通用版2020版高考物理一轮复习专题综合检测五第五章机械能及其守恒定律含解析.pdf
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1、机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律 (45 分钟 100 分) 一、 选择题(本题共 8 小题, 每小题 6 分, 共 48 分.15 题为单选题, 68 题为多选题) 1.如图所示,小球位于光滑的曲面上,曲面体位于光滑的水平地面上,从地面上看,在 小球沿曲面下滑的过程中,曲面体对小球的作用力( ) A垂直于接触面,做功为零 B垂直于接触面,做负功 C不垂直于接触面,做功为零 D不垂直于接触面,做正功 解析:B 对整体进行受力分析可知,小球曲面体系统在水平方向上不受外力作用,故 在水平方向上动量守恒,当小球沿曲面下滑过程中,曲面体将向右后退,曲面体对小球的作 用力为弹力且与曲面的切线垂直,
2、小球的运动方向与力的方向之间的夹角为钝角, 故曲面体 对小球的作用力垂直于接触面,且做负功B 选项正确 2(2018岳阳模拟)在平直的公路上,一辆汽车在牵引力作用下从静止开始做匀加速 直线运动,当速度达到某一值时汽车做匀速直线运动若汽车所受阻力与速度成正比,则汽 车功率P随时间t变化的关系可能是( ) 解析:A 汽车在匀加速阶段,根据牛顿第二定律FFfma,物体的速度vat,受到 的阻力Ffkv, 解得Fkatma, 在加速阶段的功率PFvka2t2ma2t, 达到额定功率后, 此时P突然减小,由于惯性,速度不会突变,由PFv知,牵引力F突然减小,使牵引力等 于阻力,汽车又开始做速度减小了的匀
3、速运动,故 A 正确,B、C、D 错误 3(2018石家庄模拟)质量为 2 t 的汽车,发动机的额定功率为 60 kW.该汽车在水平 路面上以额定功率行驶时能达到的最大速度为 15 m/s,所受阻力恒定,则当汽车速度为 10 m/s 时的加速度为( ) A0.50 m/s2 B1 m/s2 C2 m/s2 D2.5 m/s2 解析:B 汽车在水平路面上达到最大速度时,牵引力与阻力二力平衡,则有FFf, 由PFvm得PFfvm,解得Ff,当汽车的速度为 10 m/s 时,牵引力为F ,根据牛 P vm P v 顿第二定律得a,代入数据解得a1 m/s2,故 B 正确,A、C、D 错误 FFf m
4、 P v P vm m 4.(2018大庆模拟)如图所示, 半径为R的金属环竖直放置, 环上套有一质量为m的小 球,小球开始时静止于最低点,现使小球以初速度v0沿环上滑,小环运动到环的最6gR 高点时与环恰无作用力,则小球从最低点运动到最高点的过程中( ) A小球机械能守恒 B小球在最低点时对金属环的压力是 6mg C小球在最高点时,重力的功率是mg gR D小球机械能不守恒,且克服摩擦力所做的功是 0.5mgR 解析:D 小球在最高点与环作用力恰为 0 时,设速度为v,则mgm,解得v, v2 R gR 从最低点到最高点,由动能定理得mg2RW克mv2mv,解得W克mgR,所以机械能 1 2
5、 1 2 2 0 1 2 不守恒,且克服摩擦力所做的功是 0.5mgR,故 A 错误,D 正确 ; 在最低点,由牛顿第二定律 得,FNmgm,解得FN7mg,故 B 错误;小球在最高点时,重力方向与速度方向垂直, v2 0 R 重力的功率为零,故 C 错误 5.长L的轻杆两端分别固定有质量为m的小铁球, 杆的三等分点O处有光滑的水平转动 轴用手将该装置固定在杆恰好水平的位置,然后由静止释放,当杆到达竖直位置时,则轴 对杆的作用力F的大小和方向为( ) A2.4mg 竖直向上 B2.4mg 竖直向下 C6mg 竖直向上 D4mg 竖直向上 解析:A 对整个系统而言,机械能守恒,有mg(LL)m(
6、L)2m(L)2,当 2 3 1 3 1 2 1 3 1 2 2 3 杆运动到竖直位置时, 顶端的小球向心力为mgF1m(L)2, 底端的小球向心力为F2mg 1 3 m(L)2, 解以上三式得轴对杆的作用力F的大小F2F12.4mg, 方向竖直向上, 选项 A 2 3 正确 6如图甲所示,质量m1 kg 的小物体放在长直的水平地面上,用水平细线绕在半径R 0.2 m、质量M1 kg 的薄圆筒上t0 时刻,圆筒在电动机的带动下由静止开始绕竖直的 中心轴转动,小物体的vt图像如图乙所示,小物体和地面间的动摩擦因数0.2,则 ( ) A圆筒转动的角速度随时间的变化关系满足5t B细线的拉力大小为
7、2 N C细线拉力的瞬时功率满足P4t D在 02 s 内,电动机做的功为 8 J 解析:AD 物体的加速度a m/s21 m/s2,故物体的运动速度vatt,圆筒 v t 2 2 转动的角速度随时间的变化关系满足 5t,A 正确根据牛顿第二定律可知,细 v R t 0.2 线的拉力大小Fmamg3 N,B 错误细线拉力的瞬时功率满足PFv3t,C 错误.2 s 末,小物块速度v22 m/s,位移xat2 m,由功能关系可知,在 02 s 内,电动机 1 2 2 2 做的功W (Mm)vmgx8 J,D 正确 1 2 2 2 7.如图所示,一个小球(视为质点)从H12 m 高处,由静止开始通过
8、光滑弧形轨道AB, 进入半径R4 m 的竖直圆环,且小球与圆环间动摩擦因数处处相等,当到达环顶C点时, 刚好对轨道压力为零;沿CB圆弧滑下后,进入光滑弧形轨道BD,且到达高度为h的D点时 的速度为零,则h的值不可能为(g取 10 m/s2,所有高度均相对B点而言)( ) A12 m B10 m C8.5 m D7 m 解析:ABD 已知在C点小球对轨道无压力,由重力提供向心力,得mg,小球从 mv2 R 静止开始运动到C点,根据动能定理得mg(H2R)Wfmv2,小球从C点运动到D点,根 1 2 据动能定理得mg(2Rh)Wf0mv2,由于机械能有损失,在关于BC对称的位置下滑 1 2 速度比
9、上升速度小,因此小球对圆环压力小,所受摩擦力小,所以下滑时,克服摩擦力做功 小,即WfWf0,解得 8 mh10 m,C 正确,A、B、D 错误 8.(2018咸阳模拟)如图所示,质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上,一质量 为m的滑块放置在木板左端,滑块与木板间滑动摩擦力大小为f,用水平的恒定拉力F作用 于滑块当滑块运动到木板右端时,木板在地面上移动的距离为s,滑块速度为v1,木板速 度为v2,下列结论中正确的是( ) A上述过程中,F做功大小为mvMv 1 2 2 1 1 2 2 2 B其他条件不变的情况下,M越大,s越小 C其他条件不变的情况下,F越大,滑块到达右端所用时间越长 D其
10、他条件不变的情况下,f越大,滑块与木板间产生的热量越多 解析:BD 由功能原理可知,上述过程中,F做功大小为二者动能与产生的热量之和, 选项 A 错误;其他条件不变的情况下,M越大,M的加速度越小,s越小,选项 B 正确;其 他条件不变的情况下,F越大,滑块的加速度越大,滑块到达右端所用时间越短,选项 C 错 误 ; 其他条件不变的情况下, 滑块与木板间产生的热量等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,f 越大,滑块与木板间产生的热量越多,选项 D 正确 二、非选择题(本题共 4 小题,共 52 分有步骤计算的需写出规范的解题步骤) 9(8 分)某同学利用如图所示的装置“探究功与速度变化的关系”:在木
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- 通用版 2020 高考 物理 一轮 复习 专题 综合 检测 第五 机械能 及其 守恒定律 解析
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