版高考物理一轮复习 单元高考模拟特训五新人教版

单元高考模拟特训(五)
[授课提示：对应学生用书第1页]
一、选择题(1～5题只有一项吻合题目要求，6～8题有多项吻合题目要求，每题6分，共48分．)
1．[2019·泉州模拟]
以下列图，平板车放在圆滑水平面上，一个人从车的左端向右端跑去，设人碰到的摩擦力为F f，平板车碰到的摩擦力为F f′，以下说法正确的选项是() A．F f、F f′均做负功
B．F f、F f′均做正功
C．F f做正功，F f′做负功
D．因为是静摩擦力，F f、F f′做功均为零
剖析：
以下列图，人在搬动过程中，人对车的摩擦力向左，车向退后，故人对小车的摩擦力做正功；但对于人来说，人在蹬车过程中，人碰到的是静摩擦力，方向向右，位移也向右，故摩擦力对人做的是正功，应选项B正确．
答案：B
2.
在2018年雅加达亚运会比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强处．以下列图，质量为m的跳水运动员进入水中后碰到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为F，那么在她减速下降高度为h的过程中，以下说法正确的选
项是(g 为当地的重力加速度)( )
A ．她的动能减少了Fh
B ．她的重力势能增加了mgh
C ．她的机械能减少了(F －mg )h
D ．她的机械能减少了Fh
剖析：运动员下降高度h 的过程中，重力势能减少了mgh ，B 错误；除重力做功以外，只有水对她的阻力F 做负功，因此机械能减少了Fh ，C 错误，D 正确；由动能定理可知，动能减少了(F －mg )h ，故A 错误．
答案：D
3．[2019·福建莆田质检]
以下列图，乒乓球运动员用同一个乒乓球两次发球，乒乓球恰好都在等高处水平向左高出球网，从最高点落到台面的过程中(不计乒乓球的旋转和空气阻力)，以下说法正确的选项是( )
A ．球第1次过网时的速度小于第2次的
B ．球第1次的速度变化量小于第2次的
C ．球两次落到台面时重力的瞬时功率相等
D ．球两次落到台面过程中重力的平均功率不相等
剖析：球下落的高度相同，由h ＝12gt 2可知下落的时间相等，因球第1次比
第2次经过的水平位移大，依照x ＝vt 可知，球第1次过网时的速度大于第2次过网时的速度．球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，故速度变化量只在竖直方向，由Δv ＝gt 可得速度变化量相等．重力的瞬时功率P ＝mgv y ，落地时竖直方向的速度相等，故球两次落到台面时重力的瞬时功率相等．平均功率等于功除以时间，重力两次做的功相同，时间也相同，重力两次的平均功率也相同．应选C.
答案：C
4．[2019·马鞍山模拟]
汽车发动机的额定功率为P 1，它在水平路面上行驶时碰到的阻力F f 大小恒定，汽车由静止开始做直线运动，最大车速为v ，汽车发动机的输出功率随时间变化的图象以下列图．以下说法正确的选项是( )
A ．开始时汽车牵引力恒定，t 1时辰牵引力与阻力大小相等
B ．开始时汽车牵引力逐渐增大，t 1时辰牵引力与阻力大小相等
C ．开始汽车做匀加速运动，t 1时辰速度达到v ，尔后做匀速直线运动
D ．开始汽车做匀加速直线运动，t 1时辰后做加速度逐渐减小的直线运动，速度达到v 后做匀速直线运动
剖析：在0～t 1时间内，汽车发动机的功率平均增大，故汽车以恒定加速度启动，牵引力是恒定的，汽车做匀加速直线运动，t 1时辰达到额定功率，依照P
＝Fv 可知，t 1时辰后汽车速度增大，牵引力减小，则由牛顿第二定律a ＝F －F f m 可
知加速度减小，汽车做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，即牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大，此后汽车做匀速直线运动，应选项D 正确，A 、B 、C 错误．
答案：D
5.
[2019·云南模拟]以下列图，由半径为R 的34圆滑圆周和倾角为45°的圆滑斜
面组成的轨道固定在竖直平面内，斜面和圆周之间由小圆弧圆滑连接．一小球恰能过最高点，并向来贴着轨道内侧顺时针转动．则小球经过斜面的时间为(重力加速度为g )( )
A ．2gR
B ．2R
g
C．(22－2) R
g D．(10－6)
R
g
剖析：小球恰好经过最高点的速度v1＝gR，由机械能守恒定律得1
2mv
2
1＋
mgR＝1
2mv
2
2，解得小球经过斜面顶端时的速度v2＝3gR，由运动学规律得2R
＝v2t＋1
2gt
2sin45°，则t＝(10－6)
R
g，选项D正确．
答案：D
6．[2019·青岛模拟]
(多项选择)以下列图，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平川面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧，若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程碰到的空气阻力恒为F f，则小球从开始下落至最低点的过程()
A．小球动能的增量为零
B．小球重力势能的增量为mg(H＋x－L)
C．弹簧弹性势能的增量为(mg－F f)(H＋x－L)
D．系统机械能减小F f H
剖析：小球下落的整个过程中，开始时速度为零，结束时速度也为零，因此小球动能的增量为0，故A正确；小球下落的整个过程中，重力做功W G＝mgh ＝mg(H＋x－L)．依照重力做功量度重力势能的变化W G＝－ΔE p得：小球重力势能的增量为－mg(H＋x－L)，故B错误；依照动能定理得：W G＋W f＋W弹＝0－0＝0，因此W
弹
＝－(mg－F f)(H＋x－L)．依照弹簧弹力做功量度弹性势能的
变化W
弹
＝－ΔE p得：弹簧弹性势能的增量为(mg－F f)·(H＋x－L)，故C正确；系统机械能的减少等于重力、弹力以外的力做的功，因此小球从开始下落至最低点的过程，战胜阻力做的功为：F f(H＋x－L)，因此系统机械能的减小量为：F f(H ＋x－L)，故D错误．
答案：AC
7.
蹦极是一项户外冒险活动．质量为50 kg的游客站在足够高的地址，用长为20 m的橡皮绳固定后跳下，触地前弹起，后屡次落下弹起．已知弹性绳的弹性
势能E p＝1
2kx
2，其中k＝100 N/m，x为弹性绳的伸长量．忽略空气阻力的影响，
取重力加速度g＝10 m/s2，以下说法正确的选项是() A．游客下落到25 m时速度最大
B．第一次下落过程中，游客能体验失重感的位移只有20 m C．游客下落过程中的最大速度为20 m/s
D．游客下落的最大距离为40 m
剖析：游客速度最大时所受合力为零，则mg＝k(x－x0)，解得x＝mg
k＋x0
＝25 m，选项A正确；前20 m游客做自由落体运动，处于失重状态，20～25 m，游客碰到的重力大于橡皮绳的弹力，由牛顿第二定律知，游客向下做加速运动，处于失重状态，选项B错误；从开始下落到速度最大的过程中，依照机械能守
恒定律得mgx＝1
2mv
2＋
1
2k(x－x0)
2，解得v＝15 2 m/s，选项C错误；设游客
下落的最大距离为h，在整个过程中，依照机械能守恒定律得mgh＝1
2k(h－x0)
2，
解得h＝40 m，选项D正确．
答案：AD
8．[2019·清江月考]
(多项选择)以下列图，圆滑半球的半径为R，球心为O，固定在水平面上，
其上方有一个圆滑曲面轨道AB，高度为R
2.轨道底端水平并与半球顶端相切，质
量为m的小球由A点静止滑下，最后落在水平面上的C点，重力加速度为g，则()
A ．小球将沿半球表面做一段圆周运动后跑至C 点
B ．小球将从B 点开始做平抛运动到达
C 点
C ．O 、C 之间的距离为2R
D ．小球运动到C 点的速率为3gR
剖析：小球从A 到B 的过程中，依照机械能守恒可得：mg ·R 2＝12mv 2－0，
解得v ＝gR ，而在B 点，当重力完好充当向心力时，依照mg ＝m v 2B R ，解得v B
＝gR ，故当小球到达B 点时，重力恰好完好充当向心力，因此小球从B 点开始做平抛运动到达C ，A 错误、B 正确；依照平抛运动规律，水平方向上x ＝v B t ，
竖直方向上R ＝12gt 2，解得x ＝2R ，C 错误；对整个过程机械能守恒，故有32mgR
＝12mv 2C ，解得v C ＝3gR ，D 正确．
答案：BD
二、非选择题(本题共3个小题，52分)
9．(10分)如图甲是考据机械能守恒定律的实验．小圆柱由一根不可以伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定，将轻绳拉至水平后由静止释放，在最低点周边放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间Δt ，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d ，如图乙所示，重力加速度为g .则
(1)小圆柱的直径d ＝________cm.
(2)测出悬点到圆柱重心的距离l ，若等式gl ＝________成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒．
(3)若在悬点O 安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力F ，则要考据小圆柱在最低点的向心力公式还需要测量的物理量是________(用文字和字母表
示)，若等式F ＝____________成立，则可考据向心力公式F n ＝m v 2
R .
剖析：(1)小圆柱的直径
d ＝10 mm ＋2×0.1 mm ＝10.2 mm ＝1.02 cm.
(2)依照机械能守恒定律得mgl ＝12mv 2，
因此只需考据gl ＝12v 2＝12⎝ ⎛⎭
⎪⎫d Δt 2，就说明小圆柱下摆过程中机械能守恒． (3)若测量出小圆柱的质量m ，则在最低点由牛顿第二定律得F －mg ＝m v 2
l ，
若等式F ＝mg ＋m d 2
l Δt 2成立，则可考据向心力公式，可知需要测量小圆柱的质量m .
答案：(1)1.02 (2)12⎝ ⎛⎭
⎪⎫d Δt 2 (3)小圆柱的质量m mg ＋m d 2
l Δt 2
10．(20分)
以下列图，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A 与斜面之间的动摩擦因数μ＝34，
轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C 点，用一根不可以伸长的轻绳经过轻质圆滑的定滑轮连接物体A 和B ，滑轮右侧绳子与斜面平行，A 的质量为2m ＝4 kg ，B 的质量为m ＝2 kg ，初始时物体A 到C 点的距离为L ＝1 m ，现给A 、B 一初速度v 0＝3 m/s ，使A 开始沿斜面向下运动，B 向上运动，物体A 将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C 点．已知重力加速度取g ＝10 m/s 2，不计空气阻力，整个过程中轻绳向来处于挺直状态，求此过程中：
(1)物体A 向下运动刚到达C 点时的速度大小．
(2)弹簧的最大压缩量．
(3)弹簧中的最大弹性势能．
剖析：(1)物体A 向下运动刚到C 点的过程中，对A 、B 组成的系统应用能量守恒定律可得
2mgL sin θ＋12·3mv 02
＝mgL ＋μ·2mg cos θ·L ＋12·3mv 2
可解得v ＝2 m/s.
(2)以A 、B 组成的系统，在物体A 将弹簧压缩到最大压缩量，又返回到C 点的过程中，系统动能的减少量等于因摩擦产生的热量，即
12
·3mv 2－0＝μ·2mg cos θ·2x 其中x 为弹簧的最大压缩量
解得x ＝0.4 m.
(3)设弹簧的最大弹性势能为E pm
由能量守恒定律可得
12·
3mv 2＋2mgx sin θ＝mgx ＋μ·2mg cos θ·x ＋E pm 解得E pm ＝6 J.
答案：(1)2 m/s (2)0.4 m (3)6 J
11．(22分)单板滑雪U 形池如图甲所示，乙图为表示图，由两个完好相同的14圆弧滑道AB 、CD 和水圆滑道BC 组成，圆弧滑道的半径R ＝4 m ，B 、C 分别为圆弧滑道的最低点，B 、C 间的距离x ＝7.5 m ，假设某次比赛中运动员经过水圆滑道B 点时水平向右的速度v 0＝16 m/s ，运动员从B 点运动到C 点所用的时间t ＝0.5 s ，从D 点跃起时的速度v D ＝8 m/s.设运动员连同滑板的质量m ＝50 kg ，忽略空气阻力的影响，已知圆弧上A 、D 两点的切线沿竖直方向，重力加速度g 取10 m/s 2.求：
(1)运动员在C 点对圆弧轨道的压力大小和运动员与水平轨道间的动摩擦因。