备战2020年高考高三一轮单元训练金卷： 物理 第六单元 机械能守恒定律 A卷 Word版含答案.pdf

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1、 单元训练金卷高三物理(A)卷 第六单元第六单元 注意事项：注意事项： 1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形 码粘贴在答题卡上的指定位置。 2选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑， 写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草 稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、一、 (本题共本题共 10 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出

2、的四个选项中，第 16 题只有一 项符合题目要求，第 题只有一 项符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 分，有 选错的得 0 分分) 1能源是社会发展的基础，下列关于能量守恒和能源的说法正确的是( ) A能量是守恒的，能源是取之不尽，用之不竭的 B能量的耗散反映能量是不守恒的 C开发新能源，是缓解能源危机的重要途径 D对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减小，形成“能源危机” 2如图所示，游乐场中，从高处 A 到水平面 B 处有两条长度相同的轨道和，其中轨道 光滑，轨道粗糙

3、。质量相等的小孩甲和乙分别沿轨道和从 A 处滑向 B 处，两人重力做功分别 为 W1和 W2，则( ) AW1W2 BW1W2 CW1W2 D因小孩乙与轨道的动摩擦因数未知，故无法比较重力做功的大小 3如图所示是某课题小组制作的平抛仪。M 是半径为 R 固定于竖直平面内的 1 4光滑圆弧轨道， 轨道上端切线水平。 M 的下端相切处放置着竖直向上的弹簧枪， 弹 簧枪可发射速度不同、质量均为m的小钢珠，假设某次发射(钢珠距离枪口0.5R)的小 钢珠恰好通过M 的上端点水平飞出，已知重力加速度为 g，则发射该小钢珠前，弹 簧的弹性势能为 ( ) AmgR B2mgR C3mgR D4mgR 4 如图

4、所示， 一很长的、 不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮， 绳的两端各系一个 小球a和b。a球的质量为m， 静置于水平地面 ； b球的质量为M，用手托住， 距地面的高度 为h，此时轻绳刚好拉 紧。从静止释放 b 后，a 达到的最大高度为 1.5h，则 M、m 的比 值为( ) A54 B53 C31 D32 5如图所示，一不可伸长的轻绳上端悬挂于 O 点，下端系一小球。现将小球拉到 A 点(保持绳 绷直)由静止释放， 当它经过 O 点的正下方的 B 点时绳恰好被拉断， 小球平抛后撞击到一个与地面成 37的斜面 BC 上， 撞击点为 C。 若 B、 C 间的高度差为 H， 不计空气阻力， sin 3

5、70.6， cos 370.8， 则( ) A小球从 B 点运动到 C 点的时间 t 2H g B小球从 B 点运动到 C 点的时间 t 2h g CA、B 间的高度差 h 8 9 H DA、B 间的高度差 h 9 4 H 6一长木板在光滑的水平面上匀速运动，在 t0 时刻将一相对于地面静止 的质量 m1 kg 的物块轻放在木板上，以后木板运动的速度时间图象如图所 示。已知物块始终在木板上，重力加速度 g10 m/s2。 则物块的最终动能 E1及木 板动能的减小量 E 分别为( ) AE10.5 J，E2 J BE10.5 J，E3 J CE11 J，E2 J DE11 J，E3 J 7一质点

6、开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能先逐渐减 小，再逐渐增大，则恒力与物体匀速运动时速度方向的夹角 可能是( ) A0 B180 C090 D90180 8如图所示，质量不计的轻弹簧竖直固定在水平地面上，将一金属小球从弹簧正上方某一高度 处由静止释放，小球从落到弹簧上到压缩弹簧到最低点的过程中( ) A小球的机械能守恒 B小球的机械能增大 C小球的机械能减小 D小球与弹簧组成的系统的机械能守恒 9 (2019全国 II 卷)从地面竖直向上抛出一物体， 其机械能 E总等于动能 Ek 与重力势能 Ep之和。 取地面为重力势能零点，该物体的 E总和 Ep随它离开地 面的

7、高度 h 的变化如图所示。重力加速度取 10 m/s2。由图中数据可得( ) A物体的质量为 2 kg Bh0 时，物体的速率为 20 m/s 此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 Ch2 m 时，物体的动能 Ek40 J D从地面至 h4 m，物体的动能减少 100 J 10如图所示，用大小相等的力 F 将同一物体分别沿光滑的水平面和光滑的斜面由静止开始移 动大小相等的位移 x，在两种情况下，力 F 作用的时间分别为 t1和 t2，力 F 的方向分别平行水平面 和斜面，平均功率分别为 P1和 P2。则( ) At1t2 Bt1t2 CP1P2 DP1P2 二、二、(本题共本

8、题共 6 小题，共小题，共 60 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位) 11(7 分)现要用如图所示的实验装置探究“动能定理”：一倾角 可调的斜面上安装有两个光电 门，其中光电门乙固定在斜面上，光电门甲的位置可移动。不可伸长的细线一端固定在带有遮光片 (宽度为 d)的滑块上，另一端通过光滑定滑轮

9、与重物相连，细线与斜面平行 (通过滑轮调节)。当滑块沿斜面下滑时， 与光电门相连的计时器可以显示遮 光片挡光的时间 t， 从而可测出滑块通过光电门时的瞬时速度 v。 改变光电门 甲的位置， 重复实验， 比较外力所做的功 W 与系统动能的增量 Ek的关系， 即可达到实验目的。 主要实验步骤如下： (1)调节斜面的倾角 ，用以平衡滑块的摩擦力。将带有遮光片的滑块置于斜面上，轻推滑块， 使之运动。可以通过 判断滑块是否正好做匀速运动； (2)按设计的方法安装好实验器材。将滑块从远离光电门甲的上端由静止释放，滑块通过光电门 甲、乙时，遮光片挡光的时间分别 t1和 t2，则滑块通过甲、乙两光电门时的瞬时

10、速度分别为 和 ； (3)用天平测出滑块(含遮光片)的质量 M 及重物的质量 m，用米尺测出两光电门间的距离 x，比 较 和 的大小，在误差允许的范围内，若两者相等，可得出合力对物体所做的功等 于物体动能的变化量。 12 (8 分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置如图所示， 调节气垫导轨水平， 将重物 A 由静止释放，滑块 B 上拖着的纸带(未画出)被打出一系列的点。对纸带上的点迹进行测量，即可验 证机械能守恒定律。图甲给出的是实验中的一条纸带：0 是打下的第一 个点，每相邻两个计数点间还有 4 个点(图上未画出)， 计数点间的距离如 图中所示。已知重物的质量 m100 g、 滑块的质

11、量 M150 g，则： (g 取 10 m/s2，结果保留三位有效数字 ) (1)在纸带上打下计数点 5 时的速度 v m/s； (2)在打点05的过程中系统动能的增加量Ek J， 系统势能的减少量Ep J， 由此得出的结论是 ； (3)若某实验小组作出的 2 2 v h 图象如图乙所示，则当地的实际重力加速度 g m/s2。 13(10 分)如图所示，楔形木块 abc 固定在水平面上，粗糙斜面 ab 和光滑斜面 bc 与水平面的 夹角均为 30，顶角 b 处安装一定滑轮。质量分别为 M8 kg、m2 kg 的滑块 A、B，通过不可伸长 的轻绳跨过定滑轮连接， 轻绳与斜面平行。 两滑块由静止释

12、放后， 沿斜面运动。 已知滑块 A 与斜面 ab 的动摩擦因数 3 6 ，不计滑轮的质量和摩擦。当滑块 A 沿斜面下滑距离 x2 m(滑块 B 离滑轮距 离足够远)时，求。 (1)滑块 A 的速度大小 v。 (2)在下滑过程中，轻绳中的张力 T。 14(10 分)如图所示，在高 H5 m 的光滑水平台上，有一用水平轻质细线拴接的完全相同、质 量均为 45 g 的滑块 a 和 b 组成的装置 Q，Q 处于静止状态。装置 Q 中两滑块之间有一处于压缩状态 的轻质弹簧(滑块与弹簧不拴接)。某时刻装置 Q 中的细线断开，弹簧恢复原长后，滑块 a 被水平向 左抛出，落到地面上的 A 处，抛出的水平距离

13、x5 m，滑块 b 沿半径为 R0.45 m 的半圆弧做圆周 运动并通过最高点 C。空气阻力不计，取 g10 m/s2，求： (1)弹簧恢复原长时，滑块 a 的速度大小。 (2)滑块 b 通过圆弧的最高点 C 时，对轨道的压力大小。 15(12 分)如图所示，质量均为 m 的木块 P 与小球 Q(可视为质点)通过一根细绳相连，细绳绕 过两个轻质无摩擦的小定滑轮 C、D(可视为质点)，木块 P 的另一端被固连在地面上的轻质弹簧秤竖 直向下拉住。小球 Q 套在固定在水平地面上的半圆形光滑圆环上，圆环半径为 R。初始时小球 Q 位 于圆环的最高点 B 点静止不动，其中 BC=R，此时弹簧秤对木块的拉

14、力为 F0，弹簧秤中弹簧的弹性 势能在数值上等于 mgR(g 为重力加速度)。现将小球 Q 从 B 点移动到 A 点，其中 AC 垂直于 OA，此 时弹簧秤对木块的拉力为 2F0，然后将小球 Q 从 A 点由静止释放，小球 Q 将顺着光滑圆环从 A 向 B 运动。已知弹簧的弹性势能与弹簧形变量的二次方成正比。求： (1)弹簧秤中弹簧的劲度系数 k； (2)小球从 A 点静止释放，运动到 B 点时的速度；以及此过程中，绳子拉力对小球所做的功。 16(13 分)一质量 m1 kg 的物体静止在水平面上，t0 时刻，一水平恒力 F 作用在物体上。 一段时间后撤去此力，这一过程中物体运动的速度时间图象

15、如图所示。求： (1)恒力 F 所做的功 W。 (2)整个过程中，摩擦力做功的平均功率。 单元训练金卷高三物理(A)卷 第六单元第六单元 答答 案案 一、一、 (本题共本题共 10 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 16 题只有一 项符合题目要求，第 题只有一 项符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 分，有 选错的得 0 分分) 1【答案】C 【解析】能量耗散表明，在能源的利用过程中，虽然能量

16、的数量并未减小，但在可利用的品质 上降低了， 从便于利用的变成不便于利用的了。 所以我们要节约能量， 不断开发新能源， 选项 C 正确。 2【答案】C 【解析】重力做功等于重力乘以物体沿竖直方向的位移，与路径及粗糙与否无关。质量相等的 两个小孩甲、乙分别沿轨道和从 A 处滑向 B 处，重力做功相等，选项 C 正确。 3【答案】B 【解析】小钢珠恰好通过 M 的上端点水平飞出，必有 mgm ，解得 mv2 mgR； 弹簧的弹性 势能全部转化为小钢珠的机械能， 由机械能守恒定律得EPmg(0.5RR) mv22mgR， 选项B正确。 4【答案】C 【解析】由题设分析知，b 球着地后，a 球继续上升

17、的高度应为 h，由运动学知识知 b 球着地的 瞬间， 两球的速度 v， 另由机械能守恒定律得(Mm)gh(Mm)v2， 结合两式求得 Mm3 1，选项 C 正确。 5【答案】A 【解析】由机械能守恒定律，有 mghmv2，解得小球从 B 点平抛的初速度 v。由平抛 规律有 xvt，Hgt2，tan 37，结合以上式子得 hH、t。选项 A 正确。 6【答案】B 【解析】由 vt 图象知，当 t0.5 s 时，木板开始做速度 v1 m/s 的匀速运动，此时，物块与木板的速度相同， 物块与木板间无摩擦力作 用， 物块的最终动能 E1mv20.5 J； 对物块，由 vat 及 fma 得 f2 N，

18、 在 00.5 s 内，木板的位移 x(51)0.5 m1.5 m，由动能定理得木板动能 的减小量 Efx 3 J，选项 B 正确。 7【答案】BD 【解析】若 090，恒力做正功，动能一直增大；若 180，恒力做负功，动能先减小到 零再反向增大；当 90180，质点做匀变速曲线运动，恒力先做负功后做正功，质点的动能先 逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大，选项 B、D 正确。 8【答案】CD 【解析】小球从落到弹簧上到压缩弹簧到最低点的过程中，弹力对小球做负功，小球的机械能 减小；小球与弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，机械能守恒，选项 C、D 正确。 9【答案】AD 【解析】Eph 图

19、象知其斜率为 G，故 G20 N，解得 m2 kg，A 正确 ； h0 时，Ep0，EkE 机Ep100 J0100 J，故 2 1 2 mv 100 J，解得 v10 m/s，B 错误；h2 m 时，Ep40 J，EkE 机Ep85 J40 J45 J， C 错误 ； h0 时， EkE机Ep100 J0100 J， h4 m 时， EkE机Ep80 J80 J0 J，故 EkEk100 J，D 正确。 10【答案】AD 【解析】 设在两种情况下， 物体运动的加速度分别为 a1、 a2， 由牛顿第二定律得 Fma1、 Fmgsin ma2( 为斜面的倾角)， 很显然， a1a2， 又 xat

20、2， 所以 t1t2， 而 W1W2Fx， 由 P知 P1P2， 选 项 A、D 正确。 二、二、(本题共本题共 6 小题，共小题，共 60 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位) 11【答案】(1)遮光片经过两光电门的时间是否相等 (1 分 ) (2) (每空 1 分) (3)mgx (Mm)

21、(每空 2 分) 【解析】(1)滑块匀速运动时，遮光片经过两光电门的时间相等；(2)遮光片宽度 d 很小，可认为 其平均速度与滑块通过该位置时的瞬时速度相等， 故滑块通过甲、 乙两光电门时的瞬时速度分别为 和 ； (3)比较外力做功 mgx 及系统动能的增量 (Mm)是否相等， 即可探究 “动能定理”。 12【答案】(1)1.95 (1 分) (2)0.475 0.497 在误差允许的范围内，系统的机械能守恒 (每空 2 分) (3)9.70 (1 分) 【解析】(1)v5 m/s1.95 m/s。(2)Ek(Mm)v20.25(1.95)2 J0.475 J， Epmgh50.497 J，

22、在误差允许的范围内， 系统的机械能守恒。 (3)由 mgh(Mm)v2得 v2gh， 故h 图线的斜率 kg，结合图丙得 g9.70 m/s2。 13【解析】(1)对 A、B 构成的系统，由动能定理得： (Mgsin mgsin Mgcos )x(Mm)v2 (3 分) 代入数据解得：v2 m/s。 (2 分) (2)对滑块 B，由动能定理得：(Tmgsin )xmv2 (3 分) 代入数据解得 T12 N。 (2 分) 14【解析】(1)某时刻装置 Q 中的细线断开，弹簧恢复原长后，a 和 b 的速度大小相等，设为 v， 对滑块 a 有： xvt (1 分) Hgt2 (1 分) 解得 v5

23、 m/s。 (2 分) (2)对滑块 b，由机械能守恒得： mv2mg2Rm (2 分) 在最高点，设轨道对 b 的作用力为 FN，由牛顿第二定律得：FNmg (2 分) 由以上式子得：FN0.25 N (1 分) 依据牛顿第三定律知， 滑块 b 通过圆弧的最高点 C 时， 对轨道的压力大小 FN0.25 N。 (1 分) 15【解析】(1)对弹簧，根据胡克定律： 00 2( 31)FFkR (2 分) 解得： 0 ( 31) 2 F k R 。(1 分) (2)由机械能守恒定律可得： 2 1 ( 31)4 22 R mgmvmgRmgRmgR (3 分) 解得小球运动到 B 点时的速度： (

24、2 33)vgR (2 分) 对小球用动能定理得： 2 1 22 R Wmgmv (2 分) 解得： (23)WmgR 。 (2 分) 16【解析】(1)由 vt 图象知，恒力 F 作用的时间为 1 s，设在 01 s 内物体运动的加速度大小 为 a1，在 1 s3 s 内物体的加速度大小为 a2，由 a得 a12 m/s2，a21 m/s2 (2 分) 在 1 s3 s 内，物体在水平方向只受滑动摩擦力的作用，有 fma21 N (1 分) 在 01 s 内，由 Ffma1得 F3 N (2 分) 又 01 s 内，物体的位移 x112 m1 m (1 分) 故恒力 F 做功 WFx13 J。 (2 分) (2)设整个过程中，摩擦力做功的平均功率为 P 由 Wffx (1 分) x32 m3 m (1 分) 解得 Wf3 J (2 分) 所以 P1 W。 (1 分)