2013届高考物理第一轮复习备考演练试题17

2013届高考物理第一轮复习备考演练试题17

图4－4－12‎ ‎1．如图4－4－12所示，一轻弹簧的左端固定，右端与一小球相连，小球处于光滑水平面上．现对小球施加一个方向水平向右的恒力F，使小球从静止开始运动，则小球在向右运动的整个过程中 (　　)．‎ A．小球和弹簧组成的系统机械能守恒 B．小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大 C．小球的动能逐渐增大 D．小球的动能一直增大 解析　小球在向右运动的整个过程中，力F做正功，由功能关系知小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大，选项A错误，B正确；弹力一直增大，当弹力等于F时，小球的速度最大，动能最大，当弹力大于F时，小球开始做减速运动，速度减小，动能减小，选项C、D错误．‎ 答案　B ‎[来源:Zxxk.Com]‎ 图4－4－13‎ ‎2．如图4－4－13所示，一表面光滑的木板可绕固定的水平轴O转动，木板从水平位置OA转到OB位置的过程中，木板上重为5 N的物块从靠近转轴的位置从静止开始滑到图中虚线所示位置，在这一过程中，物块的重力势能减少了4 J．则以下说法正确的是(　　)．‎ A．物块的竖直高度降低了‎0.8 m B．由于木板转动，物块下降的竖直高度必大于‎0.8 m C．物块获得的动能为2 J D．由于木板转动，物块的机械能必定增加 解析　由重力势能的表达式Ep＝mgh，重力势能减少了4 J，而mg＝5 N，故h＝‎0.8 m，A项正确、B项错误；木板转动，但是木板的支持力不做功，故物块机械能守恒，C、D项错误．‎ 答案　A 图4－4－14‎ ‎3．(2012·盐城调研)如图4－4－14所示，两物体A、B用轻质弹簧相连，静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B 同时由静止开始运动，在运动过程中，对A、B两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度) (　　)．‎ A．机械能守恒[来源:学&科&网Z&X&X&K]‎ B．机械能不断增加 C．当弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大 D．当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体速度为零 解析　F1、F2加在A、B上以后，A、B向两侧做加速度a＝减小的加速运动．当F＝kx时，加速度为零，速度达到最大，以后kx＞F，A、B向两侧做减速运动，至速度减为零时，弹簧伸长到最长，从A、B开始运动到弹簧伸长到最长的过程中，F1、F2都一直做正功，使系统的机械能增加．以后弹簧伸长量减小，F1、F2开始做负功，则系统的机械能减小．‎ 答案　C 图4－4－15‎ ‎4．如图4－4－15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，等于物体机械能的增加量 C．弹簧弹力对物体做的功，等于物体机械能的增加量 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，由功能关系可知，A、B错；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对；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　C 图4－4－16‎ ‎5．(2011·北京二模)如图4－4－16所示，光滑细杆AB、AC在A点连接，AB竖直放置，AC水平放置，两相同的中心有小孔的小球M、N，分别套在AB和AC上，并用一细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放M、N，在运动过程中下列说法中正确的是(　　)．‎ A．M球的机械能守恒 B．M球的机械能减小 C．M和N组成的系统的机械能不守恒 D．绳的拉力对N做负功 解析　由于杆AB、AC光滑，所以M下降，N向左运动，绳子对N做正功，对M做负功，N的动能增加，机械能增加，M的机械能减少，对M、N系统杆对M、N均不做功，系统机械能守恒，故B项正确．‎ 答案　B ‎6．如图4－4－17所示，‎ 图4－4－17‎ 具有一定初速度的物块，沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为‎4 m/s2，方向沿斜面向下，那么在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是 (　　)．‎ A．物块的机械能一定增加 B．物块的机械能一定减少 C．物块的机械能可能不变 D．物块的机械能可能增加，也可能减少 解析　由mgsin 30°＋f－F＝ma，知F－f＝mgsin 30°－ma＝mg×0.5－‎4m>0，即F>f，故F做的正功多于克服摩擦力做的功，机械能增加，选项A正确．‎ 答案　A ‎7．如图4－4－18所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点．轻弹簧左端固定于竖直墙面，现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上．不计滑块在B点的机械能损失；换用相同材料质量为m2的滑块(m2>m1)压缩弹簧到相同位置，然后由静止释放，下列对两滑块说法正确的是 (　　)．‎ 图4－4－18‎ A．两滑块到达B点的速度相同 B．两滑块沿斜面上升的最大高度相同 C．两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同 D．两滑块上升到最高点过程机械能损失不相同 解析　设弹簧的弹性势能为Ep.从D→B过程由能量守恒得．‎ Ep＝mvB2.‎ 因为m2>m1所以选项A错．‎ 从D→最大高度过程．由能量守恒得．‎ Ep＝mgh＋μmgcos θ· 即h＝ 所以选项B、D错，C正确．‎ 答案　C 图4－4－19‎ ‎8．为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图4－4－19所示．当此车减速上坡时，乘客 (　　)．‎ A．处于超重状态 B．受到向前(水平向右)的摩擦力作用 C．重力势能增加 D．所受力的合力沿斜坡向上 解析　当车减速上坡时，因加速度有向下的分量，所以乘客处于失重状态，A错误；乘客的高度增加，重力势能增大，C正确；因为乘客的加速度是沿斜坡向下，故所受合力沿斜坡向下，D错误；乘客受到水平向左的摩擦力作用，B错误．‎ 答案　C 图4－4－20‎ ‎9．如图4－4－20所示，初动能为E0的木块，在粗糙水平面上减速运动，滑行时木块的速度为v、发生的位移为x、受到的阻力为f(f大小不变)、机械能为E、运动时间为t，则不可能正确反映相关物理量之间关系的图象是 (　　)．‎ 解析　由E＝mv2可知选项A正确，由E＝E0－fx可知选项B正确，由E＝m(v0－μgt)2可知选项D正确．‎ 答案　C ‎10．在地面上将一小球竖直向上抛出，上升一定高度后再落回原处，若不计阻力，以向上为正方向，则下述图象能正确反映位移－时间，速度－时间、加速度－时间、重力势能－高度(取地面的重力势能为零)的是 (　　)．‎ 解析　小球竖直向上抛出，不计阻力，以向上为正方向，可得a＝－g，可知选项C正确．位移－时间关系式为s＝v0t－gt2，可知选项A错误．速度－时间关系式为v＝v0－gt，可知选项B错误．重力势能－高度关系式为Ep＝mgh，可知选项D错误．‎ 答案　C ‎[来源:Z.xx.k.Com]‎ ‎11．如图4－4－21所示，水平传送带AB长‎21 m，以‎6 m/s顺时针匀速转动，台面与传送带平滑连接于B点，半圆形光滑轨道半径R＝‎1.25 m，与水平台面相切于C点，BC长s＝‎5.5 m，P点是圆弧轨道上与圆心O等高的一点．一质量为m＝‎1 kg的物块(可视为质点)，从A点无初速释放，物块与传送带及台面间的动摩擦因数均为0.1，则关于物块的运动情况，下列说法正确的是 (　　)．‎ ‎[来源:学科网]‎ 图4－4－21‎ A．物块不能到达P点 B．物块能越过P点做斜抛运动 C．物块能越过P点做平抛运动 D．物块能到达P点，但不会出现选项B、C所描述的运动情况 解析　物块从A点释放后在传送带上做加速运动，假设达到台面之前能够达到传送带的速度v，则由动能定理得，μmgs1＝mv2，得s1＝‎18 m<‎21 m，假设成立．物块以‎6 m/s冲上台面，假设物块能到达P点，则到达P点时的动能EkP，可由动能定理求得，－μmgs－mgR＝EkP－mv2，得EkP＝0，可见，物块能到达P点，速度恰为零，之后从P点滑回来，不会出现选项B、C所描述的运动情况，D正确．‎ 答案　D 图4－4－22‎ ‎12．一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底端等高对接，如图4－4－22所示．已知小车质量M＝‎3.0 kg，长 L＝‎2.06 m，圆弧轨道半径R＝‎0.8 m．现将一质量m＝‎1.0 kg的小滑块，由轨道顶端A点无初速释放，滑块滑到B端后冲上小车．滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ＝0.3.(取g＝‎10 m/s2)试求：‎ ‎(1)滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；‎ ‎(2)小车运动1.5 s时，车右端距轨道B端的距离；‎ ‎(3)滑块与车面间由于摩擦而产生的内能．‎ 解析　(1)滑块从A端下滑到B端，由动能定理得 mgR＝mv02‎ 在B点由牛顿第二定律得N－mg＝m 解得轨道对滑块的支持力N＝3 mg＝30 N ‎(2)滑块滑上小车后，由牛顿第二定律 对滑块：－μmg＝ma1，得a1＝－‎3 m/s2‎ 对小车：μmg＝Ma2，得a2＝‎1 m/s2‎ 设经时间t后两者达到共同速度，则有v0＋a1t＝a2t 解得t＝1 s 由于t＝1 s<1.5 s，‎ 故1 s后小车和滑块一起匀速运动，速度v＝‎1 m/s 因此，1.5 s时小车右端距轨道B端的距离为 s＝a2t2＋v(1.5－t)＝‎‎1 m ‎(3)滑块相对小车滑动的距离为Δs＝t－t＝‎‎2 m 所以产生的内能Q＝μmgΔs＝6 J.‎ 答案　(1)30 N　(2)‎1 m　(3)6 J ‎13．如图4－4－23所示，为一传送装置，其中AB段粗糙，AB段长为L＝‎0.2 m，动摩擦因数μ＝0.6，BC、DEN段均可视为光滑，且BC的始、末端均水平，具有h＝‎0.1 m的高度差，DEN是半径为r＝‎0.4 m的半圆形轨道，其直径DN沿竖直方向，C位于DN竖直线上，CD间的距离恰能让小球自由通过．在左端竖直墙上固定有一轻质弹簧，现有一可视为质点的小球，小球质量m＝‎0.2 kg，压缩轻质弹簧至A点后由静止释放(小球和弹簧不粘连)，小球刚好能沿DEN轨道滑下．求：‎ ‎(1)小球到达N点时速度的大小；‎ ‎(2)压缩的弹簧所具有的弹性势能．‎ ‎[来源:学科网]‎ 图4－4－23‎ 解析　(1)“小球刚好能沿DEN轨道滑下”，在圆周最高点D点必有：mg＝m 从D点到N点，由机械能守恒得：mvD2＋mg×2r ‎＝mvN2＋0‎ 联立以上两式并代入数据得：‎ vD＝‎2 m/s，vN＝‎2 m/s ‎(2)弹簧推开小球过程中，‎ 弹簧对小球所做的功W等于弹簧所具有的弹性势能Ep，‎ 根据动能定理得W－μmgL＋mgh＝mvD2－0‎ 代入数据得W＝0.44 J 即压缩的弹簧所具有的弹性势能为0.44 J．(优选能量守恒)‎ 答案　(1)‎2 m/s　(2)0.44 J