2020高考物理一轮复习 第5章 机械能章末过关检测(五)

2019年

【2019最新】精选高考物理一轮复习 第5章 机械能章末过关检测（五）

章末过关检测(五)

(建议用时：60分钟 满分：100分)

一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)

1．用起重机将质量为m的物体匀速吊起一段距离，那么关于作用在物体上的各力做功情况正确的是( )

A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零 B．重力做负功，拉力做正功，合力做正功 C．重力做负功，拉力做正功，合力做功为零 D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功 答案：C

2．如图所示，为游乐场中过山车的一段轨道，P的最高点，A、B、C三处是过山车的车头、中点这段轨道是圆轨道，各节车厢的质量相等，过山中不受牵引力，所受阻力可忽略．那么过山车在程中，下列说法正确的是( ) A．车头A通过P点时的速度最小 B．车的中点B通过P点时的速度最小 C．车尾C通过P点时的速度最小 D．A、B、C通过P点时的速度一样大

解析：选B.过山车在运动过程中，受到重力和轨道支持力作用，只有重力做功，机械能守恒，动能和重力势能相互转化，则当重力势能最大时，过山车的动能最小，即速度最小，根据题意可知，车的中点B通过P点时，重心的位置最高，重力势能

点是这段轨道和车尾，假设车在运行过程通过P点的过

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最大，则动能最小，速度最小，故选B.

3．(2018·辽宁实验中学月考)一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图，已知该车质量为 2×103 kg，在某平直路面上行驶，阻力恒为3×103 N．若汽车从静止开始以恒定加速度2 m/s2做匀加速运动，则此匀加速过程能持续的时间大约为( )

A．8 s C．26 s

D．38 s

B．14 s

解析：选B.由题图可知，跑车的最大输出功率大约为200 kW，根据牛顿第二定律得，牵引力F＝f＋ma＝(3 000＋2 000×2 ) N＝7 000 N，则匀加速过程最大速度vm＝＝ m/s≈28.6 m/s，则匀加速过程持续的时间t＝＝ s＝14.3 s，故B正确，A、C、D错误．

4．(2018·洛阳月考)如图所示，有一光滑轨道为半径为R的圆弧，BC部分水平，质量均为m固定在竖直轻杆的两端，轻杆长为R，小球可视时a球处于圆弧上端A点，由静止开始释放小球沿光滑弧面下滑，下列说法正确的是( ) A．a球下滑过程中机械能保持不变 B．b球下滑过程中机械能保持不变 C．a、b球滑到水平轨道上时速度大小为

2gR

mgR 2ABC，AB部分的小球a、b为质点．开始和轻杆，使其

D．从释放a、b球到a、b球都滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为

解析：选D.对于单个小球来说，杆的弹力做功，小球机械能不守恒，A、B错误；两个小球组成的系统只有重力做功，所以系统的机械能守恒，故有mgR＋mg·2R＝·2mv2，解得v＝，C错误；a球在滑落过程中，杆对小球做功，重力对小球做功，故根据动能定理可得W＋mgR＝mv2，联立v＝，解得W＝mgR，故D正确．

5.(2018·哈尔滨第六中学模拟)如图所示，质量为m的竖直光滑圆环A的半径为r，竖直固定在质量为m的木板B上，木板B的两侧各有一竖直挡板固定在地面上，使

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木板不能左右运动．在环的最低点静置一质量为给小球一水平向右的瞬时速度v0，小球会在环内动．为保证小球能通过环的最高点，且不会使木则初速度v0必须满足( ) A.≤v0≤ C.≤v0≤3

B．≤v0≤D．≤v0≤

3gr 7gr

m的小球C.现侧做圆周运板离开地面，

解析：选D.在最高点，速度最小时有：mg＝m·,r)，解得：v1＝.从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设最低点的速度为v1′，根据机械能守恒定律，有： 2mgr＋mv＝mv1′2，解得v1′＝.

要使木板不会在竖直方向上跳起，球对环的压力最大为：F＝mg＋mg＝2mg

从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设此时最低点的速度为v2′，在最高点，速度最大时有：

mg＋2mg＝m,r)解得：v2＝.

根据机械能守恒定律有：2mgr＋mv＝mv2′2，解得：v2′＝.

所以，保证小球能通过环的最高点，且不会使木板在竖直方向上跳起，在最低点的速度范围为：≤v≤.

二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)

6.(2018·上海××县模拟)如图所示，固定的光滑竖直杆量为m的圆环，圆环与水平放置轻质弹簧一端相连，弹簧在墙壁上的A点，图中弹簧水平时恰好处于原长状态．现

上套有一质另一端固定让圆环从图

示位置(距地面高度为h)由静止沿杆滑下，滑到杆的底端B时速度恰好为零．则在圆环下滑至底端的过程中( ) A．圆环所受合力做功为零

B．弹簧弹力对圆环先做正功后做负功

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C．圆环到达B时弹簧弹性势能为mgh D．弹性势能和重力势能之和先增大后减小

解析：选AC.对于圆环，在整个过程中动能的变化量为零，根据动能定理可知圆环所受的合力做功为零，故A正确；弹簧水平时恰好处于原长状态，圆环向下运动的过程中，弹簧对圆环有拉力，对圆环一直做负功，故B错误；对于圆环和弹簧组成的系统而言，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，可知圆环的机械能减少了mgh，那么圆环到达B时弹簧弹性势能为mgh，故C正确；根据系统的机械能守恒知，弹簧的弹性势能、圆环的重力势能和动能之和保持不变，圆环的动能先增大后减小，所以弹性势能和重力势能之和先减小后增大，故D错误．

7．(2018·沈阳二中模拟)小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，速度是5 m/s，将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度Δx之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点．已知该小球重为2 N，弹簧在受到撞击至压缩到最短的过程中始终发生弹性形变，弹簧的弹力大小与形变成正比．下列说法正确的是( )

A．在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩至最短的过程中，小球的动能先变大后变小 B．从撞击轻弹簧到它被压缩至最短的过程中，小球的机械能先增大后减小 C．小球在速度最大时受到的弹力为2 N

D．此过程中，弹簧被压缩时产生的最大弹力为12.2 N

解析：选ACD.由题图丁可知，小球的速度先增加后减小，故小球的动能先增大后减小，故A正确；在小球下落过程中至弹簧压缩最短时，只有重力和弹簧弹力做功，故小球与弹簧组成的系统机械能守恒，在压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能增加，故小球的机械能减小，所以B错误；小球下落时，当重力与弹簧弹力平衡时小球的速度最大，据此有：小球受到的弹力大小与小球的重力大小平衡，故此时小球受到的弹力为2 N，故C正确；小球速度最大时，弹簧的弹力为2 N，此时弹簧的形变量为0.1 m，故可得弹簧的劲度系数k＝20 N/m，故弹簧弹力最大时形变量最大，根据胡克定律知，小球受到的最大弹力为Fmax＝kxmax＝20×0.61 N＝12.2 N，故D正确．