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（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（五） 一、單項選擇題(本大題共6小題，每小題5分，共30分，每小題只有一個選項符合題意) 1．(xx·聊城模擬)質(zhì)量為m的汽車，啟動后發(fā)動機(jī)以額定功率P沿水平道路行駛，經(jīng)過一段時間后以速度v勻速行駛．若行駛中受到的摩擦阻力大小不變，則在加速過程中車速為時，汽車的加速度為 (　　) A.　　　　　　　　 B. C. D．0 解析：選B.勻速運動時有：Ff＝F牽＝，加速時，－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始做勻加速直線運動，t1時刻撤去拉力F，物體

2、做勻減速直線運動，到t2時刻停止．其速度—時間圖象如圖所示，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.由動能定理可得W1－W2＝0，解得W1＝W2.由圖象可知，撤去拉力F后運動時間大于水平力F作用時間，所以F>2Ff，選項A、D錯誤，B正確；由于摩擦阻力作用時間一定大于水平力F作用時間，所以P1>P2，選項C錯誤． 3.(xx·大連模擬)如圖所示，一長為L的均勻鐵鏈對稱

3、地掛在一輕質(zhì)小滑輪上，由于某一微小的擾動使得鐵鏈向一側(cè)滑動，則鐵鏈完全離開滑輪時的速度大小為(　　) 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分別表示物體運動的加速度大小、動能、位移的大小和運動的時間，則以下各圖象中，能正確反映這一過程的是(　　) 解析：選C.阻力恒定，加速度不變，B錯；物體做勻減速運動，則v2－v＝2ax，a＝，a與x為非線性關(guān)系，A錯；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． 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1 m(取g＝10 m/s2)，那么該過程中拉力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， 解得N＝(m1＋m2)g＝20 N， f＝μN＝0.2×20 N＝4 N； 對整體在整個運動過程中運用動能定理列式，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°的足夠長斜坡，小孩在做游戲時，從該斜坡頂端將一足球沿水平方向踢出去，已知足球被踢出時的初動能為9 J，不計空氣阻力，則該足球第一次落在斜坡上時的動能為(　　) A．12 J B．21 J C．27 J D．36 J 解析

6、：選B.足球被踢出后開始做平拋運動，第一次落在斜坡上時對足球的位移進(jìn)行分解有tan 30°＝＝，得＝，足球第一次落在斜坡上時的動能為m(v＋v)＝21 J，只有選項B正確． 二、多項選擇題(本大題共4小題，每小題6分，共24分，每小題有多個選項符合題意) 7.如圖所示，長木板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上到相對板A靜止的過程中，下述說法中正確的是(　　) A．物體B動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減速運動，A加速運動，根據(jù)能量守恒定律，物體B動能的減少量等于A增加的動能和系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之和，選項A錯誤；根據(jù)動能定理，物體B克服摩擦力做的功等于B損失的動能，選項B錯誤；由能量守恒定律可知，物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和，選項C正確；摩擦力對物體B做的功等于B動能的減少量，摩擦力對木板A做的功等于A動能的增加量，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D正確． 8．(xx·黃山模擬)長木板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滑上原來靜止的長木板A的表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時間變化情況如圖所示，則下列說法正確的是(　　) A．木板獲得的動能為2 J B．系統(tǒng)損失的機(jī)械能為2 J C．木板A的最小長度為1 m D．A、B間的動摩擦因數(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，木板獲得的動能Ek1＝Mv＝×2×12 J＝1 J，故A錯；系統(tǒng)機(jī)械能損失ΔE＝mv－(M＋m)v＝2 J，故B對；木板的最小長度可由v－t圖面積求

9、得，L＝×2×1 m＝1 m，故C對；由a＝μg＝1 m/s2得μ＝0.1，故D對． 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)電場中，已知帶電物體所受電場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)，則在物體的下落過程中(　　) A．物體的重力勢能減少mgh，電勢能減少mgh B．由物體與周圍空氣組成的系統(tǒng)的內(nèi)能增加了mgh C．物體的動能增加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、下落過程中，重力做功mgh，電場力做功－mgh，故重力勢能減少mgh，電勢能增加mgh，A錯誤；E內(nèi)＝Ffh＝mgh，B正確；物體所受合外力F合＝ma＝mg，故動能的增加量ΔEk＝F合h＝mgh，C正確；機(jī)械能的減少量ΔE＝Ffh＋F電h＝mgh，D錯誤． 10．(xx·河南中原名校聯(lián)考)如圖所示，一根不可伸長的輕繩兩端各系一個小球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球擺過的角度為90°時，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水平向左移動少許，則當(dāng)b球擺過的角度為小于90°的某值時，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱? D．若只將細(xì)桿D水平向左移動少許，則當(dāng)b球擺過的角度仍為90°時．a(chǎn)球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱? 解析：選AD.當(dāng)b球擺過的角度為90°時，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱?，說明此時繩子張力為mag，由于b球擺動過程中機(jī)械能守恒，則有mbgl＝mbv2，且mag－mbg＝mb，故有ma∶mb＝3∶1；由上述求解過程可以看出，球到懸點的距離跟最終結(jié)果無關(guān)，因此C、D選項的正誤一目了然，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，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 11.(1

12、0分)(xx·西安質(zhì)檢)某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置驗證機(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，鋼球的落地點距弧形軌道末端的水平距離為s. (1)若軌道光滑，不計空氣阻力，則s與h的關(guān)系是________． (2)該同學(xué)做實驗，測量得到一組數(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 請在下面的坐標(biāo)紙上作出有關(guān)s和h的關(guān)系圖象． (3)若H＝0.50 m，對比實驗結(jié)果與理論計算，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動規(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、連線，如圖所示． (3)因為鋼球在實際運動過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)見解析圖　(3)小于　鋼球在實際運動過程中受到摩擦力

14、和空氣阻力的作用 12．(17分)(xx·綿陽診斷)飛機(jī)在水平跑道上滑行一段時間后起飛．飛機(jī)總質(zhì)量m＝1×104 kg，發(fā)動機(jī)在水平滑行過程中保持額定功率P＝8 000 kW，滑行距離x＝50 m，滑行時間t＝5 s，以水平速度v0＝80 m/s飛離跑道后逐漸上升，飛機(jī)在上升過程中水平速度保持不變，同時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)在水平方向通過距離L＝1 600 m的過程中，上升高度為h＝400 m．取g＝10 m/s2. (1)假設(shè)飛機(jī)在水平跑道滑行過程中受到的阻力大小恒定，求阻力f的大?。? (2)飛機(jī)在上升高度為h＝400 m過程中，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)在水平滑行過程中，根據(jù)動能定理得 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動，豎直方向做初速度為零的勻加速運動，設(shè)運動時間為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，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間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.4，A與地面間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.1，g取10 m/s2.求： (1)小物塊剛滑到圓弧軌道最低點P處時對圓弧軌道的壓力大??； (2)小物塊從剛滑上木板至滑到木板左端過程中，產(chǎn)生的總熱量． 解析：(1)對B下滑的過程由機(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P處時，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上滑動時，兩者的加速度： 對B：μ1mg＝ma1，a1＝4 m/s2，(2分) 對A：μ1mg－μ2·2mg＝ma2，a2＝2 m/s2，(2分) 設(shè)B在A上滑動的時間為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