北京市2013年部分物理模拟试题解析汇编 专题6 机械能及其守恒定律

北京市2013年部分物理模拟试题解析汇编 专题6 机械能及其守恒定律内容摘要：

1、 （2013北京四中高三开学检测，3 题） 一足够长的水平传送带以恒定速率 v 运动，将一质量为 m 的物体轻放到传送带左端，设物体与传送带之间的摩擦因数为 ，则下列说法正确的是（ ）A全过程中传送带对物体做功为 21过程中物体对传送带做功为 2速阶段摩擦力对物体做功的功率逐渐增大D加速阶段摩擦力对传送带做功的功率恒定不变【答案】 解析】由题意可知物体最终将随传送带一起匀速运动，由动能定理可知选项 A 正确；全过程中物体对传送带做的功为 ，由于 传 大小不确定，故选项 B 错误；加速阶段物体速度增大，而传送带速率不变，摩擦力恒定，故选项 C、D 正确。 2 （2013北京朝阳二模，20 题）如图 2、所示，一个质量为 m 的圆环套在一根固定的水平直杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为。 现给环一个向右的初速度 果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力 F，Fkv（k 为常数，v 为环的速率） ，则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功不可能为A 2012200D3220【答案】B【 解析】当 F= ，圆环不受杆的支持力和摩擦力，摩擦力做功为零，故 C 正确当 F= ，圆环做减速运动到静止，只有摩擦力做功根据动能定理得- 12m 得 W= 1m ，故 A 正图 2 当 F= ，圆环先做减速运动，当 F=，不受摩擦力，做匀速直线运动F得 v= 据动能定理得12m 解得W=32201故 D 正 3、确故本题选 B。 3 （2013北京东城区高三联考，9 题）如图 5 所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图 A、 B、 C 中的斜面是光滑的，图 D 中的斜面是粗糙的，图A、 B 中的 F 为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图 A、 B、 D )【答案】C 【 解析】由 A 图可知，力 F 对物体做正功，机械能增加，不守恒，故 A 错误；由 B 图可知，力 F 做负功，机械能减小，故 B 错误；C 图中物体斜面光滑，运动过程中只有重力做功，只有重力势能和动能的相互转化，机械能守恒，故 C 正确；D 图中斜面粗糙，物体下滑中，摩擦力做负功，机械能减小，不守恒，故 D 错误 4、故选 C4 （2013北京东城区高三联考，6 题）如图 4 所示，在外力作用下某质点运动的 像为正弦曲线，从图中可判断A在 0间内，外力做负功B在 0间内，外力的功率逐渐增大C在 刻，外力的功率最大D在 t1间内，外力做的总功为零【答案】 D【 解析】图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，合外力减小，速度增大；由图象可知0 时刻速度为零，t 1时刻速度最大但拉力为零，由 P=知外力的功率在 0 时刻功率为零，t 1时刻功率也为零，可知功率先增大后减小，故 B 错误；在 0t 1时间内，由图，物体的速度沿正方向，加速度为正值且减小，故力与速度方向相同，故外力做正功，故 A 错误；在 t1t 3时 5、间内物体的动能变化为零，由动能定理可知外力做的总功为零，故 D 正确t 2时刻物体的速度为零，由 P=知外力的功率为零，故 （2013北京东城区高三联考，8 题）如图 7 所示，人在船上向前行走，脚与船面间不打滑。 忽略水对船的阻力，则下列四个说法中不正确的有脚与船之间的摩擦力是静摩擦力；脚与船之间的摩擦力对船做负功；脚与船之间的摩擦力对人做负功；脚与船之间的摩擦力对人船组成的系统所做功的的代数和不为零。 A B C D【答案】 D【 解析】人在船上向前行走，脚与船面间不打滑，说明脚与船之间的摩擦力是静摩擦力；，取地面为参考系，船受到的摩擦力方向向后，且向后运动，故脚与船之间的摩擦力对船做正功；人 6、受到的摩擦力方向向前，对地位移方向不确定，脚与船之间的摩擦力对人做功的正负不确定，所以脚与船之间的摩擦力对人船组成的系统所做功的的代数和有可能为零。 综上所述易知只有正确，故选 D。 6 （2013北京朝阳区高三期中，8 题）如图甲所示，小物块从斜面底端以初速度 能到达的最大高度距底端为h。 图乙为四个固定在竖直平面内的光滑圆轨道，O 1、O 2、O 3和物块仍以初速度 小物块能上升到距水平地面高 h 处的是【答案】A【 解析】中档。 圆周运动、能的转化和守恒定律。 考查：推理能力。 根据具体问题，运用物理规律和数学方法确定物理量之间的定量关系，通过运算、估算，进行论证和判断，并能把推理过程和结果正确地表 7、达出来。 7 （2013北京朝阳区高三期中，10 题）一上下均光滑的凹形斜面体置于光滑水平面上。 现将一物块从斜面的顶端由静止释放，物块到达斜面底端时，物块和斜面体的动能分别是 块从斜面的顶端滑到底端的过程中，重力对物块所做功的大小为 面对物块所做功的大小为 块对斜面体所做功的大小为 以下表达式正确的是AW N 0BW G= N=案】C 【 解析】中档。 对动能定理的理解和应用。 考查：理解能力。 根据研究对象及运动（变化）的特点，正确选用物理量、物理规律描述其物理状态、物理过程。 8 （2013北京朝阳区高三期中，12 题）如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，物块 A、B 用轻绳连接并跨过滑轮 8、（不计滑轮的质量和摩擦）。 初始时刻，A、断轻绳后 A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块分别落地的过程中，两物块速度的变化量相同B动能的变化量相同C重力势能的变化量相同D重力的平均功率相同【答案】D【 解析】较难。 受力分析、动能、重力势能、速度的变化、及功、功率概念的确切理解。 考查：理解能力和推理能力。 理解物理概念和规律的确切含义，明确物理概念和规律的适用对象、适用条件、适用范围，及与其他物理概念和规律的区别和联系。 根据具体问题，运用物理规律和数学方法确定物理量之间的定量关系，通过运算、估算，进行论证和判断，并能把推理过程和结果正确地表达出来。 9.（2013北京西城一模，20 题）如图 9、所示，一长木板放置在水平地面上，一根轻弹簧右端固定在长木板上，左端连接一个质量为 m 的小物块，小物块可以在木板上无摩擦滑动。 现在用手固定长木板，把小物块向左移动，弹簧的形变量为 后，同时释放小物块和木板，木板在水平地面上滑动，小物块在木板上滑动；经过一段时间后，长木板达到静止状态，小物块在长木板上继续往复运动。 长木板静止后，弹簧的最大形变量为 知地面对长木板的滑动摩擦力大小为 f。 当弹簧的形变量为 x 时，弹性势能 1式中k 为弹簧的劲度系数。 由上述信息可以判断A整个过程中小物块的速度可以达到 1个过程中木板在地面上运动的路程为 )(22fC长木板静止后，木板所受的静摩擦力的大小不变D若将长 10、木板改放在光滑地面上，重复上述操作，则运动过程中物块和木板的速度方向可能相同【答案】B【 解析】整个运动过程中，长木板与地面之间的摩擦力做负功，弹簧的弹性势能不可能全部转化为物块的动能，故 221整个过程中小物块的速度 v 小于 1项 A 错误。 由能量守恒可得 21，解得 s= 21()选项B 正确。 长木板静止后，木板所受的静摩擦力的大小等于弹簧的弹力大小，而小物块在长木板上继续往复运动，弹簧弹力时刻变化，故选项 C 错误。 若地面光滑，则小物块和长木板组成的系统动量守恒，由于初动量为 0.，故运动过程中物块和木板各自的动量大小相等、方向相反，各自的速度方向一定相反，选项 D 错误。 10 （20 11、13北京东城区高三联考，10 题）如图 6，分别用力 2、F 3将质量为 m 的物体由静止沿同一固定光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，F 1、F 2、F 3做功的功率大小关系是（ ）图 6AP 1=3BP 1P 2= 3P 2P 1DP 1P 2P 3【答案】A 【 解析 】物体的加速度相同，说明物体受到的合力相同，即拉力 F 在沿着斜面方向的分力都相同，由于斜面的长度相同，物体的加速度相同，所以物体到达顶端的时候，物体的速度的大小也是相同的，根据功的公式 W=得，拉力在沿着斜面方向上的分力相同，位移相同，所以拉力做的功相同，由于物体的运动情况相同，所以物体运动的时间 12、也相同，所以拉力的功率也就相同，所以 A 正确故选 A （2013北京海淀区高三期中，8 题）一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0 时其速度为 s。 从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力 F，力 F 和滑块的速度 v 随时间 t 的变化规律分别如图 7 甲和乙所示。 设在第 1s 内、第 2s 内、第 3s 内力 F 对滑块做功的平均功率分别为 2、P 3，则（ ）AP 13BP 1 1 3于空气阻力始终做负功，故上升和下落过程经过同一个点时（不是最高点）时，后者动能减小，速度减小，故 4，选项 确。 15 （2013北京四中高三上学期期中，17 题）如图，传送带 长为 l=10m，与一个半径 13、为R=光滑 1/4 圆轨道 切于 B 点。 传送带速度恒为 v=6m/s，方向向右。 现有一个滑块以一定初速度 点水平冲上传送带，滑块质量为 m=10块与传送带间的动摩擦因数为 =知滑块运动到 B 端时，刚好与传送带共速。 求（1）v 0；（2）滑块能上升的最大高度 h；（3）求滑块第二次在传送带上滑行时，滑块和传送带系统产生的内能。 【答案】 （1）v 0=4m/s 或 56m/s 4 分 （2） 4 分（3）220J 4 分【 解析】 （1）分两种情况: 0v，滑块做匀减速运动； 0v，滑块做匀加速运动。 （2）由机械能守恒定律可得答案。 （3）产生的内能等于摩擦力与路程的乘积，此路程为物块在传送带上减速位移与加速位移之和。 16.（2013北京西城一模，22 题） （16 分）如图所示，跳台滑雪运动员从滑道上的 A 点由静止滑下，经时间 点沿水平方向飞出。 已知 O 点是斜坡的起点，A 点与 O 点在竖直方向的距离为 h，斜坡的倾角为 ，运动员的质量为 m。 重力加速度为 g。 不计一切。