2018年高考物理复习专题2 第1讲 演练

专题2 第1讲1．(2017·湖南十校联考)通过认真学习，同学们掌握了丰富的物理知识．下列说法中正确的是( C )A ．汽车在光滑的水平面上运动时，驾驶员通过操作方向盘，可以使汽车转弯B ．在某一过程中，只要物体的位移为0，任何力对该物体所做的功就为0C ．物体的速度为0时，其加速度可能不为0D ．静摩擦力对受力物体可以做正功，滑动摩擦力对受力物体一定做负功解析 汽车在水平面上转弯时，向心力的来源是静摩擦力，所以在光滑水平面上，通过操作方向盘，不能使汽车转弯，选项A 错误；B 项容易片面地理解为W ＝Fx ，因为位移x ＝0，所以W ＝0，但该公式只适用于恒力做功，例如汽车绕操场一圈回到出发点，虽然汽车的位移为零，但牵引力对汽车做了功，牵引力做的功为牵引力乘以路程，选项B 错误；物体的速度与加速度没有必然联系，例如汽车启动的瞬间，虽然汽车的速度为0，但加速度不为0，选项C 正确；摩擦力可以对物体做正功、做负功或不做功，选项D 错误．2．(2017·山东重点中学联考)一电动机通过一轻绳竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图所示规律变化，已知物块的质量为m ，重力加速度为g ，0～t 0时间内物块做匀加速直线运动，t 0时刻后功率保持不变，t 1时刻物块达到最大速度，则下列说法正确的是( D )A ．物块始终做匀加速直线运动B ．0～t 0时间内物块的加速度为P 0mt 0C ．t 0时刻物块的速度大小为P 0mgD ．0～t 1时间内物块上升的高度为P 0mg ⎝⎛⎭⎫t 1－t 02－P 202m 2g3 解析 因物块在0～t 0时间内做匀加速直线运动，设绳子的拉力为F ，由牛顿第二定律有F －mg ＝ma ，设t 0时刻物块的速度为v 0，P 0＝F v 0＝Fat 0，联立可得P 0＝(mg ＋ma )at 0，可知图线的斜率k ＝P 0t 0＝m (g ＋a )a ，可知物块的加速度a ≠P 0mt 0，选项B 错误；由题意知在t 0时刻后功率保持不变，t 1时刻物块达到最大速度，由功率公式P ＝F v 知，当功率保持不变时，v 增大，F 应减小，物块做变加速运动，当F 减小到mg ，即t ＝t 1时，物块达到最大速度v m ＝P 0mg，可知选项A 、C 错误；设在0～t 1时间内物块上升的高度为h ，由动能定理有W F －mgh ＝12m v 2m －0，拉力F 做功由图象面积大小计算求得，即W F ＝12P 0t 0＋P 0(t 1－t 0)＝P 0⎝⎛⎭⎫t 1－t 02，代入求解可知选项D 正确．3．(2017·湖南湘中名校联考)如图所示，质量为m 的小物块从固定的半圆形槽内与圆心等高的位置P 点无初速度释放，先后经过A 、B 、C 三点，小物块到达左侧C 点时速度为零．B点是最低点，半圆形槽的半径为R ，A 点与C 点等高，A 点与B 点高度差为R 2.重力加速度为g ，则( D )A ．小物块从P 点运动到C 点的过程中，重力对小物块做的功大于小物块克服摩擦力做的功B ．小物块第一次从A 点运动到C 点的过程中，重力对小物块做的功大于小物块克服摩擦力做的功C ．小物块只能到达C 点一次，但能经过A 点两次D ．小物块第一次过B 点时，对槽的压力一定大于2mg解析 小物块从P 点运动到C 点的过程中，运用动能定理有mgh PC －W f ＝0，得重力对小物块做的功等于小物块克服摩擦力做的功，故选项A 错误；小物块第一次从A 点运动到C 点的过程中，由于A 点与C 点等高，所以重力做功为零，而小物块克服摩擦力做功不为零，故选项B 错误；小物块只能到达C 点一次是对的，然后由C 点返回，由于摩擦力做功，所以不能再次经过等高处的A 点，故选项C 错误；小物块第一次从B 点运动到C 点的过程中，运用动能定理－mgh BC －W f BC ＝0－12m v 2B ，由已知条件h BC ＝R 2，再对小物块第一次经过B 点时，运用牛顿第二定律得N B －mg ＝m v 2B R，联立以上三式可得槽对小物块的支持力N B ＝2mg ＋2W f BC R，由牛顿第三定律可知选项D 正确．4．(2017·湖南长沙一模)(多选)如图所示，内壁光滑半径大小为R 的圆轨道竖直固定在桌面上，一个质量为m 的小球静止在轨道底部A 点．现用小锤沿水平方向快速击打小球，击打后迅速移开，使小球沿轨道在竖直面内运动．当小球回到A 点时，再次用小锤沿运动方向击打小球．必须经过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点．已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W ，第二次击打过程中小锤对小球做功4W .设两次击打过程中小锤对小球做的功全部用来增加小球的动能，则W 的值可能是( AB )A.56mgR B ．34mgR C.38mgR D ．32mgR 解析 第一次击打，小球运动的最大高度为R ，即W ≤mgR .第二次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点，而小球能够通过最高点的条件为mg ≤m v 20R，即v 0≥gR .小球从静止到达最高点的过程，由动能定理得W ＋4W －mg ·2R ＝12m v 20－0，得W ≥12mgR ，则12mgR ≤W ≤mgR ，故选项A 、B 正确．5．(2017·山西名校联考)(多选)如图所示，小物块与三块材料不同但厚度相同的薄板间的动摩擦因数分别为μ、2μ和3μ，三块薄板长度均为L ，并依次连在一起．第一次将三块薄板固定在水平地面上，让小物块以一定的水平初速度v 0从a 点滑上第一块薄板，结果小物块恰好滑到第三块薄板的最右端d 点停下；第二次将三块薄板仍固定在水平地面上，让小物块从d 点以相同的初速度v 0水平向左运动；第三次将连在一起的三块薄板放在光滑的水平地面上，让小物块仍以相同的初速度v 0从a 点滑上第一块薄板．则下列说法正确的是( AB )A ．第二次小物块一定能够运动到a 点并停下B ．第一次和第二次小物块经过c 点时的速度大小相等C ．第三次小物块也一定能运动到d 点D ．第一次与第三次小物块克服摩擦力做的功相等解析 因为第一次和第二次薄板均被固定，以小物块为研究对象，根据动能定理，第一次有－μmgL －2μmgL －3μmgL ＝0－12m v 20，第二次从d 点运动到a 点摩擦力做功相同，故可以运动到a 点并停下，选项A 正确；同理，第一次运动到c 点时，摩擦力做的功W f1＝－μmgL －2μmgL ＝－3μmgL ，第二次运动到c 点时摩擦力做的功W f2＝－3μmgL ，所以两次通过c 点时的速度大小相等，选项B 正确；与第一次相比，第三次薄板放在光滑水平地面上，则摩擦力对薄板做功，薄板动能增加，系统损失的机械能减少，小物块相对薄板的位移减小，则小物块不能运动到d 点，选项C 错误；与第一次相比，因为第三次小物块没有减速到零，故损失的动能减少，所以摩擦力对小物块做的功减少，即小物块克服摩擦力做的功减少，选项D 错误．6．(2017·云南七校联考)(多选)如图所示，一辆货车用轻绳通过光滑轻质定滑轮提升一箱货物，货箱质量为M ，货物质量为m .货车由静止开始向左先做加速运动，再以速度v 做匀速运动，最后减速运动直到静止，在货车的牵引下，将货物提升高度h ，重力加速度为g ，则( BD )A ．整个过程中，货物的机械能先增加后减少B ．货车匀速运动过程中，货物与货箱的总重力做功的瞬时功率一直增大C ．货车匀速运动时，货物对货箱底部的压力始终等于mgD ．整个过程中，绳对货物做的功为(M ＋m )gh解析 因为绳的拉力始终对货物做正功，货物的机械能一直增加，选项A 错误；货车匀速运动时，绳与水平方向的夹角在减小，因此绳的速度增大，货物与货箱的总重力做功的瞬时功率一直增大，该过程货物向上做加速运动，货物处于超重状态，选项B 正确，选项C 错误；整个过程，根据动能定理有W －(M ＋m )gh ＝0，所以绳对货物做的功W ＝(M ＋m )gh ，选项D 正确．7．(2017·内蒙古部分学校联考)如图所示，位于竖直平面内的轨道由抛物线ab 、圆心为O 的圆弧bcd 和斜杆de 组成，ab 、de 分别与圆弧平滑连接且相切于b 、d 两点，a 点为拋物线顶点，b 、d 两点等高，c 点为圆弧的最低点．已知a 、b 两点间的竖直高度h ＝1.5 m ，水平距离x ＝2. 25 m ，圆弧的半径R ＝0.8 m ．现将一质量m ＝1 kg 的小圆环套在轨道上，从a 点以初速度v 0水平向右抛出，小圆环与ab 轨道间恰好没有相互作用力，小圆环第一次到达的最高点P 与a 点等高，小圆环与斜杆de 间的动摩擦因数恒为μ，其他位置摩擦不计，重力加速度g ＝10 m/s 2.(1)求v 0的值；(2)求μ的值；(3)若将一劲度系数为k 的光滑轻弹簧套在斜杆上，弹簧上端固定在P 点，下端(自由端)恰好在d 点，现将小圆环从a 点以23v 0的初速度水平向右拋出，小圆环压缩弹簧，弹簧的最大压缩量x m ＝0.2 m ，弹簧的弹性势能E p ＝12kx 2(x 为弹簧的形变量)，求小圆环经过c 点时对轨道压力的最小值以及k 的值．解析 (1)由题意知小圆环在ab 轨道上运动时只受重力作用，即小圆环在ab 轨道上做平抛运动，初速度为v 0，则x ＝v 0t ，h ＝12gt 2，得v 0＝3430 m/s. (2)设小圆环到达b 点时竖直分速度为v y ，过b 点时速度方向与水平方向的夹角为θ，斜杆的倾角也为θ，则tan θ＝v y v 0，v 2y ＝2gh ，得sin θ＝0.8，cos θ＝0.6. 小圆环从a 点第一次到达P 点的过程中，根据能量守恒定律有12m v 20＝μmg cos θ·h sin θ，得μ＝0.75.(3)小圆环最终到达b 点、d 点时速度为零，即小环最终在圆弧bcd 间运动，则从b 点到c 点的过程，根据机械能守恒定律有mg (R －R cos θ)＝12m v 2c ，小圆环过c 点时，根据牛顿第二定律有N －mg ＝m v 2c R， 根据牛顿第三定律知，小球过c 点时对轨道的压力大小N ′＝N ，得N ′＝18 N ；小圆环从a 点以23v 0的初速度水平向右抛出到弹簧的最大压缩量为x m 的过程中，根据动能定理有mg (h －x m sin θ)－μmg cos θ·x m －W ＝0－12m ⎝⎛⎭⎫23v 02， 其中克服弹簧弹力做的功W ＝12kx 2m， 解得k ＝812.5 N/m.答案 (1)3430 m /s (2)0.75 (3)18 N 812.5 N/m 8．(2017·河北保定调研)如图所示，倾角为θ＝30°的光滑斜面固定在水平地面上，质量均为m 的物块A 与物块B 并排放在斜面上，斜面底端固定着与斜面垂直的挡板P ，轻弹簧一端固定在挡板上，另一端与物块A 连结，A 、B 处于静止状态．若A 、B 黏连在一起，用一沿斜面向上的力F T 缓慢拉物块B ，当拉力F T ＝mg 4时，A 的位移为L ；若A 、B 不黏连，用一沿斜面向上的恒力F 作用在B 上，当物块A 的位移为L 时，A 、B 恰好分离．重力加速度为g ，不计空气阻力，求：(1)恒力F 的大小；(2)请推导F T 与物体A 的位移l 之间的函数关系并画出F T －l 图象，借鉴v －t 图象求直线运动位移的思想和方法计算A 缓慢运动L 的过程中F T 做功大小；(3)A 、B 不黏连，A 与B 刚分离时的速度大小．解析 (1)设弹簧劲度系数为k ，A 、B 黏连，当A 、B 缓慢移动L 时弹簧的压缩量为x ，沿斜面方向根据平衡条件，可得F T ＋kx ＝2mg sin θ，A 、B 不黏连，当A 、B 恰好分离时二者之间的弹力恰好为零，对A 应用牛顿第二定律可得kx －mg sin θ＝ma ，对A 、B 应用牛顿第二定律可得F ＋kx －2mg sin θ＝2ma ， 联立可得F ＝34mg . (2)始终A 、B 静止时弹簧的压缩量为x 0，可得kx 0＝2mg sin θ，当A 的位移为l 时弹簧的压缩量x ′＝x 0－l 根据平衡条件可得F T ＋kx ′＝2mg sin θ，可得F T ＝kl ，图象如图甲所示，A 缓慢运动到位移L ，图象与坐标轴所围面积如图乙中阴影部分所示，所以F T 做功大小WF T ＝mgL 8.(3)设A 通过的位移为L 的过程中弹簧弹力做功大小为W ，分别对两个过程应用动能定理可得WF T －2mgL sin θ＋W ＝0－0，W F －2mgL sin θ＋W ＝12×2m v 2－0， 联立可得v ＝5gL 8. 答案 (1)34mg (2)见解析 (3)5gL 8。