高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5章 機械能章末檢測

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1、 五　機械能 (時間：60分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，1～5題每小題只有一個選項正確，6～8小題有多個選項符合題目要求，全選對得6分，選對但不全得3分，有選錯的得0分) 1. 如圖所示是一種清洗車輛用的手持噴水槍．設(shè)槍口截面積為0.6 cm2，噴出水的速度為 20 m/s (水的密度為1103 kg/m3)．當(dāng)它工作時，估計水槍的功率約為(　　) A．250 W　　　 B．300 W C．350 W D．400 W 解析：選A.每秒鐘噴出水的動能為Ek＝mv2＝ρSvtv2，代入數(shù)據(jù)得Ek＝240 J，故選項A正確． 2．在地面

2、上將一小球豎直向上拋出，上升一定高度后再落回原處，若不計阻力，以向上為正方向，則下述圖象能正確反映位移－時間，速度－時間、加速度－時間、重力勢能－高度(取小球在拋出點的重力勢能為零)的是(　　) 解析：選C.小球豎直向上拋出，不計阻力，以向上為正方向，可得a＝－g，可知選項C正確；位移－時間關(guān)系式為x＝v0t－gt2，可知選項A錯誤；速度－時間關(guān)系式為v＝v0－gt，可知選項B錯誤；重力勢能－高度關(guān)系式為Ep＝－mgh，可知選項D錯誤． 3. 如圖所示，水平傳送帶保持2 m/s的速度運動，一質(zhì)量為1 kg的物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)將該物體無初速度地放到傳送帶上的A點，然后

3、運動到了距A點2 m的B點，則傳送帶對該物體做的功為(　　) A．0.5 J B．2 J C．2.5 J D．4 J 解析：選B.由題意知，物體的加速度a＝μg＝2 m/s2.物體在傳送帶上勻加速運動的位移x＝＝1 m，又因為xAB＝2 m，所以物體先做勻加速運動后做勻速運動，由動能定理知傳送帶對物體做功W＝mv2＝2 J，B正確． 4．一輛跑車在行駛過程中發(fā)動機的輸出功率與速度大小的關(guān)系如圖所示，已知該車質(zhì)量為2103 kg，在某平直路面上行駛時，阻力恒為3103 N．若汽車從靜止開始以恒定加速度2 m/s2做勻加速運動，則此勻加速過程能持續(xù)的時間大約為(　　) A．8

4、 s B．14 s C．26 s D．38 s 解析：選B.由題圖可知，跑車發(fā)動機的最大輸出功率大約為200 kW，根據(jù)牛頓第二定律得，牽引力F＝Ff＋ma＝3 000 N＋2 0002 N＝7 000 N，則勻加速過程最大速度vm＝＝ m/s≈28.6 m/s，勻加速過程持續(xù)的時間t＝＝ s＝14.3 s，故B正確，A、C、D錯誤． 5．用長度為l的細(xì)繩懸掛一個質(zhì)量為m的小球，將小球移至和懸點等高的位置使繩自然伸直．放手后小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球在最低點的勢能取作零，則小球運動過程中第一次動能和勢能相等時重力的瞬時功率為(　　) A．mg B.mg C.mg D.

5、mg 解析：選C.設(shè)第一次小球動能與勢能相等時的速度大小為v，此時小球下降的高度為，由機械能守恒定律得mgl＝mv2＋Ep，Ep＝mv2，解得v＝，此時v與水平方向夾角為60，故P＝mgvsin 60 ＝mg，C正確． 6. 有一系列斜面，傾角各不相同，它們的底端相同，都是O點，如圖所示．有一些完全相同的滑塊(可視為質(zhì)點)從這些斜面上的A、B、C、D…各點同時由靜止釋放，下列判斷正確的是(　　) A．若各斜面均光滑，且這些滑塊到達O點的速率相同，則A、B、C、D…各點處在同一水平線上 B．若各斜面均光滑，且這些滑塊到達O點的速率相同，則A、B、C、D…各點處在同一豎直面內(nèi)的圓周上

6、 C．若各斜面均光滑，且這些滑塊到達O點的時間相同，則A、B、C、D…各點處在同一豎直面內(nèi)的圓周上 D．若各斜面與這些滑塊間有相同的動摩擦因數(shù)，滑到O點的過程中，各滑塊損失的機械能相同，則A、B、C、D…各點處在同一豎直線上 解析：選ACD.由機械能守恒可知A正確、B錯誤；若A、B、C、D…各點在同一豎直平面內(nèi)的圓周上，則下滑時間均為t＝，d為直徑，因此選項C正確；設(shè)斜面和水平面間夾角為θ，損失的機械能為ΔE＝μmgscos θ，損失機械能相同，則scos θ相同，因此A、B、C、D…各點在同一豎直線上，D正確． 7. 如圖所示，一輛貨車?yán)每邕^光滑定滑輪的輕質(zhì)纜繩提升一箱貨物，已知貨箱

7、的質(zhì)量為M，貨物的質(zhì)量為m，貨車以速度v向左做勻速直線運動，重力加速度為g，則在將貨物提升到圖示的位置時，下列說法正確的是(　　) A．貨箱向上運動的速度大于v B．纜繩中的拉力FT＞(M＋m)g C．貨車對纜繩拉力做功的功率P＞(M＋m)gvcos θ D．貨物對貨箱底部的壓力小于mg 解析：選BC.將貨車的速度進行正交分解，如圖所示：由于繩子不可伸長，貨箱和貨物整體向上運動的速度和貨車速度沿著繩子方向的分量相等，故v1＝vcos θ，由于θ不斷減小，故貨箱和貨物整體向上做加速運動，加速度向上，貨箱和貨物整體向上做加速運動，大小小于v，故A錯誤；貨箱和貨物整體向上做加速運動，故

8、拉力大于(M＋m)g，故B正確； 整體的速度為vcos θ，故拉力功率P ＝Fv ＞ (M＋m)gvcos θ，故C正確；貨箱和貨物整體向上做加速運動，加速度向上，處于超重狀態(tài)，故箱中的物體對箱底的壓力大于mg，故D錯誤． 8．有一輛新穎電動汽車，總質(zhì)量為1 000 kg.行駛中，該車速度在14～20 m/s范圍內(nèi)保持恒定功率20 kW不變．一位同學(xué)坐在駕駛員旁邊觀察車內(nèi)里程表和速度表，記錄了該車在位移120～400 m范圍內(nèi)做直線運動時的一組數(shù)據(jù)如下表，設(shè)汽車在上述范圍內(nèi)受到的阻力大小不變，則(　　) s/m 120 160 200 240 280 320 360 4

9、00 v/(ms－1) 14.5 16.5 18.0 19.0 19.7 20.0 20.0 20.0 A.該汽車受到的阻力為1 000 N B．位移120～320 m過程牽引力所做的功約為9.5104 J C．位移120～320 m過程經(jīng)歷時間約為14.75 s D．該車速度在14～20 m/s范圍內(nèi)可能做勻加速直線運動 解析：選AC.汽車最后勻速行駛，有P＝fvm得：f＝ N＝1 000 N，則A對；汽車位移120～320 m過程中牽引力做功W，由動能定理得：W－f(320 m－120 m)＝mv－mv，代入數(shù)據(jù)得W＝2.95105J，則B錯；設(shè)汽車位移120～

10、320 m過程經(jīng)歷時間為t，由動能定理得：Pt－f(320 m－120 m)＝mv－mv，代入數(shù)據(jù)得：t＝14.75 s，則C對；汽車速度在14～20 m/s范圍內(nèi)，功率不變，做變加速直線運動，則D錯． 二、非選擇題(共4小題，52分) 9．(10分)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.80 m/s2，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，把第一個點記作O，另選連續(xù)的四個點A、B、C、D作為測量的點．經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.

11、76 cm,85.73 cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于________ J，動能的增加量等于________ J．(保留三位有效數(shù)字) 解析：根據(jù)測量數(shù)據(jù)，重物從O點運動到C點下落的高度h＝0.777 6 m，故重力勢能減少量 ΔEp＝mgh＝1.009.800.777 6 J≈7.62 J 重物動能的增加量ΔEk＝mv－mv 根據(jù)實驗情況，重物在O點的速度v0＝0，C點的速度vC等于重物從B點到D點這一段時間Δt ＝2 s內(nèi)的平均速度．由實驗數(shù)據(jù)可得vC＝＝ m/s＝3.887 5 m/s， 重物的動能增加量ΔEk＝mv＝1.003.887

12、 52 J≈7.56 J. 答案：7.62　7.56 10．(12分)為了“探究動能改變與合力做功”的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案： 第一步：把帶有定滑輪的木板(有滑輪的)一端墊起，把質(zhì)量為M的滑塊通過細(xì)繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m的重錘相連，重錘后連一穿過打點計時器的紙帶，調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板向下勻速運動，如圖甲所示． 第二步：保持長木板的傾角不變，將打點計時器安裝在長木板靠近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使紙帶穿過打點計時器，然后接通電源，釋放滑塊，使之從靜止開始向下加速運動，打出紙帶，如圖乙所示．打出的紙帶如圖丙所示． 請回答下列問題： (1)

13、已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計數(shù)點間的時間間隔為Δt，根據(jù)紙帶求滑塊速度，打點計時器打B點時滑塊速度vB＝________. (2)已知重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，要測出某一過程合力對滑塊做的功還必須測出這一過程滑塊________(寫出物理名稱及符號，只寫一個物理量)，合力對滑塊做功的表達式W合＝________. (3)算出滑塊運動OA、OB、OC、OD、OE段合力對滑塊所做的功W以及在A、B、C、D、E各點的速度v，以v2為縱軸、W為橫軸建立坐標(biāo)系，描點作出v2W圖象，可知該圖象是一條________，根據(jù)圖象還可求得________． 解析：(1)由打出的紙帶可知B

14、點的速度為vB＝； (2)由做功定義式可知還需要知道滑塊下滑的位移，由動能定理可知W合＝ΔEk，即mgx＝ΔEk； (3)v2W圖象應(yīng)該為一條過原點的直線．根據(jù)圖象還可以求得滑塊的質(zhì)量M. 答案：(1)　(2)下滑的位移x　mgx　(3)過原點的直線　滑塊的質(zhì)量M 11．(15分) 如圖所示，將質(zhì)量為m＝1 kg的小物塊放在長為L＝1.5 m的小車左端，車的上表面粗糙，物塊與車上表面間動摩擦因數(shù)μ＝0.5，直徑d＝1.8 m的光滑半圓形軌道固定在水平面上且直徑MON豎直，車的上表面和軌道最低點高度相同，距地面高度h＝0.65 m，開始車和物塊一起以10 m/s的初速度在光滑水平面上向右

15、運動，車碰到軌道后立即停止運動，取g＝10 m/s2，求： (1)小物塊剛進入半圓軌道時對軌道的壓力； (2)小物塊落地點至車左端的水平距離． 解析：(1)車停止運動后取小物塊為研究對象，設(shè)其到達車右端時的速度為v1，由動能定理得 －μmgL＝mv－mv 解得v1＝ m/s 剛進入圓軌道時，設(shè)物塊受到的支持力為FN，由牛頓第二定律得FN－mg＝m 解得FN＝104.4 N 由牛頓第三定律FN′＝FN 得FN′＝104.4 N，方向豎直向下． (2)若小物塊能到達圓軌道最高點， 則由機械能守恒得mv＝2mgR＋mv 解得v2＝7 m/s 設(shè)恰能過最高點的速度為v3

16、，則mg＝m 解得v3＝＝3 m/s 因v2>v3，故小物塊從圓軌道最高點做平拋運動， h＋2R＝gt2 x＝v2t 聯(lián)立解得x＝4.9 m 故小物塊距車左端s＝x－L＝3.4 m 答案：(1)104.4 N，方向豎直向下　(2)3.4 m 12．(15分)如圖所示，AB和CDO都是處于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道，OA處于水平位置．AB是半徑為R＝2 m的圓周軌道，CDO是半徑為r＝1 m的半圓軌道，最高點O處固定一個豎直彈性擋板．D為CDO軌道的中心．BC段是水平粗糙軌道，與圓弧形軌道平滑連接．已知BC段水平軌道長L＝2 m，與小球之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4.現(xiàn)讓一個質(zhì)量為m

17、＝1 kg的小球P從A點的正上方距水平線OA高H處自由落下．(g取10 m/s2) (1)當(dāng)H＝1.4 m時，問此球第一次到達D點對軌道的壓力大?。? (2)當(dāng)H＝1.4 m時，試通過計算判斷此球是否會脫離CDO軌道．如果會脫離軌道，求脫離前球在水平軌道經(jīng)過的路程．如果不會脫離軌道，求靜止前球在水平軌道經(jīng)過的路程． 解析：(1)設(shè)小球第一次到達D的速度vD，小球P到D點的過程對小球根據(jù)動能定理： mg(H＋r)－μmgL＝ 在D點對小球根據(jù)牛頓第二定律： N＝ 聯(lián)立解得：N＝32 N 由牛頓第三定律得小球在D點對軌道的壓力大小 N′＝N＝32 N. (2)第一次到O點時速

18、度為v1，小球P到O點的過程對小球應(yīng)用動能定理： mgH－μmgL＝ 解得：v1＝2 m/s 恰能通過O點，mg＝ 臨界速度v0＝ m/s 由于v1>v0，故第一次來到O點之前沒有脫離． 設(shè)第三次來到D點的動能為Ek，對之前的過程應(yīng)用動能定理： mg(H＋r)－3μmgL＝Ek 代入解得：Ek＝0 故小球一直沒有脫離CDO軌道，設(shè)此球靜止前在水平軌道經(jīng)過的路程s，對全過程應(yīng)用動能定理： mg(H＋R)－μmgs＝0 解得：s＝8.5 m. 答案：(1)32 N　(2)不會脫離軌道，8.5 m 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375