2022届高考物理一轮复习单元检测五　机械能（解析版）

这是一份2022届高考物理一轮复习单元检测五　机械能（解析版），共13页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.(2020·江苏七市调研)如图1所示，引体向上是中学生体育测试的项目之一，引体向上运动的吉尼斯世界纪录是53次/分钟．若一个普通中学生在30秒内完成12次引体向上，该中学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于( )
图1
A．5 W B．20 W C．100 W D．400 W
答案 C
解析 中学生体重约为50 kg，每次引体向上上升高度约为0.5 m，引体向上一次克服重力做功为W＝mgh＝50×10×0.5 J＝250 J，全过程克服重力做功的平均功率为eq \x\t(P)＝eq \f(nW,t)＝eq \f(12×250 J,30 s)＝100 W，故C正确，A、B、D错误．
2．(2020·河南洛阳市一模)为了人民的健康和社会的长远发展，我国环保部门每天派出大量的洒水车上街进行空气净化除尘，已知某种型号的洒水车的操作系统是由发动机带动变速箱，变速箱带动洒水泵产生动力将罐体内的水通过管网喷洒出去，假设行驶过程中车受到的摩擦阻力与其质量成正比，受到的空气阻力与车速成正比，当洒水车在平直路面上匀速行驶并且匀速洒水时，以下判断正确的是( )
A．洒水车的动能保持不变
B．发动机的功率保持不变
C．牵引力的功率随时间均匀减小
D．牵引力大小跟洒水时间成反比
答案 C
解析 以车和车内的水为研究对象，受力分析可知，水平方向受牵引力、摩擦阻力和空气阻力作用，由题意，车受到的摩擦阻力与其质量成正比，受到的空气阻力与车速成正比，洒水车匀速行驶，合力为零，整体的质量在减小，故摩擦阻力在减小，空气阻力恒定不变，则由F－f－F阻＝0知，牵引力减小，Ek＝eq \f(1,2)mv2，洒水车的质量减小，速度不变，故动能减小，故A错误．发动机的功率P＝Fv，牵引力减小，速度不变，则发动机的功率减小，故B错误．牵引力F＝f＋F阻，洒水车的质量随洒水时间均匀减小，则牵引力的大小随洒水时间均匀减小，不成反比，故D错误．牵引力的功率随洒水时间均匀减小，故C正确．
3．(2020·江苏南京市调研)将一小球竖直向上抛出，向上为正方向．设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定．则上升过程中，小球的加速度a、速度v、机械能E、动能Ek与小球离抛出点高度h的关系错误的是( )
答案 B
解析 小球上升阶段做匀减速直线运动，向上为正方向，根据牛顿第二定律，则－mg－f＝ma，解得a＝－eq \f(mg＋f,m)，则选项A正确；根据v2＝v02－2gh可知，v与h不是一次线性函数关系，选项B错误；根据能量关系：E＝E0－fh可知，选项C正确；根据动能定理：Ek＝Ek0－mgh－fh可知，选项D正确．
4.(2020·浙江嘉兴重点中学期中测试)如图2所示，倾角为30°的斜面上，质量为m的物块在恒定拉力作用下沿斜面以加速度a＝eq \f(g,2)(g为重力加速度)向上加速运动距离x的过程中，下列说法正确的是( )
图2
A．重力势能增加mgx
B．动能增加eq \f(mgx,4)
C．机械能增加mgx
D．拉力做功为eq \f(mgx,2)
答案 C
解析 物块上升的高度为eq \f(x,2)，因而增加的重力势能为ΔEp＝eq \f(1,2)mgx，A错误；根据动能定理可得增加的动能为ΔEk＝eq \f(1,2)·max＝eq \f(1,2)mgx，B错误；根据能量守恒定律可得ΔE＝ΔEp＋ΔEk，故增加的机械能为ΔE＝mgx，C正确；由于斜面是否光滑未知，因而不能确定拉力的大小，不能得到拉力做的功，D错误．
5.(2019·北京101中学检测)如图3所示，质量为m的物体静置在水平光滑平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度v0向右匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处，在此过程中人所做的功为( )
图3
A.eq \f(mv\\al(02),2) B.eq \f(\r(2)mv\\al(02),2)
C.eq \f(mv\\al(02),4) D．mv02
答案 C
解析 由题意知，绳与水平方向夹角为45°时，沿绳方向的速度v＝v0cs 45°＝eq \f(\r(2)v0,2)，故此时物体的速度等于eq \f(\r(2)v0,2)，对物体应用动能定理可知，在此过程中人所做的功为W＝eq \f(1,2)mv2－0＝eq \f(mv\\al(02),4)，C正确．
6．(2020·江西南昌市摸底考试)如图4所示，竖直平面内有一半径为R的固定eq \f(1,4)圆轨道与水平轨道相切于最低点B.一质量为m的小物块P(可视为质点)从A处由静止滑下，经过最低点B后沿水平轨道运动，到C处停下，B、C两点间的距离为R，物块P与圆轨道、水平轨道之间的动摩擦因数均为μ.若将物块P从A处正上方高度为R处由静止释放后，从A处进入轨道，最终停在水平轨道上的D点(图中未画出)，B、D两点间的距离为s，下列关系正确的是( )
图4
A．s>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(1,μ)))R B．s＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(1,μ)))R
C．sWAB；联立解得：s0，则杆对小球A做正功，选项A正确，B错误；由于系统机械能守恒，故小球A增加的机械能等于小球B减少的机械能，即杆对小球B做负功，选项C错误．
11．如图9甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球从离弹簧上端高h处由静止释放．某同学研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g.以下判断正确的是( )
图9
A．当x＝h＋x0时，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小
B．小球到达最低点的坐标为x＝h＋2x0
C．小球受到的弹力最大值大于2mg
D．小球动能的最大值为mgh＋eq \f(1,2)mgx0
答案 ACD
解析 根据题图乙可知，当x＝h＋x0时，小球的重力等于弹簧的弹力，此时小球具有最大速度，即小球具有最大动能，由弹簧和小球组成的系统机械能守恒，可知此时小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小，故A正确；根据运动的对称性可知，当x＝h＋2x0时，小球的速度等于刚接触弹簧时的速度，所以小球到达的最低点的坐标大于h＋2x0，小球受到的弹力最大值大于2mg，故B错误，C正确；小球达到最大速度时，根据动能定理可知Ekmax＝mg(h＋x0)－eq \f(1,2)mg·x0＝mgh＋eq \f(1,2)mgx0，故D正确．
12.(2020·湖南长沙市模拟)如图10所示，竖直固定放置的粗糙斜面AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD在B点相切，圆弧轨道的半径为R，圆心O与A、D在同一水平面上，C点为圆弧轨道最低点，∠COB＝θ＝30°.现使一质量为m的小物块从D点无初速度地释放，小物块与粗糙斜面AB间的动摩擦因数μ