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2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律章末檢測(cè)(五)

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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律章末檢測(cè)(五) 一、單項(xiàng)選擇題(本大題共6小題,每小題5分,共30分,每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意) 1.(xx·聊城模擬)質(zhì)量為m的汽車(chē),啟動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)以額定功率P沿水平道路行駛,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后以速度v勻速行駛.若行駛中受到的摩擦阻力大小不變,則在加速過(guò)程中車(chē)速為時(shí),汽車(chē)的加速度為 (  ) A.         B. C. D.0 解析:選B.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有:Ff=F牽=,加速時(shí),-Ff=ma,a=,B正確. 2.(xx·浙江十校聯(lián)考)用水平力F拉一物體,使物體在水平地面上由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),t1時(shí)刻撤去拉力F,物體

2、做勻減速直線運(yùn)動(dòng),到t2時(shí)刻停止.其速度—時(shí)間圖象如圖所示,且α>β,若拉力F做的功為W1,平均功率為P1;物體克服摩擦阻力Ff做的功為W2,平均功率為P2,則下列選項(xiàng)正確的是(  ) A.W1>W2,F(xiàn)=2Ff B.W1=W2,F(xiàn)>2Ff C.P12Ff D.P1=P2,F(xiàn)=2Ff 解析:選B.由動(dòng)能定理可得W1-W2=0,解得W1=W2.由圖象可知,撤去拉力F后運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于水平力F作用時(shí)間,所以F>2Ff,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤,B正確;由于摩擦阻力作用時(shí)間一定大于水平力F作用時(shí)間,所以P1>P2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤. 3.(xx·大連模擬)如圖所示,一長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鐵鏈對(duì)稱(chēng)

3、地掛在一輕質(zhì)小滑輪上,由于某一微小的擾動(dòng)使得鐵鏈向一側(cè)滑動(dòng),則鐵鏈完全離開(kāi)滑輪時(shí)的速度大小為(  ) A. B. C. D. 解析:選C.重心下降的高度Δh=L,由機(jī)械能守恒定律得:mv2=mgΔh,v=,C正確. 4.(xx·池州模擬)物體在恒定阻力作用下,以某初速度在水平面上沿直線滑行直到停止.以a、Ek、x和t分別表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小、動(dòng)能、位移的大小和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,則以下各圖象中,能正確反映這一過(guò)程的是(  ) 解析:選C.阻力恒定,加速度不變,B錯(cuò);物體做勻減速運(yùn)動(dòng),則v2-v=2ax,a=,a與x為非線性關(guān)系,A錯(cuò);Ek=Ek0-Ff·x,C正確;Ek

4、=m(v0-at)2,Ek與t為非線性關(guān)系,D錯(cuò). 5.(xx·河南九校聯(lián)考)如圖所示,豎直平面內(nèi)放一直角桿,桿的水平部分粗糙,動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,桿的豎直部分光滑.兩部分各套有質(zhì)量均為1 kg的小球A和B,A、B間用細(xì)繩相連.初始A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知:OA=3 m,OB=4 m.若A球在水平拉力F的作用下向右緩慢地移動(dòng)1 m(取g=10 m/s2),那么該過(guò)程中拉力F做功為(  ) A.14 J B.12 J C.10 J D.4 J 解析:選A.對(duì)A、B整體受力分析,受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向左的彈力N1,如圖所示,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有:

5、 豎直方向:N=G1+G2, 水平方向:F=f+N1, 其中:f=μN(yùn), 解得N=(m1+m2)g=20 N, f=μN(yùn)=0.2×20 N=4 N; 對(duì)整體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中運(yùn)用動(dòng)能定理列式,得到 WF-fs-m2gh=0, 根據(jù)幾何關(guān)系,可知B上升距離h=1 m, 故WF=fs+m2gh=14 J,故選A. 6.如圖所示,有一傾角θ=30°的足夠長(zhǎng)斜坡,小孩在做游戲時(shí),從該斜坡頂端將一足球沿水平方向踢出去,已知足球被踢出時(shí)的初動(dòng)能為9 J,不計(jì)空氣阻力,則該足球第一次落在斜坡上時(shí)的動(dòng)能為(  ) A.12 J B.21 J C.27 J D.36 J 解析

6、:選B.足球被踢出后開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng),第一次落在斜坡上時(shí)對(duì)足球的位移進(jìn)行分解有tan 30°==,得=,足球第一次落在斜坡上時(shí)的動(dòng)能為m(v+v)=21 J,只有選項(xiàng)B正確. 二、多項(xiàng)選擇題(本大題共4小題,每小題6分,共24分,每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意) 7.如圖所示,長(zhǎng)木板A放在光滑的水平地面上,物體B以水平速度沖上A后,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上,則從B沖到木板A上到相對(duì)板A靜止的過(guò)程中,下述說(shuō)法中正確的是(  ) A.物體B動(dòng)能的減少量等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能 B.物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 C.物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的動(dòng)能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之

7、和 D.系統(tǒng)克服摩擦力做的總功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 解析:選CD.物體B以水平速度沖上A后,由于摩擦力作用,B減速運(yùn)動(dòng),A加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)能量守恒定律,物體B動(dòng)能的減少量等于A增加的動(dòng)能和系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之和,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理,物體B克服摩擦力做的功等于B損失的動(dòng)能,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由能量守恒定律可知,物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的動(dòng)能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和,選項(xiàng)C正確;摩擦力對(duì)物體B做的功等于B動(dòng)能的減少量,摩擦力對(duì)木板A做的功等于A動(dòng)能的增加量,由能量守恒定律,系統(tǒng)克服摩擦力做的總功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量,選項(xiàng)D正確. 8.(xx·黃山模擬)長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m=2

8、 kg的另一物體B以水平速度v0=2 m/s滑上原來(lái)靜止的長(zhǎng)木板A的表面,由于A、B間存在摩擦,之后A、B速度隨時(shí)間變化情況如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是(  ) A.木板獲得的動(dòng)能為2 J B.系統(tǒng)損失的機(jī)械能為2 J C.木板A的最小長(zhǎng)度為1 m D.A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1 解析:選BCD.由v-t圖可知,木板和物體共速前的加速度大小均為a=1 m/s2,它們所受的合外力均為摩擦力,F(xiàn)f=μmg,所以木板質(zhì)量M=m=2 kg,木板獲得的動(dòng)能Ek1=Mv=×2×12 J=1 J,故A錯(cuò);系統(tǒng)機(jī)械能損失ΔE=mv-(M+m)v=2 J,故B對(duì);木板的最小長(zhǎng)度可由v-t圖面積求

9、得,L=×2×1 m=1 m,故C對(duì);由a=μg=1 m/s2得μ=0.1,故D對(duì). 9.(xx·湖北黃岡中學(xué)模擬)質(zhì)量為m的帶正電的物體處于豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,已知帶電物體所受電場(chǎng)力的大小為物體所受重力的,現(xiàn)將物體從距地面高h(yuǎn)處以一定初速度豎直下拋,物體以的加速度豎直下落到地面(空氣阻力恒定),則在物體的下落過(guò)程中(  ) A.物體的重力勢(shì)能減少mgh,電勢(shì)能減少mgh B.由物體與周?chē)諝饨M成的系統(tǒng)的內(nèi)能增加了mgh C.物體的動(dòng)能增加mgh D.物體的機(jī)械能減少了mgh 解析:選BC.由題意知,電場(chǎng)力F電=mg;由牛頓第二定律有mg-F電-Ff=ma,得空氣阻力Ff=mg;

10、下落過(guò)程中,重力做功mgh,電場(chǎng)力做功-mgh,故重力勢(shì)能減少mgh,電勢(shì)能增加mgh,A錯(cuò)誤;E內(nèi)=Ffh=mgh,B正確;物體所受合外力F合=ma=mg,故動(dòng)能的增加量ΔEk=F合h=mgh,C正確;機(jī)械能的減少量ΔE=Ffh+F電h=mgh,D錯(cuò)誤. 10.(xx·河南中原名校聯(lián)考)如圖所示,一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端各系一個(gè)小球a和b,跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細(xì)桿C和D上,質(zhì)量為ma的a球置于地面上,質(zhì)量為mb的b球從水平位置靜止釋放.當(dāng)b球擺過(guò)的角度為90°時(shí),a球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱?,下列結(jié)論正確的是(  ) A.ma∶mb=3∶1 B.ma∶mb=2∶1 C.若只將

11、細(xì)桿D水平向左移動(dòng)少許,則當(dāng)b球擺過(guò)的角度為小于90°的某值時(shí),a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱? D.若只將細(xì)桿D水平向左移動(dòng)少許,則當(dāng)b球擺過(guò)的角度仍為90°時(shí).a(chǎn)球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱? 解析:選AD.當(dāng)b球擺過(guò)的角度為90°時(shí),a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱?,說(shuō)明此時(shí)繩子張力為mag,由于b球擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒,則有mbgl=mbv2,且mag-mbg=mb,故有ma∶mb=3∶1;由上述求解過(guò)程可以看出,球到懸點(diǎn)的距離跟最終結(jié)果無(wú)關(guān),因此C、D選項(xiàng)的正誤一目了然,即應(yīng)該排除C,選擇D. 三、非選擇題(本大題共4小題,共46分,要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 11.(1

12、0分)(xx·西安質(zhì)檢)某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,弧形軌道末端水平,離地面的高度為H,現(xiàn)將鋼球從軌道的不同高度h處由靜止釋放,鋼球的落地點(diǎn)距弧形軌道末端的水平距離為s. (1)若軌道光滑,不計(jì)空氣阻力,則s與h的關(guān)系是________. (2)該同學(xué)做實(shí)驗(yàn),測(cè)量得到一組數(shù)據(jù)如下表所示. h(10-1m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 s2(10-1m2) 3.96 5.98 7.88 9.96 11.92 請(qǐng)?jiān)谙旅娴淖鴺?biāo)紙上作出有關(guān)s和h的關(guān)系圖象. (3)若H=0.50 m,對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算,自同一高

13、度由靜止釋放的鋼球水平拋出速率________(填“小于”或“大于”)理論值.你認(rèn)為造成上述誤差的可能原因是: ________________________________________________________________________. 解析:(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律和平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得mgh=mv2,H=gt2,s=vt,聯(lián)立可得s2=4Hh. (2)根據(jù)所給的數(shù)據(jù)描點(diǎn)、連線,如圖所示. (3)因?yàn)殇撉蛟趯?shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到摩擦力和空氣阻力作用,鋼球水平拋出速率小于其理論值. 答案:(1)s2=4Hh (2)見(jiàn)解析圖 (3)小于 鋼球在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到摩擦力

14、和空氣阻力的作用 12.(17分)(xx·綿陽(yáng)診斷)飛機(jī)在水平跑道上滑行一段時(shí)間后起飛.飛機(jī)總質(zhì)量m=1×104 kg,發(fā)動(dòng)機(jī)在水平滑行過(guò)程中保持額定功率P=8 000 kW,滑行距離x=50 m,滑行時(shí)間t=5 s,以水平速度v0=80 m/s飛離跑道后逐漸上升,飛機(jī)在上升過(guò)程中水平速度保持不變,同時(shí)受到重力和豎直向上的恒定升力(該升力由其他力的合力提供,不含重力),飛機(jī)在水平方向通過(guò)距離L=1 600 m的過(guò)程中,上升高度為h=400 m.取g=10 m/s2. (1)假設(shè)飛機(jī)在水平跑道滑行過(guò)程中受到的阻力大小恒定,求阻力f的大小; (2)飛機(jī)在上升高度為h=400 m過(guò)程中,求受到

15、的恒定升力F及機(jī)械能的改變量. 解析:(1)飛機(jī)在水平滑行過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理得 Pt-fx=mv(4分) 解得f=1.6×105 N. (1分) (2)該飛機(jī)升空后水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),豎直方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,豎直方向加速度為a,升力為F,則L=v0t1(2分) h=at(2分) 解得t1=20 s,a=2 m/s2(2分) F-mg=ma(2分) 解得F=1.2×105 N(1分) 飛機(jī)機(jī)械能的改變量為ΔE=Fh=4.8×107 J.(3分) 答案:(1)1.6×105 N (2)1.2×105 N 4.8×107 J 13.(19分)如

16、圖所示,長(zhǎng)l=1 m的木板A靜止在水平面上,固定在水平面上、半徑r=1.6 m的四分之一光滑圓弧軌道PQ的底端與木板A相切于P點(diǎn),木板與圓弧軌道緊靠在一起但不粘連.現(xiàn)將小物塊B從圓弧上距P點(diǎn)高度H=0.8 m處由靜止釋放,已知A、B質(zhì)量均為m=1 kg,A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.4,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1,g取10 m/s2.求: (1)小物塊剛滑到圓弧軌道最低點(diǎn)P處時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大??; (2)小物塊從剛滑上木板至滑到木板左端過(guò)程中,產(chǎn)生的總熱量. 解析:(1)對(duì)B下滑的過(guò)程由機(jī)械能守恒定律有 mgH=mv2,(2分) 解得v=4 m/s(1分) 小物塊滑到最低

17、點(diǎn)P處時(shí),由牛頓第二定律有 FN-mg=m(2分) 解得FN=20 N(1分) 由牛頓第三定律得FN′=20 N.(1分) (2)B在A上滑動(dòng)時(shí),兩者的加速度: 對(duì)B:μ1mg=ma1,a1=4 m/s2,(2分) 對(duì)A:μ1mg-μ2·2mg=ma2,a2=2 m/s2,(2分) 設(shè)B在A上滑動(dòng)的時(shí)間為t,則 xB=vt-a1t2(1分) xA=a2t2(1分) 又xB-xA=l(1分) 代入數(shù)據(jù)解得:t= s(t=1 s舍去),xA= m(2分) 產(chǎn)生的總熱量為: Q=μ1mg·l+μ2·2mg·xA= J≈4.2 J.(3分) 答案:(1)20 N (2)4.2 J

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