2022年高考物理大一輪復習 第五章 機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?cè)粜旭傊惺艿降哪Σ磷枇Υ笮〔蛔儯瑒t在加速過程中車速為時，汽車的加速度為 ()A.B.C. D0解析：選B.勻速運動時有：FfF牽，加速時，F(xiàn)fma，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>，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()AW1>W2，F(xiàn)2Ff BW1W2，F(xiàn)>2FfCP1<P2，F(xiàn)>2Ff DP1P2，F(xiàn)2Ff解析：選B.由動能定理可得W1W20，解得W1W2.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hL，由機械能守恒定律得：mv2mgh，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v2v2ax，a，a與x為非線性關(guān)系，A錯；EkEk0Ff·x，C正確；Ekm(v0at)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)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間用細繩相連初始A、B均處于靜止狀態(tài)，已知：OA3 m，OB4 m若A球在水平拉力F的作用下向右緩慢地移動1 m(取g10 m/s2)，那么該過程中拉力F做功為()A14 J B12 JC10 J D4 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：豎直方向：NG1G2，水平方向：FfN1，其中：fN，解得N(m1m2)g20 N，fN0.2×20 N4 N；對整體在整個運動過程中運用動能定理列式，得到WFfsm2gh0，根據(jù)幾何關(guān)系，可知B上升距離h1 m，故WFfsm2gh14 J，故選A.6.如圖所示，有一傾角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()A12 J B21 JC27 J D36 J解析：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行分解有tan 30°，得，足球第一次落在斜坡上時的動能為m(vv)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損失的機械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和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損失的機械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和，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m2 kg的另一物體B以水平速度v02 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 JB系統(tǒng)損失的機械能為2 JC木板A的最小長度為1 mDA、B間的動摩擦因數(shù)為0.1解析：選BCD.由vt圖可知，木板和物體共速前的加速度大小均為a1 m/s2，它們所受的合外力均為摩擦力，F(xiàn)fmg，所以木板質(zhì)量Mm2 kg，木板獲得的動能Ek1Mv×2×12 J1 J，故A錯；系統(tǒng)機械能損失Emv(Mm)v2 J，故B對；木板的最小長度可由vt圖面積求得，L×2×1 m1 m，故C對；由ag1 m/s2得0.1，故D對9(xx·湖北黃岡中學模擬)質(zhì)量為m的帶正電的物體處于豎直向上的勻強電場中，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mghB由物體與周圍空氣組成的系統(tǒng)的內(nèi)能增加了mghC物體的動能增加mghD物體的機械能減少了mgh解析：選BC.由題意知，電場力F電mg；由牛頓第二定律有mgF電Ffma，得空氣阻力Ffmg；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)Ffhmgh，B正確；物體所受合外力F合mamg，故動能的增加量EkF合hmgh，C正確；機械能的減少量EFfhF電hmgh，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()Amamb31Bmamb21C若只將細桿D水平向左移動少許，則當b球擺過的角度為小于90°的某值時，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱鉊若只將細桿D水平向左移動少許，則當b球擺過的角度仍為90°時a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱憬馕觯哼xAD.當b球擺過的角度為90°時，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱悖f明此時繩子張力為mag，由于b球擺動過程中機械能守恒，則有mbglmbv2，且magmbgmb，故有mamb31；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.(10分)(xx·西安質(zhì)檢)某同學利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，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)該同學做實驗，測量得到一組數(shù)據(jù)如下表所示h(101m)2.003.004.005.006.00s2(101m2)3.965.987.889.9611.92請在下面的坐標紙上作出有關(guān)s和h的關(guān)系圖象(3)若H0.50 m，對比實驗結(jié)果與理論計算，自同一高度由靜止釋放的鋼球水平拋出速率_(填“小于”或“大于”)理論值你認為造成上述誤差的可能原因是：_.解析：(1)根據(jù)機械能守恒定律和平拋運動規(guī)律可得mghmv2，Hgt2，svt，聯(lián)立可得s24Hh.(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)s24Hh(2)見解析圖(3)小于鋼球在實際運動過程中受到摩擦力和空氣阻力的作用12(17分)(xx·綿陽診斷)飛機在水平跑道上滑行一段時間后起飛飛機總質(zhì)量m1×104 kg，發(fā)動機在水平滑行過程中保持額定功率P8 000 kW，滑行距離x50 m，滑行時間t5 s，以水平速度v080 m/s飛離跑道后逐漸上升，飛機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)，飛機在水平方向通過距離L1 600 m的過程中，上升高度為h400 m取g10 m/s2.(1)假設(shè)飛機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)飛機在上升高度為h400 m過程中，求受到的恒定升力F及機械能的改變量解析：(1)飛機在水平滑行過程中，根據(jù)動能定理得Ptfxmv(4分)解得f1.6×105 N. (1分)(2)該飛機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Lv0t1(2分)hat(2分)解得t120 s，a2 m/s2(2分)Fmgma(2分)解得F1.2×105 N(1分)飛機機械能的改變量為EFh4.8×107 J(3分)答案：(1)1.6×105 N(2)1.2×105 N4.8×107 J13(19分)如圖所示，長l1 m的木板A靜止在水平面上，固定在水平面上、半徑r1.6 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H0.8 m處由靜止釋放，已知A、B質(zhì)量均為m1 kg，A與B間的動摩擦因數(shù)10.4，A與地面間的動摩擦因數(shù)20.1，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下滑的過程由機械能守恒定律有mgHmv2，(2分)解得v4 m/s(1分)小物塊滑到最低點P處時，由牛頓第二定律有FNmgm(2分)解得FN20 N(1分)由牛頓第三定律得FN20 N(1分)(2)B在A上滑動時，兩者的加速度：對B：1mgma1，a14 m/s2，(2分)對A：1mg2·2mgma2，a22 m/s2，(2分)設(shè)B在A上滑動的時間為t，則xBvta1t2(1分)xAa2t2(1分)又xBxAl(1分)代入數(shù)據(jù)解得：t s(t1 s舍去)，xA m(2分)產(chǎn)生的總熱量為：Q1mg·l2·2mg·xA J4.2 J(3分)答案：(1)20 N(2)4.2 J