高三物理第二轮复习 专练三十一 新人教版

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

专练三十一
(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)
一、选择题
1.关于摩擦力做功的下列说法不正确的是( )
A .滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,一定做负功
B .静摩擦力起着阻碍物体相对运动趋势的作用,一定不做功
C .静摩擦力和滑动摩擦力都可以对物体做正功
D .系统内两物体间的相互作用的一对摩擦力做功的总和恒等于0
解析: 功的计算公式W =Fxcos θ中的x 是指相对于地面的位移,滑动摩擦力和静摩擦力仅起阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势)的作用.它们和物体对地“绝对位移”的方向既可能相同也可能相反,说它们一定做负功是错误的.物体间有静摩擦力作用时两物体相对静止,物体可以对地移动,所以静摩擦力也可能做功,物体间有相对滑动时,伴随机械能的损耗(转化为内能),所以一对滑动摩擦力做功的总和恒为负值,A 、B 、D 选项均错,C 项正确. 答案: C
2.(2011·南通市部分重点中学联考)如右图所示,一质量为m
的足球,以速度v 由地面踢起,当它到达离地面高度为h 的B
点处(取重力势能在B 处为零势能参考平面),下列说法正确的
是( )
A .在
B 点处重力势能为mgh
B .在B 点处的动能为12
mv2+mgh C .在B 点处的机械能为12
mv2-mgh D .在B 点处的机械能为12
mv2 解析: 因为机械能为Ek +Ep ,所以C 对.
答案: C
3.一辆汽车保持功率不变驶上一斜坡,其牵引力逐渐增大,阻力保持不变,则在汽车驶上斜坡的过程中( )
①加速度逐渐增大 ②速度逐渐增大 ③加速度逐渐减小 ③速度逐渐减小
A .①②
B .①④
C .②③
D .③④
解析: 由P =F·v 可知,汽车的牵引力逐渐增大,其上坡的速度逐渐减小,汽车的加速度方向沿坡向下,由牛顿第二定律得:mgsin θ+Ff -F =ma ,随F 增大,a 逐渐减小,综上所述,③④正确,①②错误.所以本题答案为D.
答案: D
4.如右图所示,用手通过弹簧拉着物体沿光滑斜面上滑,下列说法
正确的是( )
A .物体只受重力和弹簧的弹力作用,物体和弹簧组成的系统机械能
守恒
B .手的拉力做的功,等于物体和弹簧组成的系统机械能的增加量
C .弹簧弹力对物体做的功,等于物体动能的增加量
D .手的拉力和物体重力做的总功等于物体动能的增加量
解析: 对于物体和弹簧组成的系统,当只有重力做功时机械能才守恒,手的拉力对系统做正功,系统的机械能增大,由功能原理可知,A 错B 对;对物体、弹簧弹力是外力,物体所受外力中,除重力外只有弹簧弹力做功,因此弹簧弹力做的功等于物体机械能的增加量,C 错;手的拉力作用于弹簧,因此引起弹簧的形变而改变弹性势能,D 错.
答案: B
5.(2010·上海单科)将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出,设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变,则物体( )
A .刚抛出时的速度最大
B .在最高点的加速度为零
C .上升时间大于下落时间
D .上升时的加速度等于下落时的加速度
解析: 根据能量守恒定律,A 对;在最高点,物体只受重力作用,加速度为g ,B 错;上升
过程中加速度a 上=mg +Ff m ,下降过程中加速度a 下=mg -Ff m ,D 错;根据h =12
at2得C 错. 答案: A
6.如右图所示,在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧,上端O 点与管口A 的距离
为2x0,一质量为m 的小球从管口由静止下落,将弹簧压缩至最低点B ,压缩量
为x0,不计空气阻力,则( )
A .小球运动的最大速度等于2gx0
B .小球运动中最大加速度为g
C .弹簧的劲度系数为mg/x0
D .弹簧的最大弹性势能为3mgx0
解析: 本题考查牛顿第二定律、胡克定律及机械能守恒定律,意在考查考生分
析变力做功的能力.小球下落至平衡位置时速度最大,此时kx =mg ,而x<x0,又因为下落距离大于2x0,选项A 、C 错误;当小球到达最低点时加速度最大,且最大加速度大于g ,选项B 错误;小球下落的整个过程中,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则:mg×3x0-Ep =0,选项D 正确.
答案: D
7.用水平力F 拉一物体,使物体在水平地面上由静止开始做匀加速
直线运动,t1时刻撤去拉力F ,物体做匀减速直线运动,到t2时
刻停止.其速度—时间图象如图所示 ,且α>β,若拉力F 做的
功为W1,平均功率为P1;物体克服摩擦阻力Ff 做的功为W2,平
均功率为P2,则下列选项正确的是( )
A .W1>W2;F =2Ff
B .W1<W2;F>2Ff
C .P1>P2;F>2Ff
D .P1=P2;F =2Ff
解析: 由于物体初末速度为零,根据动能定理可知,水平外力F 做的功与摩擦力做的功相等,选项A 、B 均错误;由于摩擦力作用时间大于外力F 作用时间,故P1>P2,由于α>β,则F>2Ff ,故选项C 正确.
答案: C
8.如右图所示,可视为质点的物块A 放在物体B 上,物体B 的斜面
为弧面,A 、B 之间有摩擦,水平地面光滑.现将物块A 从物块B
的顶端由静止释放,在滑到物体B 的底端前,下列说法不正确的是
( )
A .若物体
B 固定,则物块A 减少的重力势能等于它的动能和系统
增加的内能之和
B .若物体B 不固定,则物块A 减少的机械能等于物体B 增加的机械能
C .物体B 在固定与不固定的两种情况下,系统重力势能的减少量相等
D .物体B 在固定与不固定的两种情况下,摩擦产生的热量不等
解析: 若B 固定,A 减少的重力势能转化为A 的动能和系统增加的内能,选项A 正确;若B 不固定,A 减少的重力势能转化为A 、B 的动能和系统增加的内能,选项B 错误;B 在固定与不固定的两种情况下,A 下降的高度相等,所以系统重力势能的减少量相等,选项C 正确;B 不固定时,由于A 、B 都运动,经过同一位置A 的速度与B 固定时A 的速度不等,所以同一位置的摩擦力大小不等,因而摩擦产生的热量不等,选项D 正确.
答案: B
9.如右图所示,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A 和
物块B ,跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O ,倾角为θ=30°
的斜面体置于水平地面上,A 的质量为m ,B 的质量为4m ,开
始时,用手托住A ,使OA 段绳恰好处于水平伸直状态(绳中
无拉力),OB 绳平行于斜面,此时B 静止不动,将A 由静止释放,其下摆过程中斜面体保持静止,下列判断中正确的是( )
A .物块
B 受到摩擦力先增大后减小
B .地面对斜面体的摩擦力方向先向右后向左
C .小球A 重力的瞬时功率先变大后变小
D .小球A 的机械能不守恒,A 、B 系统的机械能守恒
解析: 小球A 释放瞬间,绳的拉力为零,则物块B 受到的静摩擦力大小为2mg ,方向沿斜面
向上.在小球A 摆到最低点的过程中,由机械能守恒得mgR =12mv2,在最低点FT -mg =m v2R
,联立解得绳子的最大拉力为FT =3mg.此时物块B 仍静止,且受到静摩擦力大小为mg ,方向沿斜面向下,由此判断出小球A 在下摆过程中,物块B 一直处于静止状态,受到静摩擦力先减小后增大,A 选项错误;在小球A 下摆过程中,OA 绳对斜面体的拉力方向始终斜向左下方,由此判断出地面对斜面体的摩擦力方向一直向右,B 选项错误;小球A 释放瞬间速度为零,此时的重力瞬时功率为零.当小球A 运动到最低点时,由于速度方向与重力方向垂直,此时重力的瞬时功率也为零,故在下摆过程中,小球A 重力的瞬时功率先变大后变小,C 选项正确;小球A 在下摆过程中做圆周运动,绳子的拉力与小球速度方向垂直,拉力不做功,故小球A 的机械能守恒D 选项错误.
答案: C
二、非选择题
10.某同学为探究恒力做功与物体动能改变的关系,设计
了如下实验,他的操作步骤是:
A .摆好实验装置如右图所示.
B .将质量为200 g 的小车拉到打点计时器附近,并按住
小车.
C .在质量为10 g 、30 g 、50 g 的三种钩码中,挑选了一个质量为50 g 的钩码挂在拉线的挂钩P 上.
D .释放小车,打开电磁打点计时器的电源,打出一条纸带.
(1)在多次重复实验得到的纸带中取出较为满意的一条.经测量、计算,得到如下数据: ①第1个点到第N 个点的距离为40.0 cm.
②打下第N 点时小车的速度大小为1.00 m/s.
该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,算出拉力对小车做的功为________J ,小车动能的增量为________J.
(2)此次实验探究结果,他没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”,且误差很大.显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素.请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助他分析一下,造成较大误差的主要原因是:________________________.
解析: (1)绳对小车的拉力近似等于钩码的重力F =mg ,拉力对小车做的功W =Fx =mgx =
0.05×9.8×0.40 J=0.196 J ;动能的增量ΔEk =12Mv2=12
×0.2×12 J=0.100 J. 答案: (1)0.196 0.100 (2)①小车质量没有远大于钩码质量;②没有平衡摩擦力;③操作错误:先释放小车后打开电源
11.如图a 所示是一个处于竖直平面内的特殊运动轨道,OA 是长为x1=2R 的直轨道,AE 是
倾角为30°的斜轨道,它们与滑块的动摩擦因数都为μ=49
,EDF 是圆心在B 点,半径为R 的光滑圆弧.D 点是最高点.ED 圆弧上方有一个高度与滑块相近的光滑圆弧形挡板PQ ,轨道上的A 、E 两点理想连接,使滑块经过这两点时不损失机械能,且AE ⊥EB.可视为质点的滑块,质量为m ,以v0的初速度从O 点进入OA 直轨道,滑块在OA 轨道运动时,受到水平向右的动力作用,它的大小随滑块与O 点的距离变化,如图b 所示,图中F0=mg.滑块经A 点滑上斜轨道,到达轨道最高点D 时恰好对轨道和挡板都无压力,此时立刻撤除圆弧形挡板PQ.滑块经D 点后能无碰撞地进入一个特殊的漏斗C ,漏斗C 能将滑块以进入时的速率反向弹出.求:
(1)滑块在D 点时的速度大小;
(2)初速度v0的大小;
(3)滑块从漏斗C 弹出后会再次经过D 点吗?若会经过D 点,请求出经多长时间再次到达D 点,漏斗离F 点的距离x2多大?若不会经过D 点,请说明理由.
解析: (1)mg =m v2D R
vD =Rg.
(2)AE =-R2=3R
滑块从O 点到D 点的过程中,应用动能定理:
12mv2D -12mv20=12
F0x1-μmgx1-μmgcos 30°xAE-mgR v0=379
gR. (3)滑块从D 点到C 点做平抛运动,进入C 点后又被反向弹回,滑块将沿原来的轨迹反向回至D 点,到D 时的速度大小为
vD =Rg
R =12gt2 t =2R g
xBC =vDt =2R x2=xBC -R =(2-1)R.
答案: (1)Rg (2)379
gR (3)能 (2-1)R
12.(2010·福建理综)如图所示,物体A 放在足够长的木板B 上,木板B 静置于水平面.t =0时,电动机通过水平细绳以恒力为F 拉木板B ,使它做初速度为零、加速度aB =1.0 m/s2的匀加速直线运动.已知A 的质量mA 和B 的质量mB 均为2.0 kg ,A 、B 之间的动摩擦因数μ1=0.05,B 与水平面之间的动摩擦因数μ=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g 取10 m/s2.求:
(1)物体A 刚运动时的加速度aA ;
(2)t =1.0 s 时,电动机的输出功率P ;
(3)若t =1.0 s 时,将电动机的输出功率立即调整为P′=5 W ,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t =3.8 s 时物体A 的速度为1.2 m/s.则在t =1.0 s 到t =3.8 s 这段时间内木板B 的位移为多少?
解析: (1)物体A 在水平方向上受到向右的摩擦力,由牛顿第二定律得
μ1mAg =mAaA ①
代入数据解得
aA =0.5 m/s2.②
(2)t =1.0 s 时,木板B 的速度大小为③
v1=aBt
木板B 所受拉力F ,由牛顿第二定律有
F -μ1mAg -μ2(mA +mB)g =mBaB ④
电动机输出功率
P =Fv1⑤
由③④⑤并代入数据解得 P =7 W .⑥
(3)电动机的输出功率调整为5 W 时,设细绳对木板B 的拉力为F′,则
P′=F′v1⑦
代入数据解得F′=5 N ⑧
木板B 受力满足
F′-μ1mAg -μ2(mA +mB)g =0⑨
所以木板B 将做匀速直线运动,而物体A 则继续在B 上做匀加速直线运动直到A 、B 速度相等.设这一过程时间为t′,有
v1=aA(t +t′)⑩
这段时间内B 的位移x1=v1t′⑪
A 、
B 速度相同后,由于F′>μ2(mA +mB)g 且电动机输出功率恒定,A 、B 将一起做加速度逐渐减小的匀加速运动,由动能定理得
P′(t2-t′-t1)-μ2(mA +mB)gs2=12(mA +mB)v2A -12
(mA +mB)v21⑫ 由②③⑩⑪⑫并代入数据解得
木板B 在t =1.0 s 到t =3.8 s 这段时间的位移
x =x1+x2=3.03 m(或取x =3.0 m).
答案: (1)0.5 m/s2 (2)7 W (3)3.03 m
滚动训练(四)
(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)
一、选择题
1.(2011·河北衡水十四中10月月考)如右图所示,电梯与水平地面成θ
角,一人站在电梯上,电梯从静止开始匀加速上升,到达一定速度后再
匀速上升.若以FN 表示水平梯板对人的支持力,G 为人受到的重力,F
为电梯对人的静摩擦力,则下列结论正确的是( )
A .加速过程中F≠0,F 、FN 、G 都做功
B .加速过程中F≠0,FN 不做功
C .加速过程中F =0,FN 、G 都做功
D .匀速过程中F =0,FN 、G 都不做功
解析: 加速过程中,水平方向的加速度由摩擦力Ff 提供,所以F≠0,F 、FN 做正功,G 做负功,选项A 正确,B 、C 错误.匀速过程中,水平方向不受静摩擦力作用,Ff =0,FN 做正功,G 做负功,选项D 错误.
答案: A
2.如图所示,在验证向心力公式的实验中,质量相同的钢球①放在A 盘的边缘,钢球②放在B 盘的边缘,A 、B 两盘的半径之比为2∶1.a、b 分别是与A 盘、B 盘同轴的轮.a 轮、b 轮半径之比为1∶2,当a 、b 两轮在同一皮带带动下匀速转动时,钢球①②受到的向心力之比为
( )
A .2∶1
B .4∶1
C .1∶4
D .8∶1
解析: 本题考查圆周运动等知识.由题意“在同一皮带带动下匀速转动”,说明a 、b 两轮的线速度相等,即va =vb ,又因a 轮与A 盘同轴,b 轮与B 盘同轴,角速度相等,联立并代
入F =m v2r
得到D 项正确. 答案: D
3.如右图所示,一个物体A 恰好静止在斜面上.现用一竖直向下的外力
F 作用于A ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法中正确的是
( )
A .物体A 所受的摩擦力可能减小
B .物体A 对斜面的压力可能保持不变
C .无论F 怎样增大,物体A 总保持静止
D .当F 增大到某一值时,物体可能沿斜面下滑
解析: 未施加力F 时,A 恰好静止,对斜面的压力FN =mAgcos θ,A 所受的摩擦力Ff =μmAgcos θ,且mAgsin θ=μmAgcos θ.
施加力F 后,A 对斜面的压力FN′=(mAg +F)cos θ,增大了;A 所受的摩擦力F′f=μ(mAg +F)cos θ,也增大了.假设物体A 沿斜面加速下滑,由牛顿第二定律得(mAg +F)sin θ-μ(mAg +F)cos θ=mAa ,联立解得a =0,所以无论F 怎样增大,A 总恰好静止. 答案: C
4.卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用.第一代、第二代海事卫星只使用静止轨道卫星,
不能覆盖地球上的高纬度地区,而第三代海事卫星采用同步和中轨道卫星结合的方案,解决了覆盖全球的问题.它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成.中轨道卫星高度约为地球半径的2倍,分布在几个轨道平面上(与赤道平面有一定的夹角).地球表面处的重力加速度为g ,则中轨道卫星处的重力加速度约为( )
A .g/4
B .g/9
C .4g
D .9g
解析: 由G mM R2=mg 、G mM =mg′解得g′=g 9
,选项B 正确. 答案: B
5.如右图所示,质量为m 的两木块a 和b 叠放在水平面上,a 受到斜向
上与水平方向成θ角的力的作用,b 受到斜向下与水平方向成θ角的
力的作用,两力大小均为F ,两木块均保持静止状态,则( )
A .a 、b 之间一定存在静摩擦力
B .b 与地面之间一定存在静摩擦力
C .b 对a 的支持力可能大于mg
D .地面对b 的支持力一定小于2mg
答案: A
6.先后用相同材料制成的橡皮条彼此平行地沿水平方向拉同一质量为
m 的物块,且每次使橡皮条的伸长量均相同,物块m 在橡皮条的拉力作
用下所产生的加速度a 与所拉橡皮条的数目n 的关系如图所示,若更
换物块所在水平面的材料,再重复这个实验,则图中直线与水平轴间
的夹角θ将( )
A .变大
B .不变
C .变小
D .与水平面的材料有关
解析: 设每条橡皮条的拉力为F ,则由牛顿第二定律得:a =nF m
-μg ,更换材料,并不改变a -n 图线的斜率F m
,即θ不变,选项B 正确. 答案: B
7.如右图所示,在光滑水平面上运动的物体,刚好能越过一个倾
角为α的固定在水平面上的光滑斜面做自由落体运动,落地时
的速度为v ,不考虑空气阻力及小球滚上斜面瞬间的能量损失,
下列说法正确的是( )
A .小球冲上斜面前在水平面上的速度应大于v
B .小球在斜面上运动的时间为v gsin α
C .斜面的长度为v2gsin α
D .小球在斜面上运动的加速度大于gsin α
解析: 由题意可知,小球运动到斜面最顶端的速度恰好为0,小球上升过程中做匀减速运动,加速度为gsin α,D 选项错误.小球滚上斜面到自由落体落地的过程中只有重力做功,机械能守恒,故小球冲上斜面前在水平面上的速度应等于v ,A 选项错误;小球在斜面上运动的时
间为t =v gsin α,B 选项正确;斜面的长度为x =v22gsin α
,C 选项错误.
答案: B
8.如下图所示,放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F1与F2的作用静止不动.现保持F1不变,F2大小变化如图乙所示,则在此过程中,能正确描述木块运动情况的速度图象是
( )
解析: 由于F2均匀减小到零然后又均匀增大到原值,所以物体受到的合外力的变化情况为先增大后减小到零,根据牛顿第二定律知物体加速度也是先增大后减小到零,而速度一直在增大,最后达到最大值.符合上述规律的v -t 图象只有D 项.
答案: D
9.小明家要盖新房子,小明家处在多雨的地区.已知房子的宽度一定,要想下雨时,让雨水在房顶的时间最短,则新房的房顶应与水平面的夹角为( )
A .30°
B .45°
C .60°
D .80°
解析: 本题的物理情景可等效为右图所示的物理模型,有三个底面相同的
光滑斜面A 、B 、C ,今有三个相同的小球同时从斜面的顶端由静止释放,问
三小球谁先抵达斜面的底端?
设任一斜面的长为x ,斜面的底边长为L.三小球在斜面上均做初速度为零、
加速度a =gsin θ的匀加速运动,则由公式x =12at2,x =L cos θ
得小球运动的时间为
t =4L gsin 2θ
由数学知识得,当θ=45°时,时间有最小值 tmin =2
L g 即该小球运动到底端的时间最短.由此得新房房顶与水平面的夹角应为45°,故本题选项B 正确.
答案: B
二、非选择题 10.(2010·上海单科)如右图所示,固定于竖直面内的粗糙斜杆,
与水平方向夹角为30°,质量为m 的小球套在杆上,在大小不变的拉力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端.为使拉力做功最小,拉力F 与杆的夹角α=________,拉力大小F =________.
解析: 根据功能关系,要使拉力做功最小,则小球与杆间摩擦力为零,即拉力F 竖直向上,大小为mg ,此时拉力F 与杆的夹角为60°
答案: 60° mg
11.在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐运动.如右图所示,人坐
在滑板上从斜坡的高处由静止开始滑下,滑到斜坡底端B 点后沿
水平的滑道再滑行一段距离到C 点停下来.若某人和滑板的总质
量m =60.0 kg ,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数相
同,大小为μ=0.50,斜坡的倾角θ=37°.斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计.试求:
(1)人从斜坡滑下的加速度为多大?
(2)若出于场地的限制,水平滑道的最大距离为L =20.0 m ,则人在斜坡上滑下的距离AB 应不超过多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
解析: (1)设滑板在斜坡上时的加速度为a1
⎩⎪⎨⎪⎧ mgsin 37°-F 阻=ma1FN =mgcos 37°
F 阻=μFN
解得a1=2 m/s2.
(2)设滑板在水平滑道上时的加速度为a2
-μmg =ma2
a2=-μg =-5 m/s2
vB =0-2a2L =0-2×-5×20 m/s =10 2 m/s
xAB =v2B 2a1=2002×2
m =50 m. 答案: (1)2 m/s2 (2)50 m
12.如右图所示,传送带以v 为10 m/s 速度向左匀速运行,BC 段长L 为2 m ,半径R 为1.8 m 的光滑圆弧槽在B 点与水平传送带相切,质量m 为0.2 kg 的小滑块与传送带间的动摩擦因数μ为0.5,g 取10 m/s2,不计小滑块通过连接处的能量损失.求:
(1)小滑块从M 处无初速度滑下,到达底端B 时的速度;
(2)小滑块从M 处无初速度滑下后,在传送带上向右运动的最大距离以及此过程产生的热量;
(3)将小滑块无初速度放在传送带C 端,要使小滑块能通过N 点,传送带BC 段至少为多长?
解析: (1)根据机械能守恒定律:
mgR(1-cos 60°)=12mv2B
得vB =3 2 m/s.
(2)小滑块做匀减速运动至停止时距离最大, 0-v2B =-2ax
a =μg =5 m/s2
x =1.8 m
t =vB a =35
2 s x 相=vt +12
vBt =10.2 m Q =Ffx 相=10.2 J.
(3)小滑块能通过N 点的临界条件:
mgsin 30°=m v2R
v =3 m/s
根据机械能守恒关系: -mgR(1+sin 30°)=12mv2-12
mv2B vB =63 m/s
小滑块在传送带上加速过程:v2B =2ax′ x′=6.3 m.
答案: (1)3 2 m/s (2)10.2 J (3)6.3 m。

相关文档
最新文档