新教材高考物理微專題小練習第五章機械能

PAGE4PAGE第五章機械能做真題明方向1．[2022·全國甲卷]北京2022年冬奧會首鋼滑雪大跳臺局部示意圖如圖所示．運動員從a處由靜止自由滑下，到b處起跳，c點為a、b之間的最低點，a、c兩處的高度差為h.要求運動員經(jīng)過c點時對滑雪板的壓力不大于自身所受重力的k倍，運動過程中將運動員視為質點并忽略所有阻力，則c點處這一段圓弧雪道的半徑不應小于()A．eq\f(h,k＋1)B．eq\f(h,k)C．eq\f(2h,k)D．eq\f(2h,k－1)2．[2022·全國乙卷]固定于豎直平面內的光滑大圓環(huán)上套有一個小環(huán)．小環(huán)從大圓環(huán)頂端P點由靜止開始自由下滑，在下滑過程中，小環(huán)的速率正比于()A．它滑過的弧長B．它下降的高度C．它到P點的距離D．它與P點的連線掃過的面積3．[2022·廣東卷](多選)如圖所示，載有防疫物資的無人駕駛小車，在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/s勻速行駛，在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s勻速行駛．已知小車總質量為50kg，MN＝PQ＝20m，PQ段的傾角為30°，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力．下列說法正確的有()A．從M到N，小車牽引力大小為40NB．從M到N，小車克服摩擦力做功800JC．從P到Q，小車重力勢能增加1×104JD．從P到Q，小車克服摩擦力做功700J4.[2021·河北卷]一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示．長度為πR、不可伸長的輕細繩，一端固定在圓柱體最高點P處，另一端系一個小球．小球位于P點右側同一水平高度的Q點時，繩剛好拉直．將小球從Q點由靜止釋放，當與圓柱體未接觸部分的細繩豎直時，小球的速度大小為(重力加速度為g，不計空氣阻力)()A．eq\r(（2＋π）gR)B．eq\r(2πgR)C．eq\r(2（1＋π）gR)D．2eq\r(gR)5．[2021·湖南卷]“復興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的．總質量為m的動車組在平直的軌道上行駛．該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為P，若動車組所受的阻力與其速率成正比(F阻＝kv，k為常量)，動車組能達到的最大速度為vm.下列說法正確的是()A．動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變B．若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動C．若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P，則動車組勻速行駛的速度為eq\f(3,4)vmD．若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間t達到最大速度vm，則這一過程中該動車組克服阻力做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(m))－Pt6.[2021·山東卷]如圖所示，粗糙程度處處相同的水平桌面上有一長為L的輕質細桿，一端可繞豎直光滑軸O轉動，另一端與質量為m的小木塊相連．木塊以水平初速度v0出發(fā)，恰好能完成一個完整的圓周運動，在運動過程中，木塊所受摩擦力的大小為()A．eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),2πL)B．eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),4πL)C．eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),8πL)D．eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),16πL)7．[2021·全國甲卷](多選)一質量為m的物體自傾角為α的固定斜面底端沿斜面向上滑動．該物體開始滑動時的動能為Ek，向上滑動一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動，到達斜面底端時動能為eq\f(1,5)Ek.已知sinα＝0.6，重力加速度大小為g.則()A．物體向上滑動的距離為eq\f(Ek,2mg)B．物體向下滑動時的加速度大小為eq\f(g,5)C．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)等于0.5D．物體向上滑動所用的時間比向下滑動的時間長第五章機械能做真題明方向1．D運動員從a處滑至c處，mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(c))－0，在c點，N－mg＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(c)),R)，聯(lián)立得N＝mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(2h,R)))，由題意，結合牛頓第三定律可知，N＝F壓≤kmg，得R≥eq\f(2h,k－1)，故D項正確．2．C如圖所示，設大圓環(huán)半徑為R，P、A距離為L，由機械能守恒定律可知，小環(huán)沿圓弧滑到A點的速率與沿斜線PA滑到A點的速率相等，分析小環(huán)的運動可知小環(huán)沿斜線PA下滑加速度a＝gcosθ＝eq\f(gL,2R)，v＝at＝eq\f(gL,2R)t，由等時圓模型可知小環(huán)沿斜線PA從P到A的時間與沿直線PB從P到B的時間相同，即2R＝eq\f(1,2)gt2，代入上式可得：v＝Leq\r(\f(g,R))，故C正確．3．ABD從M到N，由P1＝F1v1可得小車牽引力F1＝eq\f(P1,v1)＝eq\f(200,5)N＝40N，A正確．從M到N，小車勻速行駛，牽引力等于摩擦力，可得摩擦力f1＝F1＝40N，小車克服摩擦力做的功Wf1＝f1·MN＝40×20J＝800J，B正確．從P到Q，由P2＝F2v2可得小車牽引力F2＝eq\f(P2,v2)＝eq\f(570,2)N＝285N，從P到Q，小車勻速行駛，小車牽引力F2＝f2＋mgsin30°，解得f2＝F2－mgsin30°＝285N－50×10×eq\f(1,2)N＝35N；從P到Q，小車克服摩擦力做的功Wf2＝f2·PQ＝35×20J＝700J，D正確．從P到Q，小車上升的高度h＝PQsin30°＝20×0.5m＝10m，小車重力勢能的增加量ΔEp＝mgh＝50×10×10J＝5000J，C錯誤．4．A當與圓柱體未接觸部分的細繩豎直時，小球下落的高度h＝R＋πR－eq\f(2πR,4)＝R＋eq\f(πR,2)，根據(jù)動能定理有mgh＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(（2＋π）gR).故A正確，B、C、D錯誤．5．C在動車組勻加速啟動的過程中，對動車組受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有F1－F阻＝ma1，其中F阻＝kv，在動車組勻加速啟動的過程中，加速度a1不變，v增大，則F阻增大，故牽引力F1逐漸增大，A錯誤；若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則牽引力F2＝eq\f(4P,v)，而F2－F阻＝ma，其中F阻＝kv，由v增大可知加速度a減小，所以動車組從靜止開始做加速度減小的變加速運動，B錯誤；設當四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P時，動車組勻速運動的速度為v′m，動車組勻速行駛時受力平衡，有F′＝F阻＝kv′m，則4P＝kveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(m))、2.25P＝kv′eq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(m))，解得v′m＝eq\f(3,4)vm，C正確；當四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值時，對動車組從啟動到達到最大速度的過程，根據(jù)動能定理有4Pt－W克＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(m))，解得這一過程中該動車組克服阻力做的功W克＝4Pt－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(m))，D錯誤．6．B選取小木塊為研究對象，小木塊剛好運動一周后停下來，設小木塊運動過程中受到的摩擦力為Ff，由動能定理可得－Ffs＝－Ff·2πL＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(0))，解得Ff＝eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),4πL)，故B選項正確．7．BC對物體的上滑過程，由動能定理有－(mgsinα＋μmgcosα)x＝0－Ek，對全程利用動能定理有－μmgcosα·2x＝eq\f(1,5)Ek－Ek，由以上兩式解得μ＝0.5，x＝eq\f(Ek,mg)，所以選項A錯誤，選項C正確；根據(jù)牛頓第二定律可得