高考物理复习试题20 新人教版

高考物理复习试题20 新人教版

1.一质量均匀的不可伸长的绳索(其重力不可忽略)．A 、B 两端固定在天花板上，如图5－4－5所示，今在最低点C 施加一竖直向下的力将绳索拉至D 点，在此过程中，绳索的重心位置将( )

图5－4－5

A ．逐渐升高

B ．逐渐降低

C ．先降低后升高

D ．始终不变

解析：选A.在下拉过程中，外力做正功，绳索的机械能增加，而动能又不变，故重力势能增大，重心上升．

2．一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物块做的功等于( )

A ．物块动能的增加量

B ．物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和

C ．物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和

D ．物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和

解析：选D.物块在运动过程中有重力和摩擦力做功，在物块的运动过程中，由动能定理W ＝ΔE k 得：

W G －W f ＝ΔE k ，即W G ＝ΔE k ＋W f .

从上式可见，重力做功，重力势能减少，减少的重力势能一部分增加物体的动能，一部分克服摩擦力做功，D 选项正确．

3．如图5－4－6所示，一小球从光滑圆弧轨道顶端由静止开始下滑，进入光滑水平面又压缩弹簧．在此过程中，小球重力势能和动能的最大值分别为E p 和E k ，弹簧弹性势能的最大值为E p ′，则它们之间的关系为( )

图5－4－6

A ．E p ＝E k ＝E p ′

B ．E p >E k >E p ′

C ．E p ＝E k ＋E p ′

D ．

E p ＋E k ＝E p ′

解析：选A.当小球处于最高点时，重力势能最大；当小球刚滚到水平面时重力势能会全部转化为动能，此时动能最大；当小球压缩弹簧到最短时动能全部转化为弹性势能，弹性势能最大．由机械能守恒定律可知E p ＝E k ＝E p ′，故答案选A.

4．如图5－4－7所示，一长为2l 的轻杆中央有一光滑的小孔O ，两端各固定质量为2m 和m 的A 、B 两个小球，光滑的铁钉穿过小孔垂直钉在竖直的墙壁上，将轻杆从水平位置由静止释放，转到竖直位置，在转动的过程中，忽略一切阻力．下列说法正确的是( )

图5－4－7

A ．杆转到竖直位置时，A 、

B 两球的速度大小相等为

gl

3

B ．杆转到竖直位置时，杆对B 球的作用力向上，大小为1

3

mg

C ．杆转到竖直位置时，B 球的机械能减少了4

3

mgl

D ．由于忽略一切摩擦阻力，A 球机械能一定守恒

解析：选B.忽略一切摩擦阻力时，系统的机械能守恒．两球转动半径相等，则任一时刻

的速率相等．取初始位置为重力势能的零点，有0＝－2mgl ＋mgl ＋12(m ＋2m )v 2

，可得v ＝

2gl 3，A 错误；则B 球在最高点时所需向心力为F 向＝mv 2

l ＝2

3

mg ，故杆应对B 有向上的支持力，大小为13mg ，B 正确；此时B 球的机械能为mgl ＋12mv 2＝43mgl ＞0，故增加了4

3

mgl ，C 错误；

系统的机械能守恒，而B 球机械能增加，则A 球的机械能一定减少同样多，D 错误．

5．(2011年江苏泰州联考)如图5－4－8所示，半径为R 的金属环竖直放置，环上套有一质量为m 的小球，小球开始时静止于最低点．现给小球一冲击，使它以初速度v 0沿环上滑，已知v 0＝6Rg .求：

图5－4－8

(1)若金属环光滑，小球运动到环的最高点时，环对小球作用力的大小和方向．

(2)若金属环粗糙，小球运动到环的最高点与环恰无作用力，小球从最低点运动到最高点的过程中克服摩擦力所做的功．

解析：(1)设小球到最高点速度为v 1，金属环光滑，由机械能守恒定律得： 12mv 20＝12

mv 2

1＋2mgR 解得：v 1＝2gR

在最高点mg ＋N ＝m v 21R

解得：N ＝mg ，方向竖直向下．

(2)小球在最高点与环作用力恰为0时，设速度为v 2

则mg ＝m v 22

R

解得：v 2＝gR

从最低点到最高点，由动能定理得：

－mg 2R －W 克＝12mv 22－12mv 2

解得：W 克＝1

2

mgR .

答案：(1)mg 方向竖直向下 (2)1

2mgR