2020版高考物理一轮复习（练习·新人教版）第五章+机械能综合检测
机械能综合检测
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一个选项正确,第8～12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)
1. 如图所示,质量为m的钩码在弹簧测力计的作用下竖直向上运动.设弹簧测力计的示数为FT,不计空气阻力,重力加速度为g.则( D )
A.FT=mg时,钩码的机械能不变
B.FT
mg时,钩码的机械能增加
解析:无论FT与mg的关系如何,FT与钩码位移的方向一致,FT做正功,钩码的机械能增加,选项D正确.
2.下表列出了某种型号轿车的部分数据,试根据表中数据回答问题.
长/mm×宽/mm×高/mm
4 871×1 835×1 460
净重/kg
1 500
传动系统
前轮驱动与挡变速
发动机型式
直列4缸
发动机排量(L)
2.2
最高时速(km/h)
252
100 km/h的加速时间(s)
10
额定功率(kW)
140
如图为轿车中用于改变车速的挡位.手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度,从“1～5”逐挡速度增大,R是倒车挡.轿车要以最大动力上坡,变速杆应推至挡位及该车以额定功率和最高速度运行时轿车的牵引力分别为( D )
A.“5”挡,8 000 N B.“5”挡,2 000 N
C.“1”挡,4 000 N D.“1”挡,2 000 N
解析:由P=Fv可知,要获得大的动力应当用低速挡,即“1”挡;由P=Fvm,解得F==2 000 N,选项D正确.
3.
蹦极是一项既惊险又刺激的运动,深受年轻人的喜爱.如图所示,蹦极者从P点静止跳下,到达A处时弹性绳刚好伸直,继续下降到最低点B处,离水面还有数米距离.蹦极者在其下降的整个过程中,重力势能的减少量为ΔE1、绳的弹性势能增加量为ΔE2,克服空气阻力做功为W,则下列说法正确的是( C )
A.蹦极者从P到A的运动过程中,机械能守恒
B.蹦极者与绳组成的系统从A到B的过程中,机械能守恒
C.ΔE1=W+ΔE2
D.ΔE1+ΔE2=W
解析:蹦极者从P到A的过程中,除了重力做功以外,还有空气阻力做功,机械能不守恒,选项A错误;从A到B的过程中,对于系统,除了重力和弹力做功以外,有阻力做功,系统机械能不守恒,选项B错误;根据能量守恒知,由于动能变化量为零,重力势能的减小量等于弹性势能的增加量与克服阻力做功之和,即ΔE1=W+ΔE2,选项C正确,D错误.
4.放置于固定斜面上的物块,在平行于斜面向上的拉力F作用下,沿斜面向上做直线运动.拉力F和物块速度v随时间t变化的图像如图,则( C )
A.第1 s内物块受到的合外力为5.0 N
B.物块的质量为11 kg
C.第1 s内拉力F的功率逐渐增大
D.前3 s内物块机械能先增大后不变
解析:由vt图像可知:0～1 s内物块做匀加速运动,且a=0.5 m/s2,1～3 s内物块做匀速运动由Ft图像及受力分析可得,F1-(mgsin θ+f)=ma,F2-(mgsin θ+f)=0,联立得m=1 kg,故选项A,B错误;第1 s内速度v逐渐增大,由P=Fv可知F的功率逐渐增大,选项C正确;前 3 s 内除重力以外的合外力做正功,所以物块的机械能一直增大,选项D错误.
5. 刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一,如图所示的图线1,2分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离l与刹车前的车速v的关系曲线,已知紧急刹车过程中车与地面间的摩擦是滑动摩擦.据此可知,下列说法中正确的是( B )
A.甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快,甲车的刹车性能好
B.乙车与地面间的动摩擦因数较大,乙车的刹车性能好
C.以相同的车速开始刹车,甲车先停下来,甲车的刹车性能好
D.甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快,甲车与地面间的动摩擦因数较大
解析:对刹车过程,由动能定理可知μmgl=mv2,得l==,结合题图可知甲车与地面间动摩擦因数小,乙车与地面间动摩擦因数大,刹车时的加速度a=μg,以相同的车速开始刹车,乙车先停下来,乙车刹车性能好,B正确.
6.如图所示,一张薄纸板放在光滑水平面上,其右端放有小木块,小木块与薄纸板的接触面粗糙,原来系统静止.现用水平恒力F向右拉薄纸板,小木块在薄纸板上发生相对滑动,直到从薄纸板上掉下来.上述过程中有关功和能的说法正确的是( D )
A.拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加量
B.摩擦力对小木块做的功一定等于系统中由摩擦产生的热量
C.离开薄纸板前小木块可能先做加速运动,后做匀速运动
D.小木块动能的增加量可能小于系统中由摩擦产生的热量
解析:由功能关系,拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加量与系统产生的内能之和,选项A错误;摩擦力对小木块做的功等于小木块动能的增加量,选项B错误;离开薄纸板前小木块一直在做匀加速运动,选项C错误;对于系统,由摩擦产生的热量Q=FfΔL,其中ΔL为小木块相对薄纸板运动的位移,即薄纸板的长度.对小木块,FfL木=ΔEk,L木为小木块相对地面的位移,由于L木存在大于、等于或小于ΔL三种可能,即ΔEk存在大于、等于或小于Q三种可能,选项D正确.
7.竖直向上抛出一小球,小球在运动过程中,所受空气阻力大小不变.规定向上方向为正方向,小球上升到最高点所用时间为t0,下列关于小球在空中运动过程中的加速度a、位移x、重力的瞬时功率P和机械能E随时间t变化的图像中,正确的是( C )
解析:由于向上方向为正,加速度方向一直向下,选项A错误;由空气阻力大小不变,故物体向上减速运动和向下加速运动的加速度均恒定,且向上的加速度大,故向上减速的时间小于向下加速的时间,由于小球做匀变速运动,位移—时间图线不是直线,选项B错误;由于空气阻力一直做负功,故小球的机械能一直减小,选项D错误,重力的瞬时功率P=mgv,选项C正确.
8. 如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长.圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC=h.圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A处;弹簧始终在弹性限度之内,重力加速度为g,则圆环( BD )
A.下滑过程中,加速度一直减小
B.下滑过程中,因摩擦力产生的热量为mv2
C.从A处到C处的过程中弹簧的弹性势能增加了mv2-mgh
D.下滑经过B处的速度小于上滑经过B处的速度
解析:由题意知圆环从A到C先加速运动,后减速运动,在A点时加速度为g,到达B点时加速度减为零,所以圆环先做加速度逐渐减小的加速运动再做加速度逐渐增大的减速运动,A项错误;圆环从A到C过程中弹簧增加的弹性势能即C处的弹性势能Ep,因摩擦力产生的热量等于克服摩擦力所做的功Wf,由能量守恒知圆环从A到C过程有mgh=
Wf+Ep,从C到A过程有mv2+Ep=mgh+Wf,联立得Wf=mv2,Ep=mgh-mv2,B项正确,C项错误;圆环从A到B过程有mgh1=m+ΔEp1+Wf1,圆环从B到A过程有m+ΔEp1=mgh1+Wf1,可得vB2>vB1,D项正确.
9.质量为1 kg的物体在水平粗糙的地面上受到一水平外力F作用运动,如图(甲)所示,外力F和物体克服摩擦力f做的功W与物体位移x的关系如图(乙)所示,重力加速度g为10 m/s2.下列分析正确的是( ACD )
A.物体与地面之间的动摩擦因数为0.2
B.物体运动位移为13 m
C.前3 m运动过程中物体的加速度为3 m/s2
D.x=9 m时,物体速度为3 m/s
解析:由在Wx图像中,图线斜率表示作用力的大小,物体与地面之间的滑动摩擦力f=2 N,由f=μmg可得μ=0.2,选项A正确;前3 m内,拉力F1=5 N,3～9 m内拉力F2=2 N,物体在前3 m内的加速度a1==3 m/s2,选项C正确;由动能定理得WF-fx=mv2可得x=9 m时,物体的速度为v=3 m/s,选项D正确;设物体运动的最大位移为xm,由动能定理得WF-fxm
=0,即物体的最大位移xm==13.5 m,选项B错误.
10. 如图所示,物体A的质量为M,圆环B的质量为m,通过轻绳连在一起,跨过光滑的定滑轮,圆环套在光滑的竖直杆上,设杆足够长.开始时连接圆环的绳处于水平,长度为l,现从静止释放圆环.不计摩擦和空气的阻力,以下说法正确的是( AD )
A.当M=2m时,l越大,则小环m下降的最大距离h越大
B.当M=2m时,l越大,则小环m下降的最大距离h越小
C.当M=m,且l确定时,则小环m下降过程中速度先增大后减小到零
D.当M=m,且l确定时,则小环m下降过程中速度一直增大
解析:由系统机械能守恒可得mgh=Mg(-l),当M=2m时,h=l,选项A正确,B错误;当M=m时,小环在下降过程中系统的重力势能一直在减少,即系统的动能一直在增加,选项D正确,C错误.
11. 在倾角为θ的光滑斜面上放有两个用轻弹簧相连接的物块A,B,它们的质量分别为m1,m2(m1
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