内容正文:
阶段质量检测(一) 功和机械能
(本试卷满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.关于物体的动能,下列说法中正确的是( )
A.若物体速度变化,则其动能一定变化
B.若物体所受的力不为零,则其动能一定变化
C.若一定质量的物体的动能变化,则其运动状态一定变化
D.物体的速度变化越大,其动能的变化一定也越大
解析:选C 若物体的速度方向变化而大小不变,则其动能不变,A、D错误;当物体所受合外力不为零时,其速度大小可能不变,速度方向改变,动能可能不变,故B错误;若一定质量的物体的动能变化,则其速度一定变化,运动状态一定变化,C正确。
2.如图所示,质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下,经过水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达处时,速度减为0,则整个过程中,重力做功为( )
A. B.mgh
C.mgh D.0
解析:选B 根据重力做功与路径无关的特点,W=mg=,B正确。
3.动车组又称“动车组列车”,为现代火车的一种类型,由若干带动力的车辆(动车)和不带动力的车辆(拖车)组成,列车在正常使用期限内以固定编组模式运行。某动拖比(动车与拖车的数量之比)为4∶4的动车组以速率v沿直线轨道匀速行驶,为了提速,将动拖比提高为6∶2,若提速前后每节动车匀速行驶时的功率均为P,动车组行驶中受到的阻力f与行驶速度的平方v2成正比,则该动车组提速后的最大速度为( )
A.v B.v
C.v D.2v
解析:选C 动拖比(动车与拖车的数量之比)为4∶4时,F牵=f=kv2,F牵v=fv=4P,将动拖比提高为6∶2时,设最大速度为v′,则有f′=kv′2,6P=f′v′,联立解得v′=v,故C正确,A、B、D错误。
4.质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的阻力大小一定。当汽车速度为v时,汽车做匀速运动;当汽车速度为时,汽车的瞬时加速度大小为( )
A. B.
C. D.
解析:选C 当汽车速度为v时,汽车做匀速运动,则F=Ff,根据功率与速度的关系得P=Fv,汽车受到的阻力大小为Ff=F=,当车速为时,根据功率与速度的关系得P=F1·,则F1=,根据牛顿第二定律得F1-Ff=ma,解得汽车的瞬时加速度的大小为a=,故选C。
5.如图所示,取一支按压式圆珠笔,将笔的按压式小帽朝下按在桌面上,放手后笔将会向上弹起一定的高度。圆珠笔运动过程中始终处于竖直状态。下列说法正确的是( )
A.下压圆珠笔的过程中,弹簧的弹性势能减小
B.下压圆珠笔的过程中,重力对圆珠笔做负功
C.圆珠笔向上运动的过程中,重力势能一直增大
D.圆珠笔向上运动的过程中,动能一直减小
解析:选C 下压圆珠笔的过程中,弹簧的压缩量逐渐增大,弹性势能增大,A错误;下压圆珠笔的过程中,重力方向向下,位移方向向下,重力对圆珠笔做正功,B错误;圆珠笔向上运动的过程中,圆珠笔的重力做负功,重力势能增大,C正确;圆珠笔向上先做加速直线运动,当弹簧的弹力与笔的重力相等时加速度变为0,此时速度最大,之后再做减速直线运动,则动能先增大再减小,D错误。
6.质量为2 kg的物体以50 J的初动能在粗糙的水平面上滑行,其动能的变化与位移的关系如图所示,则该物体在水平面上滑行的时间为( )
A.5 s B.4 s
C.2 s D.2 s
解析:选D 由图像读出末动能Ek2=0,又初动能Ek1=50 J,根据动能定理得-fs=Ek2-Ek1,解得f=5 N,又Ek1=mv2=50 J,解得初速度v=5 m/s。由牛顿第二定律得,物体的加速度为a=-=- m/s2=-2.5 m/s2,则物体的运动时间t== s=2 s,故D正确。
7.质量为2 kg的物体,放在动摩擦因数μ=0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下由静止开始运动,拉力F做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示,重力加速度g取10 m/s2,则此物体( )
A.在位移s=9 m时的速度大小为3 m/s
B.在位移s=9 m时的速度大小为3 m/s
C.在OA段运动的加速度大小为2.5 m/s2
D.在OA段运动的加速度大小为2 m/s2
解析:选B 对于前9 m过程,根据动能定理,有WOB-μmgsOB=mvB2-0,解得vB=3 m/s,故B正确,A错误;对于前3 m,即在OA段过程,根据动能定理,有WOA-μmgsOA=mvA2-0,解得vA=3 m/s,根据速度—位移关系式vA2=2asOA,解得a=1.5 m/s2,故C、D错误。
8.
(2023·山东高考)《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下:两个半径均为R的水轮,以角速度ω匀速转动。水