《备考2020高考物理一轮复习单元训练金卷第六单元机械能守恒定律B卷2.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备考2020高考物理一轮复习单元训练金卷第六单元机械能守恒定律B卷2.pdf（7页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、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、 (本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 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 710 题有多项符合题目要求。全部选
2、对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 0 分) 一、 (本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 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 710 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 2 分，有 选错的得 0 分) 1如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，在液压机的作用下，车厢与水平方向的夹角缓慢 增大，在货物滑动之前的过程中，下列说法正确的是( ) A货物受到的静摩擦力减小 B地面对货车有水平向右的摩擦力 C货物受到的摩擦力对货物做正功 D货物受到的支持力对货物做正功 2如图甲所示，一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的绳
3、拖着质量m11 kg 的轮胎从静止 开始沿着笔直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是 37，5 s 后绳从轮胎上脱落，轮胎运动的v t图象如图乙所示，不计空气阻力，已知 sin370.6，cos370.8，g取 10 m/s2，则下列说法 正确的是( ) A轮胎与水平跑道间的动摩擦因数0.2 B绳的拉力F的大小为 55 N C在 05 s 内，轮胎克服摩擦力做的功为 1 375 J D在 6 s 末，摩擦力的瞬时功率大小为 275 W 3如图，固定板AB倾角60，板BC水平，AB、BC长度均为L，小物块从A处由静止释放， 恰好滑到C处停下来。 若调整BC使其向上倾斜， 倾角不超过 90， 小物
4、块从A处由静止滑下再沿BC 上滑，上滑距离与BC倾角有关。不计物块在B处的机械能损失，各接触面动摩擦因数相同，小物块 沿BC上滑的最小距离为x，则( ) Ax Bx L 3 L 2 Cx Dx 2L 2 3L 2 4某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究，他们让这辆 小车在水平的直轨道上以恒定加速度由静止启动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为vt图 象，如图所示(除 210 s 时间段内的图象为曲线外，其余时间段图象均为直线)，2 s 后小车的功率不变， 可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变。小车的质量为 1 kg，则小车在 010 s 运动过程中位 移的大小为( ) A
5、39 m B42 m C45 m D48 m 5如图所示，一物块从光滑斜面上某处由静止释放，与一端固定在斜面底端的轻弹簧相碰。设 物块运动的加速度为a，机械能为E，速度为v，下滑位移为x，所用时间为t，则在物块由释放到 下滑至最低点的过程中（取最低点所在平面为零势能面），下列图象可能正确的是( ) 6如图所示，将质量为 2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套 在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上 的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是 ( ) A环到达B处时，重物上升的高度
6、hd 2 B环到达B处时，环与重物的速度大小相等 C环从A到B，环减少的机械能大于重物增加的机械能 D环能下降的最大高度为d 4 3 7如图所示，轻杆一端固定质量为m的小球，另一端固定在转轴上，轻杆长度为R，可绕水平 光滑转轴O在竖直平面内转动。将轻杆从与水平方向成 30角的位置由静止释放。若小球在运动过 程中受到的空气阻力大小不变。当小球运动到最低点P时，轻杆对小球的弹力大小为mg，方向竖 24 7 直向上。下列说法正确的是( ) A小球运动到P点时的速度大小为 24gR 7 B小球受到的空气阻力大小为3mg 7 C小球能运动到与O点等高的Q点 D小球不能运动到与O点等高的Q点 8(2019
7、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 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 9如图所示，P、Q是竖直固定在水平桌面上的挡板，质量为m的小物块在紧靠P板处以一定 初速度向Q板运动。已知小物块与桌面的动摩擦因数为，P、Q相距s，物块经过与Q板碰撞n次 后（碰撞过程无能量损失），最终静止于P、Q的中点。则
8、在整个过程中，摩擦力做功可能为( ) A 1 (2) 2 mgns B 1 (2) 2 mgns C 3 (2) 2 mgns D 3 (2) 2 mgns 10如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在固定倾斜直杆上，倾斜杆与水平面成 45角，B 套在水平固定的直杆上，两杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计且足够长，A、B通过铰链用长 度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与水平面成 30角)连接，A、B从静止释放，B开始沿水平杆向右运 动，不计一切摩擦，滑块A、B可视为质点。在运动的过程中，下列说法中正确的是( ) AA、B组成的系统机械能守恒 B当A到达与B同一水平面时，A的速度为gL CB滑块到达
9、最右端时，A的速度为2gL DB滑块的最大速度为3gL 二、(本题共 6 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) 二、(本题共 6 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) 11(6 分)如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。 有一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止
10、释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B 处的光电门，测得A、B间的距离为H(Hd)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地 的重力加速度为g。则： (1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d mm。 (2)多次改变高度H， 重复上述实验操作， 作出H随的变化图象如图丙所示， 当图中已知量t0、H0 1 t2 和重力加速度g及小球的直径d满足表达式 时， 可判断小球下落过程中机械能 守恒。 (3)实验中，因受空气阻力影响，小球动能的增加量 Ek总是稍小于其重力势能的减少量 Ep， 适当降低下落高度后，则 EpEk将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 12(8 分)某兴趣小组用如题
11、图所示的装置验证动能定理。 (1)有两种工作频率均为 50 Hz 的打点计时器供实验选用： A电磁打点计时器 B电火花打点计时器 为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择 （选填“A”或“B”）。 (2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔。实验中，为消除 摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动。同学甲认为此时摩擦力的影响已得 到消除，同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动。看法正确的 同学是 （选填“甲”或“乙”）。 (3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码。接通打点计时器电源，松开小车，小车运动。 纸带被打出一系列点
12、，其中的一段如题图所示。图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA m/s。 (4)测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L。小车动能的变化量可用 Ek 2 1 2 A Mv 算出。 砝码盘中砝码的质量为m， 重力加速度为g； 实验中， 小车的质量应 （选填 “远 大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用WmgL算 出。多次测量，若W与 Ek均基本相等则验证了动能定理。 13(10 分)如图所示，小车A、小物块B由绕过轻质定滑轮的细线相连，小车A放在足够长的 水平桌面上，B、C两小物块在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面
13、上， 现用手控制住A， 并使细线刚刚拉直但无拉力作用， 并保证滑轮左侧细线竖直、 右侧细线与桌面平行， 已知A、B的质量均为 2m，C的质量为m，A与桌面间的动摩擦因数为 0.2，重力加速度为g，弹簧的 弹性势能表达式为Ep 2 1 2 k x ，式中x是弹簧的劲度系数，x是弹簧的伸长量或压缩量。细线与 滑轮之间的摩擦不计。开始时，整个系统处于静止状态，对A施加一个恒定的水平拉力F后，A向 右运动至速度最大时，C恰好离开地面，求此过程中： (1)拉力F的大小； (2)C恰好离开地面时A的速度。 14 (10 分)低空跳伞是一种危险性很高的极限运动， 通常从高 楼、悬崖、高塔等固定物上起跳， 在
14、极短时间内必须打开降落伞，才能保证着地安全， 某跳伞运动员 从高H100 m 的楼层起跳， 自由下落一段时间后打开降落伞， 最终以安全速度匀速落地。若降落伞视 为瞬间打开，得到运动员起跳后的速度v随时间t变化的图象如图所示，已知运动员及降落伞装备 的总质量m60 kg，开伞后所受阻力大小与速率成正比，即Ffkv，g取 10 m/s2，求： (1)打开降落伞瞬间运动员的加速度； (2)打开降落伞后阻力所做的功。 15(12 分)如图所示，水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接，AB段长x10 m，半圆形轨道半径R2.5 m。质量m0.10 kg 的小滑块(可视为质点)在水平恒力F作用
15、下，从A 点由静止开始运动，经B点时撤去力F，小滑块进入半圆形轨道，沿轨道运动到最高点C，从C点水 平飞出。重力加速度g取 10 m/s2，不计空气阻力。 (1)若小滑块从C点水平飞出后又恰好落在A点，求： 滑块通过C点时的速度大小； 滑块刚进入半圆形轨道时，在B点对轨道压力的大小； (2)如果要使小滑块能够通过C点，求水平恒力F应满足的条件。 16(14 分)如图，倾角 30的光滑斜面底端固定一块垂直于斜面的挡板。将长木板A静 置于斜面上，A上放置一小物块B，初始时A下端与挡板相距L4 m，现同时无初速度释放A和B。 已知在A停止运动之前B始终没有脱离A且不会与挡板碰撞，A和B的质量均为m1
16、 kg，它们之间 的动摩擦因数 3 3 ，A或B与挡板每次碰撞损失的动能均为E10 J，忽略碰撞时间，重力加速 度大小g10 m/s2。求： (1)A第一次与挡板碰前瞬间的速度大小v； (2)A第一次与挡板碰撞到第二次与挡板碰撞的时间t； (3)B相对于A滑动的可能最短时间t。 单元训练金卷高三物理(B)卷 第六单元 答 案第六单元 答 案 一、 (本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 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 710 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 2 分，有 选错的得 0 分) 一、 (本题共 10 小题，每小
17、题 4 分，共 40 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 710 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 2 分，有 选错的得 0 分) 1【答案】D 【解析】由于货物未滑动，所以货物处于平衡状态，有mgsinf，Nmgcos，增大时，f 增大，N减小，故 A 错误；对卸货车与货物整体受力分析可知，整体处于平衡状态，在水平方向不 受外力， 地面对货车没有摩擦力， 故 B 错误 ； 货物所受摩擦力的方向与运动方向垂直， 摩擦力不做功， 故 C 错误；货物受到的支持力的方向与运动方向相同，支持力做正功，故 D 正确。 2【答案】D 【解析】绳从
18、轮胎上脱落后，轮胎的受力情况如图甲所示由轮胎的速度时间图象可得此过 程的加速度为a25 m/s2，根据牛顿第二定律有f2ma2，又因为f2N2，N2mg0，代入数 据解得0.5，选项 A 错误；绳拉轮胎的过程中，轮胎的受力情况如图乙所示根据牛顿第二定 律有Fcos37f1ma1，又因为f1N1，mgFsin37N10，由轮胎的速度时间图象得此 过程的加速度a12 m/s2， 联立解得F70 N， 选项 B 错误 ； 在 05 s 内， 轮胎克服摩擦力做功为W f1s1(mgFsin37)s10.56825 J850 J，选项 C 错误；由速度时间图象得 6 s 末轮胎 的速度为 5 m/s，在
19、 6 s 末，摩擦力的瞬时功率为Pmgv275 W，选项 D 正确 3【答案】B 【解析】 小物块从A处由静止释放， 恰好滑到C处停下来， 由动能定理得mgLsinmgLcos mgL，若调整BC使其向上倾斜，设BC与水平方向之间的夹角为时，小物块沿BC上滑的距离最 小，由动能定理可得mgLsinmgLcosmgxsinmgxcos，解得xL，故 B 正确 1 2 4【答案】B 【解析】小车在匀加速运动阶段有a m/s21.5 m/s2，根据牛顿第二定律可得Ff 30 2 ma，在 2 s 后小车功率恒定，在 2 s 末有PF3 m/s，小车匀速运动阶段，牵引力等于阻力， 则Pf6 m/s，
20、联立解得f1.5 N， 额定功率P9 W， 小车在 02 s 过程中的位移为x11 2 23 m3 m，对 210 s 的过程运用动能定理得Ptfx2mvmv，代入数据得x239 m， 1 2 2 2 1 2 2 1 故 010 s 内的位移为xx1x242 m，B 正确。 5【答案】C 【解析】设斜面的倾角为 ，根据牛顿第二定律可得，在物块自由下滑的过程中，根据牛顿第 二定律可得mamgsin ，解得agsin ；物块与弹簧接触后， sin sin mgkxk agx mm ， 当弹力与重力相等时，加速度为零，随后反向增大，且加速度与时间不是线性关系，故 AB 错误；以 物体和弹簧组成的系统
21、为研究对象， 整个过程中整体的机械能守恒， 即E总E+EP， 则 ：EE总 2 1 2 kx ， 与弹簧接触前EP0， 物体的机械能守恒， 与弹簧接触后弹簧的弹性势能增加， 则物体的机械能减小， 根据数学知识可知 C 图象正确，故 C 正确；在物块自由下落的过程中，加速度恒定，速度图象的斜 率为定值，与弹簧接触后，加速度先变小后反向增大，速度图象的斜率发生变化，故 D 错误。 6【答案】D 【解析】根据几何关系，环从A下滑至B点时，重物上升的高度hdd，故 A 错误；将环2 在B点的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：v环 cos45v重物，故 B 错误
22、；环下滑过程中无摩擦力对系统做功，系统机械能守恒，即环减小的机械 能等于重物增加的机械能，故 C 错误；环下滑到最大高度为H时，环和重物的速度均为 0，此时重 物上升的最大高度为d，根据机械能守恒有mgH2mg(d)，解得：Hd，故 DH2d2H2d2 4 3 正确。 7【答案】BC 【解析】小球运动到P点时，根据牛顿第二定律可得Tmgm，解得小球在P点的速度大小 v2 R 为v，A 错误；根据动能定理可得mgRf 2Rmv2，解得f，B 正确； 17gR 7 (1 1 2) 1 3 1 2 3mg 7 假设小球刚好能运动到与O点等高的Q点，根据动能定理可得mgRf2R0， 1 2 18030
23、 360 故假设成立，小球能运动到与O点等高的Q点，且到达Q点的速度刚好为零，C 正确，D 错误。 8【答案】AD 【解析】Eph图象知其斜率为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。 9【答案】AB 【解析】摩擦力做功fx，fmg；x有两种可能： 11 2(1)(2)
24、 22 xsnssns ，碰撞完Q 后到 1 2处停止； 31 2(1)(2) 22 xsnssns ，碰撞完Q后到再碰撞P返回时在 1 2处停止。所以 摩擦力做功为：fx 1 (2) 2 mgns ，fx 1 (2) 2 mgns 。故 A、B 均正确，C、D 错误。 10【答案】AD 【解析】因不计一切摩擦，故系统机械能守恒，A 正确 ； 设A的速度为vA、B的速度为vB，当A 到达与B同一水平面时，对A的速度进行分解，根据沿轻杆方向A、B速度相等有vBvAcos45vA， 2 2 根据系统机械能守恒有mgmvmv，解得vA，B 错误；B滑块到达最右端时，B的速度 L 2 1 2 2A 1
25、 2 2B 2 3gL 为零， 如图甲所示， 根据系统机械能守恒有mgLmv ， 解得vA， C 错误 ； 12 2 1 2 2A （1 2 ） gL 当A滑到最低点时，速度为零，B的速度最大，如图乙所示，根据系统机械能守恒有mgLmv ， 3 2 1 2 2B 解得vB，D 正确。3gL 二、(本题共 6 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) 二、(本题共 6 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
26、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)7.25 (2)2gH0td2 (3)减小 (每空 2 分) 2 0 【解析】(1)图乙所示的游标卡尺读数为 7 mm5 mm7.25 mm。 1 20 (2)若小球下落过程中机械能守恒，则小球减少的重力势能等于其增加的动能，即有mgH0m 1 2 2，化简得 2gH0t d2。 ( d t0) 2 0 (3)由于存在空气阻力，重力势能的减小量等于动能的增加量和克服阻力做功之和，降低高度， 则克服阻力做功减小，即 EpEk减小。 12【答案】(1)B (2)乙 (3)0.3
27、1（0.300.33 都算对） (4)远大于 (每空 2 分) 【解析】(1)为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选电火花打点计时器即 B； (2)当小车开始运动时有小车与木板间的摩擦为最大静摩擦力， 由于最大静摩擦力大于滑动摩擦 力，所以甲同学的看法错误，乙同学的看法正确； (3)由图可知， 相邻两点间的距离约为 0.62 cm， 打点时间间隔为 0.02 s， 所以速度为 0.31 s v t m/s； (4)对小车由牛顿第二定律有：TMa，对砝码盘由牛顿第二定律有：mgTma，联立解得： 1 Mmgmg T m Mm M ，当M m? 时有Tmg，所以应满足M m? 。 13【解析】(1)
28、A向右运动至最大速度时C恰好离开地面，此时A、B、C加速度均为零，设此 时绳的拉力为T 对A：FmgT0 (1 分) 对B、C整体：T3mg0 (1 分) 代入数据解得F3.4mg。 (2 分) (2) 开始时整个系统静止，弹簧压缩量为x1，对B有：kx12mg (1 分) 则： 1 2mg x k C恰好离开地面时，弹簧伸长量为 2 mg x k (1 分) A由静止到向右运动至速度最大的过程中，对A、B、C及弹簧组成的系统，由能量守恒得： 222 121221 111 (2)()42()() 222 Fmgxxmvmg xxkxkx (2 分) 解得： 3 2 gm v k 。 (2 分)
29、 14【解析】(1)匀速运动时，则有：mgkv (1 分) 解得：k120 N/(ms1) (1 分) 打开降落伞的瞬间，速度为：v118 m/s (1 分) 由牛顿第二定律得：kv1mgma (1 分) 解得：a26 m/s2，方向竖直向上。 (1 分) (2)根据图线围成的面积知，自由下落的位移为：x1 218 m18 m (1 分) 1 2 则打开降落伞后的位移为：x2Hx1100 m18 m82 m (1 分) 由动能定理得：mgx2Wfmv2mv (2 分) 1 2 1 2 2 1 代入数据解得：Wf58170 J (1 分) 15【解析】(1)设滑块从C点飞出时的速度为vC，从C点
30、运动到A点的时间为t，滑块从C 点飞出后做平抛运动 竖直方向：2Rgt2 (1 分) 1 2 水平方向：xvCt (1 分) 解得：vC10 m/s (1 分) 设滑块通过B点时的速度为vB，根据机械能守恒定律：mvmv2mgR (2 分) 1 2 2B 1 2 2C 设滑块在B点受轨道的支持力为FN，根据牛顿第二定律： FNmgm (1 分) v2 B R 联立解得：FN9 N (1 分) 根据牛顿第三定律，滑块在B点对轨道的压力FNFN9 N。(1 分) (2)若滑块恰好能够经过C点，设此时滑块的速度为vC，根据牛顿第二定律有：mgm vC2 R (1 分) 解得：vC m/s5 m/s
31、gR10 2.5 滑块由A点运动到C点的过程中，由动能定理：Fxmg2RmvC2 (2 分) 1 2 则Fxmg2RmvC2 1 2 解得水平恒力F应满足的条件为F0.625 N。(1 分) 16【解析】(1) B和A一起沿斜面向下运动，由机械能守恒定律有 2 1 2sin2 2 mgLmv (1 分) 解得： 2 10v m/s (1 分) (2) 第一次碰后，对B有：mgsin mgcos ，故B匀速下滑 对A有：mgsin mgcos ma1 (1 分) 解得：a10 m/s2 (1 分) 方向始终沿斜面向下， A将做类竖直上抛运动 设A第 1 次反弹的速度大小为v1，由动能定理有： 2
32、2 1 11 22 mvmvE (1 分) 1 1 2v t a (1 分) 解得： 2 5 5 t s (1 分) (3)设A第 2 次反弹的速度大小为v2，由动能定理有： 22 2 11 2 22 mvmvE (1 分) 解得：v20 (1 分) 即A与挡板第 2 次碰后停在底端，B继续匀速下滑，与挡板碰后B反弹的速度为v，加速度大 小为a，由动能定理有： 22 11 22 mvmvE (1 分) mgsin mgcos ma (1 分) 得B沿A向上做匀减速运动的时间 2 5 5 v t a s (1 分) 当B速度为 0 时，因mgsin mgcos fm，故B将静止在A上 (1 分) 所以当A停止运动时，B恰好匀速滑至挡板处，B相对A运动的时间t最短， min2 3 5 5 ttt s。 (1 分)