2012届高三最新物理实验试题汇编：验证机械能守恒定律

2012届高三物理名校试题汇编专题6 机械能守恒定律一、单项选择题1.（江苏省梅村高级中学2012届高三11月测试卷）下列表述正确的是（ ）A ．牛顿发现了万有引力定律并且通过实验测出了引力常量B ．在赤道上发射同一卫星时，向东发射比向西发射消耗的能量要多些C ．在不同情况下静摩擦力可能对物体做正功，也可能对物体做负功D ．在国际单位制中，力学的基本单位有牛顿、米和秒1.C 解析：牛顿在前人（如第谷、开普勒、笛卡尔等）研究的基础上，借助自己的力学成就总结出万有引力定律；1798年，即在牛顿发现万有引力定律一百多年以后，英国物理学家卡文迪许用扭秤实验证明万有引力定律是正确的，并测出万有引力恒量，选项A 错误；因为地球由西向东旋转，如果卫星向东发射，就可以利用地球自转的惯性，节省推力，减少能耗，选项B 错误；在不同情况下静摩擦力可能对物体做正功，也可能对物体做负功，还可能不做功，如车箱里与车子相对静止的货物随车子一起运动，若车子加速运动，静摩擦力对货物做正功，若车子减速运动，静摩擦力对货物做负功，若车子匀速运动，静摩擦力不做功，选项C 正确；在国际单位制中，共有7个基本单位，它们分别是m 、s 、kg 、mol 、k 、A 、cd （光强），其中包含三个力学单位：m 、s 、kg ，注意牛顿不是基本单位，而是导出单位：1N=1kg ·m/s2，选项D 错误。

本题答案为C 。

2．（北师大附属实验中学2012届高三上学期期中试卷）汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，在t1时刻司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻汽车又开始做匀速直线运动（设整个过程中汽车所受的阻力不变）。

则在t1 t2的这段时间内（ ）A ．汽车的加速度逐渐减小B ．汽车的加速度逐渐增大C ．汽车的速度先减小后增大D ．汽车的速度逐渐增大2.A 解析：本题需要结合公式P=Fv 和F-f=ma 求解。

t1时刻前，P=F0v0=fv0，即摩擦力f=F0；t1时刻，21P=F1v0，可见，牵引力F1=21F0，又F1-f=ma1即21F0-F0=ma1可得，a1=-F0/2m ，符号表示加速度方向与速度方向相反，汽车做减速运动；t1～t2时间内，发动机功率保持21P不变，速度继续减小，选项CD 错误；根据21P=Fv 可知，当速度减小，功率不变时，牵引力F 逐渐增大，由F-f=ma 即F-F0=ma 可知，加速度a 逐渐减小，选项A 正确，B 错误。

本题答案为A 。

3．（云南省昆明一中2012届高三第三次月考理综卷）汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，到t1末关闭发动机做匀减速直线运动，到t2秒末静止．动摩擦因数不变，其v-t 图象如图所示，图中β<θ．若汽车牵引力做功为W ，平均功率为P ，汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，平均功率大小分别为P1和P2，下列结论错误的是（ ）A ．W1+W2=WB ．P=P1+P2C ．W1>W2D ．P1=P23.B 解析：根据能量守恒或动能定理可知，W-（W1+W2）=0即W1+W2=W ，所以选项A结论正确；因为W1+W2=W ，即P1t1+P2（t2-t1）=Pt1，所以P=P1+P2112t t t -＜P1+P2，选项B 结论错误；根据“面积”求位移，可得加速过程的位移s1大于减速过程的位移s2，所以，fs1＞fs2，即W1>W2，选项C 结论正确；因为P1=fs1/t1=fv1/2，P2=fs2/（t2-t1）=fv1/2，所以P1=P2，选项D 结论正确。

本题答案为B 。

4．（黑龙江省哈师大附中2012届高三上学期期中考试）如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc 段是与ab 段相切的水平直线，则下述说法正确的是（ ）A ．0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B ．t1～t2时间内汽车牵引力做功为21mv22－21mv12C ．t1～t2时间内的平均速度为21（v1＋v2）D ．在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2～t3时间内牵引力最小4.D 解析：0～t1时间内汽车做匀加速运动，牵引力F 大小恒定，但汽车的速度v 逐渐增大，所以其功率逐渐增大，选项A 错误；在t1～t2时间内，牵引力做正功，摩擦力做负功，合外力做功之和等于动能的改变量，所以选项B 错误；根据“面积”法求位移，在t1～t2时间内汽车的位移s ＞21（v1＋v2）（t2-t1），所以平均速度）（＞211221v v t t s v +-=，选项C 错误；在全过程中t1时刻的斜率最大，加速度a1也最大，根据F1=f+ma1可知，此时牵引力F1最大，此时刻的功率P1也是在0～t1时间内最大的，在t1时刻之后，汽车的功率保持P1不变，所以P1是整个过程中的最大值，在t2～t3时间内牵引力等于摩擦力，牵引力最小，所以选项D 正确。

本题答案为D 。

5．（重庆市重庆八中2012届高三月考理综卷）完全相同的两辆汽车，都拖着完全相同的拖车以相同的速度在平直公路上匀速齐头并进，某一时刻两拖车同时与汽车脱离之后，甲汽车保持原来的牵引力继续前进，乙汽车保持原来的功率继续前进，则一段时间后（假设均未达到最大功率）（ ）A ．甲车超前，乙车落后 B. 乙车超前，甲车落后C ．它们仍齐头并进 D. 甲车先超过乙汽车，后乙车又超过甲车5.A 解析：拖车与汽车脱离之前，牵引力等于摩擦力，脱离之后，汽车受到的摩擦力f 减小，因为甲汽车的牵引力F 保持不变，所以其将做匀加速直线运动，加速度大小为a=（F-f ）/m ，而乙汽车保持原来的功率不变做加速运动，根据P=Fv 可知，其牵引力会随其速度的逐渐增大而减小，其加速度大小也会从a=（F-f ）/m 逐渐减小，可见，甲车的速度较大，甲车超前，乙车落后。

本题答案为A 。

6．（四川省成都外国语2012届高三月考理综卷）如图所示，把小车放在光滑的水平桌面上，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连，已知小车的质量为M ，小桶与沙子的总质量为m ，把小车从静止状态释放后，在小桶下落竖直高度为h 的过程中，若不计滑轮及空气的阻力，下列说法中正确的是（ ）A ．轻绳对小车的拉力等于mgB ．m 处于完全失重状态C ．小桶获得的动能为m2gh ／(m+M)D ．小车获得的动能为mgh6.C 解析：设绳中弹力大小为N ，小桶和小车的加速度大小为a ，则N=Ma ，mg-N=ma ，联立两式，可得：a=M m mg +，N=M m Mmg+，选项A 错误；m 的加速度方向向下，但大小小于g ，所以其处于失重状态，但不是完全失重，选项B 错误；在小桶下落竖直高度为h 时，其速度v2=2ah ，所以此时其获得的动能为Ek=221mv =m2gh ／(m+M) ，选项C 正确，D 错误。

本题答案为C 。

7．（云南省昆明一中2012届高三第三次月考理综卷）光滑水平地面上叠放着两个物体A 和B ，如图所示．水平拉力F 作用在物体B 上，使A 、B 两物体从静止出发一起运动．经过时间t ，撤去拉力F ，再经过时间t ，物体A 、B 的动能分别设为EA 和EB ，在运动过程中A 、B 始终保持相对静止．以下有几个说法：①EA ＋EB 等于拉力F 做的功；②EA ＋EB 小于拉力F 做的功；③EA 等于撤去拉力F 前摩擦力对物体A 做的功；④EA 大于撤去拉力F 前摩擦力对物体A 做的功。

其中正确的是（ ）A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④7.A 解析：选取A 为研究对象，根据动能定理可知，说法③正确；选取物体A 、B 组成的系统为研究对象，只有拉力F对其做正功，所以说法①正确。

本题答案为A。

8．（江西省南昌市2012届高三联考）质量为10 kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图所示．物体在x=0处，速度为1 m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x＝16 m处时，速度大小为（）A．2 2 m/s B．3 m/s C．4 m/s D．17 m/s8．B 解析：F-x图象与坐标轴围成的图形面积表示力F做的功，图形位于x轴上方表示力做正功，位于下方表示力做负功，面积大小表示功的大小，所以物体运动到x=16 m处时，外力做正功，其大小W=40J，根据动能定理有W=21222121mvmv-，代入数据，可得v2=3 m/s。

本题答案为B。

9．（福建省师大附中2012届高三上学期期中考试）已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动。

某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为t=0时刻纪录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1＞v2）。

已知传送带的速度保持不变。

（g取10 m/s2），则（）A．0～t1内，物块对传送带做正功B．物块与传送带间的动摩擦因数为μ，μ＜tanθC．0～t2内，传送带对物块做功为W=21222121mv mv-D．系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小9.D 解析：0～t1内，物块沿斜面向下运动，其势能和动能都减小，所以其机械能减小，除重力外，其他外力对物体做负功，即物块对传送带做负功，选项A错误；根据图b可知，在t1时刻，物块的速度减为零，之后在传送带的作用下做加速运动，所以其合力方向沿斜面向上，即μmgcosθ＞mgsinθ，μ＞tanθ，选项B错误；0～t2内，传送带对物块做的功W加上物块重力做的功WG等于物块动能的增加量，即W+WG=21222121mvmv-，根据v-t图象的“面积”法求位移可知，WG≠0，所以选项C错误；在0～t2内时间内，物块与传送带之间有相对滑动，系统的一部分机械能会通过“摩擦生热”转化为热量即内能，其大小Q=fs相对，该过程中，物块受到的摩擦力f 大小恒定，设0～t1内物块的位移大小为s1，t1～t2内物块的位移大小为s2，则s 相对＞s1+s2，对0～t1内和t1～t2内的物块运用动能定理有：-（f-mgsin θ）s1=0-2121mv ，（f-mgsin θ）s2=2221mv ，所以fs1=2121mv +mgsin θs1，fs2=2221mv +mgsin θs2，所以Q=fs 相对＞f （s1+s2）=2121mv +2221mv +mgsin θ（s1+s2）＞2121mv -2221mv ，故选项D 正确。

本题答案为D 。

10．（福建省四地六校2012届高三第三次联考）如图所示小球沿水平面通过O 点进入半径为R 的半圆[弧轨道后恰能通过最高点P ，然后落回水平面．不计一切阻力．下列说法不正确的是（ ）A ．小球落地点离O 点的水平距离为2R ．B ．小球落地点时的动能为5mgR/2．C ．小球运动到半圆弧最高点P 时向心力为零．D ．若将半圆弧轨道上部的1/4圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P 点高0.5R ．10.C 解析：小球运动到半圆弧最高点P 时，重力恰好提供向心力，即mg=mvP2/R ，所以vP=gR ，小球经过P 后做平抛运动，下落时间t=g R 2，小球落地点离O 点的水平距离为x=vPt=2R ，所以选项C 说法错误，A 说法正确；小球从P 点到落地的过程中，机械能守恒，所以，落地时的动能252212122mgR R mg mv mv P =⋅+=，选项B 说法正确；若将半圆弧轨道上部的1/4圆弧截去，其他条件不变，则小球离开轨道后做竖直上抛运动，设小球能达到的最大高度为h ，则mgh=5mgR/2，所以h=5R/2，比P 点高0.5R ，选项D 说法正确。