2024届课标版高考物理一轮复习专题训练
专题六 机械能及其守恒
一、选择题(共10小题,60分)
1.[新情境]有一种大型游戏机叫“跳楼机”,如图所示,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,先由电动机将座椅沿竖直轨道提升到离地面高H处,然后由静止释放.游客们的总质量为m,重力加速度为g,下列关于游客们缓慢上升的过程说法正确的是( ) A.合力对游客们所做的功为mgH B.游客们的重力势能增加了mgH C.电动机所做的功为mgH D.游客们的机械能守恒
2.如图,一个魔方放在一张A4纸(21 cm×29.7 cm)的中央,魔方距桌子边缘12 cm,某同学用手拉住A4纸的边缘,向左用力一拉,把A4纸从魔方下面拉出,最后魔方刚好停在桌子边缘,在这个过程中,魔方不发生滚动,已知魔方的质量为m=200 g,纸的质量可以忽略,魔方与纸之间的动摩擦因数为μ1=0.2,魔方与桌面之间的动摩擦因数为μ2=0.3,g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.纸对魔方的摩擦力对魔方做负功 B.纸对魔方做的功为0.059 4 J
C.纸与魔方间因摩擦而产生的热量为0.177 6 J D.魔方克服桌面摩擦力做的功为0.028 8 J
3.如图甲所示,小孩用橡皮筋弹射模型飞机.简化图如图乙所示,橡皮筋原长为AB,在B处勾住模型飞机,一只手握住A端,另一只手将飞机拉至D点放手,飞机就会在橡皮筋的作用下弹射出去.现将模型飞机斜向上弹射,其中C是DB的中点,不计空气阻力.则( )
A.小孩松手后,橡皮筋的弹性势能一直减少,飞机的动能一直增加 B.从D到B的过程中,飞机的机械能保持不变
C.从D到C过程橡皮筋对飞机做的功等于从C到B过程橡皮筋对飞机做的功 D.从D到B过程中,弹力对飞机做正功,橡皮筋的弹性势能减少,飞机的机械能增加
4.假设汽车在水平路面上行驶时受到的阻力与速度成正比,即Ff=kv,且汽车在不同的输出功率下汽油的化学能转化为机械能的效率相同,当汽车输出功率为1 kW时,汽车恰能以10 m/s的速度匀速行驶,则( )
A.当汽车输出功率为4 kW时,若汽车速度为20 m/s,则汽车正在加速行驶 B.当汽车输出功率为4 kW时,若汽车速度为40 m/s,则汽车正在匀速行驶
C.汽车以20 m/s的速度匀速行驶时百公里油耗为以10 m/s的速度匀速行驶时的2倍 D.汽车以20 m/s的速度匀速行驶时百公里油耗为以10 m/s的速度匀速行驶时的4倍 5.[生活情境]在旅游景点经常会有“水上飞人”表演,如图所示,当表演者脚踩的喷水装置向下高速喷水时,人就会飞起
来,这套装置其实是水管在水面通过小艇连接一高压水泵,水泵从水面吸水,逐渐加大功率,通过脚底两个喷口喷出水柱使人升起.已知人的质量为65 kg,脚底每个喷口的横截面积为225 cm2,人升起后悬停在8.5 m高处,此时喷口喷出水流的速度为10 m/s,水的密度为1.0×103 kg/m3,整个过程中水泵的效率为75%,重力加速度g取 10 m/s2,则以下叙述正确的是( ) A.人在升起至最高点的过程中,喷水系统做的功为5 525 J B.人悬停在8.5 m高处时,喷水系统不做功
C.人悬停在8.5 m高处时,高压水泵的总功率为81 kW
D.人悬停在8.5 m高处时,两个喷口喷射水流的总功率为11.25 kW
6.有一轻质弹簧,一端固定在水平地面上,弹簧处于原长状态时,另一端处于B位置,如图甲.把一质量为m的小球放在弹簧的另一端,并用力把球往下按至A位置,如图乙,迅速松手后,弹簧把球弹起,小球上升到如图丙所示位置和弹簧分离,继续上升至最高位置C,如图丁.不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小球从A位置运动到C位置的过程中,小球机械能守恒
B.小球从A位置运动到B位置的过程中,小球重力的功率先增大后减小
C.小球从A位置运动到B位置的过程中,小球处于超重状态,从B位置运动到C位置的过程中,处于失重状态
D.小球从A位置运动到B位置的过程中,弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量
7.一高度为d的仓库起火,现需要利用仓库前方固定在地面上的消防水炮给它灭火.如图所示,水炮与仓库的水平距离为d,出水口的横截面积为S,喷水方向可自由调节、功率也可以变化.窗户的上、下边缘离地高度分别为0.75d和0.25d,要使灭火效果最好,要求水喷入时的方向与窗户面垂直.已知水炮的
效率为η,水的密度为ρ,重力加速度为g,不计空气阻力,忽略水炮离地高度.下列说法正确的是( )
A.若水从窗户下边缘进入,则进入时的速度大小为B.若水从窗户上边缘进入,则进入时的速度大小为C.若水从窗户的正中间进入,则此时水炮的功率最小 D.满足水从窗户进入的水炮功率最小值为ρS(gd
8.[多选]如图所示,物块从足够长且固定的粗糙斜面底端O点,以某一速度沿斜面向上运动,到达最高点后又沿斜面下滑.物块先后两次经过斜面上的A点时的动能分别为Ek1和Ek2,重力势能分别为Ep1和Ep2,从O点开始到第一次经过A点的过程中重力做功为WG1,合外力做功的绝对值为W1,从O点开始到第二次经过A点的过程中重力做功为WG2,合外力做功的绝对值为W2,则下列选项正确的是( ) A.Ek1>Ek2,Ep1=Ep2 B.Ek1=Ek2,Ep1>Ep2 C.WG1=WG2,W1 D.WG1=WG2,W1>W2 9.[2024湖南长郡中学高三检测,多选]如图所示,在一水平向右匀速传输的传送带的左端A点,每隔时间T,轻放上一个相同的工件.已知工件与传送带间的动摩擦因数为μ,工件质量均为m,经测量,发现那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离为x,重力加速度为g,下列判断正确的是( ) A.传送带的速度为 B.传送带的速度一定为
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