8.功能关系 机械能守恒定律-【三新金卷】2027年高三物理一轮复习周测阶梯卷（安徽专用）

(八) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A A C D B C B BD AD 1.【答案】A 【解析】所有外力做功的代数和为负值，物体的动能就减少，A正确：物体的动能保持不变，说明合力对物体所做 的功为零，但合外力不一定为零，B错误；由功的公式W=Flcosa知，合力不为零，但若a=90°，合力的功也为零， C错误；物体的速度变化，可能是大小不变，方向变化，故动能不一定变化，合外力不一定做功，D错误。 2.【答案】A 【解析】根据题意，设物块与地面间的动摩擦因数为：则Ag一六，解得以=0.3，设拉力为F,则mg一F=m号 t2 解得F=2N,物块在拉力作用下运动的距离x=,=4.5m,则拉力做功W=F=9J,A正确。 3.【答案】A 【解析】子弹离开手枪后在空中飞行过程中，其仅受重力作用，子弹机械能守恒，A正确。 4.【答案】C 【解析】根据功的定义式，物体A受到的空气阻力做的功W1=∫xcos180°=一fx,A、B错误；设物体A克服橡皮 泥块的阻力做功为W,根据动能定理，有W,十mgx一W,=0-子m心，解得心，=m十(mg一Dx,C正确：整 个过程中能量守恒，系统的机械能完全转化为内能，故整个过程中机械能的损失量为2m十mgx,D错误。 5.【答案】D 【解析】物块接触弹簧前，由动能定理得：mgx1sin0一μmgx1cos0=Ek1,解得：u=0.25,A错误；由能量守恒定律 得：gsin0-mgx2cos9+Ee十2k(x2-)P,解得：k=20N/m,B错误，由能量守恒定律得：mgrssin0- mgx,os0+(-P,解得：=(0.6十0.25)m,C错误：物块的路程为时，mgsin0十mgcos0< k(x3一x),物块反向沿斜面向上运动，所以物块在斜面上运动的路程大于x3,D正确。 6.【答案】B 【解析】地面支持力对张山同学作用时，由于张山同学的脚并没有离开地面，故地面的支持力对张山同学并不做 功，A错误：根据动能定理，有W人一W,一mgh=m2,故w人=子m+mgh十W,B正确：重心上升么，张山同 学的重力势能增加量△E,=mgh=W人一m心一W,C错误：张山同学的动能增加量△E.=分m心=W人一mgh 一W,D错误。 7.【答案】0 【解析】由于两次弹簧的最大压缩量相同，设甲、乙下落的最大高度分别为h1、h2,则有m1gh1=m2gh2,由于 A≥h:,因此m<mA错误；最大速度时mg=k,可知B错误；到最低点时的加速度由F-mg=ma,得a=E m 一g,由于到最低点时压缩量相同，弹簧弹力相同，因此C正确；如果以底座为零势能面，释放时重物的重力势能 等于压缩到最低点时重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和，压缩到最低点时，弹性势能相同，但甲的重力势能 小于乙的重力势能，因此Ep1<E2,D错误。 8.【答案】B 高考总复习·周测阶梯卷·物理（八）·答案P1627-3AJ 【解析】设物块开始运动时拉力为F1,则F1cos0=(mg一F1sin0),解得F1=5N,由图乙可知拉力(F)随时间(t) 变化的规律F=t(N),所以t1=5s时，物块开始沿水平面运动，A正确；物块离开水平地面前，由牛顿第二定律 得Fcoe0-A(mg一Fin0)=ma,化简得a=专：一空(m/g),物块运动的加速度大小与时间成线性关系.B错误： 设物块将要离开水平面时拉力为F2,则F2sin0=mg,解得F2=15N,所以t2=15s时，物块将要离开水平面， Q-t图像的面积表示物块的速度改变量，结合a三专t一(m/s)可知物块离开水平地面时的速度大小为u 29m/s.C正确：物块离开水平地面时拉力的瞬时功率P=R0g=15×29×号W=80W,D正确。 9.【答案】BD 【解析】当物块从木板右端离开时，对m有一亿。m2一m,对M有rw一M6,其中1=。一v,由于 >w,则根据以上分析可知木板的动能一定小于九，A错误、B正确；根据以上分析，联立有了m6一几=2m2 大1 m,则物块的动能一定小于2m话-fl,C错误、D正确。 10.【答案】AD 【解析】设释放瞬间绳的拉力为T,对小球A,在竖直方向上：T×号一mg=m,对小球B,在竖直方向上：Mg T=Ma,解得5a4十8a:一30m/s,A正确：两球刚开始运动时，由速度分解可得：4=，B错误；小球A和 小球B组成的系统机械能守恒，当小球A运动到轨道最高点时速度最大，此时小球B的速度为0，由系统机械 能守恒定律得：Mg[VR+F-(-R)]一mgR=m心，解得：=25m/s,C错误：由动能定理得：W十 Mg[√R十h产-(h-R)]=0,解得：W=-32J,D正确。 1.【答案】1)9.6(2小于(3) 2a ：d6 【解析】(1)由游标卡尺的读数规则可知，该小球的直径为9mm+0.1×6mm=9.6mm; (2)由于小球的挡光时问极短，挡光时间内的平均速度近似等于小球经过光电门2的瞬时速度，即为。=，挡 光时间内的平均速度等于中间时刻的速度，又由于小球经过光电门2的速度应为小球中心经过光电门2瞬间 的速度，中间时刻的速度比位移中点的速度略小； (3)如果下落过程中，小球的机械能守恒，假设小球经过光电门1时的速度为，由于小球的释放点到光电门1 的距离保持不交，则小球经过光电1时的速度不变，则有mmm心，由以上格理得人安·了 套则一号g又自图丙可知图像的斜率为=。侧发-、飘被距为a一爱则一小，。 12.【解析】(1)滑雪者从A到P根据动能定理有 mgdsin45”45d=7m听-0 根据动量定理有 (mgsin45-umgcos45)t=mvp-0 2√2d 联立解得t=√g一μ vp=√W2gd(1-u) 高考总复习·周测阶梯卷·物理（八）·答案P1727-3AJ (2)由于滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点，故从P点到B点合力做功为0 所以当从A点下滑时，到达B点有 oB=p=W√W2gd(1-u) (3)当滑雪者刚好落在C点时，平台BC的长度最大；滑雪者从B点飞出做斜抛运动， 竖直方向上有pcos45°=g· t 水平方向上有L=Upsin45°·t 联立可得L=√2d(1-u) 13.【解析】(1)小车被固定，小物块下滑到最低点过程机械能守恒，设小物块刚滑上右侧粗糙区域时候速度大小为 ,由mgR=2m听-0 得1=√10m/s vi 在圆弧轨道末端F,、一mg=mR 解得FN=30N (2)小物块在右侧粗糙区域滑动过程中摩擦生热Q-m=mgR 炸药瞬间释放的能量转化为小物块的动能：E=了听 解得o2=12m/s 炸药爆炸之后小物块和小车组成的系统水平方向动量守恒，小物块从A点飞出时，小物块和小车水平速度相 等，设为0 mvz-(m+M)us 解得v3=4m/s 小物块从A点飞离小车时mgR十Q=m-(侵MG+7mG) 小物块从A点飞离小车后，水平速度不变，至最高点h时速度为3，对小物块由动能定理得 解得h=430-10 m 5 (3)小物块从A离开时与小车水平方向速度相等3=4/s,在空中运动的过程，重力和风力做功代数和为0。 设第一次飞离后恰好还能飞离n次，则： 2m呢=号(m+M0暖+Q+2nQ+mgR 1 解得n=3.8,故第一次飞离后还能飞离3次，整个运动过程中能飞离4次 小物块第一次落回最低点时，小车速度最大为℃m。 (m+M)vs-Mv+mvs m暖-Q-号M配十7m暖 1 解得0n=12+29 3 m/s 高考总复习·周测阶梯卷·物理（八）·答案P1827-3AJ2027高考总复习·周测阶梯卷·物理（八） 8.功能关系机械能守恒定律 班级 姓名 考号 得分 本试卷满分100分，考试时间45分钟 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项 中，只有一项是符合要求的。 1.对功、动能关系的理解，下列说法正确的是 A.合力做负功，则动能的变化为负值，物体的动能就减少 B.物体的动能保持不变，说明物体受到的合外力一定为零 C.物体所受的合力不为零，物体的动能一定要变化 D.一物体做变速运动时，合外力一定对物体做功，使物体动能改变 2.质量为1kg的物块静止在水平面上，给物块一大小为3m/s的初速度，物 块在水平面上滑行1s后停下。若给物块一相同的初速度的同时，再给物 块一个沿运动方向的恒力F,结果物块运动3s后停下，重力加速度大小g 取10m/s2,则整个过程中拉力F做的功为 A.9J B.9.5J C.10J D.10.5J 3.如图所示，一土兵在练习射击时，当子弹离开手枪后在空中飞行过程中 (不计空气阻力)，下列说法正确的是 A.子弹的机械能不变 B.子弹的机械能增加 C.子弹的机械能减小 D.子弹的机械能的变化情况无法确定 4.如图所示，质量为m的物体A(可视为质点)在距离水平面高为x的某点 以初速度竖直向下运动，受到的空气阻力大小恒为∫，与一静止在水平 面上的橡皮泥块B(也可视为质点)相碰撞后，A、B均静止。已知重力加 速度为g,则下列说法正确的是 A.空气阻力对物体A做的功为fx B.物体A克服空气阻力做的功为2m心 B qNNNAAN1NN77474 C.物体A克服橡皮泥块的阻力做的功为2m2+(mg一Dx D.整个过程中物块A的机械能损失了mgx十md-: 5.如图甲所示，轻弹簧下端固定在倾角为0=37°的粗糙斜面底端，质量为m =1kg的物块从轻弹簧上端上方某位置由静止释放，测得物块的动能E 与其通过的路程x的关系如图乙所示（弹簧始终处于弹性限度内），图像 中O~x1=0.4m之间为直线，其余部分为曲线，x2=0.6m时物块的动能 达到最大。弹簧的长度为1时，弹性势能为E,=(,一)，其中为弹 簧的劲度系数，。为弹簧的原长。物块可视为质点，不计空气阻力，物块 接触弹簧瞬间无能量损失，取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37° =0.8。则 E/J 0.40.6x3x/m 甲 乙 A.物块与斜面间的动摩擦因数为0.2 B.弹簧的劲度系数k为25N/m C.x3的大小为0.8m D.物块在斜面上运动的总路程大于x3 6.张山同学在校运动会上获得100米赛跑的冠军，他采用蹲踞式起跑，在发 令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心，如图 所示。假设张山同学的质量为，在起跑前进的距离s内，重心升高h,获 得的速度为，克服阻力做功为W,则在此过程中 A.地面的支持力对张山同学做功为mgh B张山同学自身做功为mg十十W, C.张山同学的重力势能增加量为？m心+w, D.张山同学的动能增加量为mgh十W: 7.如图所示，粗细均匀的竖直光滑杆固定在水平底座上，一轻弹簧套在杆 上，弹簧与底座接触自然伸长，质量为m1的滑环甲套在杆上，从A点由静 止释放，换用质量为2的滑环乙套在杆上，从B点由静止释放，结果两环 向下运动的最低点相同，A点在B点上方。以底座上表面所在平面为零 势能面，甲、乙两环运动中速度达到最大速度时，弹簧的压缩量分别为1、 x2,在最低点的加速度大小分别为a1、a2,释放一瞬间的重力势能分别为 E1、E2,则 A A.m>m2 B.x1>x2 C.a>az D.Epl =Eg 高考总复习·周测阶梯卷·物理（八）P8一127一3A 8.如图甲所示，质量m=0.9kg的物块静止在水平地面上，受到与水平方向 成=37°角的斜向上的拉力F的作用，拉力(F)随时间(t)变化的图像如 图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数一号，最大静摩擦力等于滑 动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8。下 列说法错误的是 ◆F/N 10 77777 5 10t/s 甲 A.t=5s时，物块开始沿水平面运动 B.离开水平地面前，物块运动的加速度大小与时间成正比 C物块离开水平地面时的速度大小为29m/s D.物块离开水平地面时拉力的瞬时功率为800W 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选 错的得0分。 9.如图，一质量为M、长为1的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m 的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度。开始运动。已知物块 与木板间的滑动摩擦力大小为∫，当物块从木板右端离开时 A.木板的动能一定等于fl B.木板的动能一定小于fL M 777777777777777777777777 C.物块的动能一定大于？mG一1 D.物块的动能一定小于mG一f 10.如图所示，把光滑细铁丝制成半径R=0.6m的半圆形轨道并竖直固定 在地面上，圆心O正上方h=0.8m处有轻质定滑轮，质量m=2kg的小 球A套在细铁丝上，一根不可伸长的轻绳绕过处于同一水平线上的两个 定滑轮，一端连接小球A,另一端连接质量M=4kg的小球B,两小球均 可看作质点。现托住小球B,使小球A与地面恰好无挤压，然后由静止 释放小球B,小球B始终没有落地，不计滑轮的大小和一切阻力，重力加 速度取g=10m/s2。下列说法正确的是 7777☑ A.释放瞬间，小球A和小球B的加速度大小满足5a十8aB=30m/s B两球刚开始运动时，小球A和小球B的速度大小满足，= C.小球A运动的最大速度为4√2m/s D.由释放到小球A的速度最大的过程中，细绳对小球B做的功为一32J 选择题答题栏 题号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 答案 三、非选择题：本题共3小题，共58分。 11.(16分)某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置完成了机械能守 恒定律的验证，小球的释放点、光电门1、光电门2在同一条竖直线上，实 验时首先用游标卡尺测量小球的直径，结果如图乙所示，保持光电门1 到小球释放点的距离不变，改变光电门2到光电门1的距离h,并记录小 球通过光电门2的挡光时间t,记录多组实验数据。 小球 ☐”光电门1 光电门2 2 cm 山 0510 知 丙 回答下列问题： (1)由图乙可知小球的直径为d= mm; (②)小球经过光电门2时的速度可以用表示，用该方法计算的速度 (填“大于”“等于”或“小于”)小球球心经过光电门的实际 速度； (3)根据测量的数据描绘出如图丙所示的图像，结合图丙，若有表达式g 成立，则小球下落过程中机械能守恒；小球经过光电门 1时的速度大小为 。(均用a、b、d表示) 12.(20分)如图所示，滑雪道AB由坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾 角均为45°。平台BC与缓冲坡CD相连。若滑雪者从P点由静止开始 下滑，恰好到达B点。滑雪者现从A点由静止开始下滑，从B点飞出。 已知A、P间的距离为d,滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为4，重力加 速度为g,不计空气阻力。 (1)求滑雪者运动到P点的时间t: (2)求滑雪者从B点飞出的速度大小； (3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L。 45> 45° 高考总复习·周测阶梯卷·物理（八）P8一227一3A 13.(22分)如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M=2kg的小车右端锁定 在墙面上，小车左边部分为半径R=0.5的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧 轨道末端平滑连接一水平粗糙面，粗糙面右端是一弹性挡板，挡板左侧有 少许触发式炸药。有一个质量为=1kg的小物块（可视为质点）从小车 左侧圆弧轨道顶端A点由静止释放，恰好能碰到炸药，炸药爆炸瞬间释放 的能量有E=72J转化为小物块的动能（炸药爆炸后瞬间小物块速度沿水 平方向)，同时解除墙面对小车的锁定。（重力加速度g取10m/s2) (1)求小物块第一次滑到圆弧轨道末端时轨道对小物块的支持力F、的 大小 (2)若A点上方空间存在竖直向下的风（对小车没有作用力），风对小物 块的作用力方向仅沿竖直方向向下（与小物块相互作用的过程不产 生热量)，其大小与距A点所在的水平面的高度成正比，比例系数为 k=5N/m。求小物块相对于A点能上升的最大高度h; (3)在(2)的条件下，通过分析判断小物块整个运动过程中能几次从A点 飞离小车，并求小车在整个运动过程中能达到的最大速度m。(结果 可用根号表示) 777777