专题突破练(六) 动力学和能量的综合（Word练习）-【优化指导】2023高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材 多选版）

专题突破练(六)　动力学和能量的综合 1．(2022·河北保定高三期末)如图所示，固定在竖直面内横截面为半圆的光滑柱体(半径为R，直径水平)固定在距离地面足够高处，位于柱体两侧质量相等的小球A、B(视为质点)用细线相连，两球与截面圆的圆心O处于同一水平线上(细线处于绷紧状态)。在微小扰动下，小球A由静止沿圆弧运动到柱体的最高点P。不计空气阻力，重力加速度大小为g。小球A通过P点时的速度大小为(　　) A．　　　　　　　　　 B． C． D． C　解析：对AB组成的系统，从开始运动到小球A运动到最高点的过程中，有mg－mgR＝·2mv2，解得v＝ ，选C。 2．(2022·广东韶关一模)(多选)图(a)为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地面上，轻杆AB可绕支架顶部水平轴OO′在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有一石子，B端固定一配重。某次打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成θ角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直位置时石子被水平抛出。石子投向正前方竖直放置的靶，打到靶心上方的“6”环处，如图(b)所示。若要打中靶心的“10”环处，可能实现的途径有(　　) A．仅增大石子的质量 B．仅增大配重的质量 C．仅增大投石机到靶的距离 D．仅增大θ角 AC　解析：仅增大石子的质量，根据机械能守恒定律，石子平抛的初速度变小，抛物线向下偏移，可以击中靶心，A正确；仅增大配重的质量，根据机械能守恒定律，石子平抛的初速度变大，抛物线向上偏移，不能击中靶心，B错误；仅增大投石机到靶的距离，抛物线向下偏移，可以击中靶心，C正确；仅增大θ角，配重升高，根据机械能守恒定律，石子平抛的初速度变大，抛物线向上偏移，不能击中靶心，D错误。 3．(2022·山东菏泽一模)如图所示的是科学家研发出的一款超小型风力发电机，也被称之为郁金香风力发电机，可以供家庭使用，具有噪音极低，启动风速较小等特点。某家庭装有郁金香风力发电机10台，某日该地区的风速是6 m/s，风吹到的叶片有效面积为1 m2，已知空气的密度为1.2 kg/m3，假如该风力发电机能将通过此有效面积内空气动能的40%转化为电能。下列表述符合事实的是(　　) A．每秒冲击每台风力发电机叶片的空气体积为1 m3 B．每秒冲击每台风力发电机叶片的空气动能为259.2 J C．每台风力发电机发电的功率为129.6 W D．该风力发电机组工作24 h，发电量约12.44 kW·h D　解析：每秒冲击每台风力发电机叶片的空气体积V＝SL＝Svt＝1×6×1 m3＝6 m3，A错误；1 s内气流的质量m＝ρV＝1.2×6 kg＝7.2 kg，气流的动能E动＝mv2＝×7.2×62 J＝129.6 J，B错误；1 s风的动能转化为的电能E电＝ηE动＝40%×129.6 J＝51.84 J，则功率P＝＝51.84 W，C错误；该风力发电机组工作24 h，发电量W＝10Pt＝10×51.84×24 W·h≈12.44 kW·h，D正确。 4．(2022·广东深圳一模)(多选)我国风洞技术世界领先。如图所示，在模拟风洞管中的光滑斜面上，一个小物块受到沿斜面方向的恒定风力作用，沿斜面加速向上运动，则从物块接触弹簧至到达最高点的过程中(　　) A．物块的速度先增大后减小 B．物块加速度一直减小到零 C．弹簧弹性势能先增大后减小 D．物块和弹簧组成的系统机械能一直增大 AD　解析：接触弹簧之前，物块受的合力F＝F风－mg sin θ；接触弹簧后，开始时弹力F弹小于合力F，物块仍加速向上运动，随着弹力增加，加速度减小，当加速度减小到零时速度最大；以后当弹力F弹大于合力F时，加速度反向，物块做减速运动直到停止，此时加速度反向最大，则此过程中，物块的速度先增加后减小，加速度先减小后增加，弹簧的弹性势能一直变大，因风力做正功，则物块和弹簧组成的系统机械能一直增大。 5．(2022·全国乙卷)固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环。小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于(　　) A．它滑过的弧长 B．它下降的高度 C．它到P点的距离 D．它与P点的连线扫过的面积 C　解析：小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，其机械能守恒，下落h高度过程中，有mgh＝mv2，解得v＝，B错误；设小环位置与P点连线所对的圆心角为θ，小环下滑过程滑过的弧长s＝Rθ，而h＝R(1－cos )，所以A错误；小环位置到P点的距离L＝2R sin ，h＝R(1－cos θ)，1－cos θ＝2sin2，即h＝2R sin2＝，代入v＝可知v与L成正比，即小环的速率与小环到P点的距离成正比，C正确；小环位置与P点连线扫过的面积A＝R2θ－R2sinθ，分析知与v不成正比，