2021届高三复习物理名校联考质检卷精编（5）功和能

这是一份2021届高三复习物理名校联考质检卷精编（5）功和能，共17页。
 2021届高三复习物理名校联考质检卷精编（5）功和能1.如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动，在移动过程中，下列说法正确的是(   )A．力对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做的功之和B．力对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C．木箱克服重力做的功大于木箱增加的重力势能D．力对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力做的功之和2.如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为，到小环的距离为，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为。小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子后立刻停止，物块向上摆动。整个过程中，物块在夹子中没有滑动。小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g。下列说法正确的是(   )
A.物块向右匀速运动时，绳中的张力等于
B.小环碰到钉子时，绳中的张力大于
C.物块上升的最大高度为
D.速度v不能超过3.一足够长的光滑圆筒竖直立于水平地面上，内有一轻质弹簧，下端固定于圆筒底部，弹簧上面放一质量为的小球，小球与弹簧不连接，施加外力，将小球竖直向下压至某位置静止，如图。现撤去，小球从静止开始运动到与弹簧分离的过程中，重力、弹簧弹力对小球所做的功分别为和，小球离开弹簧时的速度为，不计空气阻力，则上述过程中(   )A．小球的机械能守恒B．小球的重力势能增加了C．小球的机械能增加了D．弹簧的弹性势能减少了4.绍兴市S区奥体中心举行杯全国蹦床锦标赛。对于蹦床比赛时运动员的分析，忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是(   )A.运动员在接触蹦床的下降阶段，蹦床的弹性势能先增大再减小B.运动员在接触蹦床的上升阶段，蹦床对运动员始终不做功C.运动员在接触蹦床的下降阶段，运动员的机械能一直减小D.运动员在接触蹦床的上升阶段，运动员的动能一直增加5.如图所示，质量为的物体静止于动摩擦因数为0.25的足够长的水平桌面上，左边通过劲度系数为100 N/m的轻质弹簧与固定的竖直板拴接，右边物体由细线绕过光滑的定滑轮与质量为2.5 kg物体相连。开始时用手托住，让细线恰好伸直，弹簧处于原长，然后放开手静止释放，直至获得最大速度。已知弹簧的弹性势能为（其中为弹簧的形变量）、重力加速度.下列说法正确的是(    ) A.和弹簧构成的系统机械能守恒B.物体机械能的减少量等于它所受的重力与拉力的合力做的功C.当物体获得最大速度时，弹簧伸长了25cm D.当物体获得最大速度时，物体速度为6.如图所示，倾角为30°的斜面上，质量为m的物块在恒定拉力作用下沿斜面以加速度（g为重力加速度）向上加速运动距离x的过程中，下列说法正确的是(   )A.重力势能增加 B.动能增加 C.机械能增加 D.拉力做功为7.如图为工人师傅施工的一个场景,塔吊设备以恒定功率P将质量为M的建材从静止开始竖直吊起,建材上升H时刚好达到最大速度,已知吊绳对建材的拉力为F,建材受到的阻力恒为f,则建材在上升H的过程中(   )
A. 做加速度不断增大的加速运动 B. 最大速度为
C. 机械能增加了FH  D. 动能增加了8.质量相等的两木块用一轻弹簧拴接，静置于水平地面上，如图甲所示。现用一竖直向上的力拉动木块，使木块向上做匀加速直线运动，弹簧始终处于弹性限度内，如图乙所示。则从木块开始运动到木块将要离开地面的过程中(   )A．力大小先增大后减小B．弹簧的弹性势能先增大后减小C．木块的动能和重力势能之和先增大后减小D．两木块和轻弹簧组成的系统的机械能一直增大9.质量为的物块放置在倾角为的斜面上，通过跨过定滑轮上的细绳与质量为、体积很小的小球相连，小球置于半径为的半圆状环形管的左侧开口端，小球直径略小于半圆状环形管的管径，连接小球的细绳处于竖直，整个装置如图所示。静止释放小球和木块，小球将沿着环形圆管运动，木块沿着斜面运动，不计一切摩擦阻力，下列说法中正确的是(   )A．小球和木块的质量满足B．若小球运动到圆环的最低点，那么木块动能的增加量为C．若小球恰能运动到圆环的最低点，那么小球和木块的质量比满足D．小球的速度达最大时，小球和圆心的连线与竖直方向夹角的正弦值为10.如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为的小球，从离弹簧上端高处由静止释放。研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴，做出小球所受弹力的大小随小球下落的位置坐标变化的关系，如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为。以下说法正确的是(   )A．小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，速度始终减小B．小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，加速度先减小后增大C．当时，小球的动能为零D．小球动能的最大值为11.如图甲所示，在倾角为的粗糙且足够长的斜面底端，一质量为可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不拴连。时刻解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的图像如图乙所示，其中段为曲线，段为直线，取，，，则下列说法正确的是(   )A．速度最大时，滑块与弹簧脱离B．滑块与斜面间的动摩擦因数为C．滑块在时间内沿斜面向下运动D．滑块与弹簧脱离前，滑块的机械能先增大后减小12.如图所示，三个小球的质量均为与间通过铰链用轻杆连接，杆长为置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长。现由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由变为在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则此下降过程中(   )A．的动能达到最大前，受到地面的支持力小于B．的动能最大时，受到地面的支持力等于C．弹簧的弹性势能最大时，的加速度方向竖直向下D．弹簧的弹性势能最大值为13.如图所示，一质量为的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于点处，将小球拉至处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到点正下方点时速度为，间的竖直高度差为，重力加速度为，则(   )A.由到重力对小球做的功等于B.由到小球的重力势能减少C.由到小球克服弹力做功为D.小球到达位置时弹簧的弹性势能为14.某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，力传感器固定在天花板上，细线一端吊着小球一端连在力传感器上，传感器显示细线拉力的大小。小球的质量为，当地的重力加速度为。（1）实验开始前，用游标卡尺测出小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径_____。再让小球处于自然悬挂状态，测出悬线的长为。（2）将小球拉离平衡位置，使细线与竖直方向成一定的张角，由静止释放小球，使小球在竖直面内做往复运动，力传感器测出悬线的拉力随时间变化的关系如图丙所示，则小球运动到最低点时速度的大小为_____。小球摆到最高点时与最低点的高度差_____（均用已知和测量物理量的符号表示）。（3）验证机械能守恒定律成立的表达式为__________（用已知和测量物理量的符号表示）。15.某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。将一钢球用细线系住悬挂在铁架台上，钢球静止于点。在钢球底部竖直地粘住一片宽度为的遮光条。在的正下方固定一光电门。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取作为钢球经过点时的瞬时速度，记录钢球每次下落的高度和计时器示数，计算并比较钢球在释放点和点之间重力势能的变化大小与动能的变化大小，就能验证机械能是否守恒。(1)用计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其读数为________。某次测量中，计时器的示数为，则钢球经过点时的速度______(保留三位有效数字)。(2)下表为该实验小组的实验结果：4.8929.78614.6919.5929.385.0410.115.120.029.8从表中发现与之间存在差异，可能造成该差异的原因是________。A.用计算钢球重力势能的变化大小时，钢球下落高度为测量释放时钢球球心到球在点时底端之间的竖直距离B.钢球下落过程中存在空气阻力C.实验中所求速度是遮光条的速度，比钢球速度略大16.如图所示，质量分别为的三个小物块（均视为质点）静止在光滑水平轨道上。半径为的光滑、竖直、半圆轨道最低点与水平轨道相切。之间有一轻弹簧刚好处于原长，与轻弹簧栓接，未与弹簧栓接。现让物块（右侧涂有少量质量不计的粘胶）以初速度沿水平方向向右滑动，与发生碰撞并粘为一体。经过一段时间，脱离弹簧然后滑上光滑竖直半圆轨道。（取）求：（1）上述过程中弹簧的最大弹性势能；（2）脱离弹簧时的速度大小；（3）试讨论判断能否到达半圆轨道的最高点。若能，求出通过最高点时对轨道的压力大小；若不能，请说明理由。17.滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均有滑板项目延伸而来，如图是是滑板运动的轨道。和是两段光滑的圆弧型轨道，的圆心为点，圆心角,且与水平轨道垂直，滑板与水平轨道间的动摩擦因数。某运动员从轨道上的点以的速度水平滑出，在点刚好沿着轨道的切线方向滑入圆弧轨道,经轨道后冲上轨道，到达点时速度减为零，然后返回。已知运动员和滑板的总质量为,两点与水平轨道的竖直高度分别为和。（）求：（1）运动员从点运动到点的过程中，到达点时的速度大小;（2）水平轨道的长度;（3）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到点？如能，求出回到点时速度的大小。如果不能，求出最后停止的位置距点的距离。18.如图所示为一弹射游戏装置。长度的水平轨道的右端固定弹射器，其左端点与半径为的半圆形光滑竖直轨道平滑连接。与半圆形轨道圆心点等高处固定一长度的水平槽，水平槽左端点距点距离。已知滑块质量，可视为质点，初始时放置在弹簧原长处点，滑块与弹簧未拴接。弹射时从静止释放滑块且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。滑块与间的动摩擦因数。忽略空气阻力。每次游戏都要求滑块能安全通过半圆形轨道最高点。（1）若滑块恰好能通过圆形轨道最高点时的速度大小；（2）若滑块到达点时的速度为，它经过点时对圆形轨道的压力大小及弹簧弹性势能；（3）若要求滑块最终能落入水平槽（不考虑落入后的反弹），则对应弹簧弹性势能的取值范围。

 
答案以及解析1.答案：A解析：A.F对木箱做的功、重力所做功以及摩擦力对木箱所做的功之和等于木箱增加的动能；故F对木箱做的功与重力所做的功之和等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和；故A正确，BD错误；C.根据重力做功与重力势能变化的关系可知，木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能，故C错误；故选：A2.答案：D解析：A. 物块向右匀速运动时，则夹子与物体M，处于平衡状态，那么绳中的张力等于Mg，而物块摆动时和夹子间没有滑动，说明匀速时没有达到最大静摩擦力，绳中的张力一定小于2F，故A正确；B. 小环碰到钉子P时，物体M做圆周运动，依据最低点由拉力与重力的合力提供向心力，因此绳中的张力大于Mg，而与2F大小关系不确定，故B错误；C. 依据机械能守恒定律，减小的动能转化为重力势能，则有：，那么物块上升的最大高度为g，故C正确；D. 因夹子对物体M的最大静摩擦力为2F，依据牛顿第二定律，结合向心力表达式，对物体M，则有：，解得：，故D正确；故选：ACD。3.答案：D解析：4.答案：C解析：A.运动员在接触蹦床的下降阶段，压缩弹簧，弹力做负功，蹦床的弹性势能先增大，故A错误。B.运动员在接触蹦床的上升阶段，弹力对运动员的作用力向上，弹力对运动员做正功，直到运动员离开蹦床，故B错误。C.运动员在接触蹦床的下降阶段，弹力对运动员做负功，运动员的机械能一直减小，故C正确。D.运动员在接触蹦床的上升阶段，当弹力大于重力时，合力方向向上，运动员做加速运动，动能增大；当弹力小于重力时，合力方向向下，运动员做减速运动，动能减小，故D错误。故选：C。5.答案：D解析：由于在物体下落的过程中摩擦力做负功，所以系统的机械能不守恒，故A错误；对物体分析，受到重力和拉力作用，，物体机械能的减少量等于所受拉力做的功，故B错误；与为连接体，物体速度达到最大时，物体速度也最大，此时和的加速度为零，所受合力也为零，对物体受力分析，绳子的拉力，对物体受力分析，弹簧弹力，则弹簧伸长了0.2m=20cm，故C错误；以和整体为研究对象，从静止到和速度达到最大的过程中，由功能关系可得，代入数据可得，故D正确。6.答案：C解析：物块上升的高度为，因而增加的重力势能为，A错误；根据动能定理可得增加的动能为，B错误；根据能量守恒定律可得，故增加的机械能为，C正确；由于斜面是否光滑未知，因而不能确定拉力的大小，不能得到拉力做的功，D错误.7.答案：D解析：建材在上升H的过程中，做加速度不断减小的加速运动，最大速度为,所以动能的增加量为 ，故选项AB错误，选项D正确；在此过程中，建材的机械能増加了FH-fH，故选项C错误。8.答案：D解析：A.最初弹簧被压缩，A物体受到竖直向上的弹力等于重力，由于A物体做匀加速直线运动，当弹簧处于压缩状态时，由牛顿第二定律得：，得：，x减小，其他量不变，则F增大。当弹簧伸长时，由牛顿第二定律得：，得，x增大，其他量不变，则F增大，则得，拉力F一直增大，故A错误；B.在A上升过程中，弹簧从压缩到伸长，所以弹簧的弹性势能先减小后增大，故B错误；C.在上升过程中，由于物体A做匀加速运动，所以物体A的速度增大，高度升高，则木块A的动能和重力势能之和一直增大，故C错误；D.在上升过程中，除重力与弹力做功外，还有拉力做正功，所以两木块A.B和轻弹簧组成的系统的机械能一直增大。故D正确；故选：D9.答案：ACD解析：小球能向下沿圆环运动，满足小球的重力大于木块的重力沿斜面向下的分力，即，所以，故A正确。若小球运动到最低点，对小球和木块应用机械能守恒定律得，，可知为小球和木块总动能的增加量，故B错。若小球运动到最低点，木块沿斜面上移，对小球和木块应用机械能守恒定律得，，可得小球与木块的质量之比为，故C顶正确。由于小球和木块的速度都沿着细绳的方向，所以两者速度大小总相等，当小球速度达最大时，木块的速度也达最大，小球的合力为0，满足小球重力沿细绳方向的分力等于木块重力沿细绳方向的重力，设小球和圆心的连线与竖下方向的夹角为，则有，得，故D正确。10.答案：BD解析：小球与弹簧组成地系统满足机械能守恒，故A错误；由图像可知， 为平衡位置，小球刚接触弹簧时有动能，有对称性知识可得，小球到达最低点的坐标大于 ，小球运动到最低点时弹力大于2mg,故B正确,C错误； 为平衡位置，动能最大，故从开始到 这段过程，根据动能定理可得： ，而克服弹力做功等于图乙中小三角形面积，即 ，故小球动能的最大值 ，D正确。11.答案：BD解析：12.答案：ABD解析：AB、A的动能最大时,A受到的合外力等于0,加速度为0;设B和C受到地面的支持力大小均为F,此时三个物体组成的整体在竖直方向受力平衡,可得,所以;在A的动能达到最大前一直是加速下降,处于失重情况,所以B受到地面的支持力小于，故A正确，B正确；C.当A达到最低点时动能为零，此时弹簧的弹性势能最大，A的加速度方向向上，故C错误；D.A下落的高度为：,根据功能关系可知,小球A的机械能全部转化为弹簧的弹性势能,即弹簧的弹性势能最大值为，故D正确。故选：ABD。13.答案：AD解析：A.重力做功只与初末位置的高度差有关，则由至重力功为。故A正确。B.由至重力做功为,则重力势能减少。小球在下降中小球的重力势能转化为动能和弹性势能,所以，故B错误。C.根据动能定理得：,所以由至小球克服弹力做功为，故C错误。D.弹簧弹力做功量度弹性势能的变化。所以小球到达位置时弹簧的弹性势能为，故D正确。故选：AD。14.答案：（1）9.8（2）；（3）解析：（1）该小球的直径为。（2）由图丙可知，在最低点时，，求得，小球摆到最高点时，悬线与竖直方向的夹角为0，则由几何关系得。（3）要验证的表达式为，即要验证成立。15.答案：(1)1.50;1.50(2)C解析：(1)刻度尺的最小分度值为，需估读一位，所以读数为；钢球经过的速度为：；(2)表中的与之间存在差异,且有，A.钢球下落高度为测量释放时钢球球心到球在点时底端之间的竖直距离,测量的高度偏大则偏大，故A错误；B.若钢球下落过程中存在空气阻力,则有重力势能减少量大于钢球的动能增加量,即，故B错误；C.实验中所求速度是遮光条的速度,比钢球速度略大,导致，故C正确。16.答案：(1)位于光滑的水平面上，系统动量守恒，选取向右为正方向：设与发生完全非弹性碰撞后共同速度为，对有：，可得弹簧压缩到最短时，弹性势能最大，此时共同速度为，有：，可得由机械能守恒定律得：解得(2)设弹簧恢复原长时的速度为，的速度为，此后脱离弹簧由动量守恒定律得：由机械能守恒定律得：解得(3)脱离弹簧后沿轨道运动，假设能运动至最高点，且运动至最高点时的速度为，由机械能守恒定律得：，可得设过最高点时轨道对的支持力大小为由向心力公式：可得，所以假设成立，能通过最高点，且对轨道的压力大小为。17.答案：（1）由题意得：①解得：②（2）从到，由动能定理得：③代入数值得：④（3）运动员能到达左侧的最大高度为，从到第一次返回左侧最高处，由动能定理得：⑤解得：⑥故运动员不能回到点全过程由能量守恒定律得：⑦解得总路程⑧即运动员最后停止的位置距点处。⑨18.答案：（1）得（2）得根据牛顿第三定律，滑块对圆轨道的压力大小为得（3）平抛得得又因为要安全通过点，所以得即