高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5章 機(jī)械能章末檢測(cè)

1、五機(jī)械能(時(shí)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，15題每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，68小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對(duì)得6分，選對(duì)但不全得3分，有選錯(cuò)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1×103 kg/m3)當(dāng)它工作時(shí)，估計(jì)水槍的功率約為()a250 wb300 wc350 w d400 w解析：選a.每秒鐘噴出水的動(dòng)能為ekmv2svt·v2，代入數(shù)據(jù)得ek240 j，故選項(xiàng)a正確2在地面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(jì)阻

2、力，以向上為正方向，則下述圖象能正確反映位移時(shí)間，速度時(shí)間、加速度時(shí)間、重力勢(shì)能高度(取小球在拋出點(diǎn)的重力勢(shì)能為零)的是()解析：選c.小球豎直向上拋出，不計(jì)阻力，以向上為正方向，可得ag，可知選項(xiàng)c正確；位移時(shí)間關(guān)系式為xv0tgt2，可知選項(xiàng)a錯(cuò)誤；速度時(shí)間關(guān)系式為vv0gt，可知選項(xiàng)b錯(cuò)誤；重力勢(shì)能高度關(guān)系式為epmgh，可知選項(xiàng)d錯(cuò)誤3. 如圖所示，水平傳送帶保持2 m/s的速度運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為1 kg的物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)將該物體無(wú)初速度地放到傳送帶上的a點(diǎn)，然后運(yùn)動(dòng)到了距a點(diǎn)2 m的b點(diǎn)，則傳送帶對(duì)該物體做的功為()a0.5 j b2 jc2.5 j d4 j解析：

3、選b.由題意知，物體的加速度ag2 m/s2.物體在傳送帶上勻加速運(yùn)動(dòng)的位移x1 m，又因?yàn)閤ab2 m，所以物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理知傳送帶對(duì)物體做功wmv22 j，b正確4一輛跑車在行駛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)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2×103 kg，在某平直路面上行駛時(shí)，阻力恒為3×103 n若汽車從靜止開始以恒定加速度2 m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)，則此勻加速過(guò)程能持續(xù)的時(shí)間大約為()a8 s b14 sc26 s d38 s解析：選b.由題圖可知，跑車發(fā)動(dòng)機(jī)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fffma3 000

4、n2 000×2 n7 000 n，則勻加速過(guò)程最大速度vm m/s28.6 m/s，勻加速過(guò)程持續(xù)的時(shí)間t s14.3 s，故b正確，a、c、d錯(cuò)誤5用長(zhǎng)度為l的細(xì)繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球，將小球移至和懸點(diǎn)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(yùn)動(dòng)，小球在最低點(diǎn)的勢(shì)能取作零，則小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中第一次動(dòng)能和勢(shì)能相等時(shí)重力的瞬時(shí)功率為()amg b.mgc.mg d.mg解析：選c.設(shè)第一次小球動(dòng)能與勢(shì)能相等時(shí)的速度大小為v，此時(shí)小球下降的高度為，由機(jī)械能守恒定律得mglmv2ep，epmv2，解得v，此時(shí)v與水平方向夾角為60°，故pmgvsin 60°

5、 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(diǎn)，如圖所示有一些完全相同的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從這些斜面上的a、b、c、d各點(diǎn)同時(shí)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(dá)o點(diǎn)的速率相同，則a、b、c、d各點(diǎn)處在同一水平線上b若各斜面均光滑，且這些滑塊到達(dá)o點(diǎn)的速率相同，則a、b、c、d各點(diǎn)處在同一豎直面內(nèi)的圓周上c若各斜面均光滑，且這些滑塊到達(dá)o點(diǎn)的時(shí)間相同，則a、b、c、d各點(diǎn)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(dòng)摩擦因數(shù)，滑到o點(diǎn)的過(guò)程中，各滑塊損失的機(jī)械能相同，則a、b、c、d各點(diǎn)處在同一豎直線上解析：選acd.由機(jī)械能守恒

6、可知a正確、b錯(cuò)誤；若a、b、c、d各點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)的圓周上，則下滑時(shí)間均為t，d為直徑，因此選項(xiàng)c正確；設(shè)斜面和水平面間夾角為，損失的機(jī)械能為emgscos ，損失機(jī)械能相同，則scos 相同，因此a、b、c、d各點(diǎn)在同一豎直線上，d正確7. 如圖所示，一輛貨車?yán)每邕^(guò)光滑定滑輪的輕質(zhì)纜繩提升一箱貨物，已知貨箱的質(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(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，則在將貨物提升到圖示的位置時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()a貨箱向上運(yùn)動(dòng)的速度大于vb纜繩中的拉力ft(mm)gc貨車對(duì)纜繩拉力做功的功率p(mm)gvcos d貨物對(duì)貨箱底部的壓力小于mg解析：選bc.將貨車的速

7、度進(jìn)行正交分解，如圖所示：由于繩子不可伸長(zhǎng)，貨箱和貨物整體向上運(yùn)動(dòng)的速度和貨車速度沿著繩子方向的分量相等，故v1vcos ，由于不斷減小，故貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動(dòng)，加速度向上，貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動(dòng)，大小小于v，故a錯(cuò)誤；貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動(dòng)，故拉力大于(mm)g，故b正確； 整體的速度為vcos ，故拉力功率p fv (mm)gvcos ，故c正確；貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動(dòng)，加速度向上，處于超重狀態(tài)，故箱中的物體對(duì)箱底的壓力大于mg，故d錯(cuò)誤8有一輛新穎電動(dòng)汽車，總質(zhì)量為1 000 kg.行駛中，該車速度在1420 m/s范圍內(nèi)保持恒定功率20 kw不變一位同學(xué)坐在駕

8、駛員旁邊觀察車內(nèi)里程表和速度表，記錄了該車在位移120400 m范圍內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)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/m120160200240280320360400v/(m·s1)14.516.518.019.019.720.020.020.0a.該汽車受到的阻力為1 000 nb位移120320 m過(guò)程牽引力所做的功約為9.5×104 jc位移120320 m過(guò)程經(jīng)歷時(shí)間約為14.75 sd該車速度在1420 m/s范圍內(nèi)可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析：選ac.汽車最后勻速行駛，有pfvm得：f n1 000 n，則a對(duì)；汽車位移120320

9、m過(guò)程中牽引力做功w，由動(dòng)能定理得：wf·(320 m120 m)mvmv，代入數(shù)據(jù)得w2.95×105j，則b錯(cuò)；設(shè)汽車位移120320 m過(guò)程經(jīng)歷時(shí)間為t，由動(dòng)能定理得：ptf·(320 m120 m)mvmv，代入數(shù)據(jù)得：t14.75 s，則c對(duì)；汽車速度在1420 m/s范圍內(nèi)，功率不變，做變加速直線運(yùn)動(dòng)，則d錯(cuò)二、非選擇題(共4小題，52分)9(10分)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg.實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示，把第一個(gè)點(diǎn)記

10、作o，另選連續(xù)的四個(gè)點(diǎn)a、b、c、d作為測(cè)量的點(diǎn)經(jīng)測(cè)量知道a、b、c、d各點(diǎn)到o點(diǎn)的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由o點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量等于_ j，動(dòng)能的增加量等于_ j(保留三位有效數(shù)字) 解析：根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，重物從o點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)下落的高度h0.777 6 m，故重力勢(shì)能減少量epmgh1.00×9.80×0.777 6 j7.62 j重物動(dòng)能的增加量ekmvmv根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，重物在o點(diǎn)的速度v00，c點(diǎn)的速度vc等于重物從b點(diǎn)到d點(diǎn)這一段時(shí)間t 2× s內(nèi)的平均速度由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

11、可得vc m/s3.887 5 m/s，重物的動(dòng)能增加量ekmv×1.00×3.887 52 j7.56 j.答案：7.627.5610(12分)為了“探究動(dòng)能改變與合力做功”的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)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(guò)細(xì)繩跨過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m的重錘相連，重錘后連一穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(yùn)動(dòng)，如圖甲所示第二步：保持長(zhǎng)木板的傾角不變，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長(zhǎng)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(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后接通電源，釋放滑塊，使之從靜止開始向下加速運(yùn)

12、動(dòng)，打出紙帶，如圖乙所示打出的紙帶如圖丙所示請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)已知o、a、b、c、d、e、f相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t，根據(jù)紙帶求滑塊速度，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打b點(diǎn)時(shí)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(cè)出某一過(guò)程合力對(duì)滑塊做的功還必須測(cè)出這一過(guò)程滑塊_(寫出物理名稱及符號(hào)，只寫一個(gè)物理量)，合力對(duì)滑塊做功的表達(dá)式w合_.(3)算出滑塊運(yùn)動(dòng)oa、ob、oc、od、oe段合力對(duì)滑塊所做的功w以及在a、b、c、d、e各點(diǎn)的速度v，以v2為縱軸、w為橫軸建立坐標(biāo)系，描點(diǎn)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點(diǎn)的速度為v

13、b；(2)由做功定義式可知還需要知道滑塊下滑的位移，由動(dòng)能定理可知w合ek，即mgxek；(3)v2­w圖象應(yīng)該為一條過(guò)原點(diǎn)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xmgx(3)過(guò)原點(diǎn)的直線滑塊的質(zhì)量m11(15分) 如圖所示，將質(zhì)量為m1 kg的小物塊放在長(zhǎng)為l1.5 m的小車左端，車的上表面粗糙，物塊與車上表面間動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，直徑d1.8 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(diǎn)高度相同，距地面高度h0.65 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運(yùn)動(dòng)，車碰到軌道后立即停止運(yùn)動(dòng)，取g10 m/s2

14、，求： (1)小物塊剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力；(2)小物塊落地點(diǎn)至車左端的水平距離解析：(1)車停止運(yùn)動(dòng)后取小物塊為研究對(duì)象，設(shè)其到達(dá)車右端時(shí)的速度為v1，由動(dòng)能定理得mglmvmv解得v1 m/s剛進(jìn)入圓軌道時(shí)，設(shè)物塊受到的支持力為fn，由牛頓第二定律得fnmgm解得fn104.4 n由牛頓第三定律fnfn得fn104.4 n，方向豎直向下(2)若小物塊能到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)，則由機(jī)械能守恒得mv2mgrmv解得v27 m/s設(shè)恰能過(guò)最高點(diǎn)的速度為v3，則mgm解得v33 m/s因v2>v3，故小物塊從圓軌道最高點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，h2rgt2xv2t聯(lián)立解得x4.9 m故小物塊距車左端sx

15、l3.4 m答案：(1)104.4 n，方向豎直向下(2)3.4 m12(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r2 m的圓周軌道，cdo是半徑為r1 m的半圓軌道，最高點(diǎn)o處固定一個(gè)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(zhǎng)l2 m，與小球之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4.現(xiàn)讓一個(gè)質(zhì)量為m1 kg的小球p從a點(diǎn)的正上方距水平線oa高h(yuǎn)處自由落下(g取10 m/s2)(1)當(dāng)h1.4 m時(shí)，問(wèn)此球第一次到達(dá)d點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小(2)當(dāng)h1.4 m時(shí)，試通過(guò)計(jì)算判斷此球是否會(huì)脫離cdo軌道如果會(huì)脫離軌道，求脫離前球在水平軌道經(jīng)過(guò)的路程如果不會(huì)脫離軌道，求靜止前球在水平軌道經(jīng)過(guò)的路程解析：(1)設(shè)小球第一次到達(dá)d的速度vd，小球p到d點(diǎn)的過(guò)程對(duì)小球根據(jù)動(dòng)能定理：mg(hr)mgl在d點(diǎn)對(duì)小球根據(jù)牛頓第二定律：n聯(lián)立解得：n32 n由牛頓第三定律得小球在d點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小nn32 n.(2)第一次到o點(diǎn)時(shí)速度為v1，小球p到o點(diǎn)的過(guò)程對(duì)小球應(yīng)用動(dòng)能定理：mghmgl解得：v12 m/s恰能通過(guò)o點(diǎn)，mg臨界速度v0 m/s由于v1>v0，故第一次來(lái)到o點(diǎn)之前沒(méi)有脫離設(shè)第三次來(lái)到d點(diǎn)的