2024年高考物理一轮复习单元质检五机械能含解析新人教版.docx

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单元质检五机械能

(时间:45分钟满分:100分)

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)

1.右图是一种清洗车辆用的手持喷水枪。设枪口截面积为0.6cm2,喷出水的速度为20m/s(水的密度为1×103kg/m3)。当它工作时,估计水枪的功率约为()

A.250W B.300W

C.350W D.400W

答案:A

解析:每秒喷出水的动能为Ek=12mv2=12ρSvt·v2,代入数据得Ek

2.一张桌子始终静止在水平地面上,一根木棒沿着水平桌面从A运动到B,发生的位移为x,如图所示。若棒与桌面间的摩擦力大小为Ff,则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功各为()

A.-Ffx,-Ffx B.Ffx,-Ffx

C.-Ffx,0 D.0,-Ffx

答案:D

解析:棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力为作用力和反作用力,大小相等、方向相反,从A运动到B的过程中,棒受到的摩擦力为Ff,位移为x,摩擦力做的是负功,所以桌面对棒的摩擦力做的功为-Ffx,桌面受到的摩擦力的大小也为Ff,但桌面没动,位移是0,所以棒对桌面的摩擦力做的功为0,由以上分析可知D项正确。

3.甲、乙两车同时同地同向运动,两车的v-t图像如图所示。其中质量m=7.5t的甲车以恒定功率P=50kW启动,最终匀速运动。乙车做初速度为0的匀加速运动,则乙车追上甲车的时间是()

A.40s B.20s C.60s D.30s

答案:D

解析:设乙车追上甲车的时间为t,对乙车有

x=12at2=12×1

对甲车,当甲车速度最大时,牵引力等于阻力,则有

F=Ff=Pvm=50×1

由题图可知,当乙车追上甲车时,甲车已经达到最大速度,并且以最大速度做匀速直线运动,对甲车依据动能定理有

Pt-Ff·x=12

联立①②③式可得t=30s,故选项D正确。

4.长l的轻杆两端分别固定有质量为m的小铁球,杆的三等分点O处有光滑的水平转动轴。用手将该装置固定在杆恰好水平的位置,然后由静止释放,当杆到达竖直位置时,轴对杆的作用力F的大小和方向为()

A.2.4mg竖直向上 B.2.4mg竖直向下

C.6mg竖直向上 D.4mg竖直向上

答案:A

解析:对于整个系统而言,机械能守恒,有mgl23-13=12m23lω2+12m13lω2,当杆运动到竖直位置时,顶端的小球向心力为F1+mg=m13lω2,底端的小球向心力为F2-mg=m23lω2,解以上三式得轴对轻杆的作用力F的大小F2-F1=2.4mg,方向竖直向上,选项A正确。

5.(2024·浙江选考)下图为某一嬉戏的局部简化示意图。D为弹射装置,AB是长为21m的水平轨道,倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上,B为圆形的最低点,轨道AB与BC平滑连接,且在同一竖直平面内。某次嬉戏中,无动力小车在弹射装置D的作用下,以v0=10m/s的速度滑上轨道AB,并恰好能冲到轨道BC的最高点。已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重力的0.2,轨道BC光滑,则小车从A到C的运动时间是()

A.5s B.4.8s C.4.4s D.3s

答案:A

解析:设小车的质量为m,小车在AB段做匀减速直线运动,加速度a1=Ffm=0.2mgm=0.2g=2m/s2,在AB段,依据动能定理可得-FfxAB=12mvB2-12mv02,解得vB=4m/s,故t1=10-42s=3s;小车在BC段,依据机械能守恒可得12mvB2=mghCD,解得hCD=0.8m,过圆形支架的圆心O点作BC的垂线,依据几何学问可得RxBC=12xBC

6.(2024·全国卷Ⅰ)一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止起先沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离s的改变如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度取10m/s2。则()

A.物块下滑过程中机械能不守恒

B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5

C.物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2

D.当物块下滑2.0m时机械能损失了12J

答案:AB

解析:本题可依据图像分析出物块下滑过程中损失的机械能。由图像可知,物块在斜面顶端时重力势能为30J,物块滑到斜面底端时动能为10J,该过程损失了20J的机械能,所以物块下滑过程中机械能不守恒,选项A正确;物块在斜面顶端时,mgh=30J,在下滑全过程中由能量守恒得μmgcosθ·s=20J,解得m=1kg,μ=0.5,选项B正确;物块下滑时mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得a=2.0m/s2,选项C错