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1、一、选择题 1.(2018长春市实验中学质检)一物体做直线运动的x-t图象如图所示,其中OA和BC段为抛物 线,AB 段为直线并且与两段抛物线相切。 物体的加速度、 速度、 动能、 动量分别用 a、 v、 Ek、 p 表示,下列表示这些物理量的变化规律可能正确的是( )。 【解析】由题意可知,OA 和 BC 段为抛物线,所以物体在这两段做匀变速直线运动;AB 段 为直线说明物体在这段做匀速直线运动,所以 A 项错误。BC 段物体的速度先减小后反向增大, 所以 B、D 两项错误,C 项正确。 【答案】C 2.(2018 山东重点中学联考)质量 m=2 kg 的物体做匀变速直线运动,从运动开始计时
2、,在时间 t 内的平均速度满足 =1+t(各物理量均为国际单位),则( )。 v A.物体的初速度为零 B.物体的加速度为 1 m/s2 C.3 s 末物体的动能为 49 J D.物体受到的合外力为 8 N 【解析】 根据匀变速直线运动规律可知 x=v0t+ at2,变形为 =v0+ at,即 =v0+ at,比较 =1+t 1 2 1 2 v 1 2 v 可知,v0=1 m/s,a=2 m/s2,A、 B 两项错误;3 s 末物体的速度 v=v0+at=7 m/s,动能 Ek= mv2=49 J,C 项 1 2 正确;物体受到的合外力 F=ma=4 N,D 项错误。 【答案】C 3.(201
3、8 江苏无锡高三模拟)如图所示,斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上,现将一小球从 图示位置静止释放,不计一切摩擦,则在小球从释放到落至地面的过程中,下列说法正确的是 ( )。 A.斜劈对小球的弹力不做功 B.斜劈与小球组成的系统机械能守恒 C.斜劈的机械能守恒 D.小球重力势能的减少量等于斜劈动能的增加量 【解析】不计一切摩擦,小球下滑时,小球和斜劈组成的系统只有小球的重力做功,小球重 力势能的减少量等于斜劈和小球的动能增加量,系统机械能守恒,B 项正确,C、D 两项错误;斜 劈对小球的弹力与小球位移间的夹角大于 90,故弹力做负功,A 项错误。 【答案】B 4.(2018 河南洛阳开学检测)
4、链球运动员在比赛时,通过旋转使链球由静止开始获得一定的出 手速度,不计空气阻力,在链球被旋转的过程中,下列说法正确的是( )。 A.链球做匀速圆周运动 B.旋转过程中链子始终与球运动的速度垂直 C.链子对球做的功等于球的机械能 D.链子对球做功和重力对球做功的总和等于球获得的动能 【解析】要使链球获得一定的出手速度,则球在被旋转的过程中,速度须不断增大,A 项错 误;由于人要通过链子对球做功,因此链子与球运动的速度不垂直,B 项错误;由于不计空气阻力, 因此除重力以外的其他力,即链子对球的作用力做功等于球机械能的增量,而不是获得的机械 能,C项错误;由于链球从静止开始,根据动能定理可知,链子对
5、球做功和重力对球做功的总和等 于球的动能的增加量,即获得的动能,D 项正确。 【答案】D 5.(2019 天津和平区 1 月月考)(多选)中国月基天文望远镜(LUT)是首个在月球表面工作的机器 人式的天文望远镜,中科院的研究团队利用 LUT 发现了重叠双星系统。若该系统主恒星质量 为 M,另一颗恒星的质量为 m,它们之间的距离为 L,该系统的运转周期为 T。将两颗星都看作 是质量均匀分布的球体,由这些数据、引力常量并利用牛顿力学知识,可以估算出( )。 A.两星球球心之间的距离为 3 G(M + m)T2 42 B.两星球球心之间的距离为 G(M + m)T2 42 C.两星球运行速率之和为
6、2L T D.两星球运行速率之和为 L T 【解析】两颗星之间的万有引力提供向心力,有 G=MR1=mR2,R1+R2=L,得 L= Mm L2 ( 2 T) 2 ( 2 T) 2 ,又由 v1=,v2=,解得 v1+v2=,A、C 两项正确。 3 ( + )2 42 21 22 2 【答案】AC 6.(2018 重庆重点中学四校联考)(多选)如图所示,长薄木板 C 置于光滑水平地面上,其上放有 A、B 两物块,A、B 与薄木板之间的动摩擦因数分别为 、,已知 A、B 的质量均为 m,C 的质 1 2 量忽略不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度 g=10 m/s2,要使一个物块相对薄木
7、板 滑动而另一个相对薄木板静止,则( )。 A.若在 A 上加一水平恒力 F,F 的最大值为 mg 3 2 B.若在 A 上加一水平恒力 F,F 的最小值为 mg 1 2 C.若在 C 上加一水平恒力 F,F 的最大值为 mg 3 2 D.若在 C 上加一水平恒力 F,F 的最小值为 mg 1 2 【解析】 A 与木板的最大静摩擦力 fA= mg,B 与木板的最大静摩擦力 fB=mg,A 的最大加 1 2 速度为 g,B 的最大加速度为 g,若在 A 上加一水平恒力 F,当 mgh2,l1cos 1=l2cos 2,可得 v1v2;当物块沿木板 3 下滑时, 1 2 22 由动能定理有 mgh
8、3-mgl3cos 3= m-0,又 h2=h3,l2cos 2v3,A 项错误,B 项正 1 2 32 确 ;三 个 过 程 中 产 生 的 热 量 分 别 为 Q1=mgl1cos 1,Q2=mgl2cos 2,Q3=mgl3cos 3,则 Q1=Q2Q3,C、D 两项正确。 【答案】BCD 9.(2018广东联考)(多选)如图所示,水平传送带AB的长度L=1.8 m,皮带轮的半径R=0.4 m,皮带 轮以角速度 =5 rad/s 沿顺时针匀速转动(皮带不打滑),现将一质量 m=3 kg 的煤块(视为质点) 轻放在传送带上的 A 点,与传送带之间的动摩擦因数 =0.25,g=10 m/s2
9、。 则下列说法正确的是 ( )。 A.煤块从 A 点运动到 B 点所用的时间为 1.3 s B.煤块到达 B 点时对滑轮的压力大小为 mg C.煤块在传送带上留下痕迹长度是 0.8 m D.若使煤块从 A 运动到 B 所用的时间最短,则传送带的角速度 至少为 7.5 rad/s 【解析】对煤块进行受力分析知,初始时加速度 a=g=2.5 m/s2,传送带的速度 vc=R=2m/s, 煤块加速到与传送带速度相等时,所需时间 t1= =0.8 s,位移 x1= a=0.8 m,后到达 B 点所需时 1 2 12 间t2=0.5 s,所需总时间t=t1+t2=1.3 s,A项正确;传送带运动距离s=
10、vct1=1.6 m,煤块留下痕迹 - 1 长度 d=s-x1=0.8 m,C 项正确;煤块到达 B 点时,煤块做圆周运动,对滑轮的压力大于其重力,B 项 错误;要使煤块到达 B 点时间最短,则要煤块一直加速,由 v2=2aL 及 v=R 得 =7.5 rad/s,D 项正 确。 【答案】ACD 10.(2018 贵州三校联考)(多选)如图所示,斜面固定在水平面上,轻质弹簧一端固定在斜面顶端, 另一端与物块相连,弹簧处于自然长度时物块位于 O 点,物块与斜面间有摩擦。 现将物块从 O 点拉至 A 点,撤去拉力后物块由静止向上运动,经 O 点到达 B 点时速度为零,则物块从 A 运动 到 B 的
11、过程中( )。 A.经过位置 O 点时,物块的动能最大 B.物块动能最大的位置与 AO 的距离无关 C.物块从 A 向 O 运动过程中,弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量 D.物块从 O 向 B 运动过程中,动能的减少量大于弹性势能的增加量 【解析】根据题述弹簧处于自然长度时物块位于 O 点,可知物块所受摩擦力等于重力沿 斜面的分力。将物块从 O 点拉至 A 点,撤去拉力后物块由静止向上运动,当弹簧对物块沿斜面 向上的弹力等于物块重力沿斜面的分力和滑动摩擦力之和时,合力为零,物块的动能最大。由 此可知,物块经过 A、 O 之间某一位置时,物块的动能最大,A 项错误;物块动能最大的位置与
12、 AO 的距离无关,B项正确;由功能关系可知,物块从A向O运动过程中,弹性势能的减少量等于动能 与重力势能的增加量加上克服摩擦力做功产生的热量,C 项错误;物块从 O 向 B 运动过程中,动 能的减少量等于增加的重力势能与弹性势能加上克服摩擦力做功产生的热量,即动能的减少 量大于弹性势能的增加量,D 项正确。 【答案】BD 二、非选择题 11.(2018 哈尔滨六中二模)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛,比赛路径如图所示。 可 视为质点的赛车从起点 A 出发,沿水平直线轨道运动 L 后,由 B 点进入半径为 R 的光滑竖直半 圆轨道,并通过半圆轨道的最高点 C,才算完成比赛。B 是半圆轨道
13、的最低点,水平直线轨道和 半圆轨道相切于 B 点。已知赛车质量 m=0.5 kg,通电后以额定功率 P=2 W 工作,进入竖直半圆 轨道前受到的阻力恒为 Ff=0.4 N,随后在运动中受到的阻力均可不计,L=10.0 m,R=0.32 m,重力 加速度 g 取 10 m/s2。 (1)要使赛车完成比赛,赛车在半圆轨道的 B 点对轨道的压力至少为多大? (2)要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间? (3)若电动机工作时间 t0=5 s,当半圆轨道半径为多少时赛车能完成比赛且飞出的水平距离最 大?水平距离最大是多少? 【解析】(1)赛车恰通过 C 点,有 mg= 2 解得最小速度 vC= 由
14、B 到 C 过程应用机械能守恒定律,有 m= m+mg2R 1 2 2 1 2 2 在 B 点应用牛顿第二定律,有 FN-mg=m 2 联立解得 vB=4 m/s,FN=6mg=30 N 5 由牛顿第三定律得,赛车对轨道的压力 FN=FN=30 N。 (2)由 A 到 B 过程克服摩擦力做功产生的热量 Q=FfL 根据能量守恒定律,有 Pt= m+Q 1 2 2 联立解得 t=4 s。 (3)设半圆轨道半径 R0时,赛车能完成比赛且飞出的水平距离最大,则由 A 到 C 过程根据 能量守恒定律,有 Pt0= mvC2+Q+mg2R0 1 2 赛车过 C 点后做平抛运动,有 2R0= gt2 1
15、2 x=vCt 联立解得 x2=-16+9.6R002 当 R0=0.3 m 时,xmax=1.2 m。 【答案】(1)30 N (2)4 s (3)0.3 m 1.2 m 12.(2018 安徽联考)如图所示,竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道与水平传送带相切于 B 点, 圆弧轨道的半径为 R,传送带的长为 2R,传送带上表面离地高也为 R,传送带正以速度 v=沿 逆时针方向转动,一质量为m的物块在圆弧轨道的上端A上方某高度处由静止下落,刚好能从 A 点进入圆弧轨道,若物块与传送带间的动摩擦因数 =0.5,重力加速度为 g,空气阻力不计。 (1)要使物块不能从传送带的右端滑离,物块从 A 点上
16、方释放的高度应满足什么条件? (2)若物块滑离传送带后落在地面上的位置离传送带右端 C 的水平距离为 R,则物块在 B 点时 对圆弧轨道的压力为多大? (3)若物块滑上传送带后刚好不能从传送带右端滑离,则此种情况下,物块在传送带上运动的 全过程中,传送带电动机因为物块在传送带上滑动额外做的功为多少? 【解析】(1)设当物块刚好不能从传送带的右端滑离时,物块从 A 点上方释放的高度为 h 根据动能定理 mg(R+h)-mg2R=0 求得 h=0 即要使物块不滑离传送带,物块不能从 A 点上方任一位置释放,只能从圆弧面上释放。 (2)设物块在 C 点的速度为 vC,则 R=vCt,R= gt2 1
17、 2 设物块在B点的速度为vB,物块从B到C的过程中,根据动能定理有mg2R= m- m 1 2 2 1 2 2 求得 vB= 5 2gR 在 B 点,设圆弧轨道对物块的支持力为 F,根据牛顿第二定律有 F-mg=m 2 求得 F= mg 7 2 根据牛顿第三定律可知,物块在 B 点时对圆弧轨道的压力 F=F= mg。 7 2 (3)如果物块刚好能滑到传送带的右端,则物块到达 C 端时速度为零,设物块在 B 点速度为 vB,则 mvB2=2mgR 1 2 解得 vB= 2 然后物块在摩擦力的作用下向左做匀加速运动,速度达到 v=与传送带一起匀速运动 方法一 全过程中,物块动能减少量与电动机额外做的功 W 之和等于物块与传送带摩擦 产生的热量 设 x1、x2分别是物块向右和向左运动过程与皮带的相对位移大小,有 x1=vt1+2R=2R+2R, g=2R 2 1 2 12 x2=vt2- a=R,v=gt2 1 2 22 则有 m(2gR-gR)+W=mg(2R+2R+R) 1 2 2 解得 W=(+1)mgR。 2 方法二 电动机额外做的功就等于全过程中皮带克服摩擦力做的功 W=mgv(t1+t2)=( 2 +1)mgR。 【答案】(1)只能从圆弧面上释放 (2) mg 7 2 (3)(+1)mgR 2