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2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷十六 功和機(jī)械能2（含解析） 一 、單選題（本大題共4小題 。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的） 1.（xx新課標(biāo)I高考真題）如圖，一半徑為R，粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道。質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí)，對軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中客服摩擦力所做的功。則 A. ，質(zhì)點(diǎn)恰好可以到達(dá)Q點(diǎn) B. ，質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn) C. ，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q后，繼續(xù)上升一段距離 D. ，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q后，繼續(xù)上升一段距離 2.（xx天津高考真題）如圖所示，固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，并且處于原長狀態(tài)，現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長為L，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長度變?yōu)?L（未超過彈性限度），則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中 A、圓環(huán)的機(jī)械能守恒 B、彈簧彈性勢能變化了 C、圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力為零 D、圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變 3. 在日常生活中，人們習(xí)慣于用幾何相似性放大（或縮?。┑谋稊?shù)去得出推論，例如一個(gè)人身體高了50%，做衣服用的布料也要多50%，但實(shí)際上這種計(jì)算方法是錯(cuò)誤的。若物體的幾何線度為l，當(dāng)l改變時(shí)，其它因素按怎樣的規(guī)律變化？這類規(guī)律可稱之為標(biāo)度律，它們是由量綱關(guān)系決定的。在上例中，物體的表面積，所以身高變?yōu)?.5倍，所用的布料變?yōu)?.52 = 2.25倍。 以跳蚤為例：如果一只跳蚤的身長為2 mm，質(zhì)量為0.2g，往上跳的高度可達(dá)0.3m。可假設(shè)其體內(nèi)能用來跳高的能量（l為幾何線度），在其平均密度不變的情況下，身長變?yōu)?m，則這只跳蚤往上跳的最大高度最接近（ ） A．0.3 m B．3 m C．30 m D．300 m 4. 如圖所示，兩物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧相連，置于光滑的水平面上，開始時(shí)A和B均靜止．現(xiàn)同時(shí)對A、B施加等大反向的水平恒力F1和F2，使兩物體開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中彈簧形變不超過其彈性限度．從兩物體開始運(yùn)動(dòng)以后的整個(gè)過程中，對A、B和彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是（　?。? 　 A． 由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒 　 B． 當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時(shí)，A、B兩物體的動(dòng)能最大 　 C． 當(dāng)彈簧伸長量達(dá)到最大后，A、B兩物體將保持靜止?fàn)顟B(tài) 　 D． 在整個(gè)過程中系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加 二 、多選題（本大題共3小題 ） 5.F 如圖所示，一輕彈簧豎直固定在地面上，上端放一質(zhì)量為m的小球，小球與彈簧不拴接，平衡時(shí)彈簧被壓縮x0,現(xiàn)用力F緩慢下壓小球，使彈簧在彈性限度內(nèi)再被壓縮x0后撤去力F，小球立即向上彈起，上升的最大高度為4x0,重力加速度為g。在小球上升的過程中有:（ ） A.小球先變加速，后變減速，再勻減速 B.小球作勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 C.從小球彈起到達(dá)到最大速度的過程中克服重力做的功為 D.剛撤去力F的瞬間，小球的加速度大小為 6. 如圖所示，一張薄紙板放在光滑水平面上，其右端放有小木塊，小木塊與薄紙的接觸面粗糙，原來系統(tǒng)靜止．現(xiàn)用水平恒力F向右拉薄紙板，小木塊在薄紙板上發(fā)生相對滑動(dòng)，直到從薄紙板上掉下來．上述過程中有關(guān)功和能的下列說法正確的是（　?。? 　 A． 拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動(dòng)能的增加 　 B． 摩擦力對小木塊做的功一定等于小木塊動(dòng)能的增加 　 C． 離開薄紙板前小木塊一直做加速運(yùn)動(dòng) 　 D． 小木塊動(dòng)能的增加可能小于系統(tǒng)的摩擦生熱 7.如圖1、2所示，分別用恒力F1、F2先后將質(zhì)量為m的物體由靜止開始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至頂端，兩次所用時(shí)間相同，第一次力Fl沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向．則兩個(gè)過程（　?。? 圖1 圖2 　 A． 合外力做的功相同 B． 物體機(jī)械能變化量相同 　 C． Fl做的功與F2做的功相同 D． Fl做功的功率比F2做功的功率大 三 、簡答題（本大題共2小題 ） 8. （xx安徽高考真題） A v0 B 一質(zhì)量為0.5 kg的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn)，距離A點(diǎn)5 m的位置B處是一面墻，如圖所示。物塊以v0=9 m/s的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動(dòng)，在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向運(yùn)動(dòng)直至靜止。 g取10 m/s2。 （1）求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； （2）若碰撞時(shí)間為0.05 s，求碰撞過程中墻面對物塊平均作用力的大小F； （3）求物塊在反向運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力所做的功W。 9. 如圖所示，O點(diǎn)為固定轉(zhuǎn)軸，把一個(gè)長度為的細(xì)繩上端固定在O點(diǎn)，細(xì)繩下端系一個(gè)質(zhì)量為的小擺球，當(dāng)小擺球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)恰好與平臺的右端點(diǎn)點(diǎn)接觸，但無壓力。一個(gè)質(zhì)量為的小鋼球沿著光滑的平臺自左向右運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)與靜止的小擺球發(fā)生正碰，碰撞后擺球在繩的約束下作圓周運(yùn)動(dòng)，且恰好能夠經(jīng)過最高點(diǎn)A，而小鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)落在水平地面上的C點(diǎn)。測得、兩點(diǎn)間的水平距離，平臺的高度為，不計(jì)空氣阻力，本地的重力加速度為，請計(jì)算： （1）碰撞后小鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大?。? （2）小球經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能； （3）碰撞前小鋼球在平臺上向右運(yùn)動(dòng)的速度大小。 xx萬卷作業(yè)卷（十六）答案解析 一 、單選題 1. 【答案】C 【解析】質(zhì)點(diǎn)由P點(diǎn)進(jìn)入軌道到達(dá)最低點(diǎn)Ⅳ的過程，以及由N點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程，由于克服摩擦力做功，質(zhì)點(diǎn)在半圓的右半部分運(yùn)動(dòng)時(shí)比左半部分對應(yīng)位置速率小，因而做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)彈力小，摩擦力小，質(zhì)點(diǎn)在半圓的右半部分運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做功比左半部分要小，質(zhì)點(diǎn)在N點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力為4mg，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的知識有N-mg=，質(zhì)點(diǎn)由P點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中根據(jù)動(dòng)能定理有mg2R—W=0.5mv。，解得質(zhì)點(diǎn)克服摩擦力做功為W=0.5mgR，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)由N點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做功為W’<0.5mgR。質(zhì)點(diǎn)由靜止下落到運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有mgR-W-W=0.5mv’>0，因而質(zhì)點(diǎn)離開O點(diǎn)后將繼續(xù)上升一段距離。選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確。 2. 【答案】B 【解析】圓環(huán)在下滑過程中，彈簧對其做負(fù)功，故圓環(huán)機(jī)械能減小 ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 圓環(huán)下滑到最大的距離時(shí)，由幾何關(guān)系可知，圓環(huán)下滑的距離為，圓環(huán)的速度為零，由能量守恒定律可知，彈簧的彈性勢能增加量等于圓環(huán)重力勢能的減小量，為，故選項(xiàng)B正確； 圓環(huán)下滑過程中，所受合力為零時(shí)，加速度為零，速度最大，而下滑至最大距離時(shí)，物體速度為零，加速度不為零，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤； 在下滑過程中，圓環(huán)的機(jī)械能與彈簧彈性勢能之和保持不變，即系統(tǒng)機(jī)械能守恒，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤； 3. 【答案】A 【命題立意】考查量綱分析法的應(yīng)用 【解析】當(dāng)跳蚤起后動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能，又，即，所以體積放大后跳蚤為跳躍高度不變。 4. 【答案】B 考點(diǎn)： 動(dòng)能定理的應(yīng)用．. 專題： 動(dòng)能定理的應(yīng)用專題． 分析： 對A、B及AB系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；根據(jù)除彈簧的彈力以外的力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能變化，分析機(jī)械能的變化． 解答： A、C在整個(gè)過程中，拉力一直對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)機(jī)械能增加，故A錯(cuò)誤； B、在拉力作用下，A、B開始做加速運(yùn)動(dòng)，彈簧伸長，彈簧彈力變大，外力做正功，系統(tǒng)的機(jī)械能增大，當(dāng)彈簧彈力等于拉力時(shí)物體受到的合力為零，速度達(dá)到最大，之后彈簧彈力大于拉力，兩物體減速運(yùn)動(dòng)，直到速度為零時(shí)，彈簧伸長量達(dá)最大，因此A、B先作變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)F1、F2和彈力相等時(shí)，A、B的速度最大，故B正確，CD錯(cuò)誤． 故選：B 點(diǎn)評： 本題要抓住彈簧的彈力是變力，分析清楚物體的受力情況是正確解題的關(guān)鍵，緊扣機(jī)械能守恒的條件進(jìn)行分析即可． 二 、多選題 5.【答案】AD 解析：開始時(shí)彈力大于重力，故變加速上升，從平衡位置到原長，彈力小于重力，小球做變減速，最后離開彈簧時(shí)，做勻速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A正確；小球作勻速運(yùn)動(dòng)是離開彈簧后上升的過程，故所用的時(shí)間為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從小球彈起到達(dá)到最大速度的過程中克服重力做的功為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)對稱關(guān)系，剛撤去力F的瞬間小球的加速大小應(yīng)等于小球脫離彈簧的瞬時(shí)的加速度，大小為g，選項(xiàng)D正確；故選AD。 6.【答案】BCD． 考點(diǎn)： 功能關(guān)系．. 分析： 對系統(tǒng)而言，拉力做功增加了薄紙板的動(dòng)能、小木塊的動(dòng)能和系統(tǒng)的內(nèi)能； 解答： 解：拉力對小木塊做的功W1=fx，其中x是小木塊對地的位移，如右圖中三角形面積S1所示，系統(tǒng)摩擦生熱Q=fd，其中d是小木塊與薄紙板間的相對移動(dòng)路程，如右圖中三角形面積S2所示， A、拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動(dòng)能的增加以及系統(tǒng)摩擦生熱之和，故A錯(cuò)誤； B、根據(jù)動(dòng)能定理：摩擦力對小木塊做的功一定等于小木塊動(dòng)能的增加，B正確； C、離開薄紙板前小木塊一直做加速運(yùn)動(dòng)，C正確； D、根據(jù)本題給出的條件，S1和S2的大小關(guān)系無法確定．故D正確； 故選：BCD． 點(diǎn)評： 解決本題的關(guān)鍵理清木塊和板的運(yùn)動(dòng)過程，通過比較位移的關(guān)系判斷是否脫離，以及掌握功能關(guān)系為：Q=fs相對． 7. 【答案】AB 考點(diǎn)： 功的計(jì)算；機(jī)械能守恒定律．. 專題： 功的計(jì)算專題． 分析： 兩物體均做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間內(nèi)沿斜面上升的位移相等，但斜面對物體的摩擦力不同，所以推力做功不同． 解答： A、由公式x=at2 得，由于x和t均相同，故加速度a相同，由v=at，t相同，則物體到達(dá)斜面頂端時(shí)速度相同，動(dòng)能相同，根據(jù)動(dòng)能定理得知，總功相等．所以合外力做功相同，故A正確； B、物體末速度相同，又由于處于相同的高度，所以兩物體機(jī)械能變化相同，故B正確； C、由圖示分析可知，第一個(gè)物體所受的摩擦力小于第二個(gè)物體所受的摩擦力，故兩物體克服摩擦力做功不同，重力做功相同，則F1做的功比F2做的少．故C錯(cuò)誤； D、物體的運(yùn)動(dòng)情況相同，重力做功功率相同，圖2中克服摩擦力做功的功率大，故Fl做功的功率比F2做功的功率小，故D錯(cuò)誤； 故選AB． 點(diǎn)評： 由物體的運(yùn)動(dòng)特征判斷出物體機(jī)械能的增量關(guān)系，結(jié)合本題功能關(guān)系：除重力以外的合力對物體做功等于機(jī)械能的增量，不難看出結(jié)果． 三 、簡答題 8. 【答案】（1）0.32； （2）130 N； （3）9 J 【解析】（1）由A到B做勻減速運(yùn)動(dòng)，，由牛頓第二定律，聯(lián)立得（或根據(jù)動(dòng)能定理，得） （2）根據(jù)動(dòng)量定理，取水平向左為正方向，有，代入數(shù)據(jù)，得 （3）根據(jù)動(dòng)能定理，，所以． 9. 【答案】 （1）設(shè)M做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度是v， （2）擺球m經(jīng)最高點(diǎn)A時(shí)只受重力作用， 擺球經(jīng)最高點(diǎn)A時(shí)的動(dòng)能為； （3）碰后小擺球m作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒， 設(shè)碰前M的運(yùn)動(dòng)速度是，M與m碰撞時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒