2019届高三物理(浙江学考)一轮复习练习：第5章 章末限时集训5 Word版含答案

章末限时集训(五)
(时间：60分钟满分：100分)
一、选择题(本题共13小题．每小题5分，共65分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分) 1．运动员在110米栏比赛中，主要有起跑加速、途中匀速跨栏和加速冲刺三个阶段，运动员的脚与地面间不会发生相对滑动，以下说法正确的是() A．加速阶段地面对运动员的摩擦力做正功
B．匀速阶段地面对运动员的摩擦力做负功
C．由于运动员的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速，地面对运动员的摩擦力始终不对运动员做功
D．无论加速阶段还是匀速阶段，地面对运动员的摩擦力始终做负功
C[因运动员的脚与地面间不发生相对滑动，故地面对运动员的静摩擦力对运动员不做功，A、B、D均错误，C正确．]
2．一艘轮船以15 m/s的速度匀速直线航行，它所受到的阻力为1.2×107N，发动机的实际功率为()
A．1.8×105 kW B．9.0×104 kW
C．8.0×104 kW D．8.0×103 kW
A[轮船匀速运动，牵引力等于阻力，所以P＝fv＝1.2×107×15 W＝1.8×105 kW，A正确．]
3．质量为m的小陶同学助跑跳起后，手指刚好能摸到篮球架的球框．该同学站立举臂时，手指触摸到的最大高度为h1，已知篮球框距地面的高度约为h2，则在助跑，起跳和摸框的整个过程中，该同学重力势能的增加量最接近() A．mgh1B．mgh2
C．mg(h2－h1) D．mg(h1＋h2)
C[该同学站立举臂时手指触摸到的最大高度为h1，起跳后摸框时手指到达的高度为h2，因此人的重心上升的高度为Δh＝h2－h1，重力势能的增加量为ΔE p ＝mgΔh＝mg(h2－h1)，C项正确．]
4．“风光互补路灯”系统在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，二者皆备时同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用，该系统()
A．只可以实现风能转化为电能
B．只可以实现太阳能转化为电能
C．可以实现电能转化为风能
D．可以同时实现风能、太阳能转化为电能
D[有阳光时，通过太阳能电池板发电，可以实现将太阳能转化为电能，有风时通过风力发电，可以实现将风能转化为电能，因此A、B项错误；但不能将电能转化为风能，C错误；由于能同时发电，因此可以同时实现风能、太阳能转化为电能，D项正确．]
5．如图1所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增大的是()
甲乙丙丁
图1
A．如图甲，撑杆跳高的运动员上升至离杆的过程，杆的弹性势能
B．如图乙，人拉长弹簧的过程，弹簧的弹性势能
C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程，橡皮筋的弹性势能
D．如图丁，小球被压缩弹簧向上弹起的过程，弹簧的弹性势能
B
6．(2017·舟山学考模拟)关于弹性势能，下列说法中正确的是()
A．当弹簧变长时弹性势能一定增大
B．当弹簧变短时弹性势能一定减小
C．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧的弹性势能越大
D．弹簧在拉伸时弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
C[弹簧弹性势能的大小除了跟劲度系数k有关外，还跟它的形变量有
关．如果弹簧原来处在压缩状态，当它变短时，它的弹性势能增大，当它变长时，它的弹性势能应先减小，在原长处它的弹性势能最小，所以A、B、D都不对．故选C.]
7．一只100 g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10 m/s2)() A．重力做功为1.8 J
B．重力做了0.55 J的负功
C．物体的重力势能一定减少0.55 J
D．物体的重力势能一定增加1.25 J
C[整个过程重力做功W G＝mgh＝0.1×10×0.55 J＝0.55 J，故重力势能减少0.55 J，所以选项C正确．]
8.如图2所示，某游戏者参加“蹦极”运动，身系一根轻质柔软的弹性绳从高处跳下．若不计空气阻力，则该游戏者从弹性绳原长位置O下降至最低点P 的过程中()
图2
A．游戏者的重力势能减小
B．游戏者的重力势能增大
C．弹性绳的弹性势能减小
D．弹性绳的弹性势能不变
A[游戏者从弹性绳原长位置下降到最低点的过程中，游戏者的高度一直在降低，因此重力势能一直在减小，弹性绳的长度一直在增大，形变量一直在增大，因此弹性绳的弹性势能一直在增大，A项正确．]
9．如图3所示，质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方
式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出h，则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功()
背越式跨越式
图3
A．都必须大于mgh
B．都不一定大于mgh
C．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mgh
D．用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh
C[采用背越式跳高方式时，运动员的重心升高的高度可以低于横杆，而采用跨越式跳高方式时，运动员的重心升高的高度一定高于横杆，故用背越式时克服重力做的功不一定大于mgh，而采用跨越式时克服重力做的功一定大于mgh，C正确．]
10.如图4所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上．若以地面为零势能面，而且不计空气阻力，则下列说法中正确的是()
图4
A．重力对物体做的功为mgh
B．物体在海平面上的势能为mgh
C．物体在海平面上的动能为1
2m v
2
－mgh
D．物体在海平面上的机械能为1
2m v
2
＋mgh
A[重力对物体做的功只与初、末位置的高度差有关，为mgh，A正确；物
体在海平面上的势能为－mgh，B错误；由动能定理mgh＝1
2m v 2－1
2m v
2
，到达海
平面时动能为1
2m v 2
＋mgh，C错误；物体只受重力做功，机械能守恒，等于地面
时的机械能1
2m v 2
，D错误．]
11.如图5所示，木盒中固定一质量为m的砝码，木盒和砝码在桌面上以一定的初速度一起滑行一段距离后停止．现拿走砝码，而持续加一个竖直向下的恒力F(F＝mg)，若其他条件不变，则木盒滑行的距离()
图5
A．不变B．变小
C．变大D．变大变小均可能
B[设木盒质量为M，木盒中固定一质量为m的砝码时，由动能定理可知，
μ(m＋M)gx1＝1
2(M＋m)v
2，解得x1＝v
2
2μg
；加一个竖直向下的恒力F(F＝mg)时，
由动能定理可知，μ(m＋M)gx2＝1
2M v 2，解得x2＝M v
2
2(m＋M)μg
.显然x2<x1.故选项B
正确．]
12.坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，如图6所示在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，雪橇受到的() 【导学号：81370194】
图6
A．支持力做功为mgl
B．重力做功为mgl
C．拉力做功为Fl cos θ
D．滑动摩擦力做功为－μmgl
C[支持力和重力与位移垂直，不做功，选项A、B错误；拉力和摩擦力分别做功为W＝Fl cos θ，W＝－μ(mg－F sin θ)l，选项C正确，D错误．]
13. (2017·浙江名校协作体联考)如图7所示，为一同学在篮球比赛中投出的篮球先后经过的A、B、C三个位置．其中B点为篮球上升的最高点，A、B点的高度差是B、C点高度差的两倍．不计一切阻力，下列说法正确的是()
图7
A．篮球从A点到B点重力做的功与B点到C点重力做的功相同
B．篮球从A点运动到C点的过程中，篮球的机械能先增加后减少
C．篮球从A点运动到C点的过程中，动能和重力势能都是先增大后减小D．篮球在B点时，重力的瞬时功率为零
D[由于不计一切阻力，因此球在运动过程中只有重力做功，机械能守恒，B项错误；由于A、B点的高度差是B、C点高度差的两倍，由W＝mgh可知，篮球从A点到B点重力做的功与B点到C点重力做的功不同，A项错误；篮球从A点运动到C点的过程中，重力势能先增大后减小，因此动能先减小后增大，C项错误；由于篮球在B点时，竖直方向的速度v为零，由P＝mgv可知，重力的瞬时功率为零，D项正确．]
二、非选择题(本题共4小题，共35分)
14．(5分)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如图8所示．
图8
(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有____________________________
________________________________________________________________.
(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是下列的哪个________________(填字母代号)．A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
【解析】(1)根据实验原理可知，需要验证mgx＝1
2M v
2，同时根据运动学
规律可知，此实验中需要测量钩码质量、小车质量和位移，故还需要的器材有：刻度尺和天平；
(2)分析小车受力可知，在平衡摩擦力的基础上，使细绳与木板平行是为了让细绳的拉力充当小车所受合外力，故选项D正确．
【答案】(1)刻度尺、天平(包括砝码)(2)D
15．(7分)在一次实验验证课上，某同学利用自由落体运动来验证机械能守恒定律，该同学开始实验时的情形如图9所示，他将打点计时器接通低压电源后释放纸带．
图9
(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方．
①______________________________________________________________ ②______________________________________________________________
(2)该同学在教师的指导下规范了实验操作，重新进行实验，得到了几条(3～5条)打出一系列点的纸带，在选点验证机械能守恒时，有以下两种方案，其中对选取纸带的1、2两点间距离要求小于或接近 2 mm 的是方案________(选填“一”或“二”)．
方案一：利用起始点和第n 点计算；
方案二：任取两点计算．
(3)该同学最终选择了方案一，结合图象法进行数据分析，他从纸带上选取多个点．测量从第一点到其余各点的下落高度h ，并计算各点速度的平方v 2，根
据实验数据作出12v 2-h 图象，其中图线的斜率表示________________．
【解析】 (1)打点计时器采用的是交流电源，而本实验中采用了直流电源；同时，由于加速度较大，故纸带应在1米左右，且应让重物紧靠打点计时器，而本实验中离打点计时器太远，故错误为：①打点计时器接了直流电源；②重物离
打点计时器太远．(2)根据自由落体运动规律应有h ＝12×10×(0.02)2m ＝0.002 m
＝2 mm
选用点迹清晰，第1、2点间距离接近2 mm 的纸带，也就是利用起始点和第n 点计算，所以是方案一．(3)重物由静止开始下落距离h 获得速度v ，根据动
能定理得mgh ＝12m v 2即12v 2＝gh ，所以12v 2-h 图线的斜率是重力加速度g .
【答案】 (1)①打点计时器接了直流电；②重物离打点计时器太远 (2)一
(3)重力加速度g
16.(11分)(2017·平湖学考模拟)如图10所示，雪道与水平冰面在B 处平滑地连接．小明乘雪橇从雪道上离冰面高度h ＝8 m 的A 处自静止开始下滑，经B 处后沿水平冰面滑至C 处停止．已知小明与雪橇的总质量m ＝70 kg ，用速度传感器测得雪橇在B 处的速度值v B ＝12 m/s ，不计空气阻力和连接处能量损失，小明和雪橇可视为质点．问：
图10
(1)从A 到C 过程中，小明与雪橇所受重力做了多少功？
(2)从A 到B 过程中，小明与雪橇损失了多少机械能？
(3)若小明乘雪橇最后停在BC 的中点，则他应从雪道上距冰面多高处由静止开始下滑？
【解析】 (1)从A 到C 过程中，小明与雪橇所受重力做的功为W G ＝mgh ， 代入得W G ＝5.6×103 J.
(2)从A 到B 过程中，小明与雪橇
重力势能减少量为ΔE p ＝mgh ＝5.6×103 J
动能增加量为ΔE k ＝12m v 2B ＝5.04×103 J
则损失的机械能为ΔE ＝ΔE p －ΔE k ＝5.6×102 J.
(3)设人在雪道上所受阻力为F f ，冰面上所受阻力为F f ′，BC 间距离为x ，由动能定理得
mgh －F f ·h sin θ－F f ′x ＝0
mgh ′－F f ·h ′sin θ－F f ′·x 2
＝0 解得h ′＝h 2＝4 m.
【答案】 (1)5.6×103 J (2)5.6×102 J (3)4 m
17．(12分)AB 是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，最低点B 与水平直轨道相切，如图11所示．一小球自A 点起由静止开始沿轨道下滑．已知圆弧轨道半径为R ，小球的质量为m ，不计各处摩擦．求：
图11
(1)小球运动到B 点时的动能；
(2)小球下滑到距水平轨道的高度为12R 时的速度大小和方向；
(3)小球经过圆弧轨道的B 点和水平轨道的C 点时，所受轨道支持力F N B 、F N C 各是多大？
【解析】 (1)从A 到B 的过程中，机械能守恒
所以E k ＝mgR .
(2)根据机械能守恒得，当小球下滑到距水平轨道的高度为12R 时，
ΔE k ＝ΔE p
即12m v 2＝12mgR
所以小球速度大小v ＝gR
速度方向沿圆弧的切线向下，小球距水平轨道的高度为12R ，由几何关系可
知，小球速度方向与竖直方向的夹角为30°.
(3)根据牛顿第二定律及机械能守恒，在B 点
F N B －mg ＝m v 2B R
mgR ＝12m v 2B
解得F N B ＝3mg
在C 点时，小球竖直方向受力平衡，所以F N C ＝mg .
【答案】 (1)mgR (2)gR ，方向为沿圆弧的切线向下，与竖直方向成30°角 (3)3mg mg。