(新课标)高考物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律综合能力测试

机械能及其守恒定律

时间：60分钟分值：100分

一、单项选择题(每小题6分，共30分)

1．如图所示，三个固定的斜面，底边长度都相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样．完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中( )

A.物体A克服摩擦力做的功最多

B．物体B克服摩擦力做的功最多

C．物体C克服摩擦力做的功最多

D．三个物体克服摩擦力做的功一样多

解析：因为三个固定斜面的表面情况一样，A、B、C又是完全相同的三个物体，因此A、B、C与斜面之间的动摩擦因数相同可设为μ，由功的定义：W f＝－F f s＝－μmgs cosθ＝－μmgd，三个固定斜面底边长度d都相等，所以摩擦力对三个物体做的功相等，都为－μmgd.

答案：D

2．(2016·广东六校联考)如图所示，在竖直平面内有一“V”形槽，其底部BC是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽相切，相切处B、C位于同一水平面上．一小物体从右侧斜槽上距BC 平面高度为2h的A处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽，最高能到达距BC所在水平面高度为h的D处，接着小物体再向下滑回，若不考虑空气阻力，则( )

A．小物体恰好滑回到B处时速度为零

B．小物体尚未滑回到B处时速度已变为零

C．小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低

D．小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点

解析：小物体从A 处运动到D 处的过程中，克服摩擦力所做的功为W f1＝mgh ，小物体从

D 处开始运动的过程，因为速度较小，小物体对圆弧槽的压力较小，所以克服摩擦力所做的

功W f2

答案：C

3．在地面上将一小球竖直向上抛出，上升一定高度后再落回原处，若不计阻力，以向上为正方向，则下述图象能正确反映位移—时间，速度—时间、加速度—时间、重力势能—高度(取小球在抛出点的重力势能为零)的是( )

解析：小球竖直向上抛出，不计阻力，以向上为正方向，可得a ＝－g ，可知选项C 正确；位移—时间关系式为x ＝v 0t －12gt 2

，可知选项A 错误；速度—时间关系式为v ＝v 0－gt ，可知

选项B 错误；重力势能—高度关系式为E p ＝－mgh ，可知选项D 错误．

答案：C

4．(2016·合肥质检)如图所示，水平传送带保持2 m/s 的速度运动，一质量为1 kg 的物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，现将该物体无初速度地放到传送带上的A 点，然后运动到了距A 点2 m 的B 点，则传送带对该物体做的功为( )

A ．0.5 J

B ．2 J

C ．2.5 J

D ．4 J

解析：由题意知，物体的加速度a ＝μg ＝2 m/s 2

.物体在传送带上匀加速运动的位移x

＝v 2

2a

＝1 m ，又因为x AB ＝2 m ，所以物体先做匀加速运动后做匀速运动，由动能定理知传送带对物体做功W ＝12

mv 2

＝2 J ，B 正确．

答案：B

5．用长度为l 的细绳悬挂一个质量为m 的小球，将小球移至和悬点等高的位置使绳自然

伸直．放手后小球在竖直平面内做圆周运动，小球在最低点的势能取作零，则小球运动过程中第一次动能和势能相等时重力的瞬时功率为( )

A ．mg gl B.1

2mg gl C.1

2

mg 3gl D.1

3

mg 3gl 解析：设第一次小球动能与势能相等时的速度大小为v ，此时小球下降的高度为l

2，由机

械能守恒定律得mgl ＝12mv 2＋E p ，E p ＝12mv 2

，解得v ＝gl ，此时v 与水平方向夹角为60°，

故P ＝mgv sin60°＝1

2

mg 3gl ，C 正确．

答案：C

二、多项选择题(每小题8分，共24分) 6.

在空中某一位置，以大小为v 0的速度水平抛出一质量为m 的物体，经时间t 物体下落一段距离后，其速度大小仍为v 0，但方向与初速度相反，如图所示，则下列说法中正确的是( )

A ．风力对物体做功为零

B ．风力对物体做负功

C ．物体机械能减少12

mg 2t 2

D ．物体的动能变化为mv 2

解析：由题意知物体的动能不变，D 错误；物体下落高度h ＝12gt 2，重力做功W G ＝mgh ＝

1

2

mg 2t 2，由动能定理知物体克服风力做的功与重力做功相同，故A 错，B 正确；根据功能关系

知，物体机械能减少量等于克服风力做的功12

mg 2t 2

，C 正确．

答案：BC 7.

如图所示轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成的，一个小滑块从距轨道最低点B 为h 高

度的A 处由静止开始运动，滑块质量为m ，不计一切摩擦．则( )

A ．若滑块能通过圆轨道最高点D ，h 的最小值为2.5R

B ．若h ＝2R ，当滑块到达与圆心等高的

C 点时，对轨道的压力为3mg C ．若h ＝2R ，滑块会从C 、

D 之间的某个位置离开圆轨道做斜抛运动 D ．若要使滑块能返回到A 点，则h ≤R

解析：要使滑块能通过最高点D ，则应满足mg ＝m v 2

R

，可得v ＝gR ，即若在最高点D 时

滑块的速度小于gR ，滑块无法达到最高点；若滑块速度大于等于gR ，则可以通过最高点做平抛运动．由机械能守恒定律可知，mg (h －2R )＝12mv 2

，解得h ＝2.5R ，A 正确；若h ＝2R ，

由A 至C 过程由机械能守恒可得mg (2R －R )＝12mv 2

C ，在C 点，由牛顿第二定律有F N ＝m v 2

C R ，

解得F N ＝2mg ，由牛顿第三定律可知B 错误；h ＝2R 时小滑块不能通过D 点，将在C 、D 中间某一位置离开圆轨道做斜上抛运动，故C 正确；由机械能守恒可知D 正确．

答案：ACD 8.

如图所示，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r 的相同小球，各球编号如图．斜面与水平轨道OA 平滑连接，OA 长度为6r .现将六个小球由静止同时释放，小球离开A 点后均做平抛运动，不计一切摩擦．则在各小球运动过程中，下列说法正确的是( )

A ．球1的机械能守恒

B ．球6在OA 段机械能增大

C ．球6的水平射程最小

D ．六个球落地点各不相同

解析：当所有球都在斜面上运动时机械能守恒，当有球在水平面上运动时，后面球要对前面的球做功，前面的小球机械能不守恒，选项A 错误；球6在OA 段由于球5的推力对其做正功，其机械能增大，选项B 正确；由于球6离开A 点的速度最小，所以其水平射程最小，选项C 正确；当1、2、3小球均在OA 段时，三球的速度相同，故从A 点抛出后，三球落地点也相同，选项D 错误．

答案：BC

三、非选择题(共46分)