势能 B. 对木箱做的功等于木箱增加的机械能 C. 合外力对木箱做的功等于木箱增加的动能 D. F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做功之和 ‎【答案】C ‎【解析】克服木箱的重力做的功等于木箱增加的重力势能，选项A错误；F和摩擦力做功的代数和等于木箱增加的机械能，选项B错误；根据动能定理可知，合外力对木箱做的功等于木箱增加的动能，选项C正确； F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做功之和，选项D错误；故选C.‎ ‎9．（2017江西师大附中第三次模拟）‎ 如图所示，质量相等的A、B两物体在同一水平线上。当A物体被水平抛出的同时，B物体开始自由下落（空气阻力忽略不计），曲线AC为A物体的运动轨迹，直线BD为B物体的运动轨迹，两轨迹相交于O点，则两物体（　　）‎ A. 经O点时速率相等 B. 在O点具有的机械能一定相等 C. 在O点相遇 D. 在O点时重力的功率一定不相等 ‎【答案】C ‎10．（2017山东省临沂市高三教学质量检测考试（三模）理综）‎ 一物体做直线运动的x-t图象如图所示，其中OA和BC段为抛物线，AB段为直线并且与两段抛物线相切．物体的加速度、速度、动能、动量分别用a、v、Ek、P表示，下列表示这些物理量的变化规律可能正确的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎11．（2017湖北省襄阳四中高三下5月模拟（一）理综）‎ 现以一定的初速度从地面竖直向上抛出一小球，小球上升到距地面高h处，又落回到抛出点，假设小球所受空气阻力大小与速度大小成正比，则小球在运动过程中的机械能E（选取地面为零势能面）随小球路程s的变化关系正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】根据功能关系得△E=f△h, 变形得，即E-h图象切线的斜率绝对值等于空气阻力的大小．在上升过程中，h 增大，小球的速度减小，空气阻力随之减小，图象的斜率逐渐减小，直至为零．在下降过程中，h减小，小球的速度增大，空气阻力随之增大，图象斜率的绝对值逐渐增大．经过同一高度时，上升的速度大小比下降的速度大小大，所以经过同一高度，上升时空气阻力比下降时的大，图象的斜率大小要大，故D图可能正确。所以ABC错误，D正确。‎ ‎12．（2017福建省泉州市高三高考考前适应性模拟理综（二））‎ 一辆汽车在平直的道路上从静止开始先匀加速启动，达到某一速度后以恒定功率运动，最后做匀速运动。下列给出的四个关系图像中，W表示牵引力对汽车做的功， Ek、 t和x分别表示汽车运动的动能、时间和位移，其中正确的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎13．（2017山东省青岛市高三下第二次模拟）‎ 一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到如图所示的水平外力作用，下列说法正确的是 A. 第1 s末物体的速度为2m／s B. 第2s末外力做功的瞬时功率最大 C. 第1 s内与第2s内质点动量增加量之比为1：2‎ D. 第1 s内与第2s内质点动能增加量之比为4：5‎ ‎【答案】D ‎【解析】由动量定理： ，求出1s末、2s末速度分别为： 、 ，A错误；第1 s末的外力的功率，第2s末外力做功的瞬时功率：‎ ‎ ，B错误；第1 s内与第2s内质点动量增加量之比为： ‎ ‎，C错误；第1秒内与第2秒内动能增加量分别为： ， ，则： ，动能增加量的比值为4：5，D正确；‎ ‎14．（2017江苏省高考考前综合模拟卷（一）物理试题）‎ 如图所示,一轻质弹簧左端固定,右端系一小物块,物块与水平面的最大静摩擦力和滑动摩擦力都为f,弹簧无形变时,物块位于O点.每次都把物块拉到右侧不同位置由静止释放,释放时弹力F大于f,物体沿水平面滑动一段路程直到停止.下列说法中正确的是(　　)‎ A. 释放时弹性势能等于全过程克服摩擦力做的功 B. 每次释放后物块速度达到最大的位置保持不变 C. 物块能返回到O点右侧的临界条件为F>3f D. 物块能返回到O点右侧的临界条件为F>4f ‎【答案】BD ‎15．（2017安徽省安庆市第一中学高三第三次模拟）‎ 质量为M的木块静止在水平面上,一颗质量为m的子弹，以水平速度击中木块并留在其中,木块滑行距离S后，子弹与木块以共同速度运动，此过程中子弹和木块的平均作用力为大小为f，子弹射入木块的深度为Ｄ。若子弹射入木块的时间极短，下列说法中正确的是 (   )‎ A. 子弹对木块做的功大小为f(S＋Ｄ)‎ B. 子弹对木块做的功大小为fS C. 若水平面光滑,当M＜m时,则S＞D,当M＞m时则有S＜D D. 不论水平面是否光滑,速度、质量大小关系如何,均是S＜D ‎【答案】BD ‎16．（2017安徽省合肥一中高三第三阶段考试物理试卷）‎ 一倾角为足够长的光滑斜面固定在水平面上，其顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧的下端系一个质量为m的小球，用一垂直于斜面的挡板P挡住小球，此时弹簧没有发生形变，如图所示，若挡板P以加速度a沿斜面向下匀加速运动，且弹簧与斜面始终保持平行，经过一段时间后，当小球与挡板刚好分离时 A. 弹簧弹力大小 B. 小球运动的速度达到最大 C. 小球获得的动能为 D. 小球运动的时间为 ‎【答案】CD ‎【解析】试题分析：当m与挡板刚好分离时，由牛顿第二定律有，得弹簧的弹力大小为，故A错误；当小球的加速度为零时，速度最大，此时物体所受合力为零，即，则，可知，小球与挡板刚好分离时小球运动的速度不是最大，故B错误；由胡克定律有，得，由，解得，在分离之前，小球恒做加速度为a的匀加速直线运动，即小球受到的合力为，根据动能定理，解得 ‎，故D正确． ‎ ‎17．（2017广东省揭阳市高中毕业班高考第二次模拟）‎ 如图所示，同为上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则小磁块 A. 在P和Q中都做自由落体运动 B. 在两个下落过程中的机械能都守恒 C. 在P中的下落时间比在Q中的长 D. 落至底部时在P中的速度比在Q中的大 ‎【答案】C ‎18．（2017黑龙江省哈尔滨市第六中学高三下第三次模拟）‎ 取水平地面为零势能面，一物块从某高处水平抛出，在抛出点其重力势能为动能的3倍。不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】设抛出时物体的初速度为v0，物块离地的高度为h．物块落地时的速度大小为v，方向与水平方向的夹角为α，‎ 根据机械能守恒定律得： ‎ 据题有： ‎ 联立解得： ；‎ 则 ‎ 解得：物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为 故选D。‎ ‎19．（2017黑龙江省哈尔滨市高三模拟试题（三）理综）‎ 如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道，外圆光滑，内圆粗糙．一质量为m的小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动，球的直径略小于两圆间距，球运动的轨道半径为R，不计空气阻力．设小球过最低点时重力势能为零，下列说法正确的是（ ）‎ A. 小球在同心圆轨道内运动过程中，机械能一定减小 B. 若经过足够长时间，小球最终的机械能可能为 C. 若小球在运动过程中机械能守恒，则v0一定不小于 D. 若小球第一次运动到最高点时速度大小为0，则v0一定大于 ‎【答案】BD 由机械能守恒定律得： mv02=mg•2R+mv2，小球在最低点时的最小速度v0=，所以若使小球始终做完整的圆周运动，则v0一定不小于，若小球只在过圆心的水平线以下运动，则mv02=mgR，解得 ，则若小球在运动过程中机械能守恒，小球在最低点的速度应小于等于，或者大于等于，故C错误．如果内圆光滑，小球在运动过程中不受摩擦力，小球在运动过程中机械能守恒，如果小球运动到最高点时速度为0，由机械能守恒定律得： mv02=mg•2R，小球在最低点时的速度为 v0=，由于内圆粗糙，小球在运动过程中要克服摩擦力做功，则小球在最低点时的速度v0一定大于，故D正确．故选BD.‎ ‎20．（2017江西省临川一中高三下5月底模拟）‎ 如图所示,在倾角为θ=30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B。它们的质量均为m,弹簧的劲度系数为k ,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现用外力F(恒为2mg)沿斜面方向拉物块A使之沿斜面向上运动,经过一段时间,物块B刚要与挡板C分离。已知重力加速度为g。则（ ）‎ A. 从开始到物块B刚要与挡板C分离的过程,物块A的位移为 B. 物块B刚要离开挡板C时,物块A的加速度为2g C. 物块B刚要离开挡板C时,物块A的速度为 D. 物块B刚要离开挡板C时,物块A的速度为 ‎【答案】AC ‎21．（2017内蒙古鄂尔多斯一中高三下第七次模拟）‎ 如图所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处，滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的Ek﹣h图象，其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余为曲线，以地面为零势能面，取g=10m/s2，由图象可知 ( )‎ A. 小滑块的质量为0.2kg B. 轻弹簧原长为0.1m C. 弹簧最大弹性势能为0.32J D. 小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.38J ‎【答案】AD ‎22．（2017江西师大附中第三次模拟）‎ 如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为2m、m。开始时细绳伸直，物体B静止在桌面上，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h。放手后物体A下落，着地时速度大小为v，此时物体B对桌面恰好无压力。不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）‎ A. 弹簧的劲度系数为 B. 物体A下落过程中，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒 C. 物体A着地时的加速度大小为 D. 物体A着地时弹簧的弹性势能为2mgh－mv2‎ ‎【答案】BC ‎23．（2017宁夏银川一中高三下第三次模拟）‎ 如图所示，光滑水平面上有静止的斜劈，斜劈表面光滑。将一质量为m、可视为质点的滑块从斜劈顶端由静止释放。在滑块滑到斜劈底端的过程中，下列说法正确的是 A. 由滑块、斜劈组成的系统动量守恒 B. 斜劈对滑块的支持力对滑块不做功，所以滑块的机械能守恒 C. 虽然斜劈对滑块的支持力对滑块做负功，但是滑块、斜劈组成的系统机械能仍守恒 D. 滑块、斜劈相对地面的水平位移之和大小等于斜劈底边边长 ‎【答案】CD ‎【解析】由滑块、斜劈组成的系统，由于m沿斜面加速下滑，有竖直向下的分加速度，所以存在超重现象，则系统竖直方向的合外力不为零，因此系统动量不守恒，故A错误；滑块对斜面有压力，斜面向右运动，则斜劈对滑块的支持力与滑块相对于地面的位移不垂直，则该支持力对滑块要做功，所以滑块的机械能不守恒，故B错误．斜劈对滑块的支持力方向与滑块相对于地面的位移方向之间夹角为钝角，所以斜劈对滑块的支持力对滑块做负功，但对滑块、斜劈组成的系统，只有重力做功，所以系统的机械能守恒，故C正确．滑块下滑的过程中，斜面向右运动，滑块相对于斜劈的水平位移等于斜劈底边边长，相当于滑块与斜面底端相遇，由几何关系可知，滑块、斜劈相对地面的水平位移之和大小等于斜劈底边边长，故D正确．故选CD. ‎ ‎24．（2017江苏省连云港市、徐州市、宿迁市高三第三次模拟）‎ 如图所示，ABC是一个位于竖直平面内的圆弧形轨道，高度为h，轨道的末端C处与水平面相切．一个质量为m的小木块从轨道顶端A处由静止释放，到达C处停止，此过程中克服摩擦力做功为W1，到达B处时速度最大为v1，加速度大小为aB；小木块在C处以速度v向左运动，恰好能沿原路回到A处，此过程中克服摩擦力做功为W2，经过B处的速度大小为v2.重力加速度为g.则(　　)‎ A. v＝2 B. v1

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