2019高考物理课时作业五含解析.pdf

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1、课时作业(五)课时作业(五) 一、选择题(共 10 个小题，3、6、8、9、10 为多选，其余为单选，每题 5 分共 50 分) 1(2018课标全国)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动， 在启动阶段列车的动能( ) A与它所经历的时间成正比B与它的位移成正比 C与它的速度成正比D与它的动量成正比 答案 B 解析 本题考查匀变速直线运动规律、动能、动量及其相关的知识点根据初速度为零匀变 速直线运动规律可知，在启动阶段，列车的速度与时间成正比，即 vat，由动能公式 Ek mv2， 可知列车动能与速度的二次方成正比， 与时间的二次方成正比， A、 C 两项错误 ； 由 v2

2、 1 2 2ax， 可知列车动能与位移 x 成正比， B 项正确 ； 由动量公式 pmv， 可知列车动能 Ek mv2 1 2 ，即与列车的动量二次方成正比，D 项错误 p2 2m 2(2018天津)滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动 员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道 AB， 从滑道 的 A 点滑行到最低点 B 的过程中，由于摩擦力的存在，运动员 的速率不变，则运动员沿 AB 下滑过程中( ) A所受合外力始终为零 B所受摩擦力大小不变 C合外力做功一定为零 D机械能始终保持不变 答案 C 解析 根据曲线运动的特点分析物体受力情况， 根据牛顿第二定 律求解出运动员与曲面间的正

3、压力变化情况，从而分析运动员 所受摩擦力变化 ； 根据运动员的动能变化情况，结合动能定理分 析合外力做功 ； 根据运动过程中， 是否只有重力做功来判断运动员 的机械能是否守恒 因为运动员做曲线运动，所以合力一定不为零，A 项错误；运动员受力如图所示，重力垂直 曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力充当向心力， 故有 FNmgcosmFNm v2 R v2 R mgcos， 运动过程中速率恒定， 且 在减小， 所以曲面对运动员的支持力越来越大， 根据 f FN可知摩擦力越来越大，B 项错误 ； 运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能不变， 动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功为零，C 项

4、正确；因为克服摩擦力做功，机械 能不守恒，D 项错误 3(2018威海市 5 月第二次模拟)如图所示，轻质弹簧的一端固定在竖直墙面上，另一端 拴接一小物块， 小物块放在动摩擦因数为的水平面上， 当小物块位于 O 点时弹簧处于自然 状态现将小物块向右移到 a 点，然后由静止释放，小物块最终停在 O 点左侧的 b 点(图中 未画出)，以下说法正确的是( ) AOb 之间的距离小于 Oa 之间的距离 B从 O 至 b 的过程中，小物块的加速度逐渐减小 C小物块在 O 点时的速度最大 D从 a 到 b 的过程中，弹簧弹性势能的减少量等于小物块克服摩擦力所做的功 答案 AD 解析 如果没有摩擦力， 根据

5、简谐运动的对称性知 O 点应该在 ab 中间， OaOb.现在由于有 摩擦力，物块从 a 到 b 过程中机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的 b 点，也即 O 点 靠近 b 点 故 OaOb， A 项正确 ； 从 O 至 b 的过程中， 小物块受到向右的摩擦力及向右的弹力， 且弹力逐渐变大，故物体的加速度逐渐变大，B 项错误；当物块从 a 点向左运动时，受到向 左的弹力和向右的摩擦力，且弹力逐渐减小，加速度逐渐减小，当弹力等于摩擦力时加速度 为零，此时速度最大，故小物块的速度最大位置在 O 点右侧，C 项错误；由能量守恒关系可 知，从 a 到 b 的过程中，弹簧弹性势能的减少量等于小物块克

6、服摩擦力所做的功，D 项正确 ； 故选 A、D 两项 4.(2017课标全国)如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位 于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环，小环由大圆环的最高点 从静止开始下滑， 在小环下滑地过程中， 大圆环对它的作用力( ) A一直不做功 B一直做正功 C始终指向大圆环圆心 D始终背离大圆 环圆心 答案 A 解析 A、B 两项，大圆环是光滑的，则小环和大环之间没有摩擦力；大环对小环的支持力总 是垂直于小环的速度方向，所以大环对小环没有做功，故 A 项正确，B 项错误 ； C、D 项，小 环在运动过程中，在大环的上半部分运动时，大环对小环的支持力背离大环圆心，运动到大 环的下半

7、部分时，支持力指向大环的圆心，故 C、D 两项错误，故选 A 项 5 (2015课标全国)如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的 半圆形轨道如图放置，三 点 POQ 水平一质量为 m 的质点自 P 点 上方高度 R 处由静止开始下落，恰好从 P 点进入轨道， 质点滑到 轨道最低点 N 时， 对轨道的压力为 4mg， g 为重力加速度的大小，用 W 表示质点从 P 运动到 N 点 的过程中克服摩擦力所做的功，则( ) AW mgR，质点恰好可以到达 Q 点 1 2 BW mgR，质点不能到达 Q 点 1 2 CW mgR，质点到达 Q 点后，继续上升一段距离 1 2 DW0，质点仍会向上运动一段距

8、离，C 项正确 1 2 1 2 6.(2017河北省衡水中学)如图所示，曲线表示电场中关于x 轴对称的等势面，在x轴上有a、b 两点若一带电粒子沿 x 轴 从 a 点移到 b 点， 电场力做负功，则下列说法正确的是( ) Aa 点的电场强度方向与 x 轴方向相反 Ba 点的电场强度小于 b 点的电场强度 C带电粒子的电势能一定增加 D带电粒子的动能一定增加 答案 BC 解析 A 项，沿着电场线方向电势降低，所以 a 点的电场强度方向与 x 轴方向相同，故 A 项 错误；B 项，点 b 的等势面比 a 点的等势面密，则 b 点的场强比 a 点的大即 a 点的场强小 于 b 点的场强，故 B 项正

9、确；C 项，若一带电粒子沿 x 轴从 a 点移到 b 点，电场力做负功， 则带电粒子的电势能一定增加，若只有电场力做功，则动能减小，故 C 项正确，D 项错 误故选 B、C 两项 7(2017宁波二模)如图所示为“风光互补路灯”系统，有阳光时通过 太阳能电池板发电， 有风时通过风力发电机发电， 二者皆有时将同时发电， 并将电能输至蓄电池储存起来， 供路灯照明使用， 为了能使蓄电池的使用 寿命更为长久，一般充电至 90%左右即停止充电，放电至 20%左右即停止 电能输出如表为某型号风光互补路灯系统配置方案： 风力发电机太阳能电池组件其他元件 最小启动风速1.0 m/s 最小充电风速2.0 m/s

10、 太阳能 电池 36 W蓄电池 500 Ah 12 V 最大限制风速12.0 m/s 最大输出功率400 W 太阳能 转化效率 15% 大功率 LED 路灯 80 W 12 V 已知当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为 240 W/m2；当风速为 6 m/s 时， 风力发电机的输出功率将变为 50 W根据以上信息，下列说法中正确的是( ) A当风速超过 1 m/s 时，风力发电机开始对蓄电池充电 B要想使太阳能电池的最大输出功率达到 36 W，太阳能电池板的面积至少 0.15 m2 C当风速为 6 m/s 时，利用风能将蓄电池的电能由 20%充至 90%所需时间为 84 h D利用

11、该蓄电池给大功率 LED 路灯供电，蓄电池的电能由 90%放电至 20%，可使路灯正常工 作 75 h 答案 C 解析 A 项，由表格得充电风速 2.0 m/s，故 A 项错误；B 项，电池板面积：S P电 P辐 m21 m2，故 B 项错误 ； C 项，蓄电池的容量 ： W12 V500 Ah(90%20%) 36 240 15% 12 V500 A3 600 s(90%20%)1.512107 J；需要的时间：t W P 1.512 107 50 s302 400 s84 h， 故 C 项正确 ； D 项， 为了能使蓄电池的使用寿命更为长久， 一般充电至 90% 左右即停止，放电余留 20

12、%左右即停止电能输出，故可供灯具发光时间：t灯 W P灯 s189 000 s52.5 h故 D 项错误，故选 C 项 1.512 107 80 8.(2017南通模拟)如图所示，倾角为 30的光滑绝缘 直角斜面ABC， D是斜边AB的中心，在C点固定一个带电荷量 为Q的点电荷一质量为m，电 荷量为 q 的小球从 A 点由静止释放，小球经过D点时的速度 为v， 到达B点时的速度为0，则 ( ) A小球从 A 到 D 的过程中静电力做功为 mv2 1 2 B小球从 A 到 D 的过程中电势能逐渐减小 C小球从 A 到 B 的过程中电势能先减小后增加 DAB 两点间的电势差 UABmv 2 q 答

13、案 CD 解析 A 项，斜面的倾角为 30，斜面上 ADDB，由几何关系可知，ACADCD，即 A 到 C 的距离与 D 到 C 的距离是相等的，所以 D 与 A 的电势相等，则由 WqU，知 A 到 D 的过 程中电场力做的功等于 0.故 A 项错误；B 项，由于 A 到 C 的距离与 D 到 C 的距离是相等的， 由几何关系可知，沿 AD 的方向上的各点到 C 的距离先减小后增大，距离减小的过程中电场 力对负电荷做正功，所以从 A 到 D 的过程中负电荷的电势能先减小后增大，故 B 项错误；C 项，结合 B 的分析，同理可知，小球从 A 到 B 的过程中电势能先减小后增加故 C 项正确 ；

14、 D 项， 设 AB 的长度为 2L， 则 ADDBL， 在小球从 A 到 D 的过程中， 由动能定理有 ： mgLsin mv20， 在小球从 A 到 B 的过程中有 ： mg2Lsin(q)UAB00， 所以 UAB.故 D 1 2 mv2 q 项正确，故选 C、D 两项 9 (2018苏北三市联考)如图所示， 半径为 R 的光滑圆环固定在 竖直平面内，AB、CD 是圆环相互垂直的两条直径，C、D 两点与圆 心O等高一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧 一端连在小球上，另一端固定在 P 点，P 点在圆心 O 的正下方R 2 处小球从最高点 A 由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧

15、的 原长为 R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为 g.下列说法 正确的有( ) A弹簧长度等于 R 时，小球的动能最大 B小球运动到 B 点时的速度大小为 2gR C小球在 A、B 两点时对圆环的压力差为 4mg D小球从 A 到 C 的过程中，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量 答案 CD 解析 由几何关系可知，弹簧长度等于 R 时，小球的位置在 C 点上方，此时由于重力作用， 小球仍要加速下滑，故此时小球的动能不是最大，A 项错误；从 A 点到 B 点，由能量守恒定 律可知 mg2REp1 mvB2Ep2；弹簧在 A 处的伸长量等于在 B 处的压缩量，则弹力大小相 1 2 等，且

16、Ep1Ep2，则解得 vB2，B 项错误；小球在 A 点时对圆环的压力 FAmgF弹；gR 在 B 点时：FBF弹mgm；联立解得：FFBFAm4mg，C 项正确；因机械能的 vB2 R vB2 R 变化量等于除重力以外的其他力做功， 故小球从 A 到 C 的过程中， 除重力做功外只有弹簧弹 力做功，故弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量，D 项正确；故选 C、D 两项 10如图所示，有一光滑轨道 ABC，AB 部分为半径为 R 的 圆弧，BC 部分水平，质量均为 m 1 4 的小球 a、b 固定在竖直轻杆的两端，轻杆长为 R，不计小球大小开始时 a 球处在圆弧上 端 A 点，由静止释放小球

17、和轻杆，使其沿光滑轨道下滑，下列说法正确的是( ) Aa 球下滑过程中机械能保持不变 Ba、b 两球和轻杆组成的系统在下滑过程中机械能保持不变 Ca、b 滑到水平轨道上时速度为 2gR D从释放到 a、b 滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对 a 球做的功为mgR 2 答案 BD 解析 由机械能守恒的条件得，a 机械能不守恒，a、b 系统机械能守恒，所以 A 项错误，B 项正确对 ab 系统由机械能守恒定律得 mgR2mgR2 mv2，解得 v，C 项错 1 2 3gR 误对 a 由动能定理得 mgRW mv2，解得 W，D 项正确 1 2 mgR 2 二、计算题(共 4 个小题，11 题 10

18、分，12 题 12 分，13 题 14 分，14 题 14 分，共 50 分) 11(2017课标全国)一质量为 8.00104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面飞船 在离地面高度 1.60105 m 处以 7.50103 m/s 的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为 100 m/s 时下落到地面取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量， 大小取为 9.8 m/s2.(结果保留 2 位有效数字) (1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能； (2)求飞船从离地面高度 600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该 处的速度大小是其进入

19、大气层时速度大小的 2.0%. 答案 (1)落地瞬间的机械能为 4108 J 进入大气层的机械能为 2.41012 J (2)克服阻力做功为 9.7108 J 解析 (1)飞机着地瞬间，Ep 重0， E机地 mv地24.0108 J， 1 2 进入大气层时， E机大气层 mv大气层2mgh大气层2.41012 J. 1 2 (2)离地 600 m 时，vv大气层2.0%150 m/s， 至着地瞬间过程，由动能定理 mghWf mv地2 mv2， 1 2 1 2 代入数据 Wf9.7108 J， 故克服阻力所做的功为 9.7108 J. 12.(2018北京)2022 年将在我国举办第二十四届冬

20、奥会， 跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一 某滑道示意图如右， 长直助滑道 AB 与弯曲滑道 BC 平滑衔接，滑道 BC 高 h10 m，C 是半径 R20 m 圆弧的最低点，质量 m60 kg 的运动员从 A 处由静止开始匀加速下滑，加速度a4.5 m/s2，到达B点时速 度vB30 m/s.取重力加速度g10 m/s2. (1)求长直助滑道 AB 的长度 L； (2)求运动员在 AB 段所受合外力的冲量的 I 大小； (3)若不计 BC 段的阻力， 画出运动员经过 C 点时的受力示意图， 并求其所受支持力 N 的大小 答案 (1)100 m (2)1 800 Ns (3)3 900 N 解

21、析 (1)已知 AB 段的初末速度，则利用运动学公式可以求解斜面的长度，即 v2v022aL 可解得：L100 m v2v02 2a (2)根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的改变量所以 ImvB01 800 Ns (3)小球在最低点的受力如图所示 由牛顿第二定律可得：Nmgmv C2 R 从 B 运动到 C 由动能定理可知： mgh mvC2 mvB2 1 2 1 2 解得：N3 900 N 13(2017浙江模拟)如图所示，水平传送带以 v2 m/s 的速度匀速向右运动，A、B 两点 相距 s11 m，一质量 m1 kg 的物块(可视为质点)从左端 A 点由静止开始运动已知物块 与传送带

22、间的动摩擦因数 0.2，重力加速度 g10 m/s2.求： (1)物块从 A 运动到 B 的时间； (2)物块从 A 到 B 的过程中，因为传送物块，传送装置多消耗的电能； (3)物块从 A 到 B 的过程中，摩擦力对物块做功的平均功率 答案 (1)物块从 A 运动到 B 的时间为 6 s (2)物块从 A 到 B 的过程中，因为传送物块，传送装置多消耗的电能为 4 J (3)物块从 A 到 B 的过程中，摩擦力对物块做功的平均功率为 W 1 3 解析 (1)物块在传送带上做匀加速运动的加速度为：ag2 m/s2 匀加速运动的时间为：t1 1 s v a 匀加速运动的位移：x11 m11 m

23、v2 2a 则匀速运动的位移 x2sx110 m 匀速运动的时间 t25 s x2 v 物块从 A 运动到 B 的时间为：tt1t26 s (2)物块在加速过程中与传送带间有相对滑动，会产生热量，此过程中传送带的位移为 ： x vt12 m 所以物块与传送带的相对位移xxx11 m 此过程中产生的热量为：Qmgx2 J 因此物块从 A 到 B 的过程中，传送装置多消耗的电能为：EQEk4 J (3)物块从 A 到 B 的过程中，摩擦力对物块做功的平均功率为 P W. mgx1 t 1 3 14(2018虹口区一模)两根平行金属导轨相距 L0.50 m， 固定在水平面内， 导轨左端串接一个 R0

24、.04 的电阻， 在 导轨间长 d0.56 m 的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的 匀强磁场，磁感应强度 B2.0 T，质量 m4.0 kg 的金属棒 CD 置于导轨上， 与导轨接触良好， 且与两导轨间的动摩擦因 数均为 0.8， 棒在导轨之间的电阻 r0.01 ， 绝缘轻绳系于棒的中点，初始时刻，CD 棒距磁场左边界 s0.24 m， 现通过绳用向右的水平恒力作 80 N 拉 CD 棒， 使棒由静止运动， 运动过程中始终保持与导轨垂直， 当 CD 棒到达磁场右边界时撤去拉力(不计其他电阻以及绳 索的质量)，求： (1)CD 棒进入磁场时速度 v 的大小； (2)CD 棒进入磁场时所受的安培

25、力 FA的大小； (3)在拉 CD 棒的过程中，绳的拉力所做的功 W 和电阻 R 上产生的焦耳热 Q. 答案 (1)CD 棒进入磁场时速度 v 的大小为 2.4 m/s； (2)CD 棒进入磁场时所受的安培力 FA的大小为 48 N； (3)在拉 CD 棒的过程中，绳的拉力所做的功 W 为 64 J，电阻 R 上产生的焦耳热 Q 为 21.504 J. 解析 (1)由牛顿第二定律得：Fmgma， 由匀变速直线运动的速度位移公式得：v22as， 解得：v2.4 m/s； (2)CD 棒刚进入磁场时：EBLv， 感应电流：I， E Rr 安培力：FABIL， 解得：FA48 N； (3)拉力做功：WF(sd)80(0.240.56) J64 J， CD 棒进入磁场后：FFAmg，CD 棒做匀速直线运动， 由能量守恒定律得：mgdQ总Fd， 电阻 R 上产生的热量：QQ总， R Rr 解得：Q21.504 J.