(新高考)高考物理一輪復(fù)習(xí)課件第5章限時(shí)規(guī)范專題練(一)《動(dòng)力學(xué)和能量綜合應(yīng)用問題》(含解析)

機(jī)械能及其守恒定律第五章限時(shí)規(guī)范專題練(一)動(dòng)力學(xué)和能量綜合應(yīng)用問題主干梳理對(duì)點(diǎn)激活一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分。其中1～4題為單選，5～10題為多選)1.(2020·陜西省榆林市高三一模)如圖所示，“娃娃機(jī)”是指將商品陳列在一個(gè)透明的箱內(nèi)，其上有一個(gè)可控制的抓取玩具的機(jī)器手臂的機(jī)器，使用者要憑自己的技術(shù)操控手臂，以取到自己想要的玩具。不計(jì)空氣阻力，關(guān)于“娃娃機(jī)”，下列說法正確的是(

)A．玩具從機(jī)器手臂處自由下落時(shí)，玩具的機(jī)械能守恒B．機(jī)器手臂抓到玩具勻速水平移動(dòng)時(shí)，玩具的動(dòng)能增加C．機(jī)器手臂抓到玩具勻速上升時(shí)，玩具的機(jī)械能守恒D．機(jī)器手臂抓到玩具加速上升時(shí)，機(jī)器手臂做的功等于玩具重力勢(shì)能的變化量解析在沒有空氣阻力的情況下，玩具從機(jī)器手臂處自由下落時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，玩具的機(jī)械能守恒，故A正確；機(jī)器手臂抓到玩具勻速水平移動(dòng)時(shí)，玩具的質(zhì)量和速度均不變，則其動(dòng)能不變，故B錯(cuò)誤；機(jī)器手臂抓到玩具勻速上升時(shí)，玩具的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增大，所以玩具的機(jī)械能變大，故C錯(cuò)誤；機(jī)器手臂抓到玩具加速上升時(shí)，玩具的動(dòng)能和重力勢(shì)能均變大，機(jī)器手臂做的功等于玩具重力勢(shì)能與動(dòng)能的變化量之和，故D錯(cuò)誤。答案解析2．(2020·廣西桂林市高三上學(xué)期第一次聯(lián)合調(diào)研)材料相同質(zhì)量不同的兩滑塊，以相同的初動(dòng)能在同一水平面上運(yùn)動(dòng)，最后都停了下來。下列說法正確的是(

)A．質(zhì)量大的滑塊摩擦力做功多B．質(zhì)量大的滑塊運(yùn)動(dòng)的位移大C．質(zhì)量大的滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)D．質(zhì)量大的滑塊摩擦力沖量大答案解析3.(2020·福建省漳州市高三下一模)用一豎直向上的力將原來在地面上靜止的貨物向上提起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中，利用傳感器記錄貨物的速度—時(shí)間圖像如圖，則(

)A．0～3s內(nèi)拉力功率恒定不變B．5～7s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)C．5～7s內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，貨物的機(jī)械能增加D．0～3s內(nèi)的平均速度比5～7s內(nèi)的平均速度小答案解析4.(2020·江蘇省南通市、泰州市高三上學(xué)期第一次調(diào)研)一物塊由O點(diǎn)下落，到A點(diǎn)時(shí)與直立于地面的輕彈簧接觸，到B點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大，到C點(diǎn)時(shí)速度減為零，然后被彈回。物塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力大小不變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則物塊(

)A．從A下降到B的過程中，合力先變小后變大B．從A下降到C的過程中，加速度先增大后減小C．從C上升到B的過程中，動(dòng)能先增大后減小D．從C上升到B的過程中，系統(tǒng)的重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和不斷增加答案解析從A下降到B的過程中，物塊受到向下的重力、彈簧向上的彈力和向上的空氣阻力，重力大于彈力和空氣阻力之和，隨著物塊下降，彈力逐漸增大，合力逐漸減小，加速度逐漸變小，到B點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大，此時(shí)加速度為零，合力為零，kx＝mg－f，則從A下降到B的過程中合力一直減小到零，故A錯(cuò)誤；從B下降到C的過程中，物塊所受的合力和加速度向上且逐漸增大，則從A下降到C的過程中，加速度先減小后增大，故B錯(cuò)誤；物塊從C上升到B的過程中，開始彈力大于空氣阻力和重力之和，物塊向上加速，當(dāng)加速度減為零時(shí)kx′＝mg＋f，此時(shí)的壓縮量x′>x，位置在B點(diǎn)下方，向上的速度達(dá)到最大，此后向上做變減速直線運(yùn)動(dòng)，故從C上升到B的過程中，動(dòng)能先增大后減小，故C正確；對(duì)于物塊和彈簧組成的系統(tǒng)，由于空氣阻力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能減小，即物塊的動(dòng)能、重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和減小，從C上升到B的過程中，物塊的動(dòng)能先增大后減小，則系統(tǒng)的重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和在動(dòng)能最大之前一直減小，故D錯(cuò)誤。解析答案解析答案解析答案解析根據(jù)題意，圓環(huán)經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)所受合力為零，則圓環(huán)受到的重力與彈簧豎直向上的彈力平衡，彈簧處于壓縮狀態(tài)，而圓環(huán)由A點(diǎn)釋放時(shí)彈簧處于拉伸狀態(tài)，則圓環(huán)在A、B之間的某點(diǎn)D時(shí)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，從D到B的過程中，圓環(huán)受到彈簧的彈力指向左上方，則圓環(huán)做減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤。當(dāng)圓環(huán)從A到D運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧對(duì)圓環(huán)有拉力且逐漸減小，此時(shí)桿對(duì)環(huán)的支持力等于環(huán)的重力與彈簧彈力豎直向下的分力之和，可知桿對(duì)環(huán)的支持力隨彈簧彈力的減小而減??；當(dāng)圓環(huán)從D到B運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧被壓縮，且對(duì)圓環(huán)的彈力沿彈簧向上逐漸增大，此時(shí)桿對(duì)環(huán)的支持力等于環(huán)的重力與彈簧彈力豎直向上的分力之差，可知桿對(duì)環(huán)的支持力隨彈簧彈力的增大而減小，即從A到B過程中，桿對(duì)環(huán)的支持力一直減小，B正確。解析解析8.(2020·山東省泰安市高三下學(xué)期一輪檢測(cè))如圖所示，一彈性輕繩(彈力與其伸長(zhǎng)量成正比)左端固定在墻上A點(diǎn)，右端穿過B處固定光滑圓環(huán)連接一個(gè)質(zhì)量為m的小球p，小球p在B點(diǎn)時(shí)，彈性輕繩處在自然伸長(zhǎng)狀態(tài)。小球p穿過豎直固定桿在C處時(shí)，彈性輕繩的彈力為mg。將小球p從C點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度恰好為0。已知小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，A、B、C在一條水平直線上，CD＝h；重力加速度為g，彈性繩始終處在彈性限度內(nèi)。下列說法正確的是(

)答案解析解析9．(2020·四川省雅安市高三下第三次診斷)如圖甲所示，傾角為θ的傳送帶以恒定速率v0逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在t＝0時(shí)，將質(zhì)量m＝1kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶上，物體的速度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，重力加速度g＝10m/s2。則(

)A．傳送帶的傾角θ＝37°B．物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4C．在前2秒內(nèi)，傳送帶對(duì)物體做的功為24JD．在前2秒內(nèi)，物體與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為24J答案解析解析10.(2020·黑龍江省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三下學(xué)期開學(xué)考試)某質(zhì)點(diǎn)在3s內(nèi)豎直向上運(yùn)動(dòng)，其加速度與時(shí)間(a-t)圖像如圖所示。若取豎直向下為正方向，重力加速度g取10m/s2。則下列說法正確的是(

)A．質(zhì)點(diǎn)第1s內(nèi)發(fā)生的位移為5mB．質(zhì)點(diǎn)的初速度不小于29m/sC．質(zhì)點(diǎn)第2s內(nèi)處于失重狀態(tài)D．質(zhì)點(diǎn)在第3s末的機(jī)械能大于在第1s末的機(jī)械能答案解析質(zhì)點(diǎn)在第1s內(nèi)的加速度為10m/s2，故第1s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)向上做減速運(yùn)動(dòng)，因初速度未知，故無法確定質(zhì)點(diǎn)第1s內(nèi)發(fā)生的位移，A錯(cuò)誤。若3s末質(zhì)點(diǎn)的速度減到零，則3s內(nèi)速度的變化量為Δv＝10×1m/s＋7×1m/s＋12×1m/s＝29m/s，因質(zhì)點(diǎn)在3s內(nèi)一直向上運(yùn)動(dòng)，故初速度不小于29m/s，B正確。質(zhì)點(diǎn)在第2s內(nèi)加速度向下，故處于失重狀態(tài)，C正確。根據(jù)牛頓第二定律，1～2s內(nèi)，mg－F1＝ma，得F1＝m·3m/s2＞0，則外力方向向上，做正功，質(zhì)點(diǎn)機(jī)械能增加；2～3s內(nèi)，mg－F2＝ma，得F2＝－2m/s2·m＜0，方向向下，質(zhì)點(diǎn)機(jī)械能減少；質(zhì)點(diǎn)一直向上做減速運(yùn)動(dòng)，而1～2s內(nèi)的速度大于2～3s內(nèi)的速度，則1～2s內(nèi)的位移大于2～3s內(nèi)的位移，又|F1|＞|F2|，故1～2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)機(jī)械能增加量大于2～3s內(nèi)的減少量，故質(zhì)點(diǎn)在t＝3s時(shí)的機(jī)械能大于在t＝1s時(shí)的機(jī)械能，D正確。解析答案解析解析12．(2020·江蘇省常州市高三上學(xué)期期末)(16分)如圖所示，小車右端有一半圓形光滑軌道BC相切車表面于B點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為m＝1.0kg可以視為質(zhì)點(diǎn)的物塊放置在A點(diǎn)，隨小車一起以速度v0＝5.0m/s沿光滑水平面向右勻速運(yùn)動(dòng)。勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈簧固定在右側(cè)豎直擋板上。當(dāng)小車壓縮彈簧到最短時(shí)，彈簧自鎖(即不再壓縮也不恢復(fù)形變)，此時(shí)，物塊恰好在小車的B處，此后物塊恰能沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C。已知小車的質(zhì)量為M＝1.0k