2011年湖北省黄冈中学高考物理专项训练：机械能（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

质量为1.0kg的物体，以某初速度在水平面上滑行，由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化的情况如图所示，有下列判断正确的是（ ）

A．物体与水平面间的动摩擦因数为0.25
B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.30
C．物体滑行的总时间是2.0s
D．物体滑行的总时间是4.0s

2. 难度：中等

汽车发动机的额定功率为P₁，它在水平路面上行驶时受到的阻力f大小恒定，汽车在水平路面上从静止开始做直线运动，最大车速为v，汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图所示．则（ ）

A．开始汽车做匀加速运动，t₁时刻速度达到v，然后做匀速直线运动
B．开始汽车做匀加速直线运动，t₁时刻后做加速度逐渐减小的直线运动，速度达到v后做匀速直线运动
C．开始时汽车牵引力逐渐增大，t₁时刻牵引力与阻力大小相等
D．开始时汽车牵引力恒定，t₁时刻牵引力与阻力大小相等

3. 难度：中等

如图所示为竖直平面内的直角坐标系．一质量为m的质点，在恒力F和重力的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成θ角（θ＜90°）．不计空气阻力，则以下说法不正确的是（ ）

A．当F=mgsinθ时，拉力F最小
B．当F=mgtanθ时，拉力F最小
C．当F=mgsinθ时，质点的机械能守恒
D．当F=mgtanθ时，质点的机械能可能减小也可能增大

4. 难度：中等

如图所示，平直木板AB倾斜放置，板上的P点距A端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小，先让物块从A由静止开始滑到B．然后，将A着地，抬高B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B由静止开始滑到A．上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有（ ）

A．物块经过P点的动能，前一过程较小
B．物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少
C．物块滑到底端的速度，前一过程较大
D．物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较短

5. 难度：中等

一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t滑至斜面底端．已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定．若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

用水平力拉一物体在水平地面上从静止开始做匀加速运动，到t₁秒末撤去拉力F，物体做匀减速运动到t₂秒末静止．其速度图象如图所示，且α＜β．若拉力F做的功为W，平均功率为P；物体在加速和减速过程中克服摩擦阻力做的功分别为W₁和W₂，它们在平均功率分别为P₁和P₂，则下列选项正确的是（ ）
A．W=W₁+W₂
B．W₁=W₂
C．P=P₁+P₂
D．P₁=P₂

7. 难度：中等

光滑斜面上右一个小球自高为h的A处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的B点时速率为V．光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的阻挡条，如图所示，小球越过n条阻挡条后停下来．若让小球从2h高处以初速度V滚下，则小球能越过阻挡条的条数为（设小球每次越过阻挡条时损失的动能相等）（ ）

A．n
B．2n
C．3n
D．4n

8. 难度：中等

如图，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动．物块和小车之间的摩擦力为F_f．物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s．在这个过程中，以下结论正确的是（ ）
A．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为F_fs
B．物块到达小车最右端时具有的动能为F（l+s）
C．物块克服摩擦力所做的功为F_f（l+s）
D．物块和小车增加的机械能为F_fs

9. 难度：中等

如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端O点与管口A的距离为2X，一质量为m的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点B，压缩量为x，不计空气阻力，则（ ）
A．小球运动的最大速度大于2
B．小球运动中最大加速度为g
C．弹簧的劲度系数为
D．弹簧的最大弹性势能为3mgx

10. 难度：中等

如图所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程木块动能增加了6J，那么此过程产生的内能可能为（ ）

A．16J
B．12J
C．6J
D．4J

二、解答题

11. 难度：中等

某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出．则：
（1）小球平抛的初速度为______ m/s．（g取10m/s²）
（2）小球开始做平抛运动的位置坐标为x=______cm，y=______cm．
（3）小球运动到b点的速度为______m/s．

12. 难度：中等

（1）图中；游标卡尺的示数是______mm．螺旋测微器的示数是______mm．

（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中：
①某同学用图10甲所示装置进行实验，得到如图10乙所示的纸带，A、B、C、D、E为连续的四个点，交流电的频率为50Hz，测出点A，C间的距离为14.77cm，点C，E间的距离为16.33cm，已知当地重力加速度为9.8m/s²，重锤的质量为m=1.0kg，则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F_f=______．
②某同学上交的实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，则出现这一问题的原因可能是______（填序号）．
A．重锤的质量测量错误；        B．该同学自编了实验数据
C．交流电源的频率不等于50H_Z；  D．重锤下落时受到的阻力过大．

13. 难度：中等

用长为L的细线拉一质量为m的小球，小球带电量为+q，细线一端悬于固定点O，整个装置放在水平向右一足够大的匀强电场中，小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ，电场范围足够大，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）将小球拉至O点正下方最低点由静止释放，小球向上摆动过程中的最大速度大小；
（3）在（2）问中，小球运动到最高点时细线对小球的拉力大小；
（4）若将小球拉至O点正下方最低点时给它一水平向右的初速度，小球在竖直面内做完整的圆周运动，这个初速度至少是多大？

14. 难度：中等

如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量m=2kg小球A．半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道，竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B．用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来．杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点，且不计滑轮大小的影响，g取10m/s²．现给小球A一个水平向右的恒力F=55N．求：（1）把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，力F做的功；（2）小球B运动到C处时的速度大小；（3）小球B被拉到离地多高时与小球A速度大小相等．

15. 难度：中等

如图所示，A、B两物体与一轻质弹簧相连，静止在地面上，有一小物体C从距A物体h高度处由静止释放，当下落至与A相碰后立即粘在一起向下运动，以后不再分开，当A与C运动到最高点时，物体B对地面刚好无压力、设A、B、C三物体的质量均为m，弹簧的劲度k，不计空气阻力且弹簧始终处于弹性限度内．若弹簧的弹性势能由弹簧劲度系数和形变量决定，求C物体下落时的高度h．

16. 难度：中等

电动机带动滚轮匀速转动，在滚轮的作用下，将金属杆从最底端A送往倾角θ=30°的足够长斜面上部．滚轮中心B与斜面底部A的距离为L=6.5m，当金属杆的下端运动到B处时，滚轮提起，与杆脱离接触．杆由于自身重力作用最终会返回斜面底部，与挡板相撞后，立即静止不动．此时滚轮再次压紧杆，又将金属杆从最底端送往斜面上部，如此周而复始．已知滚轮边缘线速度恒为v=4m/s，滚轮对杆的正压力F_N=2×10⁴N，滚轮与杆间的动摩擦因数为μ=0.35，杆的质量为m=1×10³Kg，不计杆与斜面间的摩擦，取g=10m/s²．
求：（1）在滚轮的作用下，杆加速上升的加速度；
（2）杆加速上升至与滚轮速度相同时前进的距离；
（3）每个周期中电动机对金属杆所做的功；
（4）杆往复运动的周期．