《机械能》综合检测 (时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～7题只有一个选项正确,第8～12题有多项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不选的得0分)
1.某同学家里装修,他帮着家长粉刷墙壁.关于刷子和墙之间的摩擦力做功情况,下列说法正确的是( D ) A.刷子对墙的摩擦力做正功 B.刷子对墙的摩擦力做负功 C.墙对刷子的摩擦力做正功 D.墙对刷子的摩擦力做负功
解析:墙对刷子的摩擦力与刷子的运动方向始终是相反的,所以墙对刷子的摩擦力做负功;墙始终是静止的,刷子对墙的摩擦力对墙不做功,故A,B,C错误,D正确.
2.静止在地面上的物体在不同合外力F的作用下都通过了相同的位移x.下列情况中物体在x0位置时速度最大的是( C )
解析:根据动能定理Fx=mv2可知图象的面积表示物体增加的动能,面积越大,增加的动能越大,对于同一个物体来说动能越大,速度越大,
故选项C正确.
3.如图所示,长为L的小车置于光滑的水平面上,小车前端放一小物块,用大小为F的水平力将小车向右拉动一段距离s,物块刚好滑到小车的左端.物块与小车间的摩擦力大小为Ff,在此过程中( D )
A.摩擦力对小物块做的功为Ffs B.摩擦力对系统做的功为0 C.力F对小车做的功为FfL D.小车克服摩擦力所做的功为Ffs
解析:小物块对地的位移方向向右,大小为s-L,小物块受到的摩擦力方向水平向右,则摩擦力对小物块做的功为Ff(s-L),故A错误;物块相对于小车的位移大小为L,则摩擦力对系统做的总功为-FfL,故B错误;小车对地位移大小为s,则力F对小车做的功为Fs,故C错误;小车受到的摩擦力方向水平向左,位移方向向右,大小为s,则小车克服摩擦力所做的功为Ffs,故D正确.
4.“襄阳砲”是古代军队攻打城池的装置,其实质就是一种大型抛石机,如图是其工作原理的简化图.将质量m=10 kg的石块,装在与转轴O相距L=5 m的长臂末端口袋中,最初静止时长臂与水平面的夹角α=30°,发射时对短臂施力使长臂转到竖直位置时立即停止运动,石块靠惯性被水平抛出,落在水平地面上.若石块落地位置与抛出位置间的水平距离s=20 m,不计空气阻力,取g=10 m/s2.以下判断正确的是( C )
A.石块抛出后运动时间为 s B.石块被抛出瞬间的速度大小为
m/s
C.石块即将落地时重力的瞬时功率为500 W D.石块落地的瞬时速度大小为15 m/s
解析:石块被抛出后做平抛运动,抛出时高度h=L+Lsin α,竖直方向有h=gt2,可得t= s,故A错误;水平方向有s=v0t,则v0==
m/s,
故B错误;石块即将落地时重力的瞬时功率为P=mgvy=mg·gt=500 W,故C正确;石块落地的瞬时速度大小为v=错误.
5.如图所示,一架自动扶梯以恒定的速度v1运送乘客上同一楼层,某乘客第一次站在扶梯上不动,第二次以相对扶梯v2的速度匀速往上走.扶梯两次运送乘客所做的功分别为W1,W2,牵引力的功率分别为P1,P2,则( D )
=
m/s,故D
A.W1
解析:由于两次中乘客都是匀速运动,受力情况大小相等;扶梯对乘客
作用力相同,但第二次人沿扶梯向上走了一段距离,所以第一次扶梯运动的距离要比第二次扶梯运动的距离长,故有W1>W2;两种情况扶梯移动的速度也相同,电机驱动扶梯做功的功率相同,即P1=P2,选项D 正确.
6.滑块以某一初速度从固定的粗糙斜面底端向上运动,然后又滑回斜面底端.若滑块向上运动的位移中点为A,滑块两次经过A点的速率分别为vA1,vA2,上滑和下滑过程的重力势能的变化量的绝对值分别为 ΔEp1,ΔEp2,则( C )
A.vA1=vA2,ΔEp1=ΔEp2 B.vA1=vA2,ΔEp1>ΔEp2 C.vA1>vA2,ΔEp1=ΔEp2 D.vA1>vA2,ΔEp1>ΔEp2
解析:滑块两次经过A点,重力做功为0,滑动摩擦力做负功,机械能减少,故第一次动能大于第二次的动能,所以vA1>vA2,根据重力做功等于重力势能的减少量,可知上滑和下滑两过程中重力势能变化量相等,故ΔEp1=ΔEp2,故C正确.
7.如图所示,质量相同的两个小球a,b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出,恰好都落在斜面底端,不计空气阻力,下列说法正确的是( C )
A.小球a,b抛出时的初速度大小之比为2∶1 B.小球a,b到达斜面底端时的位移之比为 ∶1
C.小球a,b到达斜面底端时速度方向与斜面夹角之比为1∶1
D.小球a,b到达斜面底端时的动能之比为4∶1
解析:因为两小球下落的高度之比为2∶1,水平位移之比为2∶1,则到达斜面底端时的位移之比为2∶1,B错误;根据h=gt2得t=
,则时
间之比为∶1,根据v0=可知初速度之比为∶1,A错误;小球两种情况下均落在斜面上,其位移与水平方向夹角相等,而速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,则到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角也相等,C正确;根据机械能守恒定律,小球到达斜面底端的动能为抛出时的机械能,则到达斜面底端时的动能之比为Eka∶Ekb=(m
+mgha)∶(m
+mghb)=2∶1,D错误.
8.如图所示,水平传送带在电动机带动下以速度v=1 m/s匀速运动,小物块P,Q质量分别为0.3 kg和0.2 kg,由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻物块P放在传送带中点处由静止释放.已知物块P与传送带间的动摩擦因数μ为0.5,传送带水平部分两端点间的距离为L=4 m,不计定滑轮质量及摩擦,物块P与定滑轮间的绳水平.g取10 m/s2,则下列说法正确的是( BD )
A.物块P向右运动 B.物块P的加速度为1 m/s2
C.整个过程中物块P与传送带之间产生的热量为0.6 J D.1 s末传送带所受的摩擦力的瞬时功率为1.5 W
2021届高中物理一轮复习课时作业《机械能》综合检测
