江蘇專用2025版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí)第五章機(jī)械能本章綜合能力提升練含解析

PAGEPAGE1本章綜合實(shí)力提升練一、單項(xiàng)選擇題1.自然現(xiàn)象中隱藏著很多物理學(xué)問，如圖1所示為一個(gè)盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形，則水的重力勢(shì)能()圖1A．變大B．變小C．不變D．不能確定答案A解析人緩慢推水袋，對(duì)水袋做正功，水的機(jī)械能變大，水的動(dòng)能不變，由功能關(guān)系可知，水的重力勢(shì)能肯定變大，A正確．2．(2024·鎮(zhèn)江市模擬)坐落在鎮(zhèn)江新區(qū)的摩天輪高88m，假設(shè)乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)如圖2.下列說法正確的是()圖2A．在摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，乘客機(jī)械能始終保持不變B．在最低點(diǎn)時(shí)，乘客所受重力大于座椅對(duì)他的支持力C．在摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，合力對(duì)乘客做功為零D．在摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，乘客重力的功率保持不變答案C3．(2024·其次次全國大聯(lián)考(江蘇卷))如圖3甲為沿斜坡向上行駛的汽車，當(dāng)汽車在拉力F作用下向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽車的機(jī)械能E與位移x的關(guān)系如圖乙所示(AB段為曲線)，汽車與斜面間的摩擦忽視不計(jì)．下列說法正確的是()圖3A．0～x1過程中，汽車所受拉力漸漸增大B．x1～x2過程中，汽車速度可達(dá)到最大值C．0～x3過程中，汽車的動(dòng)能始終增大D．x1～x2過程中，汽車以恒定的功率運(yùn)動(dòng)答案B解析設(shè)斜坡的傾角為α，則汽車的重力勢(shì)能為Ep＝mgxsinα，由動(dòng)能定理得汽車的動(dòng)能為Ek＝Fx－mgxsinα，則汽車的機(jī)械能為E＝Ek＋Ep＝Fx，即圖線的斜率表示F，則可知0～x1過程中汽車受到的拉力恒定，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；x1～x2過程中，拉力漸漸減小，隨著F的減小，汽車先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，拉力沿斜面方向的分力等于摩擦力時(shí)，加速度為零，速度達(dá)到最大值，選項(xiàng)B正確；綜上可知，0～x3過程中，汽車的速度先增大后減小，即動(dòng)能先增大后減小，C錯(cuò)誤；x1～x2過程中，汽車所受拉力漸漸減小，到x2處為零，則汽車到x2處的功率為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．則下列正確的是()圖4A．滑塊與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4B．彈簧鎖定時(shí)具有的彈性勢(shì)能為20JC．若水平面光滑，則在滑塊向右運(yùn)動(dòng)的過程中，滑塊機(jī)械能守恒D．當(dāng)滑塊從P點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)2.5m時(shí)，滑塊具有最大的動(dòng)能答案B二、多項(xiàng)選擇題5．(2024·田家炳中學(xué)開學(xué)考)如圖5甲所示，靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面間的靜摩擦力最大值Ffm與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則()圖5A．0～t1時(shí)間內(nèi)F的功率漸漸增大B．t2時(shí)刻物塊A的加速度最大C．t2時(shí)刻后物塊A做反向運(yùn)動(dòng)D．t3時(shí)刻物塊A的動(dòng)能最大答案BD解析由題圖乙可知，0～t1時(shí)間內(nèi)拉力F小于最大靜摩擦力，物塊靜止，拉力功率為零，故A錯(cuò)誤；由題圖乙可知，在t2時(shí)刻物塊A受到的拉力最大，物塊A受到的合力最大，由牛頓其次定律可得，此時(shí)物塊A的加速度最大，故B正確；由題圖乙可知在t2～t3時(shí)間內(nèi)物塊受到的合力與物塊的速度方向相同，物塊始終做加速運(yùn)動(dòng)，不做反向運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；由題圖乙可知在t1～t3時(shí)間內(nèi)，物塊A受到的合力始終做正功，物塊動(dòng)能始終增加，在t3時(shí)刻以后，合力做負(fù)功，物塊動(dòng)能減小，因此在t3時(shí)刻物塊動(dòng)能最大，故D正確．6．(2024·泰州中學(xué)四模)如圖6所示，質(zhì)量為M的電梯底板上放置一質(zhì)量為m的物體，鋼索拉著電梯由靜止起先向上做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)上上升度為H時(shí)，速度達(dá)到v，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，下列說法錯(cuò)誤的是()圖6A．物體所受合力做的功等于eq\f(1,2)mv2＋mgHB．底板對(duì)物體的支持力做的功等于mgH＋eq\f(1,2)mv2C．鋼索的拉力做的功等于eq\f(1,2)Mv2＋MgHD．鋼索的拉力、電梯的重力及物體對(duì)底板的壓力對(duì)電梯M做的總功等于eq\f(1,2)Mv2答案AC解析對(duì)物體，設(shè)底板對(duì)物體支持力做功為W，應(yīng)用動(dòng)能定理得：W－mgH＝eq\f(1,2)mv2，W＝mgH＋eq\f(1,2)mv2，故A錯(cuò)誤，B正確；依據(jù)功能關(guān)系可知，鋼索的拉力做的功WF＝(M＋m)gH＋eq\f(1,2)(M＋m)v2，故C錯(cuò)誤；對(duì)電梯，依據(jù)動(dòng)能定理知：鋼索的拉力、電梯的重力及物體對(duì)底板的壓力對(duì)電梯M做的總功等于eq\f(1,2)Mv2，故D正確．7．(2024·南京市期中)如圖7所示，繃緊的水平傳送帶AB始終保持某一恒定的速率v運(yùn)行，一行李無初速度地放在A處，傳送帶對(duì)行李的摩擦力使行李起先運(yùn)動(dòng)，并在傳送帶右端脫離傳送帶．下列說法正確的是()圖7A．傳送帶運(yùn)行速率v越大，行李在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間肯定越短B．傳送帶運(yùn)行速率v越大，行李運(yùn)動(dòng)到傳送帶水平段末端B的速度肯定越大C．若行李釋放點(diǎn)改在A處右側(cè)，則行李運(yùn)動(dòng)到傳送帶水平段末端B的速度可能不變D．假如行李到達(dá)B點(diǎn)前已經(jīng)與傳送帶的速度相同，那么行李與傳送帶之間摩擦力做功而產(chǎn)生的熱能肯定與行李的末動(dòng)能相等答案CD8．(2024·揚(yáng)州市一模)如圖8所示，輕彈簧一端固定在傾角為θ的光滑斜面底端，彈簧上端放著質(zhì)量為m的物體A，處于靜止?fàn)顟B(tài)．將一個(gè)質(zhì)量為2m的物體B輕放在A上，重力加速度為g，則在A、B一起向下運(yùn)動(dòng)過程中()圖8A．放在A上的瞬間，B對(duì)A的壓力大小為eq\f(2,3)mgsinθB．A、B的速度先增大后減小C．A、B間的彈力先增大后減小D．A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒答案AB解析在放B之前，物體A保持靜止?fàn)顟B(tài)，重力沿斜面的分力和彈簧的彈力平衡：mgsinθ＝F；在放B瞬間，對(duì)A、B整體探討，依據(jù)牛頓其次定律有：(2m＋m)gsinθ－F＝(3m)a，解得：a＝eq\f(2,3)gsinθ；對(duì)物體B受力分析，依據(jù)牛頓其次定律有：2mgsinθ－FN＝2ma，解得：FN＝eq\f(2,3)mgsinθ.由牛頓第三定律知，B對(duì)A的壓力大小為eq\f(2,3)mgsinθ，故A正確；由于在A、B向下運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧的彈力做負(fù)功，重力做正功，彈簧的彈力始終增大，3mgsinθ先大于彈力，后小于彈力，則A、B的速度先增大后減小，故B正確；對(duì)A、B整體，合力先減小后反向增大，加速度先減小后反向增大，當(dāng)加速度沿斜面對(duì)下時(shí)，對(duì)B物體依據(jù)牛頓其次定律有：2mgsinθ－FN＝2ma，知a減小，F(xiàn)N增大．當(dāng)加速度沿斜面對(duì)上時(shí)，對(duì)B物體依據(jù)牛頓其次定律有：FN－2mgsinθ＝2ma，知a增大，F(xiàn)N增大，則A、B間的彈力始終增大，故C錯(cuò)誤；三、試驗(yàn)題9．(2024·南通市、泰州市一模)某試驗(yàn)小組利用如圖9甲所示裝置“探究恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”．質(zhì)量為m的鉤碼通過跨過定滑輪的細(xì)線牽引質(zhì)量為M的小車，使它在長木板上運(yùn)動(dòng)．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)狀況．圖9(1)下列做法中正確的有________．A．調(diào)整滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長木板保持平行B．在平衡摩擦力時(shí)，不須要連接紙帶C．小車從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處釋放(2)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)，將打出的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O，在紙帶上依次取A、B、C…若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．測(cè)得A、B、C…各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為x1、x2、x3…，如圖乙所示．已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔均為T.試驗(yàn)中，鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車受到的拉力大小等于mg.在打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，拉力對(duì)小車做的功W＝________，打B點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng)能Ek＝________.(3)小明同學(xué)試驗(yàn)操作正確，但打出的紙帶起始點(diǎn)不清楚，他選擇了一個(gè)清楚的點(diǎn)標(biāo)為O1，以小車速度的二次方v2為縱坐標(biāo)，計(jì)數(shù)點(diǎn)到O1點(diǎn)的距離x為橫坐標(biāo)，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出v2－x圖象，該圖象縱軸截距的物理意義是______________________________________.(4)小虎同學(xué)在試驗(yàn)過程中沒有保證鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，他利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的v2－W圖象________(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)彎曲．答案(1)AC(2)mgx2eq\f(Mx3－x12,8T2)(3)打O1點(diǎn)時(shí)速度的二次方(4)不會(huì)10．(2024·徐州市期中)圖10甲是“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的試驗(yàn)裝置．圖乙是某同學(xué)在試驗(yàn)過程中得到的一條紙帶，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭為9.80m/s2，請(qǐng)回答以下問題：圖10(1)下列說法正確的是________．A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用溝通電源B．釋放紙帶后應(yīng)立即接通電源C．重物的密度應(yīng)大一些D．不須要測(cè)出重物的質(zhì)量(2)依據(jù)圖乙中的數(shù)據(jù)，可得打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“B”時(shí)重物的速度vB＝________m/s.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(3)該同學(xué)換用了其它重物進(jìn)行試驗(yàn)，得出了另外一條紙帶(題中未畫出)．測(cè)量出紙帶中打出的第一點(diǎn)到各計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離h，計(jì)算出打各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)重物的速度v，作出v2－h(huán)關(guān)系圖象如圖丙所示．試依據(jù)圖線推斷，此過程中重物的機(jī)械能________(填“守恒”或“不守恒”)．理由是：________________________________________.答案(1)ACD(2)1.93(3)守恒理由見解析解析(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用溝通電源，故A正確；為充分利用紙帶，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源再釋放紙帶，故B錯(cuò)誤；為減小空氣阻力對(duì)試驗(yàn)的影響，重物的密度應(yīng)大一些而體積小些，故C正確；假如機(jī)械能守恒，則：mgh＝eq\f(1,2)mv2，試驗(yàn)須要驗(yàn)證：gh＝eq\f(1,2)v2，試驗(yàn)不須要測(cè)出重物的質(zhì)量，故D正確．(2)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t＝0.02×5s＝0.1s，由圖示紙帶可知，打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“B”時(shí)重物的速度：vB＝eq\f(AC,2t)＝eq\f(14.48＋24.10×10－2,2×0.1)m/s≈1.93m/s.(3)由機(jī)械能守恒定律得：mgh＝eq\f(1,2)mv2，則：v2＝2gh，由圖示v2－h(huán)圖象可知，圖象斜率：k＝2g＝eq\f(11.90,0.64)≈18.59，重力加速度：g≈9.3m/s2，由于存在阻力，所測(cè)重力加速度小于標(biāo)準(zhǔn)值9.80m/s2，在誤差允許范圍內(nèi)，可以認(rèn)為機(jī)械能守恒．四、計(jì)算題11．(2024·海安中學(xué)月考)如圖11所示是一種升降電梯的模型示意圖，A為轎廂，B為平衡重物，A、B的質(zhì)量分別為mA＝1.5kg和mB＝1kg.A、B由跨過輕質(zhì)滑輪的足夠長的輕繩系?。陔妱?dòng)機(jī)牽引下使轎廂由靜止起先向上運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)輸出功率10W保持不變，轎廂上升h＝1m后恰好達(dá)到最大速度．不計(jì)空氣阻力和摩擦阻力，g＝10m/s2.在轎廂向上運(yùn)動(dòng)過程中，求：圖11(1)當(dāng)轎廂的速度v＝1m/s時(shí)，轎廂的加速度a的大??；(2)轎廂的最大速度vm；(3)轎廂從起先運(yùn)動(dòng)到恰好達(dá)到最大速度過程中所用的時(shí)間．答案(1)2m/s2(2)2m/s(3)1s解析(