【文档说明】高考物理一轮复习（通用版）分层限时跟踪练16 Word版含解析.doc，共(9)页，237.500 KB，由MTyang资料小铺上传

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分层限时跟踪练(十六)(限时40分钟)一、单项选择题1．关于机械能是否守恒，下列说法正确的是()A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B．做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒C．做变速运动的物体机械能可能守恒D

．合外力对物体做功不为零，机械能一定不守恒【解析】做匀速直线运动的物体与做匀速圆周运动的物体，如果是在竖直平面内则机械能不守恒，A、B错误；合外力做功不为零，机械能可能守恒，D错误、C正确．【答案】C2．如图5-3-9所

示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一质量为m的小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面的高度为h，不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失，则小

球在C点时弹簧的弹性势能为()图5-3-9A．mgh－12mv2B.12mv2－mghC．mgh＋12mv2D．mgh【解析】由题意可知，在小球运动过程中，小球与弹簧整体的机械能守恒，由机械能守恒定律可得12mv2＝Ep＋mgh，对比各选项可知，答案

选B.【答案】B3．如图5-3-10所示，有一光滑轨道ABC，AB部分为半径为R的14圆弧，BC部分水平，质量均为m的小球a、b固定在竖直轻杆的两端，轻杆长为R，不计小球大小．开始时a球处在圆弧上端A点，由静止释放小球和轻杆，使其沿光滑轨道下滑，则下列说法正

确的是()图5-3-10A．a球下滑过程中机械能保持不变B．b球下滑过程中机械能保持不变C．a、b球滑到水平轨道上时速度大小为2gRD．从释放a、b球到a、b球滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为mgR2【解析】a、b球和轻杆组

成的系统机械能守恒，A、B错误；由系统机械能守恒有mgR＋2mgR＝12×2mv2，解得a、b球滑到水平轨道上时速度大小为v＝3gR，C错误；从释放a、b球到a、b球滑到水平轨道上，对a球，由动能定理有W＋mgR＝12mv2，解得轻杆对a球做的功为W＝mgR2，D正确．【答案】D4．

(2015·唐山模拟)如图5-3-11所示，A、B两物体用一根跨过定滑轮的轻绳相连，B物体置于固定斜面体的光滑斜面上，斜面倾角为30°，当A、B两物体静止时处于相同高度．现剪断轻绳后，下列说法中正确的是()图5-3-11A．A、B物体同时着地B

．A、B物体着地时的动能一定相同C．A、B物体着地时的机械能一定不同D．A、B物体着地时所受重力的功率一定不同【解析】剪断轻绳后，A做自由落体运动，B沿斜面下滑，加速度a＜g，且A的位移小于B的位移，由位移公式x＝12at2可知，A的时间较短，A项错；开始时，A、B静止，对

A、B受力分析，由平衡条件可知mBgsin30°＝mAg，可见mB＝2mA，设落地的平面为零势能面，由机械能守恒定律可知，开始时两物体的动能相同，势能不相同，则落地时，势能相同，动能一定不相同，机械能始

终不相同，B项错，C项正确；由机械能守恒定律可知，两物体落地时速度大小相同，而重力的功率PA＝mAgv，PB＝mBgvsin30°＝mAgv，D项错误．【答案】C5．(2016·无锡模拟)如图5-3-12所示，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为

r的相同小球，各球编号如图．斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r.现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦．则在各小球运动过程中，下列说法正确的是()图5-3­12A．球1

的机械能守恒B．球6在OA段机械能不变C．球6的水平射程最小D．六个球落地点各不相同【解析】当所有球都在斜面上运动时机械能守恒，当有球在水平面上运动时，后面球要对前面的球做功，前面的小球机械能不守恒，选项A错误；球6在OA段由于球5的推力对其做正功，

其机械能增大，选项B错误；由于球6离开A点的速度最小，所以其水平射程最小，选项C正确；当1、2、3小球均在OA段时，三球的速度相同，故从A点抛出后，三球落地点也相同，选项D错误．【答案】C二、多项选择题6．(2015·舟山模拟

)如图5-3-13所示，一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动．小环从最高点A滑到最低点B的过程中，小环线速度大小的平方v2随下落高度h的变化图象可能是()图5-3-13【解析】对小环由机械能守恒定律得mgh＝12mv2－12mv20，则v2＝

2gh＋v20，当v0＝0时，B正确；当v0≠0时，A正确．【答案】AB7．如图5-3-14所示，在离地面高为H处以水平速度v0抛出一质量为m的小球，经时间t，小球离水平地面的高度变为h，此时小球的动能为Ek，重力势能

为Ep(选水平地面为零势能参考面)．下列图象中大致能反映小球动能Ek、势能Ep变化规律的是()图5-3-14【解析】由动能定理可知，mg(H－h)＝Ek－Ek0，即Ek＝Ek0＋mgH－mgh，Ek­h图象为一次函数图象，B项错；

又Ek＝Ek0＋12mg2t2可知，Ek­t图象为开口向上的抛物线，A项正确；由重力势能定义式有Ep＝mgh，Ep­h为正比例函数，所以D项正确；由平抛运动规律有H－h＝12gt2，所以Ep＝mg(H－12gt2)，所以Ep­t图象不是直线，

C项错．【答案】AD8．如图5-3-15所示轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成的，一个小滑块从距轨道最低点B为h高度的A处由静止开始运动，滑块质量为m，不计一切摩擦．则()图5-3-15A．若滑块能通过圆轨道最高

点D，h的最小值为2.5RB．若h＝2R，当滑块到达与圆心等高的C点时，对轨道的压力为3mgC．若h＝2R，滑块会从C、D之间的某个位置离开圆轨道做斜抛运动D．若要使滑块能返回到A点，则h≤R【解析】要使滑块能通过最高点D，则应满足mg＝mv2R，可得v＝gR，即若在最高点D

时滑块的速度小于gR，滑块无法达到最高点；若滑块速度大于等于gR，则可以通过最高点做平抛运动．由机械能守恒定律可知，mg(h－2R)＝12mv2，解得h＝2.5R，A正确；若h＝2R，由A至C过程由机械能守恒可得mg(2R－R)＝12mv2C，在C点，由牛顿第二定律有FN＝mv2CR，解得F

N＝2mg，由牛顿第三定律可知B错误；h＝2R时小滑块不能通过D点，将在C、D之间某一位置离开圆轨道做斜上抛运动，故C正确；由机械能守恒可知D正确．【答案】ACD9．(2016·廊坊模拟)如图5-3-16所示，半径为R的光滑细圆环轨道被固定在竖直平

面上，轨道正上方和正下方分别有质量为2m和m的静止小球A、B，它们由长为2R的轻杆固定连接，圆环轨道内壁开有环形小槽，可使细杆无摩擦、无障碍地绕其中心点转动．今对上方小球A施加微小扰动，两球开始运动后，下列说法正确的是()图5-3-16A．轻杆转到

水平位置时两球的加速度大小相等B．轻杆转到竖直位置时两球的加速度大小不相等C．运动过程中A球速度的最大值为4gR3D．当A球运动到最低点时，两小球对轨道作用力的合力大小为133mg【解析】两球做圆周运动，在任意

位置角速度相等，则线速度和向心加速度大小相等，选项A正确，B错误；A、B球组成的系统机械能守恒，当系统重力势能最小(即A在最低点)时，线速度最大，则mg·2R＝12·3mv2，最大速度v＝4gR3，选项C

正确；A在最低点时，分别对A、B受力分析，FNA－2mg＝2mv2R，FNB＋mg＝mv2R，则FNA－FNB＝13mg3，选项D正确．【答案】ACD三、非选择题10．(2015·泉州模拟)如图5-3-17是检验某种平板承受冲击能力的装置，MN为半径R＝0.8m、固定于竖直平面内的14光

滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，O为圆心，OP为待检验平板，M、O、P三点在同一水平线上，M的下端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同但质量均为m＝0.01kg的小钢珠，小钢珠每次都在M点离开弹簧枪．某次发射的小钢珠沿轨道经

过N点时恰好与轨道无作用力，水平飞出后落到P上的Q点，不计空气阻力，取g＝10m/s2.求：图5-3-17(1)小钢珠经过N点时速度的大小vN；(2)小钢珠离开弹簧枪时的动能Ek；(3)小钢珠在平板上的落点Q与圆心O点的距离s.【解析】(1)在N点，由牛顿第二定律

有mg＝mv2NR，解得vN＝gR＝22m/s.(2)从M到N由功能关系有Ek＝mgR＋12mv2N，解得Ek＝0.12J.(3)小钢珠从N到Q做平抛运动，设运动时间为t，水平方向有s＝vNt，竖直方向有R＝12gt2，解得s＝425m.【答案】(1)22m/s(2)0.12J

(3)425m11．(2015·邵阳模拟)半径R＝0.50m的光滑圆环固定在竖直平面内，轻质弹簧的一端固定在环的最高点A处，另一端系一个质量m＝0.20kg的小球，小球套在圆环上，已知弹簧的原长为L0＝0.50m，劲度系数k＝4.8N/m.将小球从如图5-3-18所示的

位置由静止开始释放，小球将沿圆环滑动并通过最低点C，在C点时弹簧的弹性势能EpC＝0.6J．(g取10m/s2)，求：图5-3-18(1)小球经过C点时的速度vC的大小；(2)小球经过C点时对环的作用力的大小和方向．【解析】由题图知初始时刻弹簧处于原长．(1)小球从B到C，根据机械能守恒

定律有mg(R＋Rcos60°)＝EpC＋12mv2C代入数据求出vC＝3m/s.(2)小球经过C点时受到三个力作用，即重力G、弹簧弹力F、环的作用力FN，设环对小球的作用力方向向上，根据牛顿第二定律有F＋FN－mg＝mv2CRF＝kxx＝R所以FN＝mv2CR

＋mg－FFN＝3.2N，方向竖直向上根据牛顿第三定律得出，小球对环的作用力大小为3.2N，方向竖直向下．【答案】(1)3m/s(2)3.2N，方向竖直向下12．如图5-3-19所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线AB平齐，静止放于倾角

为53°的光滑斜面上．一长为L＝9cm的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m＝1kg的小球，将细绳拉至水平，使小球从位置C由静止释放，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断．之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩

，最大压缩量为x＝5cm.(取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)求：图5-3-19(1)细绳受到的拉力的最大值；(2)D点到水平线AB的高度h；(3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep.【解析】(1)小球由C到D，由机械能守恒定律得：mgL＝12mv21，解得v1

＝2gL①在D点，由牛顿第二定律得F－mg＝mv21L②由①②解得F＝30N由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为30N.(2)由D到A，小球做平抛运动v2y＝2gh③tan53°＝vyv1④联立解得h＝16cm.(3)小球从C点到将弹簧压缩至最短的

过程中，小球与弹簧系统的机械能守恒，即Ep＝mg(L＋h＋xsin53°)，代入数据解得：Ep＝2.9J.【答案】(1)30N(2)16cm(3)2.9J