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2015高考物理一轮复习 章末检测(五)


章末检测(五) (时间:60 分钟,分值:100 分)

一、单项选择题(本大题共 5 小题,每小题 6 分,共 30 分,每小题只有一个选项符合题 意) 1. 如图所示, 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,Ff 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 Ff≠0,Ff、FN、G 都做功 B.加速过程中 Ff≠0,FN 不做功 C.加速过程中 Ff=0,FN、G 都做功 D.匀速过程中 Ff=0,FN、G 都不做功 2.测定运动员体能的一种装置如图所示,运动员质量为 m1,绳拴在腰间沿水平方向跨 过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),下悬一个质量为 m2 的重物,人用力蹬传送带而人的重心不 动,使传送带以速率 v 匀速向右运动.下列四种说法正确的是( )

A.人对传送带不做功 B.人对传送带做负功 C.人对传送带做功的功率为 m2gv D.人对传送带做功的功率为(m1+m2)gv 3. (2014· 余姚中学模拟)质量为 m 的汽车, 启动后发动机以额定功率 P 沿水平道路行驶, 经过一段时间后以速度 v 匀速行驶. 若行驶中受到的摩擦阻力大小不变, 则在加速过程中车 v 速为 时,汽车的加速度为( ) 3 3P 2P A. B. mv mv P C. D.0 mv 4. (2014· 南昌调研)如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一质量为 m 的小球向右滑 行,并冲上固定在地面上的斜面.设物体在斜面最低点 A 的速度为 v,压缩弹簧至 C 点时弹 簧最短,C 点距地面的高度为 h,不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失,则小球在 C 点时 弹簧的弹性势能为( )

1 A.mgh- mv2 2 1 2 C.mgh+ mv 2

1 B. mv2-mgh 2 D.mgh

5.(2012· 高考福建卷)如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块 A、B 用 轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦).初始时刻,A、B 处于同一高度并恰好处于 静止状态.剪断轻绳后 A 下落、B 沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块( )

A.速率的变化量不同 B.机械能的变化量不同 C.重力势能的变化量相同 D.重力做功的平均功率相同 二、不定项选择题(本大题共 4 小题,每小题 6 分,共 24 分,每小题至少有一个选项符 合题意) 6.(原创题)一质点在 0~15 s 内竖直向上运动,其加速度—时间变化的图象如图所示, 若取竖直向下为正,g 取 10 m/s2,则下列说法正确的是( )

A.质点的机械能不断增加 B.在 0~5 s 内质点的动能减小 C.在 10~15 s 内质点的机械能一直增加 D.在 t=15 s 时质点的机械能大于 t=5 s 时质点的机械能 7.(2014· 杭州模拟)如图所示,小球以初速度 v0 从光滑斜面底部向上滑,恰能到达最大 高度为 h 的斜面顶部.图中 A 是内轨半径大于 h 的光滑轨道,B 是内轨半径小于 h 的光滑 1 1 轨道,C 是内轨半径等于 h 的光滑轨道,D 是长为 h 的轻棒,其下端固定一个可随棒绕 O 2 2 点向上转动的小球.小球在底端时的初速度都为 v0,则小球在以上四种情况中能到达高度 h 的有( )

8.(2014· 北京西城区期末测试)如图所示,物体以一定的初速度从倾角 α=37° 的斜面底 端沿斜面向上运动,上升的最大高度为 3.0 m.选择地面为参考平面,上升过程中,物体的 机械能 E 随高度 h 的变化关系如图乙所示. g=10 m/s2, sin 37° =0.60, cos 37° =0.80.则( )

A.物体的质量 m=0.67 kg B.物体与斜面之间的动摩擦因数 μ=0.40 C.物体上升过程中的加速度大小 a=10 m/s2 D.物体回到斜面底端时的动能 Ek=10 J

9.如图所示,倾角为 30° 的斜面体置于水平地面上.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,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,在其下摆过程中,斜面体始终保持静止,下列判断中正确的 是( )

A.物块 B 受到的摩擦力先减小后增大 B.地面对斜面体的摩擦力方向一直向右 C.小球 A 的机械能减小 D.小球 A 的机械能不守恒,A、B 系统的机械能守恒 三、实验题(本大题共 2 小题,共 16 分,按题目要求作答)

10.(8 分)(2014· 温州模拟)某高中探究学习小组欲验证动能定理,他们在实验室组装了 一套如图所示的装置.置于长木板上的滑块一开始处于静止状态,A、B 是两个光电门,用 细线将滑块通过一个定滑轮与一小沙桶相连,小沙桶内放适量细沙,释放小桶,让滑块做加 速运动. (1)本实验中有一个重要的疏漏是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (2)本实验除了需要测量滑块经过光电门 A、B 处的速度 v1、v2 之外,还需要测量的物理 量有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (每个物理量都要标上相应的字母) (3)本实验最终要验证的数学表达式为 ________________________________________________________________________ [请用 v1、v2 和第(2)问中的物理量表示]. 11.(8 分)在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为 m=200 g 的重物自由下落,打点 计时器在纸带上打出一系列的点, 选取一条符合实验要求的纸带如图所示. O 为纸带下落的 起始点,A、B、C 为纸带上选取的三个连续点.已知打点计时器每隔 T=0.02 s 打一个点, 当地的重力加速度为 g=9.8 m/s2,那么

2 (1)计算 B 点瞬时速度时,甲同学用 vB =2gxOB,乙同学用 vB=

xAC .其中所选择方法正确 2T

的是________(填“甲”或“乙”)同学. (2)同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力,为 此他计算出纸带下落的加速度为______m/s2,从而计算出阻力 Ff=________N. (3)若同学丁不慎将上述纸带从 OA 之间扯断,他仅利用 A 点之后的纸带能否实现验证 机械能守恒定律的目的?________.(填“能”或“不能”)

四、计算题(本大题共 2 小题,共 30 分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算

的要注明单位) 12.(14 分)(2014· 潍坊模拟) 如图所示,水平传送带 AB 的右端与在竖直面内用内径光 滑的钢管弯成的“9”形固定轨道相接,钢管内径很小.传送带的运行速度 v0=4.0 m/s,将质 量 m=0.1 kg 可看做质点的滑块无初速度地放在传送带的 A 端.已知传送带长度 L=4.0 m, “9”字全高 H=0.6 m,“9”字上半部分圆弧半径 R=0.1 m,滑块与传送带间的动摩擦因数 μ =0.2,重力加速度 g=10 m/s2,求:

(1)滑块从传送带 A 端运动到 B 端所需要的时间; (2)滑块滑到轨道最高点 C 时对轨道作用力的大小和方向.

13. (16 分) 钓鱼岛是我国固有领土, 决不允许别国侵占, 近期, 为提高警惕保卫祖国, 我国海军为此进行了登陆演练.如图所示,假设一艘战舰因吨位大吃水太深,只能停锚在离 海岸登陆点 s=1 km 处.登陆队员需要从较高的军舰甲板上,利用绳索下滑到登陆快艇上再 行登陆接近目标,若绳索两端固定好后,与竖直方向的夹角 θ=30° ,为保证行动最快,队 员甲先无摩擦自由加速滑到某最大速度,再靠摩擦匀减速滑至快艇,速度刚好为零,在队员 甲开始下滑时, 队员乙在甲板上同时开始向快艇以速度 v0=3 3 m/s 平抛救生圈, 第一个刚 落到快艇,接着抛第二个, 结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达快艇,若人的质量为 m,重力加速度 g=10 m/s2,问:

(1)军舰甲板到快艇的竖直高度 H 及队员甲在绳索上运动的时间 t0; (2)若加速过程与减速过程中的加速度大小相等,则队员甲在何处速度最大?最大速度 是多大? (3)若快艇额定功率为 5 kW,载人后连同装备总质量为 103 kg,从静止开始以最大功率 向登陆点加速靠近,到达岸边时刚好能达到最大速度 10 m/s,快艇在水中受到的阻力恒定, 求快艇运动的时间 t′.

详解答案与解析: 1.[解析]选 A.加速过程中,水平方向的加速度由摩擦力 Ff 提供,所以 Ff≠0,Ff、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. 2. [解析]选 C.由于人静止不动, 传送带给人的摩擦力大小为 Ff=m2g、 方向向左, 那么,

人对传送带的摩擦力方向向右、大小也是 m2g.这个力对传送带做正功,人对传送带做功的 功率为 P=Fv=m2gv.故 C 选项正确. P 3.[解析]选 B.设阻力为 Ff,以 v 匀速行驶时有: =Ff, v v P 以 行驶时有: -Ff=ma, 3 v/3 2P 解得:a= ,B 正确. mv 4.[解析]选 B.由题意可知,在小球运动过程中,小球与弹簧整体的机械能守恒,由机 1 械能守恒定律可得 mv2=Ep+mgh,对比各选项可知,答案选 B. 2 5.[解析]选 D.剪断轻绳后两物块运动中机械能守恒.着地时的速率皆为 2gh,故 A、 B 皆错误. 由剪断轻绳前的平衡状态可得 mAg=mBgsin θ, 故重力势能变化量 mAgh=mBghsin v0+vt 1 1 θ < mBgh , C 错 误 . 由 P = F·v · cos α 及 v = 得 P A = mAg 2gh , P B = 2 2 2 1 mBg 2gh· cos(90° -θ)= mBg 2ghsin θ,故可知 P A= P B,D 正确. 2 6. [解析]选 BD.在 0~5 s 质点相当于仅受重力作用, 质点的机械能守恒, 选项 A 错误; 由于质点向上运动,在 0~5 s 质点竖直上抛,重力势能增加,动能减小,选项 B 正确;由 牛顿第二运动定律可得在 5 s~10 s 时间内,质点受到竖直向上的作用力大小与 10 s~15 s 竖直向下除重力之外的作用力等大,故 10 s~15 s 时间内除重力之外的作用力做负功,质点 的机械能减小,选项 C 错误;由于质点做减速运动,在 5 s~10 s 运动的位移比 10 s~15 s 位移大,故在 5 s~10 s 竖直向上的作用力所做的正功大于 10 s~15 s 竖直向下的作用力所 做的负功,故整个过程中除重力之外的作用力做正功,质点的机械能增加,选项 D 正确. 1 7.[解析]选 AD.B、C 项中当小球过 圆周后,由于小球运动速度过小,将脱离轨道做 4 抛体运动,水平分速度一定不为 0,所以由机械能守恒定律得小球运动的最大高度一定小于 h,B、C 项错误.综上所述 A、D 项正确. 8.[解析]选 CD.上升过程,由动能定理得,-(mgsin α+μmgcos α)· hm/sin α=0-E1,摩 擦生热 μmgcos α·hm/sin α=E1-E2,解得 m=1 kg,μ=0.50,故 A、B 错误;物体上升过程 中的加速度大小 a=gsin α+μgcos α=10 m/s2,故 C 正确;上升过程中的摩擦生热为 E1-E2 =20 J, 下降过程摩擦生热也应为 20 J, 故物体回到斜面底端时的动能 Ek=50 J-40 J=10 J, D 正确. 9.[解析]选 AB.初始时 OA 段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力),由此得 B 与斜面间 的摩擦力为 2mg,又 A 物体在下摆过程中,对绳子的最大拉力为 3mg,所以 B 物体所受的 摩擦力由向上的 2mg 改为向下的 mg, 故 B 物体始终保持静止. 由此, A 正确, C、 D 错误. 又 OA 的拉力方向始终向左,则地面对斜面体的摩擦力方向一直向右,B 正确. 10.(1)未平衡摩擦力 (2)滑块的质量 M、小沙桶和细沙的总质量 m、两个光电门之间的距离 L 1 1 (3)mgL= Mv2 - Mv2 2 2 2 1 xAC 11.[解析](1)如用 v2 . B=2gxOB 求 vB,就等于认为机械能已经守恒了,应选用 vB= 2T 2 (2)由 Δx=aT 知 Δx BC - AB a= 2 = T T2 - [23.23-19.20-?19.20-15.55?]×10 2 = m/s2 2 0.02 =9.5 m/s2 由 mg-Ff=ma 知 Ff=mg-ma=0.06 N. 1 2 2 (3)能.可利用 m(v2 -v1)=mgh12 验证. 2

[答案](1)乙 (2)9.5 0.06 (3)能 12.[解析](1)滑块在传送带上加速运动时,由牛顿第二定律知 μmg=ma(2 分) 得 a=μg=2 m/s2(1 分) 加速到与传送带速度相同时所需要的时间 v0 t= =2 s(1 分) a 1 位移 x= at2=4 m(2 分) 2 此时滑块恰好到达 B 端,即滑块从 A 端运动到 B 端的时间 t=2 s.(1 分) (2)滑块从 B 到 C 的过程中,由机械能守恒定律得 1 2 1 2 mgH+ mvC = mv0(2 分) 2 2 在 C 点,设轨道对滑块的弹力方向竖直向下,由牛顿第二定律得 mv2 C FN+mg= (2 分) R 联立解得 FN=3 N(2 分) 由牛顿第三定律知滑块对轨道的作用力 F′N=FN=3 N,方向竖直向上.(1 分) [答案](1)2 s (2)3 N 方向竖直向上 13.[解析](1)设救生圈做平抛运动的时间为 t,有 1 H= gt2①(2 分) 2 Htan θ=v0t②(2 分) 设人下滑时间为 t0,由题意知:t0=2t③(1 分) 联立①②③得:H=16.2 m,t0=3.6 s.(2 分) (2)由几何关系得:绳索长 L=H/cos 30° =18.7 m.(1 分) 1 因加速过程与减速过程的加速度大小相等, 所以, 甲在绳索中点处速度最大, 由 vmt×2 2 =L(2 分) L 得 vm= =10.39 m/s(1 分) t 1 2 (3)加速过程有 Pt′-Ffs= Mv′m ④(2 分) 2 P 加速到匀速时 v′m= ⑤(1 分) Ff 联立④⑤解得 t′=1.1×102 s.(2 分) [答案](1)16.2 m 3.6 s (2)绳索中点处 10.39 m/s (3)1.1×102 s


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