2015高考物理复习题：机械能

精品题库试题物理1.(2014大纲全国，19，6分)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时,上升的最大高度为H,如图所示;当物块的初速度为时,上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为()A.tanθ和B.tanθ和C.tanθ和D.tanθ和[答案]1.D[解析]1.由动能定理有-mgH-μmgcosθ=0-mv2-mgh-μmgcosθ=0-m()2解得μ=(-1)tanθ,h=,故D正确。2.(2014大纲全国，15，6分)地球表面附近某区域存在大小为150N/C、方向竖直向下的电场。一质量为1.00×10-4kg、带电量为-1.00×10-7C的小球从静止释放,在电场区域内下落10.0m。对此过程,该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80m/s2,忽略空气阻力)()A.-1.50×10-4J和9.95×10-3JB.1.50×10-4J和9.95×10-3JC.-1.50×10-4J和9.65×10-3JD.1.50×10-4J和9.65×10-3J[答案]2.D[解析]2.电势能的改变量:ΔEp=-W电=-qE·h=1.50×10-4J,动能的改变量:ΔEk=W重+W电=mgh+qE·h=9.65×10-3J,故D正确。3.(2014重庆，3，6分)如题3图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点,设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb,a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb,则()题3图A.Wa=Wb,EaEbB.Wa≠Wb,EaEbC.Wa=Wb,EaEbD.Wa≠Wb,EaEb[答案]3.A[解析]3.由图知a、b在同一等势面上,故Uac=Ubc,又由W=qU知,Wa=Wb。又由于在同一电场中,电场线密集处场强大,故EaEb,A正确。4.(2014重庆，2，6分)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则()A.v2=k1v1B.v2=v1C.v2=v1D.v2=k2v1[答案]4.B[解析]4.汽车以最大速率行驶时,牵引力F等于阻力f,即F=f=kmg。由P=k1mgv1及P=k2mgv2,得v2=v1,故B正确。5.(2014福建，16，4分)图9是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦,在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()图9A.缓冲器的机械能守恒B.摩擦力做功消耗机械能C.垫板的动能全部转化为内能D.弹簧的弹性势能全部转化为动能[答案]5.B[解析]5.在弹簧压缩过程中,由于摩擦力做功消耗机械能,因此机械能不守恒,选项A错B对;垫板的动能转化为弹性势能和内能,选项C、D均错误。6.(2014福建，18，6分)如图,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上,斜面固定不动。质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。现用外力作用在物块上,使两弹簧具有相同的压缩量;若撤去外力后,两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧,则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,两物块()A.最大速度相同B.最大加速度相同C.上升的最大高度不同D.重力势能的变化量不同[答案]6.C[解析]6.物块在刚撤去外力时加速度最大,由牛顿第二定律得:kx-mgsinθ=ma,即a=-gsinθ,由于两物块k、x、θ均相同,m不同,则a不同,B错误。当mgsinθ=kx0即x0=时,速度最大,如图,设两物块质量m1m2,其平衡位置分别为O1、O2,初始位置为O,则从O至O2的过程中,由W弹-WG=Ek及题意知,W弹相同,WG1WG2,故Ek1Ek2,即v1v2,而此时m2的速度v2已达最大,此后,m1的速度将继续增大直至最大,而m2的速度将减小,故一定是质量小的最大速度大,A错误。从开始运动至最高点,由Ep=mgh及题意知重力势能的变化量ΔEp=mgh相同,m不同,h也不同,故C正确,D错误。7.(2014安徽，15，6分)如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN是通过椭圆中心O点的水平线。已知一小球从M点出发,初速率为v0,沿管道MPN运动,到N点的速率为v1,所需时间为t1;若该小球仍由M点以初速率v0出发,而沿管道MQN运动,到N点的速率为v2,所需时间为t2。则()A.v1=v2,t1t2B.v1v2,t1t2C.v1=v2,t1t2D.v1v2,t1t2[答案]7.A[解析]7.管道内壁光滑,只有重力做功,机械能守恒,故v1=v2=v0;由v-t图象定性分析如图,得t1t2。8.(2014山东，19，6分)如图,半径为R的均匀带正电薄球壳,其上有一小孔A。已知壳内的场强处处为零;壳外空间的电场,与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样。一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出。下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线,可能正确的是()[答案]8.A[解析]8.由于带正电的试探电荷在球壳内运动时,不受电场力,没有力做功,动能不变,可知C、D项错误。在球壳外,电场力做正功,动能增大,且由F库=k可知随r的增大,F库减小,体现为Ek-r图线的斜率减小,故选项A正确,B错误。9.(2014课标全国卷Ⅱ，17，6分)如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g。当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为()A.Mg-5mgB.Mg+mgC.Mg+5mgD.Mg+10mg[答案]9.C[解析]9.解法一以小环为研究对象,设大环半径为R,根据机械能守恒定律,得mg·2R=mv2,在大环最低点有FN-mg=m,得FN=5mg,此时再以大环为研究对象,受力分析如图,由牛顿第三定律知,小环对大环的压力为FN'=FN,方向竖直向下,故F=Mg+5mg,由牛顿第三定律知C正确。解法二设小环滑到大环最低点时速度为v,加速度为a,根据机械能守恒定律mv2=mg·2R,且a=,所以a=4g,以整体为研究对象,受力情况如图所示。F-Mg-mg=ma+M·0所以F=Mg+5mg,C正确。10.(2014课标全国卷Ⅱ，16，6分)一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程,用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则()A.WF24WF1,Wf22Wf1B.WF24WF1,Wf2=2Wf1C.WF24WF1,Wf2=2Wf1D.WF24WF1,Wf22Wf1[答案]10.C[解析]10.WF1=mv2+μmg·t,WF2=m·4v2+μmgt,故WF24WF1;Wf1=μmg·t,Wf2=μmg·t,故Wf2=2Wf1,C正确。11.（2014天津蓟县第二中学高三第一次模拟考试理科综合试题，5）起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图象如图9所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是图2中的哪一个？（）[答案]11.5．B[解析]11.：在0-t1时间内重物向上做匀加速直线运动，设加速度大小为a1，根据牛顿第二定律得F-mg=ma1，F=mg+ma1，拉力的功率P1=Fv=（mg+ma1）a1t，m、a1均一定，则P1∝t；在t1-t2时间内重物向上做匀速直线运动，拉力F=mg，则拉力的功率P2=Fv=mgv，P2不变，根据拉力的大小得到，P2小于t1时刻拉力的功率；在t2-t3时间内：重物向上做匀减速直线运动，设加速度大小为a2，根据牛顿第二定律得mg-F=ma2，F=mg-ma2，拉力的功率P3=Fv=（mg-ma2）（v0-a2t），m、a2均一定，P3与t是线性关系，随着t延长，P3减小；故B项正确。12.（2014天津蓟县第二中学高三第一次模拟考试理科综合试题，1）两辆质量不同的汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于两车车速、动能、动量、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是（）A、车速越大车，它的惯性越大B、质量越大车，它的惯性越大C、动量越大的车，刹车后滑行的路程越长D、动能大的车，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大[答案]12.1．B[解析]12.解析：质量是物体惯性大小的唯一的量度，与物体的运动状态无关，质量越大，汽车越大，故A错误，B正确；根据动能定理得：-fs=0-mv2，则得：s=，又动量P=mv，联立得：s=，可知车刹车后滑行的路程与车的初动量、质量和阻力有关，动量越大，刹车后滑行的路程不一定越大，故C错误；由上题s=，可知动能大的车，刹车后滑行的路程越长，但质量不一定越大，惯性不一定越大，故D错误。13.（2014山西忻州一中、康杰中学、临汾一中、长治二中四校高三第三次联考理科综合试题，20）如图所示，在竖直平面内有一固定轨道，其中AB是长为R的粗糙水平直轨道，BCD是圆心为O、半径为R的3/4光滑圆弧轨道，两轨道相切于B点．在推力作用下，质量为m的小滑块从A点由静止开始做匀加速直线运动，到达B点时即撤去推力，小滑块恰好能沿圆轨道经过最高点C。重力加速度大小为g，取AB所在的水平面为零势能面。则小滑块（）新$课$标$第$一$网A．在AB段运动的加速度为2.5gB．经B点时加速度为零C．在C点时合外力的瞬时功率为mgD．上滑时动能与重力势能相等的位置在直径DD′上方[答案]13.20．AD[解析]13.：在AB段，根据速度位移公式vB2=2aR，解得：a=2.5g，故A正确；在C点，有：mg=，解得vc=，对B到C，根据动能定理有：-mg•2R=mvc2-mvB2，解得vB=，则B点的加速度aB==5g，故B错误；在C点，合力的方向竖直向下，速度的方向与合力的方向垂直，所以合力的瞬时功率为0，故C错误；物块在圆弧轨道上滑的过程中机械能守恒，有：mvB2=mgh+mv2=2mgh，解得h=R，动能和重力势能相等的位置在DD′的上方，故D正确。14.（2014山东潍坊高三3月模拟考试理科综合试题，20）如图所示，足够长粗糙斜面固定在水平面上，物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m．开始时，a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用．现对b施加竖直向下的恒力F，使a、b做加速运动，则在b下降h高度过程中（）A．a的加速度为B．a的重力势能增加mghC．绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加D．F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加[答案]14.20．BD[解析]14.：开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，有magsinθ=mbg，则ma=。b下降h，则a上升hsinθ，则a重力势能的增量为mbghsinθ=mgh．故B正确；根据功能关系可知绳的拉力及摩擦力对a做的功等于a机械能的增加，C项错；将a、b视为整体，根据动能定理可得F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加，D项正确；将a、b视为整体，根据牛顿第二定律可得，a的加速度小于，A项错。15.（2014山东青岛高三第一次模拟考试理综物理，19）如图所示在粗糙的桌面上有一个质量为M的物块，通过轻绳跨过定滑轮与质量为m的小球相连，不计轻绳与滑轮间的摩擦，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（）A．小球的机械能守恒B．物块与小球组成的系统机械能守恒C．若小球匀速下降，小球减少的重力势能等于物块M与桌面间摩擦产生的热量D．若小球加速下降，小球减少的机械能大于物块M与桌面间摩擦产生的热量[答案]15.19.CD[解析]15.：在小球下落的过程中，绳子的拉力做负功，其机械能减少，故A错误；由于物块要克服摩擦力做功，物块与小球