(通用版)高考物理一轮复习专题综合检测五第五章机械能及其守恒定律(含解析)

（通用版）高考物理一轮复习专题综合检测五第五章机械能及其

守恒定律（含解析）

机械能及其守恒定律

(45分钟100分)

一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分.1～5题为单选题，6～8题为多选题)

1.如图所示，小球位于光滑的曲面上，曲面体位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小球沿曲面下滑的过程中，曲面体对小球的作用力( )

A．垂直于接触面，做功为零

B．垂直于接触面，做负功

C．不垂直于接触面，做功为零

D．不垂直于接触面，做正功

解析：B 对整体进行受力分析可知，小球曲面体系统在水平方向上不受外力作用，故在水平方向上动量守恒，当小球沿曲面下滑过程中，曲面体将向右后退，曲面体对小球的作用力为弹力且与曲面的切线垂直，小球的运动方向与力的方向之间的夹角为钝角，故曲面体对小球的作用力垂直于接触面，且做负功．B选项正确．

2．(2018·岳阳模拟)在平直的公路上，一辆汽车在牵引力作用下从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到某一值时汽车做匀速直线运动．若汽车所受阻力与速度成正比，则汽车功率P随时间t变化的关系可能是( )

解析：A 汽车在匀加速阶段，根据牛顿第二定律F－F f＝ma，物体的速度v＝at，受到的阻力F f＝kv，解得F＝kat＋ma，在加速阶段的功率P＝Fv＝ka2t2＋ma2t，达到额定功率后，此时P突然减小，由于惯性，速度不会突变，由P＝Fv知，牵引力F突然减小，使牵引力等于阻力，汽车又开始做速度减小了的匀速运动，故A正确，B、C、D错误．3．(2018·石家庄模拟)质量为2 t的汽车，发动机的额定功率为60 kW.该汽车在水平路面上以额定功率行驶时能达到的最大速度为15 m/s，所受阻力恒定，则当汽车速度为10 m/s时的加速度为( )

A．0.50 m/s2B．1 m/s2

C．2 m/s2D．2.5 m/s2

解析：B

汽车在水平路面上达到最大速度时，牵引力与阻力二力平衡，则有F＝F f，由P＝Fv m得P＝F f v m，解得F f＝

P

v m

，当汽车的速度为10 m/s时，牵引力为F′＝

P

v

，根据牛顿第二定律得a＝

F′－F f

m

＝

P

v

－

P

v m

m

，代入数据解得a＝1 m/s2，故B正确，A、C、D错误．

4.(2018·大庆模拟)如图所示，半径为R的金属环竖直放置，环上套有一质量为m的小球，小球开始时静止于最低点，现使小球以初速度v0＝6gR沿环上滑，小环运动到环的最高点时与环恰无作用力，则小球从最低点运动到最高点的过程中( )

A．小球机械能守恒

B．小球在最低点时对金属环的压力是6mg

C．小球在最高点时，重力的功率是mg gR

D．小球机械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR

解析：D 小球在最高点与环作用力恰为0时，设速度为v，则mg＝m

v2

R

，解得v＝gR，从最低点到最高点，由动能定理得－mg2R－W克＝

1

2

mv2－

1

2

mv20，解得W克＝

1

2

mgR，所以机械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR，故A错误，D正确；在最低点，由牛顿第二定律得，F N－mg＝m

v20

R

，解得F N＝7mg，故B错误；小球在最高点时，重力方向与速度方向垂直，重力的功率为零，故C错误．

5.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，则轴对杆的作用力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

解析：A 对整个系统而言，机械能守恒，有mg (23L －13L )＝12m (13Lω)2＋12m (23

Lω)2，当杆运动到竖直位置时，顶端的小球向心力为mg －F 1＝m (13

L )ω2，底端的小球向心力为F 2－mg ＝m (23

L )ω2，解以上三式得轴对杆的作用力F 的大小F 2＋F 1＝2.4mg ，方向竖直向上，选项A 正确．

6．如图甲所示，质量m ＝1 kg 的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径R ＝0.2 m 、质量M ＝1 kg 的薄圆筒上．t ＝0时刻，圆筒在电动机的带动下由静止开始绕竖直的中心轴转动，小物体的v －t 图像如图乙所示，小物体和地面间的动摩擦因数μ＝0.2，则( )

A ．圆筒转动的角速度随时间的变化关系满足ω＝5t

B ．细线的拉力大小为2 N

C ．细线拉力的瞬时功率满足P ＝4t

D ．在0～2 s 内，电动机做的功为8 J

解析：AD 物体的加速度a ＝Δv Δt ＝22

m/s 2＝1 m/s 2，故物体的运动速度v ＝at ＝t ，圆筒转动的角速度随时间的变化关系满足ω＝v R ＝t 0.2

＝5t ，A 正确．根据牛顿第二定律可知，细线的拉力大小F ＝ma ＋μmg ＝3 N ，B 错误．细线拉力的瞬时功率满足P ＝Fv ＝3t ，C 错误.2 s

末，小物块速度v 2＝2 m/s ，位移x ＝12

at 22＝2 m ，由功能关系可知，在0～2 s 内，电动机做的功W ＝12

(M ＋m )v 22＋μmgx ＝8 J ，D 正确． 7.如图所示，一个小球(视为质点)从H ＝12 m 高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB ，进入半径R ＝4 m 的竖直圆环，且小球与圆环间动摩擦因数处处相等，当到达环顶C 点时，刚好对轨道压力为零；沿CB 圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道BD ，且到达高度为h 的D 点时的速度为零，则h 的值不可能为(g 取10 m/s 2

，所有高度均相对B 点而言)( )

A ．12 m

B ．10 m