2020新亮剑高考物理总复习讲义:第五单元 机械能 单元检测 Word版含解析.pdf
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1、第五单元机 械 能 单 元 检 测见高效训练P61 一、单项选择题 1.(2018 山西大同阶段考试)如图所示,相同质量的物块从底边长相同、倾角不同的固定斜面最高处同时由静止释放且下滑到底 端,下列说法正确的是( )。 A.若物块与斜面之间的动摩擦因数相同,倾角大的斜面上的物块损失的机械能大 B.若斜面光滑,两物块一定同时运动到斜面底端 C.若斜面光滑,倾角大的斜面上的物块一定后运动到斜面底端 D.若物块到达底面时的动能相同,则物块与倾角大的斜面间的动摩擦因数大 解析 设斜面倾角为,底边长为s,则有物体损失的机械能等于摩擦力所做的功,摩擦力做功W=mgcos =mgs,即损 失的机械能与夹角无
2、关,所以两物体损失的机械能相同,A 项错误;若斜面光滑,则物体下滑的加速度a=gsin ,根据= at2可得 t=,则角不同,t不同,当=45时,下滑的时间最短,则倾角大的斜面上的物块不一定后运动到斜面底端,B、C 两项错误; 根据动能定理,有Ek=mgstan -mgcos =mgstan -mgs,若物块到达底面时的动能相同,则物块与倾角大的斜面间的动 摩擦因数大,D 项正确。 答案 D 2.(2018 陕西西安质量调研)如图甲所示,滑块A的质量m=1 kg,质量为M、上表面的长度为L的平板车B静止在光滑水平面 上。某时刻滑块A以向右的初速度v0=3 m/s 滑上平板车B的上表面,忽略滑块
3、A的大小。从滑块A刚滑上平板车B开始计时, 之后它们的速度随时间变化的图象如图乙所示,t0是滑块A在车上运动的总时间,测得t0=1 s。下列说法中不正确的是(重力加 速度g=10 m/s2)( )。 A.平板车B上表面的长度L=2 m B.滑块A与平板车B上表面间的动摩擦因数=0.1 C.平板车B的质量M=1 kg D.t0时间内滑块A所受摩擦力做功的平均功率为 10 W 解析 v-t图象中梯形的“面积”代表滑块相对平板车的位移s=t0=2 m,即平板车的长度L=2 m,A 项正确;对滑 块运用牛顿第二定律有-mg=ma,而a=,解得=0.1,B 项正确;由图象可知滑块、平板车的加速度大小相等
4、,使它们产生加速 度的合力就是两者间的滑动摩擦力,因此它们的质量相等,C 项正确;根据动能定理,有Ek2-Ek1=-Wf,t0时间内滑块克服摩擦力做功 Wf=2.5 J,所以t0时间内滑块所受摩擦力做功的平均功率P=2.5 W,D 项错误。 答案 D 3.(2018 河南开封模拟考试)如图所示,一个小球在竖直环内至少能做(n+1)次完整的圆周运动,当它第(n-1)次经过环的最低点 时的速度大小为 7 m/s,第n次经过环的最低点时速度大小为 5 m/s,则小球第(n+1)次经过环的最低点时的速度v的大小一定满 足( )。 A.等于 3 m/s B.小于 1 m/s C.等于 1 m/sD.大于
5、 1 m/s 解析 小球从第(n-1)次通过最低点到第n次通过最低点的过程中,摩擦力消耗的机械能为m- m=12m;它从第n次通 过最低点到第(n+1)次通过最低点的过程中,因为速度减小,需要的向心力减小,所以与圆环间的压力减小,摩擦力消耗的机械能将小 于 12m,第(n+1)次通过最低点时的动能E 25m-12m= m,即v1 m/s,D 项一定满足。 答案 D 4.(2018 陕西延安质量检测)如图甲所示,在竖直平面内固定一光滑的半圆形轨道ABC,小球以一定的初速度v0从最低点A冲上 轨道,图乙是小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程中,其速度的二次方与其对应高度的关系图象。已知小球在最高点
6、C受到 轨道的作用力的大小为 1.25 N,空气阻力不计,g取 10 m/s2,B点为AC轨道的中点,下列说法正确的是( )。 A.小球质量为 0.5 kg B.小球在B点受到轨道作用力的大小为 4.15 N C.图乙中x=25 m2/s2 D.小球在A点时重力的功率为 5 W 解析 由图乙可知,轨道半径R=0.4 m,小球在C点的速度vC=3 m/s,小球在光滑轨道上运动,只有重力做功,故机械能守恒,所 以有m= m+mgh,解得=+2gh,即x=(9+2100.8) m2/s2=25 m2/s2,故 C 项正确;由牛顿第二定律可得F+mg=,解得 m=0.1 kg,故 A 项错误;由机械能
7、守恒可得小球在B点的速度vB= m/s,所以小球在B点时,在水平方向上的合外力提 供向心力,有F=4.25 N,所以小球在B点受到轨道作用力的大小为 4.25 N,B 项错误;小球在A点时重力方向向下,速度方向向 右,故小球在A点时重力的功率为 0,D 项错误。 答案 C 二、多项选择题 5.(2018 河北石家庄质量检测)在竖直杆上安装一个光滑小导向槽,使竖直上抛的小球能改变方向后做平抛运动。不计经导向槽 时小球的能量损失,设小球从地面沿杆竖直上抛的速度大小为v,重力加速度为g,那么当小球有最大水平位移时,下列说法正确 的是( )。 A.导向槽位置应在高为的位置 B.最大水平位移为 C.小球
8、在上、下两过程中,在经过某相同高度时,合速度的大小总有v下=2v上 D.当小球落地时,速度方向与水平方向成 45角 解析 设平抛时的速度为v0,根据机械能守恒定律可得m+mgh= mv2,解得v0=,根据平抛运动的知识可得下落时 间t=,则水平位移x=v0t= ,所以当-2h=2h时水平位移最大,解得h=,A 项正确;最大的水平位移x=2h= ,B 项错误;根据机械能守恒定律可知,在某高度处时上升的速率和下落的速率相等,C 项错误;设小球落地时速度与水平方向成 角,位移与水平方向的夹角为,根据平抛运动的规律可知,tan =2tan =2=1,则=45,D 项正确。 答案 AD 6.(2018
9、河南平顶山段考)2018 年 10 月 18 日,在阿根廷举办的青奥会跳水赛事结束,中国选手获得三金二银,名列奖牌榜第一。 跳水运动员入水后因受到水的阻力而竖直向下做减速运动。如果某运动员的质量m=50 kg,水对运动员的阻力大小恒为F=2500 N,那么在运动员减速下降深度h=1 m 的过程中,重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是( )。 A.运动员的动能减少了 2500 J B.运动员的重力势能减少了 500 J C.运动员的机械能减少了 2000 J D.运动员克服阻力做功 2500 J 解析 在运动员减速下降深度为h的过程中,运动员受重力和水的阻力,运用动能定理得(mg-F)
10、h=Ek,所以运动员动能减少 (F-mg)h=2000 J,A 项错误。根据重力做功与重力势能变化的关系得WG=-Ep=mgh,他的重力势能减少了mgh=500 J,B 项正确。除 了重力和弹簧弹力之外的力做功等于机械能的变化可知W外=E,运动员除了重力还有阻力做功,W外=Wf=-Fh,他的机械能减少了 Fh=2500 J,故 C 项错误,D 项正确。 答案 BD 7.(2018 四川成都质量检测)如图甲所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处由 静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程,他以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下方
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