2017年高考物理人教版一轮复习习题第5章机械能第3讲Word版含解析

第五章第3讲一、选择题(1～6题为单选题，7～10题为多选题)1．(2015·商丘模拟)自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能导学号05800632()A．增大B．变小C．不变D．不能确定答案：A解析：人缓慢推水袋，对水袋做正功，由功能关系可知，水的重力势能一定增加A正确。

2．(2015·襄阳联考)用恒力F竖直向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度。

若该过程空气阻力不能忽略，则下列说法中正确的是导学号05800633() A．力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量B．重力所做的功等于物体重力势能的增量C．力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量D．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量答案：C解析：在物体向上运动的过程中，恒力F、重力、空气阻力做功，根据动能定理可知，三力做的功之和等于物体的动能增量，所以A错误；克服重力做的功等于物体重力势能的增量，所以B错误；除重力外的其他力做的功之和等于物体机械能的增加量，所以C 正确、D错误。

3. (2015·佛山调研)在一次课外趣味游戏中，有四位同学分别将四个质量不同的光滑小球沿竖直放置的内壁光滑的半球形碗的碗口内侧同时由静止释放，碗口水平，如图所示。

他们分别记下了这四个小球下滑速率为v时的位置，则这些位置应该在同一个导学号05800634 ()A．球面B．抛物面C ．水平面D ．椭圆面答案：C解析：因半球形碗的内壁光滑，所以小球下滑过程中机械能守恒，取小球速率为v 时所在的平面为零势能面，则根据机械能守恒定律得mgh ＝12m v 2，因为速率v 相等，所以高度相等，与小球的质量无关，即这些位置应该在同一个水平面上，C 正确。

4．(2014·安徽理综)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v 0，沿管道MPN 运动，到N 点的速率为v 1，所需时间为t 1；若该小球仍由M 点以初速率v 0出发，而沿管道MQN 运动，到N 点的速率为v 2，所需时间为t 2。

则导学号 05800635( )A ．v 1＝v 2，t 1>t 2B ．v 1<v 2，t 1>t 2C ．v 1＝v 2，t 1<t 2D ．v 1<v 2，t 1<t 2答案：A解析：该题考查平均速率和机械能守恒问题。

解题关键是要明确，小球沿MPN 运动的平均速率小于沿MQN 的平均速率。

根据机械能守恒，可知v 1＝v 2，根据平均速率v ＝L t 可知t 1>t 2，A 正确。

5．内壁光滑的环形凹槽半径为R ，固定在竖直平面内，一根长度为2R 的轻杆，一端固定有质量为m 的小球甲，另一端固定有质量为2m 的小球乙。

现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点(如图所示)，由静止释放后导学号 05800636( )A ．下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能B ．下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能C ．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D ．杆从右向左滑回时，乙球一定不能回到凹槽的最低点 答案：A解析：环形槽光滑，甲、乙组成的系统在运动过程中只有重力做功，故系统机械能守恒，下滑过程中甲减少的机械能总是等于乙增加的机械能，甲、乙系统减少的重力势能等于系统增加的动能；甲减少的重力势能等于乙增加的势能与甲、乙增加的动能之和；由于乙的质量较大，系统的重心偏向乙一端，由机械能守恒，知甲不可能滑到槽的最低点，杆从右向左滑回时乙一定会回到槽的最低点。

6．(2016·广东肇庆模拟)有一条长为1m 的均匀金属链条，有一半长度在光滑的足够高的斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为30°，另一半长度竖直下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为导学号 05800637( )A ．2.5m/s 2B ．2.52m/sC ．5m/sD ．0.535m/s答案：A解析：设链条质量为m ，以开始时链条的最高点为零势能面，链条的机械能为： E ＝E p ＋E k ＝12mg ×L 4sin θ－12mg ×L 4＋0＝－18mgL (1＋sin θ)，链条全部下滑出后，动能为： E k ′＝12m v 2重力势能为： E p ′＝－mg L2，由机械能守恒可得：E ＝E k ′＋E p ′ 即：－18mgL (1＋sin θ)＝12m v 2－mg L 2，解得：v ＝12gL (3－sin θ)＝12×10×1×(3－0.5)＝2.5m/s7．(2016·江苏镇江模拟)如图所示，A 、B 、C 、D 四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h 处由静止释放小球，使之进入右侧不同的轨道：除去底部一小段圆弧，A 图中的轨道是一段斜面，高度大于h ；B 图中的轨道与A 图中的轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h ；C 图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h ；D 图中是个半圆形轨道，其直径等于h ，如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h 高度的是导学号 05800638( )答案：AC解析：对A 、C 轨道，小球到右侧最高点的速度可以为零，由机械能守恒可得，小球进入右侧轨道后的高度仍为h ，故A 、C 正确；轨道B 右侧轨道最大高度小于h ，小球到轨道最高点后做斜抛运动，小球到达最高点时仍有水平速度，因此，小球能到达的最大高度小于h ，B 不正确，轨道D 右侧为圆形轨道，小球通过最高点必须具有一定速度，因此，小球沿轨道D 不可能到达h 高度，D 错误。

8．如图所示，倾角θ＝30°的光滑斜面固定在地面上，长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。

用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中导学号 05800639( )A ．物块的机械能逐渐增加B ．软绳的重力势能减少了14mglC ．物块重力势能的减少量等于软绳机械能的增加量D ．软绳重力势能减少量小于其动能的增加量 答案：BD解析：细线对物块做负功，物块的机械能减少，细线对软绳做功，软绳的机械能增加，故软绳重力势能的减少量小于其动能增加量，A 错误，D 正确；物块重力势能的减少量一部分转化为软绳机械能，另一部分转化为物块的动能，故C 错误；从开始运动到软绳刚好全部离开斜面，软绳的重心下移了l 4，故其重力势能减少了14mgl ，B 正确。

9.如图所示，质量为m 的滑块在水平面上以速率v 撞上劲度系数为k 的轻质弹簧，当滑块将弹簧压缩了x 0时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开。

已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，整个过程弹簧未超过弹性限度且二者未拴接，则下列判断正确的是导学号 05800640( )A ．滑块向右运动过程中，滑块机械能先增大后减小B ．滑块与弹簧接触过程中，滑块的机械能先减小后增大C ．滑块与弹簧接触过程中，滑块与弹簧组成的系统机械能一直减小D ．滑块最终停在距离弹簧右端v 22μg －2x 0处答案：ACD解析：滑块向右运动至弹簧弹力与摩擦力平衡时，滑块的动能最大，机械能最大，因而滑块的机械能先增大再减小，选项A 正确；滑块与弹簧接触过程中，滑块向左运动时，滑块的动能逐渐减小为零，滑块向右运动时，滑块的动能先增大后减小，因而滑块的机械能先减小再增大最后减小，选项B 错误；对于滑块与弹簧，在整个过程中，滑动摩擦力做负功，因而滑块和弹簧的机械能一直减小，选项C 正确；设滑块最终停止的位置距离弹簧右端的距离为x ，根据动能定理有－μmg (x ＋2x 0)＝0－12m v 2，解得x ＝v 22μg－2x 0，选项D 正确。

10．(2015·河南十校联考)“健身弹跳球”是最近在少年儿童中特别流行的一种健身器材，少年儿童在玩弹跳球时如图所示，双脚站在弹跳球的水平板上，用力向下压弹跳球，人和形变的弹跳球能一起在地面上跳动。

忽略阻力和弹跳球的质量，设跳动时人和弹跳球一直保持竖直。

则从弹跳球下端触地后直到最低点的一段运动过程中导学号 05800641( )A ．人所受重力的瞬时功率逐渐减小B ．人的加速度先减少后增大C ．人的动能逐渐减小D ．人的机械能逐渐减小 答案：BD解析：这段过程中，速度先增大后减小，人的动能先增大后减小，C 错；重力的功率P ＝mg v 也是先增后减，A 错；人的加速度先向下减小后向上增大，B 对，重力之外的其他力对人一直做负功，人的机械能一直减小，D 对。

二、非选择题11．如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成，两部分之间由一段圆弧面相连接。

在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道，斜面的倾角为θ。

现有10个质量均为m 、半径均为r 的均匀刚性球，在施加于1号球的水平外力F 的作用下均静止，力F 与圆槽在同一竖直面内，此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h 。

现撤去力F 使小球开始运动，直到所有小球均运动到水平槽内。

重力加速度为g 。

求：导学号 05800642(1)水平外力F 的大小；(2)1号球刚运动到水平槽时的速度；(3)整个运动过程中，2号球对1号球所做的功。

答案：(1)10mg tan θ (2)2gh (3)9mgr sin θ解析：(1)以10个小球整体为研究对象，由力的平衡条件可得tan θ＝F10mg 得F ＝10mg tan θ(2)以1号球为研究对象，根据机械能守恒定律可得 mgh ＝12m v 2得v ＝2gh(3)撤去水平外力F 后，以10个小球整体为研究对象，利用机械能守恒定律可得 10mg (h ＋18r 2sin θ)＝12·(10m )·v 21 得v 1＝2g (h ＋9r sin θ)以1号球为研究对象，由动能定理得 mgh ＋W ＝12m v 21得W ＝9mgr sin θ。

12．(2014·福建理综)如图为游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB 段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC 在B 点水平相切。

点A 距水面的高度为H ，圆弧轨道BC 的半径为R ，圆心O 恰在水面。

一质量为m 的游客(视为质点)可从轨道AB 的任意位置滑下，不计空气阻力。

导学号 05800643(1)若游客从A 点由静止开始滑下，到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面D 点，OD ＝2R ，求游客滑到B 点时的速度v B 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f ；(2)若游客从AB 段某处滑下，恰好停在B 点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道，求P 点离水面的高度h 。